CN112512902B - 用于车辆的容器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的容器装置(1)，所述容器装置包括容器(10)，所述容器布置在车身结构(3)的封闭的空腔(5)中；本发明还涉及一种用于制造车身结构(3)的方法，该车身结构具有这种用于车辆的容器装置(1)。根据本发明，设置有至少一个机械接口(14)，其具有容器侧的第一连接件(14.1)和车身侧的第二连接件(14.2)，所述至少一个机械接口被设计为用于将容器(10)固定在车身结构(3)上且还用于填充和/或排空容器(10)。

Description

用于车辆的容器装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的容器装置。此外本发明涉及一种用于制造具有这种容器装置的车身结构的方法。

背景技术

用于车辆的容器装置在多种变型中已知。在当前的车辆方案中使用不同的容器用于存储液体。因此例如可以存储用于运行喷射系统或者用于传感器和窗玻璃清洁的水。另一种应用例如是用于尾气再处理(SCR)的含氨的液体的存储。所需的液体量在从一升直至25升的范围内。为此，必须将相应的容器集成到车辆的本已受限的结构空间中。容器根据目前状态的安置导致了可由客户使用的车辆体积的缩小，例如在客舱或行李舱中的体积的缩小。因此有利的是，将容器集成到原本存在的车身空腔中。

例如由DE 10 2015 012 100 B3已知用于机动车的结构部件，该结构部件具有至少一个通过结构部件的至少一个壁元件至少部分地界定的空腔和至少一个通至空腔的进入开口。在此，在空腔的至少一个分区域中布置有至少一个空腔元件，该空腔元件形成了压力存储器。该空腔元件至少局部地支承在壁元件上。该空腔元件通过将预聚合物喷射到空腔中且其随后交联成弹性体而形成。

然而这一点对于集成到车身中的容器来说并不能适用于液体，因为车身空腔在安装时根据通常的结构类型由于车辆的结构情况不能再进入。此外，对于车辆的整体结构而言下述情况可能被视为不利的，即，必须实现维修开口、活门等用于进入。容器在车身安装中仅在制造车身时才能被插入，然后容器还必须经受整个制造流程，包括经过涂漆车间(经过KTL-池、干燥器炉)。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于车辆的容器装置以及用于制造具有这种容器装置的车身结构的方法，该容器装置在没有包装损失的情况下使用现有的车身空腔并且在车辆使用寿命内实现了该容器装置的可靠的功能。

所述目的通过根据本发明的用于车辆的容器装置和用于制造车身结构的方法来实现，所述容器装置包括容器，所述容器布置在车身结构的封闭的空腔中，设置有至少一个机械接口，该至少一个机械接口具有容器侧的第一连接件和车身侧的第二连接件，所述至少一个机械接口被设计为用于将容器固定在车身结构上且还用于填充和/或排空容器，其中，在构造在容器的外套与空腔的通过车身结构构成的壁之间的环状间隙中装入能通过温度作用而膨胀的材料。

为了提供用于车辆的容器装置——该容器装置在没有包装损失的情况下使用现有的车身空腔并且在车辆使用寿命内实现了该容器装置的可靠的功能。设置有至少一个机械接口，其具有容器侧的第一连接件和车身侧的第二连接件，所述至少一个机械接口被设计为用于将容器固定在车身结构上且还用于填充和/或清空容器。

因此，用于车辆的容器装置包括容器，该容器布置在车身结构的封闭的空腔中。

此外提出了一种用于制造车身结构的方法，该车身结构具有至少一个封闭的空腔和这种容器装置，所述方法包括下述步骤：预制车身结构直至仍然能进入空腔的点。将容器装入还能进入的空腔中，其中，在容器的外套与空腔的通过车身结构构成的壁之间这样装入能通过温度作用而膨胀的材料，使得在容器的外套与空腔的通过车身结构构成的壁之间保留环状构成的间隙。借助于机械接口紧固容器。封闭容器的可能的开口。完成车身结构并且封闭空腔。这样加热车身结构，使得能膨胀的材料、特别是在车身结构的涂层过程中膨胀且至少局部地填满环状间隙，并且由此进一步紧固容器。

在车辆车身的车身结构中，由于设计原因存在许多可以容纳液体体积的封闭空腔。在根据本发明的容器装置的实施方式中，在车身安装的区域中装入形状稳定的、接近最终轮廓的然而仍是柔性的容器。该容器利用车身结构被紧固在接口处，其中，接口同时作为转接器用于在运行中填充和排空容器。容器可以构造成，使得容器可以承受在经过干燥器时出现的温度负荷和必要时由于热膨胀引起的体积变化。

在容器装置的有利的设计方案中，可以在容器的外套与空腔的通过车身结构构成的壁之间的环状构成的间隙中装入能通过温度作用而膨胀的材料。相对于车身结构的环状的间隙以有利的方式简化了容器的置入，并且在车身结构经过KTL-池(KTL：阴极电泳涂装)时能够使KTL液体从四周冲刷车身结构并且沉积以形成防腐蚀保护以及最后又可以从空腔中排出。在经过KTL-池之后通过加热车身构件，能膨胀的材料可以膨胀，从而通过温度作用而膨胀的材料至少局部地填满在外套与空腔的壁之间的环状间隙。由此，容器被紧固在车身结构上的多个附加的部位处。此外，膨胀的材料在行驶运行中防止或降低了容器相对于周围的车身结构的相对运动。由此，还可以防止或至少减少在表面之间、特别是在容器与板凸肩、裂口、搭接端部、板的切口毛刺等之间的磨损负荷，从而长期地不会因泄漏对容器造成不允许的局部损坏。

在容器装置的另一个有利的设计方案中，容器可以具有用于稳定和/或用于抑制晃动噪声的内部支承结构。由此在未完全填满流体的容器中可以防止或者至少降低在行驶运行中形成的晃动噪声，这种晃动噪声可能被客户感觉为干扰性的。在此，内部支承结构可以包括至少一个开放泡状的成型泡沫部件/泡沫成型构件或至少一个加筋的注塑件。这使得能够简单且成本经济地实现进行支承的、然而仍是柔性的且可穿透的支承结构，该支承结构在车辆运行中防止或者至少降低晃动噪声。

在容器装置的另一个有利的设计方案中，第一连接件可以被设计为连接板，该连接板可以具有至少一个流体通道和第一固定部件，所述第一固定部件可以与第二连接件的第二固定部件共同作用以用于将容器固定在车身结构上。该连接板例如可以由金属材料制成，然而也可以由塑料制成。在此，连接板例如可以包括带有或不带有螺纹的柱形杆，从而连接板可以与车身结构螺纹连接或者压接。此外，第一连接件可以具有用于输入或排出流体的部件和/或用于接触在第一连接件上布置的传感器装置的电接触元件。

在容器装置的另一个有利的设计方案中，容器的外套可以多层地由能被相应硫化的天然橡胶和/或合成橡胶构成。此外，第一连接件可以被硫化到容器的外套中。

在用于制造车身结构的方法的另一个有利的设计方案中，可以将能膨胀的材料作为层至少局部地施加到外套的外侧上和/或施加到空腔的壁的内侧上。在此，例如可以将能膨胀的材料仅施加到外套的外侧上或施加到壁的内侧上。另选地，可以将能膨胀的材料施加到外套的外侧上且也施加到壁的内侧上。

以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能在分别给出的组合中、而且也能在其它组合中或单独地使用，而不脱离本发明的范围。因此在附图中未详尽地示出或说明的实施方式也可视为由本发明包含和公开，然而这些实施方式能通过分离的特征组合由所说明的实施方式中获悉和产生。

附图说明

在附图中示出并且在下面的说明书中详细阐述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记表示执行相同的或类似的功能的组件或者说元件。图中示出：

图1示出在制造车身结构期间在加热车身结构之前的第一状态中根据本发明的用于车辆的容器装置的一个实施例的示意性剖视图；和

图2示出在加热车身结构之后的第二状态中用于图1中的车辆的根据本发明的容器装置的示意性剖视图。

具体实施方式

如从图1和图2可以看出，用于车辆的容器装置1的所示出的实施例具有容器10，该容器布置在车身结构3的封闭的空腔5中。

根据本发明设置有至少一个机械接口14，其具有容器侧的第一连接件14.1和车身侧的第二连接件14.2，该机械接口被设计为用于将容器10固定在车身结构3上且还用于填充和/或排空容器10。

优选地，车身结构3由金属材料、如钢和/或铝制成，偶尔也可以使用塑料构件。例如板材、型材或铸件可以作为半成品。在构件中可能存在裂口、孔、凹凸结构

卷边等。在材料边棱上可能存在切口毛刺。为了在随后的过程中能用KTL液体填充空腔5并且排出该液体，设置直径约20mm的孔。在车身结构中的封闭的空腔5通过车身结构3的各个构件的布置或嵌套形成。所述构件在车身安装中被依次组装，从而在制造期间的某个确定时刻可以进入空腔5。在车身安装结束后，空腔5被关闭并且因此不能再进入。

容器10具有预制的形状稳定的、然而仍是柔性的外套12。容器10的外套12在所示出的实施例中多层地由被相应硫化的天然橡胶和/或合成橡胶以接近最终轮廓的方式构成。层的数量或厚度、其布置和其材料成分关于强度和稳定性适配于以后的功能性。为了机械支撑，可以考虑在各个层之间设置例如形式为金属丝织品的插入件。

如从图1和图2可以进一步看出，容器10的外套12包围内部支承结构18，该内部支承结构保留在容器10中。该内部支承结构18的任务是使容器10稳固且防止或至少抑制晃动噪声。在示出的实施例中，内部支承结构18被设计为开放泡状的成型泡沫部件，该成型泡沫部件相应地与功能和制造条件、例如在经过涂漆车间的热干燥器时的热负荷相配合。另选地，内部支承结构18还可以由加筋的注塑件制成，该注塑件例如由玻璃纤维增强的聚酰胺制成。

如从图1可进一步看出，在容器10的外套12与空腔5的通过车身结构3构成的壁之间的环状构成的间隙7中装入能通过温度作用而膨胀的材料。如从图1可进一步看出，在示出的实施例中所述能膨胀的材料作为层16仅被施加到容器10的外套12的外侧上。容器10以接近最终轮廓的方式构成，其中，在具有被施加的能膨胀的层16的容器10与车身结构3的界定空腔5的壁之间保留的间隙7优选具有5mm至10mm的宽度，以便为容器10的安装提供自由通道并且在制造车身结构3期间在随后的过程中能用KTL液体填充空腔5并且排出该KTL液体。容器10仅在机械接口14处接触车身结构3。

如从图2可进一步看出，膨胀的层16A的通过温度作用而膨胀的材料在示出的实施例中完全填满在外套12与空腔5的壁之间的环状间隙7。在容器装置1的一个未示出的实施例中，膨胀的层16A的通过温度作用而膨胀的材料仅局部地或部分地填满在外套12与空腔5的壁之间的环状间隙7。在另一个未示出的实施例中，能膨胀的材料作为层16仅被施加到空腔5的壁的内侧上。另选地，在容器装置1的另一个未示出的实施例中，能膨胀的材料可以被施加到外套12的外侧上以及空腔5的壁的内侧上。原则上，也可以将能膨胀的层16施加到附加的载体上并且将其一同固定在空腔5中。优选地，基于橡胶或环氧树脂的能鼓起的泡沫可以用作在工艺流程中例如通过在经过漆干燥器时的热作用可增加体积的能膨胀的材料。该材料在施加后进行干燥(grifftrocken)，然而总是还具有反应性。当然还可以使用其它适合的能膨胀的材料。

如从图1和图2可进一步看出，在示出的实施例中在容器10的一个部位处集成有设计为连接板的第一连接件14.1。在示出的实施例中，第一连接件14.1被硫化到多层的外套12中。设计为连接板的第一连接件14.1可以由金属材料和/或由塑料制成。第一连接件14.1包括用于将容器10与车身结构3连接的部件。此外在示出的实施例中，第一连接件14.1包括：第一流体通道14.3，该第一流体通道用作进口并且可以与进口软管连接；和第二流体通道14.4，该第二流体通道用作出口并且可以与出口软管连接。此外，第一连接件14.1包括传感器装置14.5，通过该传感器装置例如可以查明在容器10中的液位或所填充流体的特性、例如温度、压力等。在车身结构3的限定空腔5的壁的至少一个部位处设置有作为与第一连接件14.1的配合件的第二连接件14.2，其具有相应的开口和固定部件。第一连接件14.1和第二连接件14.2一起形成了用于将容器10固定在车身结构3中且用于填充和排空容器10的机械接口14。

根据本发明的用于制造具有至少一个封闭的空腔5和上述容器装置1的车身结构3的方法包括以下步骤：预制车身结构3直至仍然能进入空腔5的点。将容器1装入还能进入的空腔5中，其中，在容器10的外套12与空腔5的通过车身结构3构成的壁之间这样装入能通过温度作用而膨胀的材料，使得在容器10的外套12与空腔5的通过车身结构3构成的壁之间保留环状构成的间隙7。借助于机械接口14紧固容器10并且例如通过阀、罩等封闭容器10的可能的开口，完成车身结构3并且封闭空腔5。这样加热车身结构3，使得能膨胀的材料、特别是在车身结构3的涂层过程中膨胀且至少局部地填满环状间隙7，并且由此进一步紧固容器10。

在涂层过程期间，整个车身经过涂漆过程，包括清洁、KTL-填充、涂漆和干燥。在用于根据本发明的容器装置1的材料选择中，在阴极电泳涂装(KTL)时考虑不同的工艺界限，例如在底部区域中在约20分钟的持续时间内直至160℃的低焙烧温度或者在顶部区域中在约20分钟的持续时间内直至205℃的高焙烧温度。此外，在温度为直至210℃时以约45分钟的停机时间经过不同的干燥器，例如批嵌料干燥器、清漆干燥器。由于在经过干燥器时温度升高，在之前封闭的容器10中的内压升高了约0.6bar。所形成的向外的力作用导致了容器10或者说容器的外套12利用由能膨胀的材料制成的层16压靠到车身结构3的界定空腔5的壁上。当需要相应的应用时，在各个情况下可以采取降压措施、例如过压阀，或者采取升压措施、例如预加载过压。

在所示出的实施例中，当首次经过干燥器时，该材料膨胀并且围绕容器10的膨胀的层16A完全填满在外套12与空腔5的壁之间的环状间隙7。通过将容器10压靠到车身结构3的界定空腔5的壁上，有助于使膨胀的层16A良好地附着到周围的表面上。在安装区域中，容器10的被安置的封闭件被去除，并且安置用于流体通道14.3，14.3的相应的软管和用于传感器装置14.5的电缆。

附图标记列表：

1 容器装置

3 车身结构

5 空腔

7 间隙

10 容器

12 外套

14 机械接口

14.1 第一(车身侧的)连接件

14.2 第二(容器侧的)连接件

14.3 第一流体通道(进口)

14.4 第二流体通道(出口)

14.5 传感器装置

16 能膨胀的层

16A 膨胀的层

18 支承结构

Claims (10)

1.一种用于车辆的容器装置(1)，所述容器装置包括容器(10)，所述容器布置在车身结构(3)的封闭的空腔(5)中，

其特征在于，

设置有至少一个机械接口(14)，该至少一个机械接口具有容器侧的第一连接件(14.1)和车身侧的第二连接件(14.2)，所述至少一个机械接口被设计为用于将容器(10)固定在车身结构(3)上且还用于填充和/或排空容器(10)，其中，在构造在容器(10)的外套(12)与空腔(5)的通过车身结构(3)构成的壁之间的环状间隙(7)中装入能通过温度作用而膨胀的材料。

2.根据权利要求1所述的容器装置(1)，

其特征在于，

通过温度作用而膨胀的材料至少局部地填满在外套(12)与空腔(5)的壁之间的环状间隙(7)。

3.根据权利要求1或2所述的容器装置(1)，

其特征在于，

容器(10)具有用于稳定和/或用于抑制晃动噪声的内部支承结构(18)。

4.根据权利要求3所述的容器装置(1)，

其特征在于，

内部支承结构(18)包括至少一个开放泡状的成型泡沫部件或至少一个加筋的注塑件。

5.根据权利要求1或2所述的容器装置(1)，

其特征在于，

第一连接件(14.1)被设计为连接板，该连接板具有至少一个流体通道(14.3，14.4)和第一固定部件，所述第一固定部件与第二连接件(14.2)的第二固定部件共同作用以用于将容器(10)固定在车身结构上。

6.根据权利要求1或2所述的容器装置(1)，

其特征在于，

容器(10)的外套(12)多层地由被相应硫化的天然橡胶和/或合成橡胶构成。

7.根据权利要求5所述的容器装置(1)，

其特征在于，

第一连接件(14.1)被硫化到容器(10)的外套(12)中。

8.一种用于制造车身结构(3)的方法，所述车身结构具有至少一个封闭的空腔(5)和根据权利要求1至7中任一项所述的容器装置(1)，所述方法包括下述步骤：

预制车身结构(3)直至仍然能进入空腔(5)的点，

将容器(10)装入还能进入的空腔(5)中，其中，在容器(10)的外套(12)与空腔(5)的通过车身结构(3)构成的壁之间这样装入能通过温度作用而膨胀的材料，使得在容器(10)的外套(12)与空腔(5)的通过车身结构(3)构成的壁之间保留环状构成的间隙(7)，

借助于机械接口(14)紧固容器(10)，

封闭容器(10)的可能的开口，

完成车身结构(3)并且封闭空腔(5)，

这样加热车身结构(3)，使得能膨胀的材料膨胀且至少局部地填满环状间隙(7)，并且由此进一步紧固容器(10)。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，能膨胀的材料在车身结构(3)的涂层过程中膨胀。

10.根据权利要求8或9所述的方法，

其特征在于，

将能膨胀的材料作为层(16)至少局部地施加到外套(12)的外侧上和/或施加到空腔(5)的壁的内侧上。

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