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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Kunstharzverbindung zum Verbinden eines
Leitungsrohrs oder eines Verbinders mit einem Kunstharz-Treibstofftank
und insbesondere eine Kunstharzschweißverbindung, die an einen Treibstofftank
angeschweißt
ist und die einen Verbindungsbereich bildet.
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Ein
in einem Kraftfahrzeug montierter Treibstofftank ist einstückig mit
einer Verbindung ausgestattet, die dazu ausgelegt ist, den Treibstofftank
mit einem Rohr oder einem Verbinder zum Leiten von Treibstoff zu
verbinden, welcher von einem Ölzufüllungszugang
aus in den Treibstofftank eingegeben wurde.
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Bisher
wurde beispielsweise ein Gummirohr (oder ein Gummischlauch) als
das zum Leiten von Treibstoff, der von dem Ölzufüllzugang in den Treibstofftank
eingespritzt wurde ausgelegte Rohr verwendet. In den letzten Jahren
sind jedoch im Hinblick auf den Umweltschutz die Vorschriften gegen
das Durchdringen von Treibstoff durch einen Schlauch nach außen streng
geworden. Daher wurde ein Gummi-Harzkompositmaterialrohr,
welches aus einem Gummischlauch mit einer Kunstharz-Barriereschicht
gebildet ist, und ein aus einem Fluoro-Gummi hergestelltes Gummirohr,
das bezüglich Treibstoff
impermeabel ist oder ein Kunstharzrohr, das nur aus Kunstharz hergestellt
ist, als Leitungsrohr verwendet.
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Bisher
wurde beispielsweise eine Verbindungsstruktur wie in den 11A und 11B dargestellt als Struktur zum Verbinden
eines solchen Rohrs mit einem Treibstofftank verwendet.
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Wie
in 11A und 11B dargestellt, bezeichnet
die Bezugsnummer 200 einen Treibstofftank. Die Bezugsnummer 202 bezeichnet
eine Schweißverbindung,
die ebenfalls aus Kunstharz hergestellt ist. Die Schweißverbindung 202 ist
durch Hitzeschweißen einstückig mit
dem Treibstofftank 200 ausgelegt.
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Die
Schweißverbindung 202 hat
einen zylindrischen Bereich, welcher als Rohreinführbereich dient.
Ein ringförmiger,
flanschartiger Bereich 206 ist so ausgelegt, dass er von
einer äußeren, umfänglichen
Fläche
des zylindrischen Bereichs 204 absteht.
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Die
Bezugsnummer 208 bezeichnet ein Kunstharzrohr, das zum
Leiten von Treibstoff, der von dem Ölzuführzugang aus eingegeben wird,
in den Treibstofftank. Wie in 11B dargestellt,
ist ein Balgbereich 210 in den Kunstharzrohr 208 vorgesehen,
um diesem Flexibilität
zu geben.
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In 11B und 12 bezeichnet die Bezugsnummer 212 einen
Verbinder (einen Schnellverbinder). Das Kunstharzrohr 208 ist
mit der Schweißverbindung 202 über diesen
Verbinder verbunden.
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Der
Verbinder 212 umfasst einen Kunstharz-Verbinderkörper 214 und
einen Halter 216, der ebenfalls aus Kunstharz gemacht ist.
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Der
Verbinderkörper 214 hat
einen Nippelbereich 218 an einer seiner axialen Seiten.
Der Verbinderkörper 214 hat
auch an der anderen seiner axialen Seiten einen sockelartigen Haltebereich 230,
der den Halter 216, der elastisch in den Haltebereich eingeführt ist,
hält.
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Der
Nippelbereich 218 fixiert das Kunstharzrohr durch eine
Presspassung des Kunstharzrohrs 208 auf dem Nippelbereich 218.
Ein im Querschnitt sägezahnförmiger Abrutsch-Verhinderungsbereich mit
einer Vielzahl von ringförmigen
Vorsprüngen 232, die
axial in gleichmäßigen Intervallen
voneinander beabstandet sind, ist auf die äußere Umfangsfläche des
Nippelbereichs 218 geformt. Ferner ist eine Vielzahl von
O-Ringen (Dichtungsringen) 234 an der inneren Umfangsfläche derselben
gehalten.
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Andererseits
ist in dem sockelartigen Halter-Haltebereich 230 ein kreisbogenartiger
konkaver Bereich 236 vorgesehen. Ferner ist ein teilweiser
ringartiger Bereich 238 in dem Halter-Haltebereich 230 vorgesehen,
und ist dem konkaven Bereich 236 entsprechend geformt.
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Der
Halter 216 ist dazu ausgelegt, in einer radialen Richtung
vollständig
elastisch deformierbar zu sein. Der Halter 216 hat eine
kreisbogenartige Rille 240, die in teilweiser ringartigem
Bereich 218 aufgepresst ist, eine konische Führungsfläche 242,
die dazu verwendet wird, den flanschartigen Bereich 206 axial
an der Seite der Schweißverbindung 202 einzuschieben
und zu führen
und den gesamten Halter 216 elastisch zu erweitern und
einen kreisbogenartigen, eingreifenden konkaven Bereich 244,
mit welchem der flanschartige Bereich 206 im Eingriff steht.
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Die
Verbindungsstruktur ist derart, dass ein Endbereich des Kunstharzrohrs 208 auf
den Nippelbereich 218 des Verbinderkörpers 214 aufgepresst ist
und daran fixiert ist.
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Gleichzeitig
wird, wie in 11B dargestellt, der
Endbereich des Kunstharzrohrs erweitert und befestigt den Nippelbereich 218 sicher
mit einer starken Befestigungskraft.
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Der
Endbereich des Kunstharzrohrs 208 ist so an dem Verbinderkörper 214 durch
die Befestigungskraft und durch die sich festfressende Wirkung der
ringförmigen
Vorsprünge 232 in
dem Nippelbereich 218 fixiert.
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In
Verbindung damit ist der Halter 216 mit dem Verbinderkörper 214 verbunden
und von diesem gehalten. In diesem Zustand wird der Verbinder auf den
zylindrischen Bereich 204 der Schweißverbindung 202 aufgepasst.
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In
diesem Zeitpunkt wird der von dem Verbinderkörper 214 gehaltene
Halter 216 von dem flanschartigen Bereich 206 elastisch
erweitert. Dann, wenn der flanschartige Bereich 206 den
eingreifenden konkaven Bereich 244 erreicht, schrumpft
der Halter 216, so dass der flanschartige Bereich 206 und
der eingreifende konkave Bereich ineinander eingreifen.
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Gleichzeitig
damit wird ein Teil des zylindrischen Bereichs 204, der
dem Ende desselben näher ist
als der flanschartige Bereich 206 auf den an der inneren
umfänglichen
Seite des Verbinderkörpers 214 vorgesehenen
O-Rings 234 eingepasst. Daraus ergibt sich eine luftdichte
Versiegelung zwischen dem zylindrischen Bereich 204 und
dem Verbinderkörper 214.
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Zwischenzeitlich
wurde es erreicht, dass im Unterschied zu dieser Technik das Kunstharzrohr 208 durch
Einschieben des Kunstharzrohrs direkt in den zylindrischen Bereich 204 der
Schweißverbindung 202 mit
dem Treibstofftank verbunden wird, ohne den Verbinder 212 zu
verwenden.
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Die
Schweißverbindung
zum Verbinden eines solchen Verbinders (eines Schnellverbinders) oder
zum Verbinden des Treibstoffleitungsrohrs direkt mit der Schweißverbindung
ist einstückig
an dem Treibstofftank mittels Hitzeschweißen, wie oben beschrieben,
verschweißt.
In dem Fall, dass der Verbindungsbereich des Rohrs von der Schweißverbindung gebildet
wird, treten die folgenden Probleme auf.
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Bisher
wurde HDPE (hoch-dichtes Polyethylen) häufig als das Material einer äußeren Schicht
eines Treibstofftanks verwendet. Daher bestand das Bedürfnis, dass
eine einstückig
mit dem Treibstofftank ausgebildete Schweißverbindung auf diesen Treibstofftank
aufgeschweißt
wird.
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Es
wurde daher erwägt,
die gesamte Schweißverbindung
inklusive des zylindrischen Bereichs aus dem selben HDPE-Kunstharzmaterial
herzustellen, um ein solches Schweißen zu ermöglichen. Obwohl der HDPE-Kunstharz
bezüglich
der Schweißbarkeit
auf den Treibstofftank unübertroffen ist,
ist der HDPE-Kunstharz unzureichend im Hinblick auf die Treibstoff-Impermeabilität. Daraus
ergibt sich das Problem, dass Treibstoff nach außen durchdringt.
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Die
JP-A-002-254938 offenbart eine Technik zum Herstellen der Schweißverbindung
dadurch, dass in radialer Richtung ein Außenschichtelement aufgestapelt
wird, das mit dem Treibstofftank verschweißbar ist, und zwar auf ein
aus einem Kunstharzmaterial mit Treibstoff-Impermeabilität (Barrierefähigkeit)
gebildeten Innenschichtelement, durch welches das Problem der Treibstoff-Impermeabilität gelöst werden
soll.
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13 zeigt ein spezifisches
Ausführungsbeispiel.
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In 13 bezeichnet die Bezugsnummer 246 einen
Kunstharz-Treibstofftank,
der durch das Übereinanderschichten
einer Außenschicht 246-1, einer
Innenschicht 246-3, die aus HDPE-Kunstharz gebildet sind, und einer Barriereschicht 246-2,
die aus EVOH-Kunstharz gebildet ist, der hinsichtlich der Treibstoff-Impermeabilität überragend
ist, aufgebaut ist.
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Die
Bezugsnummer 248 bezeichnet eine Schweißverbindung die einstückig auf
den Treibstofftank 246 aufgeschweißt ist und die aus Kunstharz
gemacht ist. Diese Schweißverbindung 248 hat
einen zylindrischen Bereich 252, der ein Verbindungsbereich
(ein Einsteckbereich) eines Rohrs 258 ist und zudem einen
Schweißbereich 250,
der ein Basisendbereich desselben ist. Die Schweißverbindung 248 ist
im Schweißbereich 250 mit
dem Treibstofftank 246 hitzeverschweißt.
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Der
zylindrische Bereich 252 ist so aufgebaut, dass das Außenschichtelement 254 und
das Innenschichtelement 256 jeweils aus verschiedenen Kunstharzmaterialien
gemacht sind. Insbesondere ist das Außenschichtelement 254 aus
dem selben Kunstharz hergestellt wie das Material des Schweißbereichs 250.
Das Innenschichtmaterial 256 ist aus einem Barrierematerial
wie PA (Polyamid) -Kunstharz gemacht, das dem oben genannten Kunstharzmaterial
im Bezug auf Treibstoff-Impermeabilität überlegen
ist.
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Im Übrigen bezeichnet
die Bezugsnummer 260 ein Schlauchband, das das Rohr 258,
das darin eingepresst ist, verklemmt.
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In
dem Fall, dass das Außenschichtelement 254 des
zylindrischen Bereichs 252 und der Schweißbereich 250 aus
dem selben HDPE-Kunstharzmaterial gemacht sind, das gut mit dem
Treibstofftank 246 verschweißbar ist, ist in der Schweißverbindung 248 mit
dieser Struktur das HDPE-Kunstharz in Bezug auf Treibstoff-Impermeabilität unzureichend
(d.h., dass das Innenschichtelement 256 des zylindrischen
Bereichs 252 in der Schweißverbindung 248, die
in 13 dargestellt ist,
aus einem Barrierematerial gemacht ist). Daher ist, selbst in dem
Fall, in das der zylindrische Bereich 252 hinreichende
Treibstoff-Impermeabilität
sicherstellt, der Schweißbereich,
der aus HDPE-Kunstharz gemacht ist, sozusagen in einem ausgesetzten
Zustand. Folglich hat diese verwandte Schweißverbindung 248 ein inhärentes Problem
darin, dass der in dem Treibstofftank 246 enthaltene Treibstoff
durch den Schweißbereich 250 nach
außen
durchdringt.
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Gleichzeitig
offenbart die JP-A-2002-241546 eine Technik zum Legieren von EVOH-Copolymer und
einem Polyolefin-Kunstharz und zum Bilden eines Treibstoff-Handhabungselements,
welches eine Kunstharz-Phasentrennungsstruktur hat, die eine Meer-Inselstruktur unter
der Verwendung von EVOH als eine kontinuierliche Phase (ein Meer)
und ferner unter der Verwendung von Polyolefin als eine getrennte
Phase (eine Insel) aufweist, mit solch einem Kunstharz-Legierungsmaterial.
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Es
kann erreicht werden, dass der Schweißbereich durch die Verwendung
des Kunstharz-Legierungsmaterials, das in der JP-A-2002-241546 offenbart
ist, in der Schweißverbindung 248 gebildet
wird.
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Es
kann erwartet werden, dass dieser Aufbau die exzellente Verschweißbarkeit
von HDPE und die hohe Treibstoff-Impermeabilität von EVOH
in dem Schweißbereich 250 gewährt.
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EVOH
ist jedoch nicht immer ausreichend bezüglich der Wasserfestigkeit.
Daher besteht in diesem Aufbau ein Problem darin, dass in einem
Fall, in dem der Schweißbereich
länger
Feuchtigkeit ausgesetzt ist, der Schweißbereich Feuchtigkeit adsorbiert, mit
dem Resultat der Verschlechterung der Treibstoff-Impermeabilität und in
der Verringerung des Grads der Schweißstärke desselben. Außerdem ist der
Schweißbereich 215 der
Schweißverbindung 248 sehr
wahrscheinlich Feuchtigkeit ausgesetzt. Daher können sich, in dem Fall, dass
der gesamte Schweißbereich 250 aus
einem solchen Kunstharz-Legierungsmaterial
gemacht ist, die Treibstoff-Impermeabilität und die
Schweißstärke mit
der Zeit verschlechtern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Daher
haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Technik zum Formen
einer Struktur durch das Stapeln einer Innenschicht, die aus Kunstharzlegierungsmaterial
gemacht ist, das durch das Legieren eines modifizierten HDPE (hochdichtes
Polyethylen), welches einer funktionalen Gruppe mit einer hohen
Affinität
einer Hydroxylgruppe von EVOH (Ethylen-Vinylalkohol) hinzugefügt wird,
und EVOH oder durch Legieren des modifizierten HDPE, normalem HDPE
und EVOH und einer äußeren Schicht
unter der Verwendung des HDPE-Kunstharzes und/oder modifizierten
HDPE-Kunstharzes gebildet wird.
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14A und 14B zeigen ein spezifisches Beispiel
dieser Technik.
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In
diesen Figuren bezeichnet die Referenznummer 262 eine Schweißverbindung,
deren gesamter zylindrischer Bereich 264 aus dem Kunstharzlegierungsmaterial
gemacht ist.
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Die
Bezugsnummer 266 bezeichnet einen Schweißbereich,
der einen Flanschbereich 268 mit großem Durchmesser und einen unteren
Bereich 270, der von dem äußeren Umfangsteil des Flanschbereichs 268 in
Richtung des Treibstofftanks 246 absteht und der ringförmig um
eine Öffnung
des Treibstofftanks 246 geformt ist.
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Der
Schweißbereich 266 hat
eine zweischichtige Struktur, die ein Innenschichtelement 242 und
ein Außenschichtelement 274 umfasst.
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Das
Innenschichtelement 272 ist aus dem Kunstharzlegierungsmaterial
hergestellt und ist einstückig
mit dem zylindrischen Bereich 264 gebildet. Das Innenschichtelement 272 ist
integral an den Treibstofftank 246 unter der Verwendung
einer Endfläche
des unteren Bereichs 270 als eine Schweißendfläche 272A angeschweißt.
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Das
Außenschichtelement 274 ist
hauptsächlich
dazu vorgesehen, die Schweißbarkeit
des Treibstofftanks 246, der von dem Innenschichtelement 272 freigelegt
ist zu verstärken,
d.h., ist hauptsächlich
dazu vorgesehen, diese Schweißbarkeit
zu verstärken.
Das Außenschichtelement 274 ist
aus HDPE-Kunstharz
oder einem modifizierten HDPE-Kunstharz gemacht, der eine hohe Schweißbarkeit
an den Treibstofftank 246 hat.
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Auch
das Außenschichtelement 274 ist
integral an den Treibstofftank 246 unter der Verwendung einer
Endfläche
des unteren Bereichs 270 als eine Schweißendfläche 274A angeschweißt.
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Wie
oben beschrieben, war EVOH bisher als ein Material mit überragenden
Eigenschaften als Gasbarriere bekannt. Das Kunstharzlegierungsmaterial,
das durch das Legieren des modifizierten HDPE und eines solchen
EVOH erhalten wird, zeigt ein exzellente Verschweißbarkeit
mit dem Treibstofftank 246 durch das daran erhaltene HDPE
und zeigt auch eine hohe Treibstoff-Impermeabilität (Barrierefähigkeit)
durch das EVOH. Daher wird die Schweißverbindung 262, die
in den 14A und 14B dargestellt ist, in die
Lage versetzt, eine hohe Treibstoff-Impermeabilität zu haben,
während
die exzellente Schweißbarkeit
des Schweißbereichs 266 beibehalten
wird. Folglich kann die Schweißverbindung 262 das
Problem lösen,
dass Treibstoff durch den Schweißbereich 266 nach
außen
hindurch dringt.
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Auch
das Innenschichtelement 272 ist aus dem Kunstharzlegierungsmaterial
gebildet und ist außen
von dem Außenschichtelement 274,
das aus dem HDPE-Kunstharz mit hoher Wasserfestigkeit gebildet ist,
bedeckt. Daher kann das Innenschichtelement 272, das von
dem Schweißbereich 266 umfasst ist,
versiegelt und von Feuchtigkeit durch das Außenschichtelement aus dem HDPE-Kunstharz
geschützt werden.
Folglich kann die exzellente Treibstoff-Impermeabilität und die
exzellente Schweißstärke für eine lange
Zeit stabil beibehalten werden.
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Gleichzeitig
können,
wenn die Schweißverbindung 262 an
den Schweißendflächen 272A und 274A des
Schweißbereichs 266 durch
Hitzeschweißen
an den Treibstofftank 246 geschweißt ist, die folgenden Probleme
auftreten.
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Falls
die Schweißverbindung 262,
speziell der Schweißbereich 266 mit
dem Treibstofftank 246 hitzeverschweißt ist, sind die Schweißendflächen 272A und 274A des
Innenschichtelements 272 und das Außenschichtelements 274,
wie in 14B dargestellt,
miteinander verschweißt,
während
sie zueinander ausgerichtet sind. In diesem Fall ist das Innenschicht 272 im
Vergleich mit einem Kunstharzelement, das nur aus EVOH gemacht ist,
gut verschweißbar.
Die Verschweißbarkeit
des Innenschichtelements 272 ist jedoch geringer als die
von HDPE-Kunstharz. Daher wird, wenn die Endflächen 272A und 274A an
den Treibstofftank 246 geschweißt werden, das Schweißen zwischen
der Schweißfläche 274A des
Außenschichtelements 274 und
dem Treibstofftank 246 durch geschmolzenes Kunstharz an
der Schweißendfläche 272A des
Innenschichtelements 272 gestört, wenn dieser geschmolzene
Kunstharz zu der Schweißendfläche 274A des
Außenschichtelements 274 fließt.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorgenannten Umstände gemacht.
Dementsprechend ist ein Ziel der Erfindung, eine Schweißverbindung
für einen
Treibstofftank bereitzustellen, die so ausgelegt ist, dass in einem
Fall, in dem ein Schweißbereich
mit einer derartigen Struktur aufgebaut ist, die gebildet ist durch Übereinanderschichten einer
inneren Schicht aus Kunstharzlegierungsmaterial, welches unter der
Verwendung lediglich eines modifizierten HDPE erhalten wurde oder
welches durch das Legieren von HDPE und EVOH erhalten wurde und
einer Außenschicht,
die ein HDPE-Kunstharz und/oder modifiziertes HDPE-Kunstharz verwendet,
und das Schweißen
zwischen dem Außenschichtelement
und dem Treibstofftank nicht durch einen geschmolzenen Teil des
Innenschichtelements gestört
wird, wenn der Schweißbereich
an dem Treibstofftank geschweißt
wird, und dadurch ein hochverlässliches
und hochfestes Schweißen
zu realisieren.
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Nach
einem Aspekt der Erfindung wird eine Schweißverbindung (auf die im Folgenden
als erste Schweißverbindung
Bezug genommen wird) für
einen Treibstofftank bereitgestellt, umfassend: einen zylindrischen
Bereich, der als Verbindungsbereich für ein Leitungsrohr oder einen
Verbinder dient; und ein ringförmiger
Schweißbereich,
der an einem Basisendbereich des zylindrischen Bereichs vorgesehen ist;
wobei der Schweißbereich
an einem Randbereich eines Öffnungsbereichs
eines Kunstharz-Treibstofftanks einstückig hitzeverschweißt ist,
wobei wenigstens der Schweißbereich
in einer Mehrschichtstruktur aufgebaut ist, die gebildet ist durch Übereinanderschichten
eines Innenschichtelements aus einem Kunstharzlegierungsmaterial,
das durch Legieren eines modifizierten HDPE, welchem eine funktionale Gruppe
mit einer hohen Affinität
zu einer Hydroxylgruppe von EVOH zugefügt wurde, und EVOH oder durch
Legieren des modifizierten HDPE, normalem HDPE und EVOH und eines
Außenschichtelements, das
HDPE-Kunstharz und/oder modifiziertes HDPE-Kunstharz verwendet und
eine gute Verschweißbarkeit
an dem Treibstofftank hat, wobei sowohl das Innenschichtelement
als auch das Außenschichtelement
an einer entsprechenden Schweißendfläche an dem
Treibstofftank hitzeverschweißt
ist, wobei die Schweißendfläche des
Außenschichtelements
aus der Schweißendfläche des
Innenschichtelements zu dem Treibstofftank vorspringt und zwischen
den Schweißendflächen ein
stufenartiger Bereich gebildet wird, bevor sie hitzeverschweißt werden.
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Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Schweißverbindung
bereitgestellt (im Folgenden als zweite Schweißverbindung bezeichnet) für einen
Treibstofftank, umfassend: einen zylindrischen Bereich, der als
Verbindungsbereich eines Leitungsrohrs oder eines Verbinders gilt;
und einen an einem Basisendbereich des zylindrischen Bereichs vorgesehenen,
ringförmigen
Schweißbereich,
wobei der Schweißbereich
an einen Randteil eines Öffnungsbereichs
eines Kunstharz-Treibstofftanks integral hitzegeschweißt ist,
wobei wenigstens der Schweißbereich
mit einer Mehrschichtstruktur aufgebaut ist, die gebildet ist durch
das Übereinanderschichten
eines Innenschichtelements, das aus einem Kunstharzlegierungsmaterial
gebildet ist, das durch Legieren eines modifizierten HDPE, welchem eine
funktionale Gruppe mit einer hohen Affinität zu einer Hydroxylgruppe von
EVOH hinzugefügt
wurde, und EVOH oder durch Legieren des modifizierten HDPE, normalem
HDPE und EVOH erhalten wurde, und eines Außenschichtelements, welches
das HDPE-Kunstharz und/oder modifizierte HDPE-Kunstharz verwendet
und eine gute Verschweißbarkeit
mit dem Treibstofftank hat, wobei sowohl das Innenschichtelement
als auch das Außenschichtelement an
einer entsprechenden Schweißendfläche mit
dem Treibstofftank hitzeverschweißt ist und die Schweißendflächen als
eine geneigte oder gekrümmte
Fläche
geformt sind, so dass ein Abstand zwischen dem Schweißbereich
und dem Treibstofftank in Richtung eines inneren Endes der Schweißendfläche des
Innenschichtelements von einem äußeren Ende
der Schweißendfläche des
Außenschichtelements
langsam anwächst,
bevor sie hitzeverschweißt
werden.
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Nach
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Schweißverbindung
für einen
Treibstofftank bereitgestellt (im Folgenden als dritte Schweißverbindung
bezeichnet), umfassend: einen zylindrischen Bereich, der als Verbindungsbereich
für ein
Leitungsrohr oder einen Verbinder dient; und einen ringförmigen Schweißbereich
an einem Basisendteil des zylindrischen Bereichs, wobei der Schweißbereich
einstückig
an einen Randteil eines Öffnungsbereichs
eines Kunstharz-Treibstofftanks hitzeverschweißt ist, wobei wenigstens der
Schweißbereich
in einer Mehrschichtstruktur aufgebaut ist, die gebildet ist durch Übereinanderschichten
eines Innenschichtelements aus einem Kunstharzlegierungsmaterial,
das durch das Legieren eines modifizierten HDPE, welchem eine funktionelle
Gruppe mit einer hohen Affinität
zu einer Hydroxylgruppe von EVOH hinzugefügt wurde, und EVOH oder durch
Legieren des modifizierten HDPE, normalem HDPE und EVOH und eines
Außenschichtelements,
das den HDPE-Kunstharz und/oder modifizierten HDPE-Kunstharz verwendet und
eine hohe Verschweißbarkeit
mit dem Treibstofftank hat, wobei sowohl das Innenschichtelement
als auch das Außenschichtelement
an einer entsprechenden Schweißendfläche an den
Treibstofftank hitzeverschweißt
ist und ein ringförmiger
konkaver Rillenbereich, der sich um den Öffnungsbereich erstreckt, an
wenigstens einem Teil der Schweißendfläche des Außenschichtelements, der an
der Seite des Innenschichtelements angeordnet ist und/oder einem Teil
der Schweißendfläche des
Innenschichtelements, der an der Seite des Außenschichtelements angeordnet
ist, vorgesehen ist, bevor sie hitzeverschweißt werden.
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Nach
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Schweißverbindung
für einen
Treibstofftank bereitgestellt (im Folgenden als vierte Schweißverbindung
bezeichnet), umfassend: einen zylindrischen Bereich, der als Verbindungsbereich
eines Leitungsrohrs oder eines Verbinders dient; und einen an einem
Basisendteil des zylindrischen Bereichs vorgesehenen, ringförmigen Schweißbereich,
wobei der Schweißbereich
einstückig
mit einem Randteil eines Öffnungsbereichs
eines Kunstharz-Treibstofftanks hitzeverschweißt ist, wobei wenigstens der
Schweißbereich
mit einer Mehrschichtstruktur aufgebaut ist, die gebildet ist durch Übereinanderschichten
eines aus einem Kunstharzlegierungsmaterial, das durch Legieren
von modifiziertem HDPE, welchem eine funktionale Gruppe mit einer
hohen Affinität
zu einer Hydroxylgruppe von EVOH hinzugefügt wurde, und EVOH oder durch
Legierung des modifizierten HDPE, normalen HDPE und EVOH erhalten
wurde, und eines Außenschichtelements,
das den HDPE-Kunstharz oder modifizierten HDPE-Kunstharz verwendet und
eine hohe Verschweißbarkeit
mit dem Treibstofftank hat, wobei sowohl das Innenschichtelement
als auch das Außenschichtelement
an einer entsprechenden Schweißendfläche mit
dem Treibstofftank hitzeverschweißt ist und wobei ein ringförmiger Vorsprung
den Öffnungsbereich
umgibt und in Richtung des Treibstofftanks vorspringt und auf einem
Teil der Schweißendfläche des
Außenschichtelements
vorgesehen ist, der an der Seite des Innenschichtelements angeordnet
ist, bevor diese hitzeverschweißt werden.
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Nach
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Schweißverbindung
für einen
Treibstofftank bereitgestellt (im Folgenden als fünfte Schweißverbindung
bezeichnet), umfassend: einen zylindrischen Bereich, der als Verbindungsbereich
eines Leitungsrohrs oder eines Verbinders dient; und einen ringförmigen Schweißbereich
an einem Basisendteil des zylindrischen Bereichs, wobei der Schweißbereich integral
an einen Randteil eines Öffnungsbereichs
eines Kunstharz-Treibstofftanks hitzeverschweißt ist, wobei wenigstens der
Schweißbereich
in einer Mehrschichtstruktur aufgebaut ist, die gebildet ist durch das Übereinanderschichten
eines Innenschichtelements, das aus einem Kunstharzmaterial gebildet
ist, das erhalten ist durch Legieren von modifiziertem HDPE, welchem
eine funktionale Gruppe mit einer hohen Affinität zu einer Hydroxylgruppe von
EVOH hinzugefügt
wurde, und EVOH oder durch Legieren des modifizierten HDPE, normalen
HDPE und EVOH, und eines Außenschichtelements,
welches dem HDPE-Kunstharz
und/oder modifizierten HDPE-Kunstharz verwendet und eine hohe Schweißbarkeit
mit dem Treibstofftank hat, sowie einen ringförmigen Ausschnittbereich, der
den Öffnungsbereich
umgibt und konkav von einer Innenfläche des Innenschichtelements
in Richtung des Außenschichtelements
wölbt,
der in einem Teil des Innenschichtelements vorgesehen ist, der höher als
die Schweißendfläche des
Innenschichtelements angeordnet ist, bevor dieses hitzeverschweißt wird.
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Wie
oben beschrieben ragt nach der ersten Schweißverbindung der Erfindung die
Schweißendfläche des
Außenschichtelements
in Richtung des Treibstofftanks von der Schweißendfläche des Innenschichtelements
aus vor. Auch ist zwischen den Schweißendflächen ein stufenartiger Bereich
gebildet. Nach der ersten Schweißverbindung der Erfindung wird,
wenn der Schweißbereich
der ersten Schweißverbindung
an den Treibstofftank geschweißt
wird, zunächst
die Schweißendfläche des Außenschichtelements
an den Treibstofftank geschweißt.
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Danach
wird die Schweißendfläche des
Innenschichtelements an den Treibstofftank geschweißt. Daher
muss nicht befürchtet
werden, dass ein geschmolzener Anteil des Innenschichtelements an
der Schweißendfläche in einem
Raum zwischen einem Teil des Außenschichtelements,
der an der Seite der Schweißendfläche liegt,
und in den Treibstofftank hineinfließen kann, und das Verschweißen dazwischen
stören
kann. Daher kann, nach der ersten Schweißverbindung der Erfindung der
Schweißbereich
mit hoher Schweißstärke an den
Treibstofftank geschweißt
werden. Auch kann die Verlässlichkeit
der Berechnung der Schweißstärke verbessert werden.
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Ferner
ist das aus HDPE-Kunstharz gebildete Außenschichtelement überragend
in Wasserfestigkeit im Vergleich zu den EVOH enthaltendem Innenschichtelement.
Daher kann, selbst wenn der Schweißbereich befeuchtet wird, oder
wenn der untere Schweißbereich
in Wasser eintaucht, durch die Erfindung dadurch einen Vorteil erreicht
werden, dass die Schweißstärke auf
einem hohen Niveau gehalten werden kann.
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Zudem
ist nach der zweiten Schweißverbindung
der Erfindung die Schweißendfläche des
Außenschichtelements
und die Schweißendfläche des Innenschichtelements
so geformt, dass sie eine geneigte oder gekrümmte Fläche haben, so dass der Abstand
zwischen dem Schweißbereich
und dem Treibstofftank langsam von dem äußeren Ende der Schweißendfläche des
Außenschichtelements
in Richtung des inneren Endes der Schweißendfläche des Innenschichtelements
anwächst.
Wenn der Schweißbereich
geschweißt
wird, wird zunächst
die Schweißendfläche des
Außenschichtelements
geschweißt.
Danach wird die Schweißendfläche des
Innenschichtelements geschweißt.
Auch fließt
ein geschmolzener Anteil sowohl des Außenschichtelements als auch
des Innenschichtelements von dem äußeren Ende der Schweißendfläche zu dem
inneren Ende der Schweißendfläche. Daher
muss nicht befürchtet
werden, dass ein Teil des Innenschichtelements, das an der Schweißendfläche geschmolzen ist,
das Schweißen
zwischen dem Außenschichtelement 38 und
dem Treibstofftank stört.
Folglich kann nach der zweiten Schweißverbindung der Erfindung die
Stärke
des Schweißbereichs
auf einen hohen Wert eingestellt werden. Die Verlässlichkeit
der Schweißstärke kann
verbessert werden.
-
Die
dritte Schweißverbindung
der Erfindung ist so aufgebaut, dass ein ringförmiger, konkaver Rillenbereich,
der sich um den Öffnungsbereich
erstreckt, wenigstens in einem Teil der Schweißendfläche des Außenschichtelements, der an
der Seite des Innenschichtelements angeordnet ist oder an einem Teil
der Schweißendfläche des
Innenschichtelements, der an der Seite des Außenschichtelements angeordnet
ist, vorgesehen ist. Nach der dritten Schweißverbindung der Erfindung fließt selbst
in dem Fall, dass ein Teil des Innenschichtelements beim Schweißen an der
Schweißendfläche geschmolzen
ist, der geschmolzene Teil des Innenschichtelements in den konkaven
Wellenbereich und wird darin gestoppt. Daher wird der geschmolzene Teil
des Innenschichtelements daran gehindert, in die Schweißendfläche des
Außenschichtelements
einzufließen.
Folglich kann nach der dritten Schweißverbindung der Erfindung die
Stärke
des Schweißbereichs
auf einen hohen Wert eingestellt werden. Auch kann die Verlässlichkeit
der Schweißstärke verbessert
werden.
-
Gleichzeitig
ist die vierte Schweißverbindung der
Erfindung so aufgebaut, dass ein ringförmiger Vorsprung den Öffnungsbereich
umgibt und in Richtung des Treibstofftanks vorspringt und an einem
Teil der Schweißendfläche des
Außenschichtelements vorgesehen
ist, dass an der Seite des Innenschichtelements angeordnet ist.
Nach der vierten Schweißverbindung
der Erfindung der Schweißbereich
an den Treibstofftank geschweißt
wird, der teilweise vorspringende ringförmige Vorsprung zuerst damit
verschweißt.
Daher wird der geschmolzene Anteil des Innenschichtelements daran
gehindert, in einen Bereich an der Seite des Außenschichtelements einzufließen. Folglich
kann nach der vierten Schweißverbindung
der Erfindung die Stärke
des Schweißbereichs
auf einen hohen Wert eingestellt werden. Auch kann die Verlässlichkeit
der Schweißstärke verbessert
werden.
-
Ferner
ist die fünfte
Schweißverbindung
der Erfindung so aufgebaut, dass ein den Öffnungsbereich umgebender,
ringförmiger
Ausnehmungsbereich sich konkav von der Innenfläche des Innenschichtelements
in Richtung des Außenschichtelements
wölbt und
in einem Teil des Innenschichtelements angelegt ist, der höher liegt
als die Schweißendfläche des
Innenschichtelements. Nach der fünften
Schweißverbindung
der Erfindung ist die Stärke
des Teils des Innenschichtelements, welcher höher liegt als die Schweißendfläche, durch
den ringförmigen
Ausnehmungsbereich reduziert. Daher wird, wenn die Schweißendfläche des
Innenschichtelements nach dem Hitzeschmelzen nach unten in Richtung
des Treibstofftanks gedrückt
wird, das Innenschichtelement in einer Richtung deformiert, dass es
den Ausnehmungsbereich ausfüllt.
Folglich kann der geschmolzene Anteil des Innenschichtelements daran
gehindert werden, in einen an der Seite des Außenschichtelements vorgesehenen
Teil zu fließen. Daher
kann nach der fünften
Schweißverbindung
der Erfindung die Stärke
des Schweißbereichs
auf einen hohen Wert eingestellt werden. Ferner kann die Verlässlichkeit
der Schweißstärke verbessert
werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Schweißverbindung illustriert, die
eine Verkörperung
der Erfindung in einem Zustand ist, in welchem die Schweißverbindung
an einen Treibstofftank geschweißt ist;
-
2A und 2B sind
perspektivische Ansichten, die die Schweißverbindungen nach dem Ausführungsbeispiel
in einem Zustand illustrieren, in welchem die Schweißverbindung
noch nicht an den Treibstofftank geschweißt ist;
-
3 ist
eine Querschnittsansicht, die die Schweißverbindung nach dem Ausführungsbeispiel in
einem Zustand zeigt, in welchem die Schweißverbindung noch nicht an den
Treibstofftank geschweißt ist;
-
4 ist
eine vergrößerte Ansicht
der in 3 dargestellten Schweißverbindung;
-
5A und 5B sind
schematische Ansichten, die ein Beispiel der Existenzform von EVOH eines
in dem Ausführungsbeispiel
verwendeten Kunstharzlegierungsmaterials zeigen;
-
6 ist
eine Ansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigt;
-
7 ist
eine Ansicht, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigt;
-
8 ist
eine Ansicht, die noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigt;
-
9 ist
eine Ansicht, die ein zusätzliches Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
-
10 ist
eine Ansicht, die ein zusätzliches Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
-
11A und 11B sind
erklärende
Ansichten, die ein verwandtes Verfahren zum Verbinden eines Kunstharzrohrs
mit einem Treibstofftank illustrieren;
-
12 ist
eine Explosionsdarstellung, die die verwandte Verbindungsstruktur
illustriert;
-
13 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel des Aufbaus der verwandten Schweißverbindung
zeigt; und
-
14A und 14B sind
Ansichten, die eine verwandte Schweißverbindung zeigen.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
-
Als
nächstes
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
detailliert beschrieben.
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In 1 bezeichnet
die Bezugsnummer 10 einen Kunstharz-Treibstofftank. In diesem Ausführungsbeispiel
hat der Kunstharz-Treibstofftank 10 ein Außenschichtelement 10-1 und
ein Innenschichtelement 10-3, die aus HDPE-Kunstharz gebildet
sind. Ferner hat der Treibstofftank 10 im Querschnitt eine Struktur,
in welcher ein dünnes
Barriereelement 10-2 sandwichedartig in dem Außenschicht 10-1 und
dem Innenschichtelement 10-3 angeordnet ist.
-
Im Übrigen bildet
das Barriereelement 10-2 gegenüber der äußeren Schicht 10-1 eine
innere Schicht.
-
Die
Bezugsnummer 12 bezeichnet eine Kunstharzschweißverbindung,
die einen zylindrischen Bereich 16 hat, der als Verbindungsbereich
für ein
Leitungsrohr (im Folgenden einfach als Rohr bezeichnet) 14,
und einen Schweißbereich 18 bildet, der
ein Basisendbereich desselben ist.
-
Das
Rohr 14 ist auf den zylindrischen Bereich 16 aufgepresst
und durch solch eine Schweißverbindung 12 mit
dem Treibstofftank 10 verbunden.
-
Ein
im Querschnitt sägezahnförmiger,
Abrutschverhinderungsbereich 22 mit einer Vielzahl von ringförmigen Vorsprüngen 20,
die axial in Intervallen voneinander getrennt sind, ist auf der äußeren Umfangsfläche des
zylindrischen Bereichs 16 vorgesehen.
-
Ringförmige Nuten 24 sind
jeweils an einem Endteil und einem Mittelteil des zylindrischen
Bereichs 16 eingeformt. Elastischer Dichtungs-O-Ringe 26 sind
jeweils in den Rillen 24 montiert.
-
Jeder
der O-Ringe 26 fungiert als luftdichte Versiegelung zwischen
der äußeren Umfangsfläche des
zylindrischen Bereichs 16 und der inneren Umfangsfläche des
Rohrs 14.
-
Der
Abrutschverhinderungsbereich 22 ist so aufgebaut, dass
die ringförmigen
Vorsprünge 20 eine im
Querschnitt spitzwinklige Kante haben, die sich in die innere Fläche des
Rohrs verbeißt
und das die Funktion hat, zu vermeiden, dass das Roh 14 von
der Schweißverbindung
abrutscht.
-
Der
Schweißbereich 18 hat
einen scheibenartigen Flanschbereich 28 mit großem Durchmesser, der
sich radial und nach außen
von dem zylindrischen Bereich 16 aus erstreckt, wie in 2 dargestellt, und einen unteren Bereich 30,
der sich von einem äußeren umfänglichen
Endteil des Flanschbereichs 28 in Richtung des Treibstofftanks 10 nach
unten erstreckt und eine Ringform um einen Öffnungsbereich 32 des
Treibstofftanks 10 aufweist. Der Schweißbereich 18 ist integral
an dem peripheren Kantenteil des Öffnungsbereichs 32 in
dem Treibstofftank 10 hitzeverschweißt, insbesondere mit dem Außenschichtelement 10-1 an
der Endfläche
des unteren Bereichs 30.
-
Die
Schweißverbindung 12 ist
mit einem ringförmigen
Vorsprungsbereich 34 versehen, der in eine dem zylindrischen
Bereich 16 entgegen gesetzten Richtung vorspringt, d.h.,
in Richtung des Inneren des Öffnungsbereichs 32 vorspringt.
-
Der
Vorsprungsbereich 34 wird verwendet, um ein Kunstharzgehäuse wie
ein in dem Treibstofftank 10 angeordnetes Ventil zu verbinden.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
hat ein Teil des zylindrischen Bereichs 16 in der unteren
Hälfte nach
der Ansicht in dieser Figur, genauer gesagt ein Teil des zylindrischen
Bereichs 16, der tiefer als der Abrutschverhinderungsbereich 22 liegt,
der als Aufsteckbereich des Rohrs 14 dient, eine zweischichtige Struktur
umfassend ein Außenschichtelement 38 und ein
Innenschichtelement 36, das den größten Teil des zylindrischen
Bereichs 16 bildet.
-
Im Übrigen wurde
ein Kunstharzlegierungsmaterial als das Material des Innenschichtelements 36 verwendet,
das durch das Legieren eines modifizierten HDPE (hoch-dichten Polyethylens),
welchem eine funktionale Gruppe mit einer hohen Affinität zu einer
Hydroxylgruppe von EVOH (Ethylen-Vinylalkohol)
hinzugefügt
wurde, und EVOH oder durch das Legieren des modifizierten HDPE,
normalem HDPE und EVOH erhalten wurde.
-
Ferner
ist der gesamte Teil des zylindrischen Bereichs 16 und
der gesamte Vorsprungsbereich 34 aus dem gleichen Kunstharzlegierungsmaterial
wie dasjenige des Innenschichtelements 36 des Teils der unteren
Hälfte
des zylindrischen Bereichs 16 gemacht.
-
Andererseits
wird HDPE-Kunstharz mit einer hohen Verschweißbarkeit an dem Treibstofftank
oder insbesondere an dem Außenschichtelement 10-1 als das
Material des Außenschichtelements 38 des
Teils der unteren Hälfte
des zylindrischen Bereichs 36 verwendet (im Übrigen können das
modifizierte HDPE-Kunstharz oder ein Dichtungsmaterial aus dem normalen
HDPE-Kunstharz und dem modifizierten HDPE-Kunstharz als Material des Außenschichtelements 38 verwendet
werden).
-
Der
gesamte Schweißbereich 18,
der dem gesamten Flanschbereich 28 und den gesamten, ringförmigen unteren
Bereich 30 umfasst, ist einer Zweischichtstruktur aufgebaut,
in welcher das Innenschichtelement 36 und das Außenschichtelement 38 übereinander
geschichtet sind.
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Das
Material des Innenschichtelements 36 des Schweißbereichs 18 ist
das gleiche Kunstharzlegierungsmaterial als dasjenige des Innenschichtelements 36 des
Teils der unteren Hälfte
des zylindrischen Bereichs 16. Das Innenschichtelement 36 des Schweißbereichs 18 ist
einstückig
mit dem Innenschichtelement des Teils der unteren Hälfte des
zylindrischen Bereichs 16 ausgebildet.
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Das
Material des Außenschichtelements 38 des
Schweißbereichs 18 ist
das gleiche Kunstharzmaterial wie dasjenige, des Außenschichtelements 38 des
zylindrischen Bereichs 16. Das Außenschichtelement 38 des
Schweißbereichs 18 ist
einstückig mit
dem Außenschichtelement 38 der
unteren Hälfte des
zylindrischen Bereichs 16 ausgebildet.
-
Übrigens
sind das Innenschichtelement 36 und das Außenschichtelement 38 durch
Zweifarbenguss einstückig
ausgebildet.
-
3 und 4 zeigen
die Schweißverbindung 12 in
einem Zustand vor dem Verschweißen
mit dem Treibstofftank 10.
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In
diesen Figuren bezeichnen die Referenznummern 36A und 36B jeweils
die Schweißendfläche des
Innenschichtelements 36 und die Schweißendfläche des Außenschichtelements 38.
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Wie
in diesen Figuren dargestellt, ragt die Schweißendfläche 38A des Außenschichtelements 38 und
t von der Schweißendfläche 36A des
Innenschichtelements 36 in Richtung des Treibstofftanks 10 vor.
Ferner ist ein stufenartiger Bereich zwischen den Schweißendflächen 38A und 36A gebildet.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
ist die Schweißverbindung 12 so
aufgebaut, dass das Außenschichtelement 38 und
das Innenschichtelement 36 an der jeweils entsprechenden
Schweißendfläche 38A und 36A an
den Treibstofftank 10 geschweißt sind. Daher ist die Dimension
t kleiner gewählt
als ein Schweißrand.
-
Wenn
die Schweißverbindung 12 in
diesem Ausführungsbeispiel
auf den Treibstofftank 10 hitzegeschweißt ist, wird zunächst durch
den stufenartigen Bereich zwischen der Schweißendfläche 38A und dem Außenschichtelement 38 und
der Schweißendfläche 36A und
dem Innenschichtelement 36 das Außenschichtelement 38 an
den Treibstofftank 10 geschweißt. Danach wird die Schweißendfläche 36A des
Innenschichtmaterials 36 mit dem Treibstofftank 10 verschweißt.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist der gesamte Schweißbereich 18 in
einer Vielschichtstruktur aufgebaut, die gebildet ist durch das Übereinanderschichten
des Innenschichtelements 36, das aus dem Kunstharzlegierungsmaterial
gebildet ist, das durch das Legieren des modifizierten HDPE und EVOH
gebildet ist, und des Außenschichtelements 38,
das aus dem HDPE-Kunstharz
gemacht ist. Auch ist zuvor das Innenschichtelement als auch das
Außenschichtelement
an den Treibstofftank 10 geschweißt. Dadurch kann die Schweißstärke, mit
welcher der Schweißbereich 18 an
den Treibstofftank 10 geschweißt ist, vergrößert werden.
Zudem kann das Problem des Durchdringens von in den Treibstofftank 10 enthaltenem
Treibstoff nach außen
durch den Schweißbereich 18 gelöst werden.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird, wenn der Schweißbereich 18 der
Schweißverbindung 12 an
den Treibstofftank 10 geschweißt wird, zunächst die
Schweißendfläche 38A des
Außenschichtelements 38 an
den Treibstofftank 10 geschweißt. Danach wird die Schweißendfläche 36A des
Innenschichtelements 36 an den Treibstofftank 10 geschweißt. Daher
muss nicht befürchtet
werden, dass ein geschmolzener Anteil des Innenschichtelements 36 an
der Schweißendfläche 36A in
einen Raum zwischen einem Teil des Außenschichtelements 38,
der an der Seite der Schweißendfläche 38A angeordnet ist,
und dem Treibstofftank 10 fließen kann und das Schweißen dazwischen
stören
kann. Der Schweißbereich 18 kann
mit einer hohen Schweißstärke an den
Treibstofftank 10 geschweißt werden. Ferner kann die
Verlässlichkeit
der Berechnung der Schweißstärke verbessert
werden.
-
Das
Außenschichtelement 38 aus
HDPE-Kunstharz ist im Vergleich mit dem Innenschichtelement, das
EVOH enthält,
hinsichtlich der Wasserfestigkeit überragend. Daher kann, selbst
in dem Fall, dass der Schweißbereich 18 unten
feucht ist oder indem der Schweißbereich 18 in Wasser
eingetaucht ist, die Schweißstärke auf
einem hohen Niveau gehalten werden.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
ist anstelle von normalem HDPE modifiziertes HDPE als das Material
verwendet, das zusammen EVOH legiert wird. Der Grund dafür ist wie
folgt.
-
Das
normale HDPE hat eine geringe Affinität zu EVOH. Daher bilden sich,
wenn das normale HDPE und EVOH einfach legiert werden, große Agglomerationen
von EVOH und HDPE durch die Nichtaffinität des normalen HDPE mit EVOH.
Daher sind EVOH und HDPE teilweise lokalisiert.
-
Beispielsweise
sind, wie schematisch in 5B dargestellt,
große
Agglomerationen A von EVOH exzentrisch in einer Matrix von HDPE
angeordnet.
-
In
diesem Fall sind, selbst in der Treibstoff-Impermeabilität überragend
ist, große
Agglomerationen A von EVOH voneinander getrennt und in der Matrix
B von HDPE lokalisiert. Folglich kann Treibstoffgas zwischen den
Agglomerationen A von EVOH durchtreten und nach außen gelangen.
-
Dies
ist dadurch bedingt, dass EVOH und HDPE eine Kombination von nichtkompatiblen
Materialien sind, so dass, selbst wenn EVOH und HDPE physikalisch
miteinander gemischt werden, eine Phasentrennung von EVOH und HDPE
auftritt. Entsprechend wird ein Phasengrenzer mit geringer Affinität geformt.
-
Folglich
wird dieses Mischmaterial (oder Verschnittmaterial) in einen Zustand
gebracht, in welchem das Mischmaterial große Agglomeration A von EVOH
beinahe wie Fremdmaterialien enthält. Die Stärke des Mischmaterials wird
gering (d.h., das Mischmaterial wie in einen fetzenartigen Zustand versetzt).
Auch kann leicht ein Phasengrenzabpellen an der Phasengrenzen dazwischen
auftreten.
-
Im
Gegensatz dazu verwendet dieses Ausführungsbeispiel das modifizierte
HDPE-Kunstharz, welchem eine funktionale Gruppe mit einer chemischen
Reaktivität
(hauptsächlich
dank einer Wasserstoffbindung und einer kovalenten Bindung (mit
einer Hydroxylgruppe von EVOH hinzugefügt wurde als ein Material zum
Legieren mit EVOH. Daher wird in diesem Ausführungsbeispiel eine gleichmäßige Mischung/Dispersion
von EVOH und HDPE durchgeführt,
so dass sowohl EVOH als auch HDPE miteinander vermischt werden.
-
Folglich
werden sowohl die vorteilhafte Verschweißbarkeit (d.h., die Verschweißbarkeit
im Schweißbereich 18)
als auch die Treibstoff-Impermeabilität (die Barriereeigenschaft)
realisiert.
-
Die
gleichmäßige Mischung/Dispersion
von EVOH und HDPE und die Bildung einer homogenen Phase, in welcher
sowohl EVOH als auch HDPE miteinander gemischt sind, kann durch
die Tatsache realisiert werden, dass als Ergebnis der Modifikation durch
das Einfügen
der funktionellen Gruppe dazu HDPE eine hohe Affinität zu EVOH
hat.
-
Auch
werden die Stärke
und Stoßfestigkeit des
Kunstharzlegierungsmaterials, das durch die Legierung von EVOH mit
dem modifizierten HDPE erhalten wird, durch die Tatsache, dass in
der gleichmäßigen Mischung/Dispersion
von EVOH und HDPE und die Bildung einer homogenen Phase, in welcher sowohl
EVOH als auch HDPE miteinander gemischt werden, erhöht.
-
Beispiele
für eine
modifizierende Gruppe, also die funktionale Gruppe, die dem HDPE
hinzugefügt
werden kann, sind eine carboxylische Säuregruppe, ein carboxylischer
Säureanhydridrest,
eine Kunstharzgruppe, eine Acrylatgruppe, eine Methacrlylatgruppe,
eine Vinylacetatgruppe und eine Aminogruppe.
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Die
Schweißstärke kann
durch das Erhöhen des
Anteils von HDPE verbessert werden, während die Treibstoff-Impermeabilität durch
das Erhöhen
von EVOH verbessert werden kann. Daher können sowohl die Schweißstärke als
auch die Treibstoff-Impermeabilität durch
das Anpassen der Anteile von HDPE und EVOH kontrolliert werden.
Das Inhaltsverhältnis
von EVOH zu dem modifizierten HDPE kann in einem Bereich von (80/20)
bis (15/85) gewählt
werden.
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Die
vorgenannte Zusammensetzung des Kunstharzlegierungsmaterials umfasst
kein kompatibilisierendes Material. Daher ist das Kunstharzlegierungsmaterial überragend
in der Treibstoff-Impermeabilität. Übrigens
kann, wenn Bedarf besteht, ein kompatibilisierendes Material, ein
anorganischer Füller
oder Ähnliches
in das Kunstharzlegierungsmaterial gemischt werden. Übrigens
kann überschüssiges Kompatibilisierungsmaterial
die kristallinen Eigenschaften des Basismaterials verschlechtern,
so dass die Treibstoff-Impermeabilität degradiert (d.h., die Barrierefähigkeit
verringern wird). Daher sollte eine Menge des kompatibilisierenden
Materials, das hinzugefügt
wird, in einem Bereich gewählt
werden, in welchem die geforderte Barrierefähigkeit sichergestellt werden
kann.
-
Ferner
kann im Falle der Legierung des modifizierten HDPE und EVOH das
Legieren mit EVOH und sowohl dem normalen HDPE als auch dem modifizierten
HDPE durchgeführt
werden.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
kann das Kunstharzlegierungsmaterial eine Meer-Inselstruktur haben,
in der entweder das EVOH oder das modifizierte HDPE das Meer bildet
und das andere als Insel verwendet wird. Insbesondere in dem Fall,
in dem die Meer-Inselstruktur das modifizierte HDPE als Meer verwendet
und EVOH als Insel verwendet, kann die Existenzform von EVOH so
eingestellt werden, dass die Form jeder der Inseln a-1 flach ist
und dass die Inseln, wie in 5A dargestellt,
in die gleiche Richtung ausgerichtet sind. In diesem Fall kann die
Treibstoff-Impermeabilität
im Vergleich zu dem Fall, in dem jeder der EVOH-Inseln kugelförmig ist,
verbessert werden.
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In
dem vorgenannten Ausführungsbeispiel ist
sowohl der Schweißbereich 18 als
auch der Teil der unteren Hälfte
des zylindrischen Bereichs 18 in einer Mehrschichtstruktur
aufgebaut, die das Innenschichtelement 36 und das Außenschichtelement 38 umfasst.
Gemäß der Erfindung
kann die Schweißverbindung
jedoch so aufgebaut werden, dass nur der Schweißbereich 18 die Mehrschichtstruktur
hat, die das Innenschichtelement 36 und das Außenschichtelement 38 umfasst.
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In
diesem Fall kann dadurch ein Vorteil erreicht werden, dass die Reduktion
der Treibstoff-Impermeabilität
durch Feuchtigkeitsabsorption durch das Innenschichtelement 36 in
dem Schweißbereich 18 durch
das Außenschichtelement 38,
welches das Innenschichtelement 36 von außen bedeckt,
vermieden werden kann.
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6 zeigt
ein anderes Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
-
Dieses
Beispiel ist so aufgebaut, dass die Schweißendflächen 38A und 36A zu
einer Schräge geformt
sind, so dass der Abstand zwischen dem Schweißbereich und dem Treibstofftank 10 von
dem äußeren Ende
der Schweißendfläche 38A des
Außenschichtelements 38 aus
zu dem inneren Ende der Schweißendfläche 36A des
Innenschichtelements 36 hin allmählich anwächst.
-
Übrigens
können
die Schweißendflächen 38A und 36A als
gebogene Fläche
anstatt als Schräge 40 geformt
werden, so dass der Abstand zwischen dem Schweißbereich des Treibstofftanks 10 von
dem äußeren Ende
der Schweißendfläche 38A aus
zum inneren Ende der Schweißendfläche 36A hin
allmählich
anwächst.
-
Auch
in diesem Ausführungsbeispiel
ist der Unterschied t in der Abmessung zwischen dem äußeren Ende
der Schweißendfläche 38A und
dem inneren Ende der Schweißendfläche 36A kleiner
gewählt als
der Schweißrand, ähnlich dem
vorgenannten Ausführungsbeispiel.
-
Nach
diesem Ausführungsbeispiel
wird, wenn der Schweißbereich 18 verschweißt wird,
zunächst
die Schweißendfläche 38A des
Außenschichtelements
verschweißt.
Danach wird die Schweißendfläche 36A des
Innenschichtelements 36 verschweißt. Auch fließt ein geschmolzener
Anteil sowohl des Außenschichtelements 38 als
auch des Innenschichtelements 36 von dem äußeren Ende
der Schweißendfläche 38A zu
dem inneren Ende der Schweißendfläche 36 hin.
Daher muss nicht befürchtet
werden, dass ein Teil des Innenschichtelements 36, der
an der Schweißendfläche 36A geschmolzen ist,
das Verschweißen
wischen dem Außenschichtelement 38 und
dem Treibstofftank 10 stört. Folglich kann die Stärke des
Schweißbereichs 18 auf
einen hohen Wert eingestellt werden. Die Verlässlichkeit der Schweißstärke kann
vergrößert werden.
-
7 zeigt
noch ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
Dieses
Ausführungsbeispiel
ist so aufgebaut, dass im Querschnitt kreisbogenförmiger,
konkaver Rillenbereich 46 und 44, die jeweils
ringförmig um
den Öffnungsbereich 32 liegen,
jeweils in einem Teil der Schweißendfläche 38A des Außenschichtelements 38 vorgesehen,
der an der Seite des Innenschichtelements angeordnet ist und in
einem Teil der Schweißendfläche 36A des
Innenschichtelements 36, der an der Seite des Außenschichtelements 38 angeordnet
ist. Daher bilden die Rillenbereiche 46 und 44 einen
im Querschnitt halbkreisförmigen,
konkaven Rillenbereich 42, der sich über die Schweißendfläche 38A des
Außenschichtelements 38 und die
Schweißendfläche 36A des
Innenschichtelements 36 erstreckt.
-
Nach
diesem Ausführungsbeispiel
fließt, selbst
wenn ein Teil des Innenschichtelements 36 beim Schweißen an der
Schweißendfläche 36A geschmolzen
ist, der geschmolzene Teil des Innenschichtelements 36 in
den konkaven Rillenbereich 42 und wird darin gestoppt.
Daher wird der geschmolzene Teil des Innenschichtelements 36 daran
gehindert, in die Schweißendfläche 38A des
Außenschichtelements 38 zu
fließen.
Folglich kann, ähnlich
zu dem Ausführungsbeispiel
aus 6 die Stärke
des Schweißbereichs 18 auf
einen hohen Wert eingestellt werden. Auch kann die Verlässlichkeit
der Schweißstärke verbessert
werden.
-
Übrigens
sind in dem Ausführungsbeispiel 7 die
konkaven Rillenbereiche 46 und 44 jeweils in den Schweißendflächen 38A und 36A vorgesehen.
Abhängig
von den Umständen
kann nur einer der Rillenbereiche vorgesehen sein.
-
Der
Querschnitt jedes der konkaven Rillenbereiche 46 und 44 kann
in verschiedene Formen geformt sein, die sich von der in 7 dargestellten Form
unterscheiden.
-
8 zeigt
ein Beispiel einer solchen Form. Wie in dieser Figur dargestellt,
ist ein Teil der Schweißendfläche 36A des
Innenschichtelements 36, der and er Seite des Außenschichtelements 38 angeordnet
ist, mit einer im Querschnitt rechteckig geformten, konkaven Rillenbereich 44 versehen.
-
9 zeigt
noch ein anderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
Dieses
Ausführungsbeispiel
ist so aufgebaut, dass ein ringförmiger
Vorsprung 48, der sich um den Öffnungsbereich 32 erstreckt
und in Richtung des Treibstofftanks vorspringt, auf einem Teil der Schweißendfläche 38A des
Außenschichtelements 38 vorgesehen,
der an der Seite des Innenschichtelements 36 angeordnet
ist.
-
Nach
diesem Ausführungsbeispiel
wird der teilweise vorspringende, ringförmige Vorsprung 48, wenn
der Schweißbereich 18 mit
dem Treibstofftank 10 verschweißt wird, als erstes mit diesem
verschweißt.
Dadurch wird der geschmolzene Teil des Innenschichtelements 36 daran
gehindert, in einen an der Seite des Außenschichtelements 38 liegenden
Bereich zu fließen.
Folglich kann, ähnlich
zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen,
die die Stärke des
Schweißbereichs 18 auf
einen hohen Wert eingestellt werden. Auch kann die Verlässlichkeit
der Schweißstärke verbessert
werden.
-
10 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Dieses
Ausführungsbeispiel
ist so aufgebaut, dass ein ringförmiger
Ausnehmungsbereich 50, der den Öffnungsbereich 32 umgibt
und der konkav von der Innenfläche
des Innenschichtelements 36 in Richtung des Außenschichtelements 38 gewölbt ist, in
einem Teil des Innenschichtelements 36 vorgesehen, welches
höher liegt
als die Schweißendfläche 36A des
Innenschichtelements 36.
-
Nach
diesem Ausführungsbeispiel
ist die Stärke
des Teils des Innenschichtelements 36, das höher als
die Schweißendfläche 36A liegt,
durch den ringförmigen
Ausnehmungsbereich 50 reduziert. Daher wird, wenn die Schweißendfläche 36A des
Innenschichtelements 36 nach dem Hitzeschmelzen nach unten
in Richtung des Treibstofftanks 10 gedrückt wird, die Innenschicht 36 in
einer Richtung deformiert, in der sie dem Ausnehmungsbereich 50 füllt Folglich
kann der geschmolzene Anteil des Innenschichtelements 36 daran
gehindert werden, in einem Bereich an der Seite des Außenschichtelements 38 zu
fließen.
Dadurch kann die Stärke
des Schweißbereichs 18 auf
einen hohen Wert gesetzt werden. Ferner kann die Verlässlichkeit
der Schweißstärke vergrößert werden.
-
Obwohl
die Ausführungsbeispiele
der Erfindung oben detailliert beschrieben wurden, ist es selbstverständlich,
dass eine solche Beschreibung der Ausführungsbeispiele nur illustrativen
Zwecken dient und dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden
können,
ohne den Geist und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.