DE10107075B4

DE10107075B4 - Kraftstoffbehälter und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE10107075B4
Application number: DE10107075A
Authority: DE
Inventors: Albert Boecker
Original assignee: TI Automotive Technology Center GmbH
Current assignee: TI Automotive Technology Center GmbH
Priority date: 2000-02-14
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2021-02-14
Also published as: US6712234B2; JP2001341536A; JP4746187B2; US20010013516A1; BR0101847B1; DE10107075A1; BR0101847A

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffbehälters für ein Kraftfahrzeug, bei dem zunächst ein aus einem zu einem Kraftstoffbehälter formbaren Polymer bestehender Vorformling bereit gestellt wird, bei dem mindestens eine Kraftstoffsystemkomponente an einem Trägerelement angeordnet wird und bei dem das Trägerelement mit der daran angeordneten Kraftstoffsystemkomponente im Inneren des Vorformlings angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling unter Bildung des Kraftstoffbehälters um das Trägerelement herum ausgeformt wird, wobei das Trägerelement in dem Vorformling derart angeordnet wird, dass es bei in das Fahrzeug eingebautem Kraftstoffbehälter im Wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert ist, so dass das Trägerelement eine Schwallwand bildet, die Schwallbewegungen von in dem Behälter vorhandenen Kraftstoff entgegen wirkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffbehälters für ein Kraftfahrzeug, bei dem zunächst ein aus einem zu einem Kraftstoffbehälter formbaren Polymer bestehender Vorformling bereit gestellt wird, bei dem mindestens eine Kraftstoffsystemkomponente an einem Trägerelement angeordnet wird und bei dem das Trägerelement mit der daran angeordneten Kraftstoffsystemkomponente im Inneren des Vorformlings angeordnet wird. Die Erfindung betrifft weiter einen derart hergestellten Kraftstoffbehälter.
Bei herkömmlichen Kraftstoffbehältern werden bestimmte Komponenten, die zum Betrieb des Kraftstoffsystems erforderlich sind, wie beispielsweise die Kraftstoffpumpe, der Kraftstofffilter, der Füllstandssensor für die Kraftstofffüllstandsanzeige sowie ein oder mehrere Entlüftungsventile, in den Behälter eingesetzt, nachdem der Kraftstoffbehälter hergestellt worden ist. Zusätzlich sind elektrische Leitungen und Leitungen für den Kraftstoff oder für Kraftstoffdämpfe erforderlich, die die Komponenten miteinander oder mit dem Rest des Kraftstoffsystems außerhalb des Kraftstoffbehälters verbinden. Bisher wurden diese Komponenten und zugehörigen Leitungen separat in oder an dem Behälter an separaten, einzelnen Haltern montiert. Die Montage der Komponenten erfolgt nachdem der Kraftstoffbehälter in seiner Endform hergestellt worden ist, beispielsweise mittels eines Blasformverfahrens. Um dies zu ermöglichen, muss eine Anzahl von Öffnungen in der Wandungen des Kraftstoffbehälters vorgesehen werden, die Öffnungen groß genug sein müssen, um das Einsetzen und die Montage der Komponenten in dem Behälter zu ermöglichen. Zusätzliche Komponenten wie Sicherheitsventile, Schlauchleitungen, Sensoren und dergleichen sind außerhalb des Behälters montiert.
Zusätzlich zu dem erheblichen Aufwand, die Komponenten so zu gestalten, dass sie in den Behälter passen, und die Komponenten in oder an dem Behälter zu montieren, führen die Öffnungen in dem Behälter zu einem erhöhten Ausstoß von Kohlenwasserstoffen und anderen Emissionen aus dem Kraftstoffbehälter. Weiterhin erhöht sich durch die außerhalb des Behälters montierten Komponenten der erforderliche Einbauraum im Fahrzeug.
Bei einem bekannten Verfahren ( US 4952347 A ) zur Herstellung eines gattungsgemäßen Kraftstoffbehälters werden Wandpartien um ein Trägerelement mit verschiedenen daran angeordneten Kraftstoffsystemkomponenten herum blasgeformt. Die Kraftstoffleitung und der Anschluss einer jeden Komponente, beispielsweise der Kraftstoffpumpenausgang, das Kraftstoffrückschlagventil, der Füllstandsanzeigeranschluss und der Rückströmeinlass, treten getrennt von einander durch die obere Wandung hindurch. Nach dem Blasformen und nachdem die Anordnung aus der Blasform entfernt worden ist, werden die äußeren Abschlusspartien entfernt, so dass die Tankinnenseite über die Kraftstoffleitungen und weiteren Anschlüsse mit der Umgebung kommuniziert. Jede dieser Kraftstoffleitungen bzw. dieser Anschlüsse tritt räumlich vergleichsweise weit voneinander entfernt durch die Wandung, d. h. sie sind nicht nah bei einander angeordnet. Das Trägerelement für die Kraftstoffsystemkomponenten ist entlang seines gesamten Umfangs mit der Behälterwandung verschweißt und derart angeordnet, dass es, wenn der Behälter in ein Fahrzeug eingebaut ist, im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene in Fahrtrichtung liegt.
Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines Kraftstoffbehälters und eines Verfahrens zu dessen Herstellung, das die Zeit, den Aufwand und die Kosten zur Ausbildung des Kraftstoffbehälters mit den darin angeordneten notwendigen Kraftstoffsystemkomponenten reduziert, die Kraftstoffsystemkomponenten auf einfache Weise in den Behälter integriert, die Anzahl der in dem Kraftstoffbehälter vorhandenen Öffnungen reduziert, die Emissionen aus dem Kraftstoffbehälter reduziert, das Schwallen von flüssigem Kraftstoff in dem Kraftstoffbehälter reduziert, die Anordnung der Kraftstoffsystemkomponenten an jeder gewünschten Stelle im Behälter ermöglicht, den Zusammenbau und die Montage des Kraftstoffbehälters in das Fahrzeug erleichtert, einen relativ einfachen Aufbau aufweist, sich kostengünstig herstellen und zusammenbauen lässt und eine lange Lebensdauer aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den Patentansprüchen 1, 10, 12, 16 und 21 angegebenen Merkmalskombinationen vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein erfindungsgemäßer Kraftstoffbehälter weist eine Mehrzahl darin enthaltener Kraftstoffsystemkomponenten auf und wird durch Integration der Kraftstoffsystemkomponenten in den Kraftstoffbehälter während dessen Herstellung gebildet. Die Kraftstoffsystemkomponenten sind im Inneren eines Vorformlings angeordnet, der nachfolgend unter Bildung des Kraftstoffbehälters ausgeformt wird. Die Kraftstoffsystemkomponenten sind auf einem Träger angeordnet und mit diesem in dem Vorformling angeordnet, der nachfolgend unter Bildung des Kraftstoffbehälters ausgeformt wird. Dementsprechend befinden sich die auf dem Träger angeordneten Kraftstoffsystemkomponenten innerhalb des ausgeformten Kraftstoffbehälters. Vorzugsweise können alle elektrischen, Kraftstoff- und Dampfleitungen aus einer einzigen Öffnung des Kraftstoffbehälters herausgeführt sein, um die Öffnungen in dem ausgeformten Kraftstoffbehälter zu reduzieren.
Das Trägerelement kann auch als Schwallblech oder Trennplatte dienen, die das Volumen des Behälters in kleinere Einheiten unterteilt und das Schwallen größerer Mengen von Kraftstoff verhindern oder reduziert. Vorteilhafterweise ist der Träger zumindest stellenweise mit der Innenseite des Kraftstoffbehälters verbunden, vorzugsweise mit dieser verklebt oder verschweißt. Hierzu kann der Träger eine Mehrzahl von Füßen oder Befestigungselementen entlang seiner Ränder verteilt aufweisen, die aus einem Kunststoffmaterial bestehen, das mit der Innenseite der Behälterwandung verkleb- oder verschweißbar ist. Im Übrigen kann der Träger daher aus einem Kunststoffmaterial, das nicht mit dem Material des Behälters verschweiß- oder verklebbar ist, oder aus Metall bestehen. Die Füße können auch als separate Befestigungselemente ausgebildet sein, die beispielsweise an den Träger angeklipst oder angeformt sind. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Spalt zwischen der inneren Wandung des Behälters und dem Trägerelement in den Bereichen zwischen zwei benachbarten Füßen ausgebildet, durch den Kraftstoff fließen kann, so dass ein gleichmäßiges Kraftstoffniveau innerhalb der unterteilten Bereiche des Behälters gebildet wird. Die Funktion einer Schwallwand wird dann am besten erreicht, wenn der Träger im Wesentlichen quer zur Längsachse des in das Fahrzeug eingebauten Behälters angeordnet ist. Die Form des Trägers ist nicht auf eine im Wesentlichen flache Form begrenzt, vielmehr kann es von Vorteil sein, wenn sie einen gewellten, zick-zack-förmigen, mäanderförmigen oder anderen Querschnitt aufweist.
In der Regel sind die Kraftstoffsystemkomponenten hinsichtlich ihrer Lebensdauer dahingehend ausgelegt, dass sie während der Lebensdauer des Fahrzeugs nicht ausgetauscht werden müssen. Sollte bei einer Komponente dennoch ein Defekt auftreten, so ist es von Vorteil, wenn sich diese Komponente auf einfache Weise von dem Trägerelement und aus dem Kraftstoffbehälter entfernen und durch ein entsprechendes Ersatzteil ersetzen lässt. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass das Trägerelement Führungen für Befestigungselemente der Kraftstoffsystemkomponenten aufweist, die von der jeweiligen Einbaulage einer jeden Komponente zu einer verschließbaren Wartungsöffnung oder einem Verschlussdeckel des Behälters führen. Durch diese Maßnahme können Komponenten ausgetauscht werden, die nicht unmittelbar im Bereich der Behälteröffnung angeordnet sind. Die Führungen können als hinterschnittene Nuten, als das Trägerelement durchbrechende Schlitze oder als aufgesetzte Führungsschienen ausgebildet sein, in denen die Befestigungselemente der Komponenten geführt sind.
Einige der Komponenten, beispielsweise eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstofffilter, sind mittels Kraftstoffleitungen miteinander verbunden. Eine zusätzliche Vereinfachung der Anordnung und eine Materialersparnis ergibt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dann, wenn das Trägerelement jeweils mindestens zwei der Kraftstoffsystemkomponenten miteinander verbindende Kanäle aufweist. Diese Kanäle treten an die Stelle der sonst vorhandenen Kraftstoffleitungen, d. h. der Kraftstoff wird innerhalb des Trägerelements durch die dort vorhandenen Kanäle geleitet. Es sind dann nur noch kurze Verbindungsschläuche oder Verbindungsstutzen zwischen der jeweiligen Komponente und dem Trägerelement erforderlich.
Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kraftstoffbehälters umfasst die folgenden Schritte: Zunächst werden sämtliche im Inneren des Kraftstoffbehälters anzuordnende Komponenten aneinander oder an dem Trägerelement montiert. Diese vormontierte Einheit wird sodann im Inneren eines Vorformlings angeordnet, der anschließend in der üblichen Weise in einer Blasform ausgeformt wird. Während des Blasformverfahrens werden die Füße oder Befestigungselemente des Trägerelements mit der inneren Wandung des Kraftstoffbehälters verbunden, vorzugsweise verschweißt oder verklebt. Der auf diese Weise geschaffene Kraftstoffbehälter ist mit nur geringen weiteren Montageschritten einbaufertig.
Diese und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schaubildliche Darstellung einer Anordnung und eines Verfahrens zur Herstellung eines Kraftstoffbehälters mit darin angeordneten Kraftstoffsystemkomponenten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine vergrößerte, perspektivische Detailansicht eines Kraftstoffbehälters im Bereich eines aus dem Kraftstoffbehälter herausragenden Stutzens eines Trägerelements;
3 eine vergrößerte, perspektivische Detailansicht wie in 2, wobei der Stutzen entfernt worden ist und ein Deckel auf den Kraftstoffbehälter aufgesetzt worden ist;
4 eine schaubildliche Querschnittsansicht eines Kraftstoffbehälters mit einem Trägerelement und daran angeordneten Kraftstoffsystemkomponenten;
5 eine abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffbehälters gemäß 4, bei dem ein Aktivkohlefilter außerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet ist;
6 eine Querschnittsansicht einer geschlossenen Blasform mit einem darin ausgeformten Kraftstoffbehälter mit einem darin angeordneten, abgewandelten Trägerelement, und
7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 in 6 eines Details eines Verbindungselements für ein Ventil in einer Führung des Trägerelements.
Die 1 bis 4 zeigen einen Kraftstoffbehälter 10 mit einer Mehrzahl in dem Kraftstoffbehälter 10 angeordneter Kraftstoffsystemkomponenten, die vorzugsweise auf einem Trägerelement 12 angeordnet sind, sowie eine Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines derartigen Kraftstoffbehälters. Vorzugsweise wird das Trägerelement 12 mit den daran angeordneten Kraftstoffsystemkomponenten im Inneren eines Vorformlings 18 angeordnet, bevor der Vorformling 18 in die endgültige Behälterform ausgeformt wird, um den Einbau der Kraftstoffsystemkomponenten in den Kraftstoffbehälter 10 nach dessen Herstellung zu vermeiden. Der Kraftstoffbehälter 10 weist wie dargestellt eine Sattelform mit zwei Tankkammern 14, 14 auf, die über einen Verbindungskanal 16 miteinander verbunden sind. Der Kraftstoffbehälter 10 besteht aus einem Kunststoffmaterial und ist vorzugsweise mittels eines Blasformverfahrens hergestellt. Zur Herstellung des Behälters können auch andere Formen und Verfahren verwendet werden, beispielsweise ein Vakuumformverfahren.
Das Trägerelement 12 ist im Wesentlichen flach ausgebildet. Es kann einen I-förmigen Querschnitt aufweisen und seine Außenkontur ist im wesentlichen an die Innenkontur des Kraftstoffbehälters 10 angepasst. Das Trägerelement 12 dient als Schwallblech, das den Innenraum des Kraftstoffbehälters 10 in kleinere Volumeneinheiten unterteilt, um ein Schwallen oder Schwappen größerer Kraftstoffmengen in dem Behälter zu reduzieren oder zu verhindern. Um ein gleichmäßiges Kraftstoffniveau in allen Bereichen des Kraftstoffbehälters zu erreichen, weist das Trägerelement 12 Befestigungselemente oder Füße 20 auf, die Strömungsöffnungen 21 oder Durchbrechungen zwischen den unteren Rändern der unterteilten Kraftstoffbehälterbereiche und dem Boden des Kraftstoffbehälters in den Bereichen zwischen den Füßen 20 bilden. Die Füße 20 liegen bei der Herstellung des Kraftstoffbehälters 10 an dessen Wänden an und können dabei mit diesen verbunden werden, um eine Relativbewegung zwischen dem Trägerelement 12 und dem Kraftstoffbehälter 10 zu reduzieren oder zu verhindern.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in einer Behälterkammer 14' eine Saugstrahlpumpe 22, ein erstes Entlüftungsventil 24 und ein erster Füllstandssensor 26 auf dem Trägerelement 12 montiert. In der Behälterkammer 14 sind eine elektrische Kraftstoffpumpe 28 mit integriertem Druckregler und Kraftstofffilter, ein Aktivkohlefilter oder Kraftstoffdampfsammler 30, ein zweites Entlüftungsventil 24' sowie ein zweiter Kraftstofffüllstandssensor 26' an dem Trägerelement 12 montiert. Diese Komponenten sind, soweit erforderlich, mittels Verbindungsleitungen, Schläuchen oder Rohren 32, 34, 36 miteinander verbunden. Alternativ können die Verbindungsleitungen 32', 34', 36' wie in 6 dargestellt als Kraftstoffdurchführungen oder -kanäle 32', 34', 36' in das Trägerelement 12 integriert sein. Weiterhin weist das Trägerelement 12 Führungen oder Schienen 37 (7) zur Montage von Befestigungselementen 39 der Komponenten auf, die von der betreffenden Komponente zu einem Bereich in der Nähe eines Deckels 38 führen, der eine Wartungsöffnung 40 des Behälters 10 verschließt. Auf diese Weise können nicht direkt durch die Wartungsöffnung 40 zugängliche Komponenten mittels der Führungen 37 entlang dem Trägerelement 12 verschoben werden, bis sie sich in der Nähe der Wartungsöffnung 40 befinden und aus dem Behälter entfernt werden können. Hierdurch wird der Ersatz einer Komponente wesentlich erleichtert (insbesondere einer Komponente, die sich in der Behälterkammer 14' befindet und nicht durch die Behälteröffnung 40 direkt zugänglich ist). Alternativ zu dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Kraftstoffdampfsammler 30 wie in 5 dargestellt auch außerhalb des Behälters 10 angeordnet sein.
Wahlweise können die einzelnen Kraftstoffsystemkomponenten auch in dem Vorformling vor dessen Ausformung zur Bildung des Kraftstoffbehälters ohne ein Trägerelement 12 angeordnet werden. Einzelne der Kraftstoffsystemkomponenten können eine Größe aufweisen, die größer ist als die einer in der Behälterwandung vorgesehenen Öffnung, so dass diese Komponenten nicht durch die Öffnung entfernt werden können und nicht durch die Öffnung in den Behälter eingeführt werden könnten, wenn der Behälter zunächst ohne Einschluss der Komponenten ausgeformt werden würde. Weiterhin können Kraftstoffpumpenmodule als Träger für eine oder mehrere Komponenten verwendet werden, die vor der Ausformung des Behälters in dem Vorformling angeordnet werden. Das Modul an sich oder mit daran angeordneten Komponenten kann eine Größe aufweisen, die ein Einsetzen oder Entfernen in oder aus dem Behälter durch eine Behälteröffnung verhindert. Ebenso kann das Trägerelement 12 an sich oder mit daran montierten Komponenten eine Größe aufweisen, die ein Einsetzen in den Kraftstoffbehälter nach dessen Ausformung ausschließt. Das Modul und/oder das Trägerelement könnten daher nicht in den Kraftstoffbehälter nach dessen Ausformung eingesetzt werden.
Wie in 1 dargestellt ist, wird zur Ausformung des Kraftstoffbehälters 10 mit den darin angeordneten Kraftstoffsystemkomponenten ein erhitzter zylindrischer Vorformling 18 mittels eines Extruders 50 hergestellt und mittels eines Transportmechanismusses 52 zu einer Form 54 transportiert, in der die fertige Kraftstoffbehälterform mittels eines Blasformverfahrens hergestellt wird. Der Vorformling 18 weist vorzugsweise eine Vielzahl Schichten aus unterschiedlichen thermoplastischen Polymermaterialien auf, die gleichzeitig extrudiert werden. Beispielsweise weist der Vorformling bei einer Coextrusion mit sechs Schichten innere und äußere Tragschichten aus Polyethylen (beispielsweise HDPE – hochdichtem Polyethylen) auf und kann eine Schicht aus sogenanntem ”re-grind”, wiederverwertetem Abfallmaterial, zwischen den äußeren Schichten und eine Barrierenschicht für Kraftstoffdämpfe (Ethylenvinylalkohol oder andere Polymere, die eine Permeation von Kraftstoffdämpfen durch die Behälterwandung verhindern) aufweisen. Die Barrierenschicht ist zwischen zwei Klebstoffschichten angeordnet, die die Barrierenschicht mit den Polymertragschichten aus ”re-grind” oder frischem HDPE verbinden.
Zur Positionierung des Trägerelements 12 und der Komponenten innerhalb des Vorformlings 18 kann der Transportmechanismus 52 den Vorformling 18 vertikal über den Träger 12 absenken, der an einem Halter oder Ständer 56 zwischen den geöffneten Hälften 58, 60 der Blasform 54 in einer im wesentlichen vertikal ausgerichteten Lage gehalten wird. Der Ständer 56 für das Trägerelement 12 weist vorzugsweise zusätzlich eine Blasdornanordnung mit einem Blasdorn 62 auf, durch den Druckluft zur Ausformung des Vorformlings 18 zugeführt wird.
Wenn der Vorformling 18 über das Trägerelement 12 dieses umschließend abgesenkt und zwischen den geöffneten Blasformhälften 58, 60 angeordnet worden ist, kann die Blasform 54 den Vorformling 18 einschließend und dessen Endbereiche verschließend geschlossen werden, wobei der Blasdorn 62 in den Vorformling 18 hineinragt. Der Vorformling 18 befindet sich in einem weichen, klebrigen angeschmolzenen Zustand, so dass darauf geachtet werden muss, den Vorformling von dem Trägerelement 12 fern zu halten. Gegebenenfalls kann der Vorformling 18 mit Druckluft beaufschlagt werden, um ihn geöffnet zu halten und zu verhindern, dass er kollabiert oder das Trägerelement 12 vor dem Schließen der Blasform 54 berührt. Bei der Zufuhr von Druckluft schließt der Greif- und Transportmechanismus 52 vorzugsweise das obere Ende des Vorformlings 18 zumindest teilweise. Vorzugsweise wird ein Paar im Abstand voneinander parallel auf Haltern 65 angeordneter Dome 63 in das untere Ende des Vorformlings 18 eingeführt und seitlich auseinander bewegt (und vor oder während des Schließens der Form wieder entfernt), um den Vorformling 18 besser in der Form 54 zu positionieren. Bei in der geschlossenen Form 54 angeordnetem Vorformling 18 wird durch den Blasdorn 62 Druckluft zugeführt um den Vorformling aufzublasen und in Anlage mit den einen Hohlraum 64 definierenden Wänden der Blasform 54 zu bringen, wodurch die Endform des Kraftstoffbehälters hergestellt wird. Der Druck beträgt etwa 10 bar, und um den Vorformling 18 zu kühlen (dessen Extrusion bei etwa 250°C stattfindet) kann die Form 54 auf etwa 10°C temperiert werden. Nachdem der Vorformling 18 in der geschlossenen Form voll ausgeformt worden ist und sich hinreichend formstabil abgekühlt hat, wird die Druckluftzufuhr abgeschaltet, der Blasdorn 62 entfernt und die Form 54 geöffnet, und der ausgeformte Kraftstoffbehälter mit dem darin angeordneten Träger und den Kraftstoffsystemkomponenten wird aus der Form 54 entnommen.
Bevorzugt gelangt der Vorformling 18 beim Schließen der Blasform 54 in Berührung mit den Füßen 20 des Trägers 12 und verbindet sich mit diesen, um eine Relativbewegung zwischen dem Träger 12 und dem Kraftstoffbehälter 10 zu verhindern. Die Füße 20 sind vorteilhaft derart ausgebildet und angeordnet, dass sie leichter (unter geringerer Krafteinwirkung) brechen als die Behälterwandung, so dass der Träger 12 bei einem Unfall von dem Behälter 10 getrennt wird um eine übermäßige Belastung oder sogar einen Bruch der Behälterwandungen durch Krafteinwirkung des Trägers auf den Behälter zu verhindern. Um eine gute Verbindung mit dem Vorformling zu gewährleisten, sind die Füße 20 vorzugsweise aus einem unmittelbar mit der inneren Schicht des Vorformlings 18 verbindbaren Polymermaterial gebildet, beispielsweise aus HDPE oder ”re-grind” Material. Im Übrigen kann der Träger 12 aus jedem mit Kraftstoff verträglichen Material bestehen, unter anderem aus Metall und Polymeren wie HDPE oder ”re-grind” Material.
Da sämtliche erforderliche Kraftstoffsystemkomponenten an dem Träger 12 angeordnet sind, wird der Aufwand zur Montage des Behälters 10 stark reduziert und es ist nur eine Öffnung zum Befüllen des Behälters 10 erforderlich. Die benötigten elektrischen Kraftstoff- und Dampfleitungen können durch diese eine Öffnung geführt sein oder es können eine oder mehrere weitere Öffnungen vorgesehen werden, falls eine bestimmte Anwendung dies erfordert. Um die Anzahl der Öffnungen 40 zu reduzieren, können sie während des Glasformens zunächst verschlossen und durch die geformte Behälterwandung abgedichtet sein. Die Öffnungen werden dann im Bedarfsfall durch Durchbrechen oder Aufschneiden der Behälterwandung geschaffen, um eine defekte Komponente aus dem Behälter zu entfernen und zu ersetzen. Danach wird die Öffnung durch den Deckel 38 verschlossen und abgedichtet. Weiterhin kann der Träger 12 einen Stutzen 70 aufweisen, der von dem Halter oder Ständer 56 gehalten wird und über den ausgeformten Behälter 10 hinausragt. Der Stutzen 70 kann entfernt werden und die entstandene Öffnung 72 in dem Behälter 10 kann mittels eines Deckels oder Stopfens 74 verschlossen und abgedichtet werden. Der Stutzen 70 und der Deckel 74 bestehen vorzugsweise aus einem HDPE Kunststoff und der Stutzen 70 ist mit der Behälterwandung verschweißt und der Deckel 74 ist mit dem Stutzen 70 verschweißt. Die elektrischen und Kraftstoffleitungen können durch die Öffnung 72 des Stutzens 70 und durch den Deckel 74 hindurchtreten. Um die Bildung der dem Stutzen 70 zugehörigen Öffnung 72 zu vermeiden, ist es auch möglich, den Vorformling 18 um den Stutzen 70 herum zu schließen wenn der Träger 12 durch die Form 54 bei deren Schließen gestützt wird, so dass ein Herausragen eines Teils des Stutzens 70 aus dem Behälter 10 vermieden wird. Dann ist es nicht erforderlich, den Stutzen 70 abzuschneiden oder einen Deckel oder Stopfen 74 vorzusehen. Schließlich können eine oder mehrere Wartungsöffnungen 40 vorgesehen werden, um bei Bedarf das Innere des Behälters 10 zugänglich zu machen. Alternativ können Öffnungen in die Behälterwandung geschnitten werden wenn eine Wartung erforderlich ist, und die Öffnungen können nach der Wartung wieder verschlossen und abgedichtet werden.
Ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Trägers 12' ist in 6 dargestellt. Dieser weist einen um einen Schwenkpunkt 44 dreh- oder schwenkbaren Arm 42 auf. Um eine Kraftstoffsystemkomponente, beispielsweise das Entlüftungsventil 24', in einem oberen Bereich des Behälters 10 zu montieren, wird das Ventil an einem oberen Bereich des Arms 42 in der Nähe des distalen Endes des Arms angeordnet. Beim Schließen der Blasform 54 erfasst der Vorformling 18 den Arm 42 im Bereich des Verbindungskanals 16 des Behälters 10 und dreht ihn um seinen Schwenkpunkt (in 6 im Uhrzeigersinn), wobei das Ventil 24' entlang dem Arm 42 von der in 6 gestrichelt dargestellten Stellung in die in durchgezogener Linie dargestellte Lage verschoben wird. Vorzugsweise wird das Ventil 24' dabei mit dem Behälter 10 verbunden oder verschweißt, so dass es seine Lage relativ zu der oberen Wandung des Behälters beibehält. Der Arm 42 kann ebenfalls mit dem Behälter 10 im Bereich des Verbindungskanals 16 vebunden oder verschweißt werden, um eine Bewegung des Trägers 12 bezüglich des Behälters 10 zu begrenzen oder zu verhindern.
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfindung betrifft einen Kunststoffkraftstoffbehälter 10, der Kraftstoffsystemkomponenten, wie eine Kraftstoffpumpe 28, einen Kraftstofffilter, Füllstandssensoren 26, 26' sowie die zugehörigen Verbindungsleitungen, die teilweise aus dem Behälter 10 hinaus geführt sind, beinhaltet und um diese herum geformt ist. Um den Aufwand für die Montage des Kraftstoffbehälters zu minimieren, werden gemäß der Erfindung die vorzugsweise auf einem Träger 12 angeordneten Kraftstoffsystemkomponenten während der Ausformung des Behälters 10 in einem Vorformling 18 angeordnet, um den Einbau einzelner Komponenten in den fertigen Behälter zu vermeiden und die Anzahl der Öffnungen in der Behälterwandung zu minimieren, die nach der Ausformung des Behälters verschlossen und abgedichtet werden müssten.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffbehälters für ein Kraftfahrzeug, bei dem zunächst ein aus einem zu einem Kraftstoffbehälter formbaren Polymer bestehender Vorformling bereit gestellt wird, bei dem mindestens eine Kraftstoffsystemkomponente an einem Trägerelement angeordnet wird und bei dem das Trägerelement mit der daran angeordneten Kraftstoffsystemkomponente im Inneren des Vorformlings angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling unter Bildung des Kraftstoffbehälters um das Trägerelement herum ausgeformt wird, wobei das Trägerelement in dem Vorformling derart angeordnet wird, dass es bei in das Fahrzeug eingebautem Kraftstoffbehälter im Wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs orientiert ist, so dass das Trägerelement eine Schwallwand bildet, die Schwallbewegungen von in dem Behälter vorhandenen Kraftstoff entgegen wirkt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling mit dem darin angeordneten Trägerelement in einer Blasform angeordnet wird und mittels eines Blasformverfahrens ausgeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausformung des Vorformlings dieser mit Druckluft beaufschlagt wird, wodurch er in der Blasform expandiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausformung des Vorformlings ein Unterdruck im Bereich zwischen der Form und dem Vorformling erzeugt wird, wodurch dieser in der Form nach außen gezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ausformung des Kraftstoffbehälters um das Trägerelement herum der Kraftstoffbehälter in Berührung mit dem Trägerelement gebracht wird, um eine Relativbewegung zwischen dem Trägerelement und dem Kraftstoffbehälter zu begrenzen oder zu verhindern.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling an einer Mehrzahl von separaten Stellen mit dem Trägerelement in Berührung tritt, so dass das Trägerelement an diesen Stellen mit dem Kraftstoffbehälter nach dessen Ausformung verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil eines an dem Trägerelement angeordneten Stutzens, der nach der Ausformung des Kraftstoffbehälters aus diesem herausragt, entfernt wird und dass die durch das Entfernen des Teils des Stutzens geschaffene Öffnung verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich zwischen dem Vorformling und dem Trägerelement mit Druckluft beaufschlagt wird, um eine Berührung des Vorformlings mit dem Trägerelement vor dem Schließen der Form zu verhindern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement mindestens einen schwenkbar angeordneten Tragarm aufweist, an dem eine Kraftstoffsystemkomponente angeordnet ist, und dass der Tragarm beim Ausformen des Behälters von einer Ausgangsstellung, in der sich die Kraftstoffsystemkomponente in einer trägerelementnahen Lage befindet, in eine Endstellung, in der sich die Kraftstoffsystemkomponente in einer vorbestimmten Endlage befindet, verschwenkt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffbehälters für ein Kraftfahrzeug, bei dem zunächst ein aus einem zu einem Kraftstoffbehälter formbaren Polymer bestehender Vorformling bereit gestellt wird, bei dem mindestens eine Kraftstoffsystemkomponente an einem Trägerelement angeordnet wird und bei dem das Trägerelement mit der daran angeordneten Kraftstoffsystemkomponente im Inneren des Vorformlings angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling unter Bildung des Kraftstoffbehälters um das Trägerelement herum ausgeformt wird, wobei das Trägerelement mindestens einen schwenkbar angeordneten Tragarm aufweist, an dem eine Kraftstoffsystemkomponente angeordnet ist, und wobei der Tragarm beim Ausformen des Behälters von einer Ausgangsstellung, in der sich die Kraftstoffsystemkomponente in einer trägerelementnahen Lage befindet, in eine Endstellung, in der sich die Kraftstoffsystemkomponente in einer vorbestimmten Endlage befindet, verschwenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung des Tragarms die Kraftstoffsystemkomponente in Anlage mit der Behälterwandung bringt.
Kunststoff-Kraftstoffbehälter mit mindestens einer darin angeordneten Kraftstoffsystemkomponente, mit einem Körper aus einem Polymermaterial mit einem Innenraum zur Aufnahme von flüssigem Kraftstoff, mit einer mit dem Innenraum kommunizierenden Öffnung und mit mindestens einer an einem Trägerelement angeordneten Kraftstoffsystemkomponente, die im Innenraum des Körpers angeordnet ist und eine Größe aufweist, die ein Einbringen in den Innenraum durch die Öffnung ausschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement eine Schwallwand bildet, die in dem Behälter im Wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung eines Fahrzeugs angeordnet ist, in das der Kraftstoffbehälter eingebaut ist.
Kraftstoffbehälter nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl an dem Trägerelement im Abstand voneinander angeordnete Füße, die sich bis zur Innenwandung des Behälters erstrecken und eine Relativbewegung zwischen dem Behälter und dem Trägerelement begrenzen oder verhindern.
Kraftstoffbehälter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Füße mit dem Körper des Behälters verbunden sind.
Kraftstoffbehälter nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Füße derart ausgebildet sind, dass sie bei einer Krafteinwirkung auf die Behälterwandung eher brechen als die Behälterwandung.
Kunststoff-Kraftstoffbehälter mit mindestens einer darin angeordneten Kraftstoffsystemkomponente, mit einem Körper aus einem Polymermaterial mit einem Innenraum zur Aufnahme von flüssigem Kraftstoff, mit einer mit dem Innenraum kommunizierenden Öffnung und mit mindestens einer an einem Trägerelement angeordneten Kraftstoffsystemkomponente, die im Innenraum des Körpers angeordnet ist und eine Größe aufweist, die ein Einbringen in den Innenraum durch die Öffnung ausschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement eine Mehrzahl an dem Trägerelement im Abstand voneinander angeordnete Füße aufweist, die mit der Innenwandung des Behälters verbunden sind und eine Relativbewegung zwischen dem Behälter und dem Trägerelement begrenzen oder verhindern, wobei die Füße derart ausgebildet sind, dass sie bei einer Krafteinwirkung auf die Behälterwandung eher brechen als die Behälterwandung.
Kraftstoffbehälter nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement Führungen aufweist, in denen die mindestens eine Kraftstoffsystemkomponente gehalten ist, um eine Bewegung der mindestens einen Kraftstoffsystemkomponente relativ zu dem Trägerelement zu führen.
Kraftstoffbehälter nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement einen inneren Kanal aufweist, der mit mindestens einer Kraftstoffsystemkomponente in Verbindung steht und derart ausgebildet und angeordnet ist, daß eine Flüssigkeitskommunikation zwischen der Kraftstoffsystemkomponente und einer weiteren Kraftstoffsystemkomponente möglich ist.
Kraftstoffbehälter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kraftstoffsystemkomponenten an dem Trägerelement angeordnet sind und der Kanal mit beiden dieser Komponenten in Verbindung steht.
Kraftstoffbehälter nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trägerelement mindestens zwei Kraftstoffsystemkomponenten angeordnet sind, die jeweils eine Kraftstoffleitung, eine Entlüftungsleitung und/oder eine elektrische Leitung aufweisen, wobei die Leitungen nach dem Ausformen des Behälters in unmittelbarer Nachbarschaft zu einander durch dessen Wandung nach außen treten.
Kunststoff-Kraftstoffbehälter mit mindestens einer darin angeordneten Kraftstoffsystemkomponente, mit einem Körper aus einem Polymermaterial mit einem Innenraum zur Aufnahme von flüssigem Kraftstoff, mit einer mit dem Innenraum kommunizierenden Öffnung und mit mindestens einer an einem Trägerelement angeordneten Kraftstoffsystemkomponente, die im Innenraum des Körpers angeordnet ist und eine Größe aufweist, die ein Einbringen in den Innenraum durch die Öffnung ausschließt, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trägerelement mindestens zwei Kraftstoffsystemkomponenten angeordnet sind, die jeweils eine Kraftstoffleitung, eine Entlüftungsleitung und/oder eine elektrische Leitung aufweisen, wobei die Leitungen nach dem Ausformen des Behälters in unmittelbarer Nachbarschaft zu einander durch dessen Wandung nach außen treten.
Kraftstoffbehälter nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement mindestens einen schwenkbar angeordneten Tragarm aufweist, an dem eine Kraftstoffsystemkomponente angeordnet ist, wobei der Tragarm beim Ausformen des Behälters
Trägerelement für mindestens zwei Kraftstoffsystemkomponenten zur Anordnung in einem Kraftstoffbehälter für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement mindestens einen inneren Kanal aufweist, über den eine Flüssigkeitskommunikation zwischen den mindestens zwei Kraftstoffsystemkomponenten möglich ist.
Trägerelement für mindestens eine Kraftstoffsystemkomponente zur Anordnung in einen Kraftstoffbehälter für Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement mindestens eine sich entlang dem Trägerelement erstreckende Führung aufweist, in der die mindestens eine Kraftstoffsystemkomponente gehalten ist, um eine Bewegung der mindestens einen Kraftstoffsystemkomponente relativ zu dem Trägerelement zu führen.