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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstofftankherstellungsvorrichtung.
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Stand der Technik
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Brennstoff- bzw. Kraftstofftanks, beispielsweise einen Wasserstofftank der an Brennstoffzellen- und Wasserstofffahrzeugen und dergleichen montiert ist, benötigen eine ausreichende Festigkeit, um hohem Druck zu widerstehen, und sollen leicht sein. Als ein Verfahren zum Herstellen derartiger Kraftstofftanks ist ein Verfahren bekannt, das das Herstellen eines Tankbehälters durch wiederholtes Wickeln von mit einem wärmehärtenden Harz, beispielsweise Epoxidharz, imprägnierten Carbonfasern um die Oberfläche eines zylindrischen Liners bzw. einer zylindrischen Auskleidung, während der zylindrische Liner gedreht wird, und das anschließende Wärmehärten des wärmehärtenden Harzes umfasst (d.h. ein Präzisionswickelverfahren).
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Beispiele für eine Kraftstofftankherstellungsvorrichtung, die geeignet ist, das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren auszuführen, umfassen eine Vorrichtung, wie sie in der
JP 2010 - 264 718 A offenbart ist, die einen Rotationsabschnitt zum Drehen des Tankbehälters um dessen Mittelachse, einen Wärmehärtungsofen zum Erwärmen bzw. Erhitzen des ganzen Tankbehälters und einen Luftblasenentfernungsabschnitt zum Entfernen von Luftblasen, die auf der Oberfläche des Tankbehälters aufgrund der lokalen Erwärmung erzeugt wurden, umfasst. Gemäß der Kraftstofftankherstellungsvorrichtung mit dieser Konfiguration kann das Entfernen von Luftblasen durch Anblasen mit heißer Luft mittels des Luftblasenentfernungsabschnitts verhindern, dass die Abmessungen und das Aussehen des Tanks durch die Luftblasen beeinflusst werden. Eine Vorrichtung, mit der über eine Vielzahl versetzt angeordneter, einzelner Düsen gekühlte und/oder erwärmte Luft kegelförmig auf eine Kalanderwalze geblasen wird, um deren Durchmesser zu regeln, ist aus der
EP 0 253 547 A1 bekannt.
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KURZFASSUNG
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Bei der vorstehend beschriebenen Kraftstofftankherstellungsvorrichtung besteht jedoch das Problem, dass es Zeit braucht, um den Tankbehälter aufzuwärmen, da das Aufwärmen des Tankbehälters durch die umgebende Umgebungstemperatur des Tankbehälters erfolgt. Zudem besteht das Problem, dass nur durch das lokale Erwärmen bzw. Erhitzen unter Verwendung der Düse der Tankbehälter nicht gleichmäßig erwärmt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wurde ausgehend von diesen technischen Problemen gemacht, und hat zur Aufgabe, eine Kraftstofftankherstellungsvorrichtung zu schaffen, die geeignet ist, einen Tankbehälter in einer kurzen Zeitspanne gleichmäßig zu erwärmen.
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Die erfindungsgemäße Kraftstofftankherstellungsvorrichtung umfasst einen Rotationsabschnitt, um einen Tankbehälter um dessen Mittelachse zu drehen, wobei der Tankbehälter einen Körperabschnitt sowie Kuppelabschnitte, die an gegenüberliegenden Enden des Körperabschnitts ausgebildet sind, umfasst, und eine schlitzförmige, integral ausgebildete Düse, die entlang der Richtung der Mittelachse des Tankbehälters verläuft und eine Einspritzöffnung umfasst, die nahtlos entlang der Richtung der Mittelachse des Tankbehälters ausgebildet ist, wobei die Düse ausgestaltet ist, um Gas auf eine Oberfläche des Tankbehälters zu blasen, wobei der Rotationsabschnitt ausgestaltet ist, um den Tankbehälter in einer Richtung zu drehen, die entgegengesetzt zu einer Richtung ist, in welche das Gas von der Düse geblasen wird, und die Düse an einer Position angeordnet ist, die, bei Betrachtung von einer Richtung der Mittelachse des Tankbehälters, relativ zu einer vertikalen Richtung zur Mittelachse des Tankbehälters versetzt ist.
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Da bei der erfindungsgemäßen Kraftstofftankherstellungsvorrichtung der Rotationsabschnitt ausgestaltet ist, um den Tankbehälter in einer Richtung zu drehen, die entgegengesetzt zu einer Richtung ist, in welche das Gas von der Düse geblasen wird, behält der Tankbehälter über eine lange Zeitspanne den Kontakt mit dem von der Düse geblasenen Gas bei, so dass der thermische Wirkungsgrad bzw. die Heizeffizienz verbessert werden kann. Da zudem die Düse an einer Position angeordnet ist, die, bei Betrachtung von einer Richtung der Mittelachse des Tankbehälters, relativ zu einer vertikalen Richtung zur Mittelachse des Tankbehälters versetzt ist, kann das von der Düse geblasene Gas in eine Richtung entlang des Tankumfangs strömen, so dass der thermische Wirkungsgrad weiter verbessert werden kann. Als Ergebnis kann der Tankbehälter in einer kurzen Zeitspanne gleichmäßig erwärmt werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Kraftstofftankherstellungsvorrichtung verläuft die Düse entlang der Richtung der Mittelachse des Tankbehälters und eine Einspritzöffnung der Düse ist nahtlos entlang der Richtung der Mittelachse des Tankbehälters ausgebildet. Mit einer derartigen Konfiguration kann der Tankbehälter gleichmäßig erwärmt werden.
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Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Kraftstofftankherstellungsvorrichtung weiter einen Heizabschnitt, um einen Mundstückabschnitt zu erwärmen bzw. zu erhitzen, der an einem Ende in Richtung der Mittelachse des Tankbehälters ausgebildet ist. Mit einer derartigen Konfiguration kann der Tankbehälter unter Ausnutzung der Wärmeleitfähigkeit des Mundstückabschnitts auch von Innen erwärmt werden, so dass die zum Erwärmen benötigte Zeit weiter verringert werden kann.
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Mit der vorliegenden Erfindung kann der Tankbehälter in einer kurzen Zeitspanne gleichmäßig erwärmt werden.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kraftstofftankherstellungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 zeigt eine schematische Vorderansicht des Innenaufbaus eines Wärmehärtungsofens;
- 3 zeigt eine Schnittansicht des Wärmehärtungsofens entlang einer Linie A-A aus 2;
- 4 zeigt eine schematische Schnittansicht des Aufbaus eines Tankbehälters;
- 5 zeigt eine schematische Vorderansicht des Wärmehärtungsofens der Kraftstofftankherstellungsvorrichtung einer zweiten Ausführungsform;
- 6 zeigt eine schematische Vorderansicht des Wärmehärtungsofens der Kraftstofftankherstellungsvorrichtung einer dritten Ausführungsform
- 7 zeigt eine schematische Schnittansicht, die einen Weg der Wärmeübertragung im Tankbehälter zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kraftstofftankherstellungsvorrichtung werden nachstehend Bezug nehmend auf die Zeichnung beschrieben. In den Darstellungen der Zeichnung werden die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung wird verzichtet.
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<Erste Ausführungsform>
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Kraftstofftankherstellungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Kraftstofftankherstellungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform wird verwendet, um einen Brennstoff- bzw. Kraftstofftank durch Erwärmen bzw. Erhitzen eines Tankbehälters 10 herzustellen, der eine faserverstärkte Harzschicht mit einem wärmehärtenden Harz umfasst, um die faserverstärkte Harzschicht thermisch zu härten. Die Kraftstofftankherstellungsvorrichtung 1 ist sicher auf einer Halterung 6 gelagert und umfasst einen Wärmehärtungsofen 2 zum Erwärmen des Tankbehälters 10, einen Heißluftgenerator 3 zum Erzeugen heißer Luft, der außerhalb des Wärmehärtungsofens 2 angeordnet ist, eine Einlassleitung 4 zum Zuführen der durch den Heißluftgenerator 3 erzeugten heißen Luft zum Wärmehärtungsofen 2 und eine Auslassleitung 5 zum Zurückführen der Auslassluft aus dem Wärmehärtungsofen 2 zum Heißluftgenerator 3.
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Der Aufbau des Tankbehälters 10 wird nachstehend Bezug nehmend auf die 2 und 4 beschrieben. Der Tankbehälter 10 ist ein hohler Behälter mit einem zylindrischen Körperabschnitt 11 mit einem im Wesentlichen einheitlichen Radius und konvex gebogenen Kuppelabschnitten 12, die an gegenüberliegenden Enden des Körperabschnitts 11 ausgebildet sind. Eine metallische Lagerwelle 13 ist lösbar an jedem der gegenüberliegenden Enden (linke und rechte gegenüberliegende Enden in 2) in Richtung der Mittelachse L des Tankbehälters 10 angebracht. Der Tankbehälter 10 wird durch einen Rotationsmotor 211 angetrieben, um sich um seine Mittelachse L zu drehen, während er von den Lagerwellen 13, über Lagerelemente 210 eines Rotationsabschnitts 21, der später beschrieben wird, drehbar gelagert wird.
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Der Tankbehälter 10 umfasst einen Liner bzw. eine Auskleidung 10a mit einem Vorratsraum zum Aufnehmen von Kraftstoff in diesem, eine faserverstärkte Harzschicht 10b, die eng an der Außenwand des Liners 10a anliegend angebracht ist, einen ventilseitigen Mundstückabschnitt 10c und einen endseitigen Mundstückabschnitt 10d. Der Liner 10a besteht aus einem Harzmaterial oder einem leichten Metallmaterial wie beispielsweise Aluminium. Die faserverstärkte Harzschicht 10b ist eine Verstärkungsschicht, die die Außenfläche des Liners 10a abdeckt, und bestehet aus Verstärkungsfasern aus einem Kohlenfaserverstärkten Kunststoff (CFRP) und dergleichen, die um die Außenflächen des Liners 10a gewickelt werden, und einem wärmehärtenden Harz zum Verbinden der Verstärkungsfasern miteinander.
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Die linken und rechten gegenüberliegenden Enden in Richtung der Mittelachse L des Liners 10a und die faserverstärkte Harzschicht 10b sind offen, und der ventilseitige Mundstückabschnitt 10c sowie der endseitige Mundstückabschnitt 10d sind jeweils in das eine (linke Seite in 2) und das andere (rechte Seite in 2) Ende eingesetzt. Zudem sind der ventilseitige Mundstückabschnitt 10c und der endseitige Mundstückabschnitt 10d jeweils lösbar mit den vorstehend genannten Lagerwellen 13 gekoppelt. Der ventilseitige Mundstückabschnitt 10c und der endseitige Mundstückabschnitt 10d bestehen beispielsweise aus einem wärmeleitenden Metallelement, beispielsweise aus Edelstahl oder Aluminium, oder einen hochfesten Harzmaterial.
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2 ist eine schematische Vorderansicht des Innenaufbaus des Wärmehärtungsofens. 3 ist eine Schnittansicht des Wärmehärtungsofens entlang einer Linie A-A in 2. In 2 ist zum leichteren Verständnis des Innenaufbaus eine Vorderseite einer Ofenwand 24 nicht dargestellt.
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Der Wärmehärtungsofen 2 hat einen Raum zum Aufnehmen des Tankbehälters 10 darin und ist im Wesentlichen kastenförmig ausgebildet. Der Wärmehärtungsofen 2 ist derart ausgebildet, dass die Ofenwand 24, die wärmebeständig ist und wärmespeichernde Eigenschaften hat, beispielsweise an einem Metallrahmenkörper angebracht ist, so dass diese von vier Seiten umgeben ist. Die Ofenwand 24 hat eine Öffnung 23, die diese auf der linken und rechten Seite des Wärmehärtungsofens 2 durchdringt. Vordere Enden der an den linken und rechten Enden des Tankbehälters 10 angebrachten Lagerwellen 13 sind jeweils durch die Öffnung 23 eingefügt und sicher in das Lagerelement 210 des Rotationsabschnitts 21 eingesetzt.
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Der Wärmehärtungsofen 2 hat den extern angeordneten Rotationsabschnitt 21 zum Drehen des Tankbehälters 10 um dessen Mittelachse. Der Rotationsabschnitt 21 umfasst ein Paar Lagerelemente 210, die an der Außenseite der Ofenwand 24 des Wärmeofens 2 befestigt sind und die vorstehend genannten Lagerwellen 13 lagern, und einen Rotationsmotor 211, der an einer Seite der beiden Lagerelemente 210 angeordnet ist. Wenn der Rotationsabschnitt 21 auf diese Weise außerhalb des Wärmehärtungsofens 2 angeordnet ist, kann der Innenraum des Wärmehärtungsofens 2 verringert werden, so dass die Gesamtgröße des Wärmehärtungsofens 2 verringert werden kann. Zudem wird, verglichen mit einem Wärmehärtungsofen, bei dem der Rotationsabschnitt innerhalb angeordnet ist, keine Wärme durch den Rotationsabschnitt absorbiert. Daher kann auch eine Energieeinsparung erreicht werden.
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Eine Wärmeeinbring-und-Austragbox 26 ist an der Decke des Wärmeofens 2 angebracht. Die Wärmeeinbring-und-Austragbox 26 hat eine intern angeordnete Einlassleitung 261, die eine Verbindung der Einlassleitung 4 mit einem Heißluftblasabschnitt 22 ermöglicht, der später beschrieben wird, und eine Auslassleitung 262, die eine Verbindung der Auslassleitung 5 mit dem Inneren des Wärmehärtungsofens 2 ermöglicht (siehe 3).
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Der Heißluftblasabschnitt 22 zum Blasen von heißer Luft auf die Oberfläche des Tankbehälters 10 hängt unter der Wärmeeinbring-und-Austragbox 26. Der Heißluftblasabschnitt 22 hat eine flache, kastenförmige Heißluftgleichrichtkammer 220, die entlang der Richtung der Mittelachse L des Tankbehälters 10 verläuft, zwei Verbindungskanäle 221, die über der Heißluftgleichrichtkammer 220 angeordnet sind, und die Heißluftgleichrichtkammer 220 und die Wärmeeinbring-und-Austragbox 26 verbinden, sowie eine integral ausgebildete Düse 222, die unter der Heißluftgleichrichtkammer 220 angeordnet ist, um heiße Luft auf die Oberfläche des Tankbehälters 10 zu blasen.
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Die beiden Verbindungskanäle 221 sind in gleichen Abständen zueinander entlang der Längsrichtung (d.h. der Richtung der Mittelachse L des Tankbehälters 10) der Heißluftgleichrichtkammer 220 angeordnet. Die schlitzförmige, integral ausgebildete Düse 222 verläuft entlang der Richtung der Mittelachse L des Tankbehälters 10. Die integral ausgebildete Düse 222 verläuft beispielsweise von einem Ende des Körperabschnitts 11 zum anderen und hat einen Aufbau mit einer Einspritzöffnungseinheit als Ganzes anstelle mehrerer verbundener separater Düsen. Die Einspritzöffnung der Düse 222 ist zudem nahtlos entlang der Längsrichtung (d.h. der Richtung der Mittelachse L des Tankbehälters 10) des Körperabschnitts 11 des Tankbehälters 10 ausgebildet und bläst heiße Luft auf die Oberfläche des Körperabschnitts 11. Durch die Verwendung der vorstehend beschriebenen integral ausgebildeten Düse 222 kann die Oberfläche des Körperabschnitts 11 gleichmäßig und einheitlich erwärmt werden. Es sei angemerkt, dass die Zahl der Verbindungskanäle 221 nicht auf die vorstehende Beschreibung und die Zeichnungen beschränkt ist sondern nach Bedarf verändert werden kann.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Düse 222 an einer Stelle angeordnet, die, bei Betrachtung von der Richtung der Mittelachse L des Tankbehälters 10, relativ zur vertikalen Richtung zur Mittelachse L des Tankbehälters 10 versetzt ist. Insbesondere ist, wie in 3 gezeigt ist, die Düse 222 an einer Stelle angeordnet, die relativ zur vertikalen Richtung zur Mittelachse L des Tankbehälters 10 nach links versetzt ist. In anderen Worten: die Düse 222 ist exzentrisch nach links relativ zur Mitte des Tankbehälters 10 in horizontale Richtung angeordnet.
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Ferner ist der Rotationsabschnitt 21 bei der vorliegenden Ausführungsform ausgestaltet, um den Tankbehälter 10 in eine Richtung zu drehen, die umgekehrt bzw. entgegengesetzt zu der Richtung ist, in welche heiße Luft von der Düse 222 geblasen wird. Insbesondere strömt, wie in 3 gezeigt ist, da die Düse 222 an einer Stelle angeordnet ist, die relativ zur vertikalen Richtung zur Mittelachse L des Tankbehälters 10 nach links versetzt ist, die von der Düse 222 geblasene heiße Luft gegen den Uhrzeigersinn (siehe Pfeil F1) entlang der Oberfläche des Tankbehälters 10. Der Tankbehälter 10 dagegen wird durch den Rotationsabschnitt 21 im Uhrzeigersinn gedreht (siehe Pfeil F2).
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Bei der wie vorstehend beschrieben ausgestalteten Kraftstofftankherstellungsvorrichtung 1 kann, da die heiße Luft von der Düse 222 direkt auf die Oberfläche des Tankbehälters 10 geblasen wird, um die faserverstärkte Harzschicht des Tankbehälters 10 zu erwärmen, der Tankbehälter 10 in einer kurzen Zeitspanne erwärmt werden. Da ferner der Rotationsabschnitt 21 ausgestaltet ist, um den Tankbehälter 10 in die Richtung zu drehen, die umgekehrt bzw. entgegengesetzt zu der Richtung ist, in welche die heiße Luft von der Düse 222 geblasen wird, wird die von der Düse 222 geblasene heiße Luft um den Tankbehälter 10 verteilt, so dass der Tankbehälter 10 für eine lange Zeitspanne mit der heißen Luft in Kontakt bleibt, wodurch der thermische Wirkungsgrad bzw. die Heizeffizienz verbessert werden kann.
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Zudem kann, wenn die Düse 222, bei Betrachtung von der Richtung der Mittelachse L des Tankbehälters 10, an einer Stelle angeordnet ist, die relativ zur vertikalen Richtung zur Mittelachse L des Tankbehälters 10 nach links versetzt ist, die von der Düse 222 geblasene heißt Luft in eine Richtung gegen den Uhrzeigersinn entlang des Tankumfangs strömen, sodass der thermische Wirkungsgrad bzw. die Heizeffizienz weiter verbessert werden kann. Als Ergebnis kann der Tankbehälter 10 in einer kurzen Zeitspanne gleichmäßig erwärmt werden, und es kann eine zuverlässige Qualitätsstufe hinsichtlich der Festigkeit des Tankbehälters 10 erhalten werden.
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Im Vergleich zu herkömmlichen Kraftstofftankherstellungsvorrichtungen, die das Erwärmen durch die umgebende Umgebungstemperatur des Tankbehälters durchführen, kann mit einem derart verbesserten thermischen Wirkungsgrad auf einen Heißluftumwälzer mit hoher Kapazität und den Gleichrichtraum verzichtet werden, so dass insgesamt eine kompakte Vorrichtung erreicht und die Kosten verringert werden können. Zudem kann, durch das direkte Erwärmen bzw. Erhitzen des Tankbehälters 10 mittels der Düse 222 der den Tankbehälter 10 umgebende Raum eingespart werden, so dass das Innere des Wärmehärtungsofens 2 kleiner ausfallen kann.
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Zudem kann gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration des Wärmehärtungsofens 2 ein rascher Temperaturanstieg adressiert werden, weshalb entsprechend der Viskosität des Harzes, die vom Aushärtungsreaktionszustand des wärmehärtenden Harzes abhängt, beispielsweise des Epoxidharzes, mit dem Carbonfasern imprägniert sind, das Temperaturprofil exakt eingestellt werden kann, während die Rotationsgeschwindigkeit des Tankbehälters 10 verändert wird, um eine Temperatursteuerung durchzuführen, um sowohl eine Verkürzung der Zeit zum Durchführen des Wärmehärtens als auch die Qualitätsstufe für die Festigkeit zu erreichen.
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<Zweite Ausführungsform>
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5 ist eine schematische Vorderansicht des Wärmehärtungsofens der Kraftstofftankherstellungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Der Aufbau des Wärmehärtungsofens 2A der vorliegenden Ausführungsform ist gleich dem der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, abgesehen davon, dass der Wärmehärtungsofen 2A zudem einen Heißluftblasabschnitt 29 für den Kuppelabschnitt umfasst, der heiße Luft auf den Kuppelabschnitt 12 des Tankbehälters 10 bläst. Nachstehend wird nur dieser Unterschied beschrieben.
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Wie in 5 gezeigt ist, sind die linken und rechten gegenüberliegenden Seiten des Heißluftblasabschnitts 22, der dem Körperabschnitt 11 des Tankbehälters 10 entspricht, mit Heißluftblasabschnitten 29 für die Kuppelabschnitte ausgestaltet, die den linken und rechten Kuppelabschnitten 12 des Tankbehälters 10 entsprechen. Jeder der Heißluftblasabschnitte 29 für die Kuppelabschnitte hängt unter der Wärmeeinbring-und-Austragbox 26 und hat einen Verbindungskanal 291, der mit der Einlassleitung 261 der Wärmeeinbring-und-Austragbox 26 verbunden ist, eine Heißluftgleichrichtkammer 290 zum Gleichrichten der über den Verbindungskanal 291 zugeführten heißen Luft, und eine integral ausgebildete Düse 292, die in der Heißluftgleichrichtkammer 290 gleichgerichtete heiße Luft auf den Kuppelabschnitt 12 bläst.
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Der Heißluftblasabschnitt 29 für den Kuppelabschnitt ist derart angeordnet, dass er der Form des Kuppelabschnitts 12 folgt. Genauer gesagt ist die integral ausgebildete Düse 292 derart angeordnet, dass die Höhe vom Kuppelabschnitt 12 und der Blaswinkel derselben verändert werden, um der konvex gebogenen Form des Kuppelabschnitts 12 zu folgen, sodass die heiße Luft senkrecht auf die konvex gebogene Oberfläche des Kuppelabschnitts 12 geblasen wird. Eine Einspritzöffnung der Düse 292 ist nahtlos ausgebildet, während sie sich entlang der konvex gebogenen Form des Kuppelabschnitts 12 krümmt. Durch die derartige Verwendung der integral ausgebildeten Düse 292 kann die Oberfläche des Kuppelabschnitts 12 gleichmäßig und einheitlich erwärmt werden. Zudem ist die Heißluftgleichrichtkammer 290 des Heißluftblasabschnitts 29 für den Kuppelabschnitt derart ausgestaltet, dass sie sich entlang der konvex gebogenen Form des Kuppelabschnitts 12 krümmt.
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Die Temperatur oder Blasgeschwindigkeit der von der Düse 292 des Heißluftblasabschnitts 29 für den Kuppelabschnitt geblasenen heißen Luft kann entweder gleich wie oder unterschiedlich zu der Temperatur und der Blasgeschwindigkeit der von der dem Körperabschnitt 11 entsprechenden Düse 222 geblasenen heißen Luft eingestellt werden. Wie in 4 gezeigt ist, wird beispielsweise, wenn die faserverstärkte Harzschicht 10b des Kuppelabschnitts 12 dicker ist als die des Körperabschnitts 11, wenn die Temperatur oder die Blasgeschwindigkeit der von der Düse 292 geblasenen heißen Luft höher eingestellt wird als die Temperatur oder Blasgeschwindigkeit der von der Düse 222 geblasenen heißen Luft, eine Abweichung in der Wärmeaushärtzeit aufgrund der Dickenunterschiede verringert, wodurch die Zeit für das Erwärmen des gesamten Tankbehälters 10 leichter verringert werden kann.
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Mit der wie vorstehend beschrieben ausgestalteten Kraftstofftankherstellungsvorrichtung 1A können die gleichen Wirkungen und Effekte wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform erzielt werden. Zudem kann, da die Kraftstofftankherstellungsvorrichtung 1A zusätzlich die Heißluftblasabschnitte 29 für die Kuppelabschnitte umfasst, die den linken und rechten Kuppelabschnitten 12 des Tankbehälters 10 entsprechen, heiße Luft auch direkt auf die Oberflächen der Kuppelabschnitte 12 geblasen werden, um diese zu erwärmen bzw. zu erhitzen (siehe Pfeile F3 in 5). Durch das direkte Erwärmen bzw. Erhitzen der Kuppelabschnitte 12 sowie des Körperabschnitts 11 des Tankbehälters 10 wie vorstehend beschrieben kann der Tankbehälter 10 gleichmäßig erwärmt werden, und die Aufheizzeit kann weiter verringert werden.
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<Dritte Ausführungsform>
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6 ist eine schematische Vorderansicht des Wärmehärtungsofens der Kraftstofftankherstellungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform. Der Aufbau des Wärmehärtungsofens 2B der vorliegenden Ausführungsform ist gleich dem der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, abgesehen davon, dass der Wärmehärtungsofen 2B zudem einen Mundstückaufwärmabschnitt 28 umfasst, um das Mundstück des Tankbehälters 10 aufzuwärmen. Nachstehend wird nur dieser Unterschied beschrieben.
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Wie in 6 gezeigt ist, sind die linken und rechten gegenüberliegenden Seiten des Heißluftblasabschnitts 22 mit den Mundstückaufwärmabschnitten 28 ausgestaltet, um den ventilseitigen Mundstückabschnitt 10c oder den endseitigen Mundstückabschnitt 10d des Tankbehälters 10 über die Lagerwellen 13 zu erwärmen. Jeder der Mundstückaufwärmabschnitte 28 hängt unter der Wärmeeinbring-und-Austragbox 26 und hat einen Verbindungskanal 281, der mit der Einlassleitung 261 der Wärmeeinbring-und-Austragbox 26 verbunden ist, eine Heißluftgleichrichtkammer 280 zum Gleichrichten der über den Verbindungskanal 281 zugeführten heißen Luft, und eine Düse 282 zum Blasen der in der Heißluftgleichrichtkammer 280 gleichgerichteten heißen Luft auf die Lagerwellen 13.
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In 6 ist der an der linken Seite des Heißluftblasabschnitts 22 angeordnete Mundstückaufwärmabschnitt 28 (nachfolgend als linker Mundstückaufwärmabschnitt 28 bezeichnet) vertikal über der Lagerwelle angeordnet, die am linken Ende des Tankbehälters 10 angebracht ist, und wärmt den ventilseitigen Mundstückabschnitt 10c über die Lagerwelle 13 auf. Es sei angemerkt, dass bei der vorliegenden Ausführungsform die Lagerwelle 13 aus einem wärmeleitenden Metallelement wie Edelstahl besteht und der ventilseitige Mundstückabschnitt 10c sowie der endseitige Mundstückabschnitt 10d jeweils aus Aluminium bestehen.
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Wie ferner durch einen Pfeil F4 in den 6 und 7 gezeigt ist, wird ein Teil der Wärme vom linken Mundstückaufwärmabschnitt 28 über die Lagerwelle 13 und den ventilseitigen Mundstückabschnitt 10c auf die faserverstärkte Harzschicht 10b auf Seiten des Kuppelabschnitts 12 übertragen, und ein Teil wird über die Lagerwelle 13, den ventilseitigen Mundstückabschnitt 10c und den Liner 10a auf die faserverstärkte Harzschicht 10b auf Seiten des Körperabschnitts 11 übertragen.
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Der auf der rechten Seite des Heißluftblasabschnitts 22 angeordnete Mundstückaufwärmabschnitt 28 (nachfolgend als rechter Mundstückaufwärmabschnitt 28 bezeichnet), ist (siehe 6) vertikal über der Lagerwelle angeordnet, die am rechten Ende des Tankbehälters 10 angebracht ist, und wärmt den endseitigen Mundstückabschnitt 10d über die Lagerwelle 13 auf. Wie durch den Pfeil F4 in den 6 und 7 gezeigt ist, wird ein Teil der Wärme vom rechten Mundstückaufwärmabschnitt 28 über die Lagerwelle 13 und den endseitigen Mundstückabschnitt 10d auf die faserverstärkte Harzschicht 10b auf Seiten des Kuppelabschnitts 12 übertragen, und ein Teil wird über die Lagerwelle 13, den endseitigen Mundstückabschnitt 10d und den Liner 10a auf die faserverstärkte Harzschicht 10b auf Seiten des Körperabschnitts 11 übertragen.
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Die Temperatur oder Blasgeschwindigkeit der von der Düse 282 des Mundstückaufwärmabschnitts 28 geblasenen heißen Luft kann entweder gleich wie oder unterschiedlich zu der Temperatur und der Blasgeschwindigkeit der von der dem Körperabschnitt 11 entsprechenden Düse 222 geblasenen heißen Luft eingestellt werden. Wie in den 4 und 7 gezeigt ist, wird beispielsweise, wenn die faserverstärkte Harzschicht 10b des Kuppelabschnitts 12 dicker ist als die des Körperabschnitts 11, wenn die Temperatur oder die Blasgeschwindigkeit der von der Düse 282 geblasenen heißen Luft höher eingestellt wird als die Temperatur oder Blasgeschwindigkeit der von der Düse 222 geblasenen heißen Luft, eine Abweichung in der Wärmeaushärtzeit aufgrund der Dickenunterschiede verringert, wodurch die Zeit für das Erwärmen des gesamten Tankbehälters 10 leichter verringert werden kann.
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Mit der wie vorstehend beschrieben ausgestalteten Kraftstofftankherstellungsvorrichtung 1B können die gleichen Wirkungen und Effekte wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform erzielt werden. Zudem kann, da die Kraftstofftankherstellungsvorrichtung 1B zusätzlich den Mundstückaufwärmabschnitt 28 zum Erwärmen des Mundstückabschnitts des Tankbehälters 10 umfasst, der Tankbehälter 10 von dessen Innenseite über die Lagerwellen 13 und den ventilseitigen Mundstückabschnitt 10c oder den endseitigen Mundstückabschnitt 10d erwärmt werden. Als Ergebnis kann die für das Erwärmen des Tankbehälters benötigte Zeit weiter verringert werden.
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Es sei angemerkt, dass der Mundstückaufwärmabschnitt nicht auf den vorstehend Beschriebenen, eine Düsen umfassenden beschränkt ist, sondern jede Art von Heizabschnitt sein kann, die je nach Bedarf einen Heizvorgang mit Infrarot oder durch Induktion ausführt, oder eine kontaktlose Wärmequelle verwendet.
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Obgleich vorstehend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurde, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt und es sind Änderungen in der Ausgestaltung möglich, ohne von der Idee und dem Umfang der in den Ansprüchen wiedergegebenen Erfindung abzuweichen. Beispielsweise wurde bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen beispielhaft ein Wärmehärtungsofen 2 beschrieben, der mit dem externen Rotationsabschnitt 21 zum Drehen des Tankbehälters 10 ausgebildet ist, jedoch kann der Rotationsabschnitt 21 bei Bedarf auch innerhalb des Wärmehärtungsofens 2 angeordnet sein
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Zudem wurde bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen beispielhaft eine Vorrichtung beschrieben, die eine Düse 222 umfasst, die, bei Betrachtung von der Richtung der Mittelachse L des Tankbehälters 10, an einer Stelle angeordnet ist, die relativ zur vertikalen Richtung zur Mittelachse L des Tankbehälters 10 nach links versetzt ist; die Düse 222 kann jedoch auch relativ zur vertikalen Richtung zur Mittelachse L des Tankbehälters 10 nach rechts versetzt sein. In diesem Fall strömt die von der Düse 222 geblasene heiße Luft im Uhrzeigersinn entlang des Umfangs des Tankbehälters, und der Rotationsabschnitt ist dementsprechend ausgestaltet, um den Tankbehälter 10 gegen den Uhrzeigersinn zu drehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1A, 1B
- Kraftstofftankherstellungsvorrichtung
- 2, 2A, 2B
- Wärmehärtungsofen
- 3
- Heißluftgenerator
- 4
- Einlassleitung
- 5
- Auslassleitung
- 6
- Halterung
- 10
- Tankbehälter
- 10a
- Liner bzw. Auskleidung
- 10b
- faserverstärkte Harzschicht
- 10c
- ventilseitiger Mundstückabschnitt
- 10d
- endseitiger Mundstückabschnitt
- 11
- Körperabschnitt
- 12
- Kuppelabschnitt
- 13
- Lagerwelle
- 21
- Rotationsabschnitt
- 22
- Heißluftblasabschnitt
- 23
- Öffnung
- 24
- Ofenwand
- 26
- Wärmeeinbring-und-Austragbox
- 28
- Mundstückaufwärmabschnitt
- 29
- Heißluftblasabschitt für den Kuppelabschnitt
- 210
- Lagerelement
- 211
- Rotationsmotor
- 220, 280, 290
- Heißluftgleichrichtkammer
- 221, 281, 291
- Verbindungskanal
- 222, 282, 292
- Düse
- L
- Mittelachse
