DE102015220740B4

DE102015220740B4 - Behälter sowie Verfahren zur Herstellung eines Behälters für flüssige Betriebsmittel eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015220740B4
Application number: DE102015220740.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Bruhn; Holger Wittenstein; Markus Wolf
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2022-05-25
Anticipated expiration: 2035-10-24
Also published as: DE102015220740A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Behälters (10) für flüssige Betriebsmittel eines Kraftfahrzeugs,- wobei in einer Oberschale (100) des Behälters (10) ein Entlüftungskanal (110) vorgesehen ist;- wobei sich der Entlüftungskanal (110) von einem Mittenbereich (M) der Oberschale (100) zu einem Randbereich (R) der Oberschale (100) erstreckt; und- umfassend den Schritt: gleichzeitiges Spritzgießen der Oberschale (100) und des Entlüftungskanals (110), wobei während des Spritzgießens ein Werkzeugkern in einer Werkzeugkavität zur Herstellung der Oberschale angeordnet ist, um so den Innenraum des Entlüftungskanals (110) auszubilden, wobei der Werkzeugkern im Wesentlichen geradlinig ausgebildet ist, so dass der Werkzeugkern nach dem Spritzvorgang herausgenommen werden kann.

Description

Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters für flüssige Betriebsmittel eines Kraftfahrzeugs sowie einen Behälter für flüssige Betriebsmittel eines Kraftfahrzeugs.
Aus der EP 2379362 B1 ist ein Behälter bekannt, bei dem ein Kanal auf der Behälterinnenseite stoffschlüssig angebracht wird. Hierzu wird ein offener Kanal an die Behälterinnenseite angeschweißt. Ein solches Schweißverfahren ist vergleichsweise aufwendig und teuer. Aus der WO 99/02327 A1 ist Behälter mit einer medienführenden Leitung bekannt, die an einer Wand des Behälters unmittelbar durch Spritzen angeformt ist. Diese Offenbarung ist technisch anspruchsvoll und schwierig umzusetzen. Aus der DE 19902430 A1 ist ein Verfahren zur Fertigung eines Behälters bekannt, bei dem ein Schalenteil im Spritzgussverfahren gefertigt wird, wobei das Schalenteil und ein Rohling für weitere Bauteile gemeinsam gefertigt werden und der Rohling anschließend durch Umformung in seine vorgesehene Form gebracht werden. Die US 6,475,425 B1 und die DE 10 2012 108 273 A1 zeigen vorbekannte Behälter.
Es ist eine Aufgabe der hier offenbarten Technologie, die Nachteile der vorbekannten Lösungen zu verringern oder zu beheben. Weitere Aufgaben ergeben sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 4. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.
Die hier offenbarte Technologie betrifft einen Behälter bzw. Vorratsbehälter für ein flüssiges Betriebsmittel eines Kraftfahrzeugs. Das Betriebsmittel kann beispielsweise der Kraftstoff für die Brennkraftmaschine sein. Das Betriebsmittel kann ferner bspw. ein Additiv (z.B. Reduktionsmittel) sein. Beispielsweise kann das Reduktionsmittel eine Harnstoff-Wasser-Lösung sein. Für die Abgasreinigung ist eine 32,5%-ige Harnstoff-Wasser-Lösung unter dem Handelsnamen Adblue® erhältlich. Das Betriebsmittel kann bspw. eine Reinigungsflüssigkeit von Scheiben- bzw. Scheinwerfer-Waschanlagen in Kraftfahrzeugen sein.
Ein solcher Behälter umfasst beispielsweise eine Oberschale und eine Unterschale, die miteinander verbunden sind, beispielsweise verschweißt. Die Oberschale kann in einer Oberwand und in mindestens eine Seitenwand unterteilt werden. Die Seitenwände erstrecken sich i.d.R. von der Oberwand in Richtung der Unterschale und sind mit den Seitenwänden der Unterschale verbunden. In der Oberschale des Behälters ist mindestens ein Entlüftungskanal vorgesehen. Der Entlüftungskanal erstreckt sich von einem Mittenbereich M der Oberschale zu einem Randbereich R der Oberschale. Der Mittenbereich M ist zweckmäßig der Entlüftungsbereich, in dem sich im Behälter vorhandenes Gas im Behälter ansammelt. Der Entlüftungsbereich ist ferner der Bereich, von dem aus das abzuführende Gas während des Betankens abgelassen werden kann, ohne dass es zu einer Überfüllung des Behälters kommt. Bevorzugt ist Entlüftungsbereich so angeordnet, dass die Luft während des Betankens entweichen kann, ohne dass das Betriebsmittel aus dem Behälter entweicht. I.d.R. ist der Entlüftungsbereich im Flächenschwerpunkt des Behälters angeordnet. Der Randbereich R ist zweckmäßig der Bereich, der sich in der Draufsicht auf die Oberschale maximal 15 cm, bevorzugt maximal 10 cm oder maximal 5 cm von der Seitenwand des Behälters bzw. von einem Rand (bei einer flächig ausgebildeten Oberschale) erstreckt. Der Entlüftungskanal ist insbesondere einstückig in der Oberschale integriert ausgeführt. Der Entlüftungskanal kann parallel zur Oberschale verlaufen.
Die hier offenbarte Technologie betrifft ein einziges bzw. integrales Spritzgussteil, das die Oberschale und den Entlüftungskanal ausbildet. Sie betrifft auch den Verfahrensschritt, wonach gleichzeitig die Oberschale und der Entlüftungskanal in einem Schritt durch Spritzgießen in einem Werkzeug ausbildet werden. Spritzgießen als solches ist seit langem bekannt. Spritzgießen umfasst die Verfahrensschritte:

- Werkzeug zur Herstellung der Oberschale schließen;
- Kunststoff in das Werkzeug einspritzen;
- Werkzeug im geschlossenen Zustand mit Druck beaufschlagen (Nachdruckphase); und
- Werkzeug öffnen und die Oberschale auswerfen.

I.d.R. wird das Werkzeug bzw. die Oberschale zumindest nach dem Einspritzen gekühlt. Während des Spritzgießens, insbesondere während des Einspritzens des Kunststoffs in das Werkzeug, kann ein Werkzeugkern in der Werkzeugkavität zur Herstellung der Oberschale angeordnet sein, um so den Innenraum des Entlüftungskanals auszubilden. Bevorzugt handelt es sich um einen beweglichen bevorzugt wiederverwertbaren Werkzeugkern, besonders bevorzugt um einen betätigbaren Kernzug. Der Werkzeugkern kann vor dem Auswerfen der Oberschale aus dem Werkzeug aus der Werkzeugkavität wieder entfernt werden. Der Werkzeugkern kann bevorzugt im Wesentlichen geradlinig ausgebildet sein. Der Entlüftungskanal ist also bevorzugt im Wesentlichen geradlinig ausgebildet, so dass ein Werkzeugkern nach dem Spritzvorgang herausgenommen werden kann.
Das hier offenbarte Verfahren ermöglicht eine günstige Fertigung des Entlüftungskanals mit hoher Reproduziergenauigkeit und kurzen Spritzzyklen. Insbesondere bei einer Serienfertigung mit erhöhten Stückzahlen lassen sich somit preisgünstig Behälter hoher Qualität herstellen. Die integrale Bauweise verringert die Anzahl an anzubauenden Komponenten. Neben Kosteneinsparungen lässt sich zweckmäßig zudem der Bauraum minimieren und die Gefahr einer Falschmontage senken. Ferner kann die Gefahr sinken, dass teilgelöste Bauteile während der Fahrt Geräusche verursachen. Im Randbereich R kann ein Kanalanschluss vorgesehen sein. Im Randbereich ist meistens mehr Bauraum vorhanden. Somit erleichtert sich i.d.R. auch die Integration des Behälters in das Kraftfahrzeug.
Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht des Behälters 10 entlang der Linie A-A der 2; und
2 eine schematische Draufsicht auf den Behälter 10.

In der 1 ist die Unterschale 200 gestrichelt gezeigt. Sie ist mit der Oberschale 100 verbunden, beispielsweise verschweißt. Die Oberschale 100 umfasst hier eine Oberwand 104 und eine Seitenwand 102, die sich von der Oberwand 104 zur Unterschale 200 hin erstreckt. In der Oberschale 100 ist hier auf der Innenseite der Oberschalte 100 ein Entlüftungskanal 110 vorgesehen. Der Entlüftungskanal verläuft parallel zur Oberschale 100 bzw. zur Oberwand 104. In einem Mittenbereich M ist ein Entlüftungskanaleinlass 112, 112' vorgesehen (stichpunktiert gezeigt). Dieser kann beispielsweise in Richtung der Entlüftungskanalachse A-A orientiert bzw. angeordnet sein (hier mit dem Bezugszeichen 112' bezeichnet) und/oder in Richtung des Behälterinneren (mir mit dem Bezugszeichen 112) angedeutet. In der 2 ist vereinfachend nur eine dieser beiden Varianten gezeigt. Im Randbereich R ist hier ein Entlüftungskanalauslass bzw. Entlüftungskanalanschluss gezeigt, der hier nach oben aus der Oberschale 100 bzw. aus der Oberwand 104 herausragt. Der Entlüftungskanalauslass 114 könnte ebenso in der Seitenwand 102 vorgesehen sein, bevorzug läge dann die Entlüftungskanalauslassmittelachse auf der Entlüftungskanalachse A-A und der Entlüftungskanal würde sich dann bis zur Seitenwand 102 erstrecken. Der Entlüftungskanalauslass 114 ist bevorzugt nicht zurückversetzt bzgl. der Oberwand 104 bzw. der Seitenwand 102 ausgebildet sondern ragt von dieser empor. Vorteilhaft muss dann nicht zusätzlicher Montagebauraum vorgesehen werden.
Wie der 2 zu entnehmen ist, ist der Entlüftungskanal bevorzugt geradlinig ausgebildet, wobei kleinere Abweichungen auch mit umfasst sind, die einer Entformung des Spritzgussteils nicht behindern. Bevorzugt weist der Entlüftungskanal 110 eine Länge I auf, die mindestens das 0,2fache, ferner bevorzugt mindestens das 0,3fache bzw. mindestens das 0,4fache der Gesamtlänge L beträgt, wobei die Gesamtlänge L der Abstand der gegenüberliegenden Ränder bzw. Seitenwände der Oberschale 100 entlang der Schnittebene ist, die durch die Entlüftungskanalachse A-A geht bzw. von dieser definiert wird.
Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Behälters (10) für flüssige Betriebsmittel eines Kraftfahrzeugs, - wobei in einer Oberschale (100) des Behälters (10) ein Entlüftungskanal (110) vorgesehen ist; - wobei sich der Entlüftungskanal (110) von einem Mittenbereich (M) der Oberschale (100) zu einem Randbereich (R) der Oberschale (100) erstreckt; und - umfassend den Schritt: gleichzeitiges Spritzgießen der Oberschale (100) und des Entlüftungskanals (110), wobei während des Spritzgießens ein Werkzeugkern in einer Werkzeugkavität zur Herstellung der Oberschale angeordnet ist, um so den Innenraum des Entlüftungskanals (110) auszubilden, wobei der Werkzeugkern im Wesentlichen geradlinig ausgebildet ist, so dass der Werkzeugkern nach dem Spritzvorgang herausgenommen werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Werkzeugkern vor dem Auswerfen der Oberschale (100) aus der Werkzeugkavität entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Entlüftungskanal (110) auf der Innenseite der Oberschale (100) ausgebildet wird.
Behälter (10) für flüssige Betriebsmittel eines Kraftfahrzeugs, - wobei in einer Oberschale (100) des Behälters (10) ein Entlüftungskanal (110) vorgesehen ist; - wobei sich der Entlüftungskanal (110) von einem Mittenbereich (M) der Oberschale (100) zu einem Randbereich (R) der Oberschale (100) erstreckt; dadurch gekennzeichnet, dass ein durch einen Spritzvorgang herstellbares Spritzgussteil die Oberschale (100) und den Entlüftungskanal (110) ausbildet, wobei der Entlüftungskanal (110) im Wesentlichen geradlinig verläuft, so dass ein Werkzeugkern nach dem Spritzvorgang herausgenommen werden kann
Behälter nach Anspruch 4, wobei der Entlüftungskanal (110) parallel zur Oberschale (100) verläuft.
Behälter nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Entlüftungskanal (110) auf der Innenseite der Oberschale (100) ausgebildet ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 4 bis 6 oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Mittenbereich (M) der Bereich ist, in dem sich im Behälter (10) vorhandenes Gas ansammelt, insbesondere im Flächenschwerpunkt des Behälters.
Behälter nach einem der Ansprüche 4 bis 7 oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Randbereich (R) der Bereich ist, der sich maximal 15 cm, bevorzugt maximal 10 cm oder maximal 5 cm von einer Seitenwand (102) oder einem Rand der Oberschale (100) erstreckt.
Behälter nach einem der Ansprüche 4 bis 8 oder Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Randbereich (R) ein Entlüftungskanalauslass (114) angeordnet ist, der aus der Oberwand (104) oder aus der Seitenwand (102) heraus ragt.