DE10319961B4

DE10319961B4 - Abschnürungs-Verbindung mit geringer Durchlässigkeit zur Überbrückung einer Sperrchicht und Methode zur Herstellung einer solchen Sperrschicht

Info

Publication number: DE10319961B4
Application number: DE10319961A
Authority: DE
Inventors: James Fuller Livonia Potter; Erich James Pinckney Vorenkamp; Duane Allen Fenton Fish; Lawrence Eugene Canton Vaughn; Huan-Kun Sylvania Chang
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2002-05-07
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2023-05-03
Also published as: GB0310391D0; US20030209550A1; GB2390583B; GB2390583A; US6722521B2; DE10319961A1

Abstract

Eine Abschnürungsverbindung (12) mit geringer Durchlässigkeit zwischen einer ersten und einer zweiten ausgeformten mehrlagigen Wand (19), die miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnürungsverbindung (12) mit geringer Durchlässigkeit aufweist:
– eine zusammenhängende innere Polymer-Schicht (20) an einem Abschnürungs-Ende (16) einer Abschnürungs-Region (13) zwischen der ersten und der zweiten ausgeformten Platte (17, 18);
– eine äußere Polymer-Schicht (23), die über der zusammenhängenden inneren Polymer-Schicht (20) liegt, wobei die äußere Polymer-Schicht (23) in der Abschnürungs- Region (13) zu den ersten und zweiten äußeren Polymer-Enden (26, 30) am Abschnürungs-Ende (16) sich ver jüngt und dabei die ersten und zweiten äußeren Polymer-Enden (26, 30) trennt;
– eine Sperrschicht (33) mit geringer Durchlässigkeit, die zwischen der zusammenhängenden inneren Polymer-Schicht (20) und der äußeren Polymer-Schicht (23) angeordnet ist, wobei sich die Sperrschicht (33) mit geringer Durchlässigkeit in der Abschnürungs-Region (13) zu den ersten und zweiten Sperrschicht-Enden (36, 40), die am Abschnürungs-Ende (16) voneinander...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abschnürungs-Verbindung mit geringer Durchlässigkeit und eine Methode zur Überbrückung einer Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit an einem Abschnürungs-Ende eines Flüssigkeits-Tanks zur Verringerung des Durchgangs von gasförmigen Fluiden durch den Flüssigkeits-Tank.
Flüssigkeits-Tanks sind häufig anzutreffen in verschiedenen Industrien. Als Beispiel sind Flüssigkeits-Tanks für motorisierte Fahrzeuge seit vielen Jahren gebräuchlich. Viele der gegenwärtig in Fahrzeugen installierten Flüssigkeitstanks sind aus Plastik oder Metall hergestellt. Speichereinrichtungen aus Plastik bieten eine Anzahl von Vorteilen gegenüber denen, die aus anderen Materialien hergestellt sind. Solche Vorteile sind zum Beispiel verringertes Gewicht, geringe Kosten sowohl für Material als auch für die Konstruktion und größere Flexibilität und Formenvielfalt. Zusammen mit diesen Vorteilen macht die Möglichkeit, bestimmte Plastik-Behälter zu strecken oder flexibel zu gestalten diese in Anwendungen für Fahrzeuge sehr nützlich. Ein Problem bei Plastik-Tanks, das die Hersteller erfahren haben, ist der Durch gang von Kraftstoff-Gasen durch die Wände des Plastik-Tanks. Zum Beispiel haben einschichtige Kraftstofftanks aus Polyethylen, obwohl sie die oben genannten Vorteile aufweisen, den Nachteil einer relativ hohen Durchlässigkeit für Kraftstoff-Gase verglichen mit Behältern aus anderen Materialien.
Verschiedene Ansätze sind verfolgt worden, um die Durchlässigkeits-Charakteristik von Plastik-Behältern oder Tanks für Kraftstoff zu verbessern. Eine Lösung für dieses Problem ist es, den Kraftstofftank aus einem mehrlagigen Wand-Material zu formen, das aus Schichten aus Polyethylen und einem Etylen-Vinylalkohol Kopolymer (EVOH) aufgebaut ist. Das EVOH Kopolymer weist gute Eigenschaften auf als Barriere gegen Kraftstoff-Dämpfe.
Polyethylen-EVOH Thermoplast-Strukturen können mit Hilfe eines Doppel-Platten-Thermoform-Prozesses und Blasform-Techniken in eine Vielzahl von Behälterformen gebracht werden. Die Wandungen von Behältern aus Polyethylen-EVOH haben typisch ungefähr fünf bis sieben Schichten. Die fünf Schichten weisen innere und äußere Schichten von Polyethylen auf und eine EVOH-Schicht mit einer Klebeschicht auf beiden Seiten. Unabhängig von dem Form-Prozess gibt es Bereiche am Kraftstofftank, die bekannt sind als die Abschnürungs-Bereiche, wo sich gegenüberliegende Mehrschicht-Strukturen zusammengeschweißt (abgeschnürt) sind, zum Beispiel um im Falle des Thermoform-Prozesses aneinander stoßende Kanten zu verbinden oder um Blasschläuche im Falle des Blas-Formprozesses zusammen zu schmelzen. Diese Vorgänge formen einen zusammenhängenden Behälter. In einer Region oder einem Bereich der Abschnürung, wo die mehrlagigen Strukturen zusammen gebracht werden, sind typischerweise zwei EVOH Sperrschicht-Lagen von gegenüberliegenden Wänden nicht in der Lage, sich zu einem kontinuierlichen Material wieder zu verbinden. Der daraus sich ergebende Abschnürungs- Bereich hat eine höhere Durchlässigkeits-Rate als die anderen Bereiche des Behälters.

Derartige Kraftstofftanks mit Abschnürungsbereichen und unterschiedlicher Anzahl von Schichten sind beispielsweise aus EP 1 108 596 A2 und EP 1 108 599 A2 bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abschnürungs-Verbindung mit niedriger Durchlässigkeit zwischen einer ersten und einer zweiten geformten mehrschichtigen Wand oder Platte für einem Kraftstofftank, mit der der Durchgang von Flüssigkeits-Gasen aus diesen Tank reduziert wird, sowie einen entsprechen Kraftstofftank zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Abschnürungs-Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch den Kraftstofftank mit einer derartigen Abschnürungs-Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 11.

Die Abschnürungs-Verbindung mit der geringen Durchlässigkeit dichtet die Sperrschicht des Flüssigkeitstanks ab, um den Durchgang von Gasen dadurch zu reduzieren. Dies wird erreicht durch Überbrückung der Sperrschicht-Enden mit geringer Durchlässigkeit am Abschnürungs-Ende einer Abschnürungs-Region des Flüssigkeitstanks. Noch spezifischer ausgedrückt, wird eine Sperrschicht-Brücke am Abschnürungs-Ende hergestellt, um eine Lücke in der Abschnürung zu überbrückten, in der die Enden der Sperrschicht getrennt sind. Dies stellt eine Kontinuität zwischen den Sperrschicht-Enden her und reduziert den Durchgang von Gasen durch diese Sperrschicht.

Weitere Aspekte, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden klar aus der Betrachtung der folgenden Darstellung in der detaillierten Beschreibung und den angehängten Patentansprüchen, wenn diese in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung gesehen werden. In dieser zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Flüssigkeitstanks, der eine Abschnürungs-Verbindung mit geringer Durchlässigkeit besitzt in Einklang mit der vorliegenden Erfindung;
2a: eine Querschnitts-Ansicht einer Wandung des Flüssigkeitstanks in 1 entlang der Linien 2a-2a;
2b: eine Querschnitts-Ansicht einer Abschnürungs-Region des Flüssigkeitstanks in 1 entlang der Linien 2b-2b;
3a: eine seitliche Schnitt-Ansicht der Abschnürungs-Region des Flüssigkeitstanks in 1;
3b: eine vergrößerte Ansicht der Abschnürungs-Region, die im Kreis 3b der 3a gezeigt ist;
4a: eine seitliche Querschnitts-Ansicht der Abschnürungs-Region nach dem Schritt der Entfernung von überschüssigem Material in Einklang mit der vorliegenden Erfindung;
4b: eine vergrößerte Ansicht der Abschnürungs-Region im Kreis 4b der 4a in Einklang mit der vorliegenden Erfindung;
5: eine seitliche Querschnitt-Ansicht der Abschnürungs-Region mit einer Sperrschicht-Brücke in Einklang mit der vorliegenden Erfindung;
6: eine seitliche Querschnitts-Ansicht der Abschnürungs-Region, die eine schützende Schicht über der Sperrschicht-Brücke darstellt; und
7: ein Flussdiagramm einer allgemeinen Methode zur Überbrückung einer Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit an einem Abschnürungs-Ende eines Flüssigkeitstanks in Einklang mit der vorliegende Erfindung
1 illustriert einen Kraftstoff- oder Flüssigkeitstank 10 mit einer Abschnürungs-Verbindung mit geringer Durchlässigkeit 12 zur Verringerung der Durchlässigkeit durch den Flüssigkeits-Tank in Einklang mit der vorliegenden Erfindung. Die Abschnürungs-Verbindung mit geringer Durchlässigkeit 12 enthält eine Abschnürungs-Region 13 mit einem Abschnürungs- Ende 16 zwischen ersten und zweiten Abschnitten oder Platten 17, 18. In dieser Ausführung ist der Flüssigkeitstank 10 ein Kraftstofftank für Kraftfahrzeuge.
Wie in 2a gezeigt, ist der Flüssigkeits-Tank 10 aus einer mehrlagigen Wand 19 geformt mit Materialien, die zusammengesetzt sind aus Lagen von Polyethylen und einem Ethylen-Vinylalkohol (EVOH) Kopolymer. In dieser Ausführung ist die mehrlagige Wand 19 eine Polyethylen-EVOH Wand mit fünf Lagen. Natürlich kann die mehrlagige Wand des Flüssigkeitstanks mehr oder weniger als fünf Lagen enthalten, ohne aus den Geltungsumfang oder der Idee der vorliegenden Erfindung heraus zu fallen. Das EVOH Kopolymer besitzt, wie man herausgefunden hat, die Fähigkeit zur effektiven Absperrung von Kohlenwasserstoff-Dämpfen. Der Kraftstofftank 10 kann mit Hilfe von Zwei-Platten Thermoform-Techniken und Blasform-Techniken ausgeformt werden. Natürlich können auch andere geeignete Verfahren zur Ausformung des Flüssigkeitstanks verwendet werden, ohne den Geltungsbereich oder die Idee der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Wie in 2 dargestellt, enthält die mehrlagige Wand 19 eine kontinuierliche innere aus Polymer aufgebaute Lage 20. Die kontinuierliche innere Lage aus Polymer 20 ist bevorzugt aus Hochdruck-Polyethylen (HDPE) gefertigt. Die innere Lage aus Polymer 20 kann auch HDPE enthalten, das mit Kohlenschwarz (mit Russ gefüllt) versetzt ist. Natürlich kann die kontinuierliche innere Polymer-Schicht 20 auch aus jedem anderen geeigneten Material nach dem Stand der Kunst hergestellt sein.
Wie gezeigt, ist eine äußere Lage aus Polymer 23 über der kontinuierlichen inneren polymerischen Lage 20 angeordnet. Die äußere polymerische Lage 23 ist im Abstand von der inneren polymerischen Lage 20 angeordnet, wie in größerem Detail weiter unten beschrieben wird. In dieser Ausführung ist die äußere polymerische Lage 23 aus HDPE hergestellt, sie kann aber auch HDPE enthalten, das mit Russ versetzt ist. Natürlich kann die äußere polymerische Lage 23 aus jedem anderen geeigneten Material hergestellt sein.
Die mehrlagige Wand 19 enthält weiterhin eine Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33, die zwischen der kontinuierlichen inneren polymerischen Lage 20 und der äußeren polymerischen Lage 23 angeordnet ist. Die Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33 ist eine dünne EVOH Kopolymer-Lage, die die Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit darstellt, um den Durchgang von Flüssigkeits-Gasen durch den Kraftstofftank 10 zu reduzieren, da man herausgefunden hat, dass EVOH den Durchgang von Kohlenwasserstoff-Dämpfen durch die Wandung eines Kraftstofftanks 10 reduziert. Die Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33 kann auch jedes andere geeignete Material enthalten einschließlich Ethylen-Vinylalkohol, Nylon, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylidenfluorid, und Abcite.
Wie in 2a gezeigt, enthält die mehrlagige Wand 19 weiterhin eine erste Klebe-Schicht, die zwischen der kontinuierlichen inneren polymerischen Schicht 20 und der Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33 angeordnet ist. In dieser Ausführung ist die erste Klebeschicht 46 ein Niederdruck Polyethylen (LDPE), wie zum Beispiel ein Ethylen-alpha-maleic Anhydrid Kopolymer. Dieses verbindet die Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33 mit der kontinuierlichen inneren polymerischen Lage 20.
Weiterhin ist eine zweite Klebeschicht 50 zwischen der Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33 und der äußeren polymerischen Schicht 23 angebracht. In dieser Ausführung ist die zweite Klebeschicht auch aus LDPE hergestellt, wie zum Beispiel einen Ethylen-alpha-maleic Anhydrid Kopolymer. Diese Klebeschicht verbindet die Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33 mit der äußeren polymerischen Schicht 23. Auf diese Weise sind die Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33, die erste Klebeschicht 46 und die zweite Klebeschicht 50 zwischen der inneren polymerischen Schicht 20 und der äußeren polymerischen Schicht 23 angeordnet.
Wie in den 2b und 3a gezeigt, weist die Abschnürungs-Verbindung mit geringer Durchlässigkeit 12 die Abschnürungs-Region 13 mit dem Abschnürungs-Ende 16 auf. Die Abschnürungs-Region 13 wird während der Ausformung des Flüssigkeitstanks 10 geformt. Sie erstreckt sich aus der mehrlagigen Wand 19 heraus oder sie geht darüber hinaus, um die Platten 17 und 18 zusammen zu schmelzen. Wie in den 1 und 3b gezeigt sind die ersten und zweiten ausgeformten Platten 17 und 18 zusammengepresst oder geschmolzen, definieren dabei eine Abschnürungs-Region 13 und definieren dadurch die Form des Flüssigkeitstanks 10.
Wie in den 1, 3a-b, und 4a-b gezeigt, hat die Abschnürungs-Verbindung mit geringer Durchlässigkeit 12 die kontinuierliche innere polymerischen Schicht 20 in der Abschnürungs-Region 13 zwischen den ersten und zweiten geformten Platten 17 und 18. Die kontinuierliche innere polymerische Schicht 20 tritt in der Abschnürungs-Region 13 keilförmig nach außen als eine Folge des Thermoform-Prozesses oder des Blas-Formprozesses, zum Beispiel während der Ausformung der Platten 17 und 18 bei der Herstellung der Gestalt des Flüssigkeitstanks 10.
Wie in den 4a-b gezeigt, weist die Abschnürungs-Verbindung mit geringer Durchlässigkeit 12 weiterhin die äußere polymerische Schicht 23 auf, die sich im Abstand von der kontinuierlichen inneren polymerischen Schicht 20 befindet und über an dieser Schicht angeordnet ist. Wie gezeigt, tritt die äußere polymerische Schicht 23 in der Abschnürungs-Region 13 zusammen mit der kontinuierlichen inneren Polymerischen Schicht 20 keilförmig nach außen und formt damit die ersten und zweiten äußeren polymerischen Enden 26, 30 am Abschnürungs-Ende 16.
In den 4a und 4b weist die Abschnürungs-Verbindung mit geringer.
Durchlässigkeit 12 weiterhin die Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33 zwischen der kontinuierlichen inneren polymerischen Schicht 20 und der äußeren polymerischen Schicht 23 auf. Die Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33 tritt zusammen mit der äußeren polymerischen Schicht 23 in der Abschnürungs-Region 13 keilförmig nach außen und formt damit die ersten und zweiten äußeren Sperrschicht-Enden 36, 40. Die ersten und zweiten äußeren Sperrschicht-Enden 36, 40 sind am Abschnürungs-Ende 16 voneinander getrennt. Dies definiert eine Abschnürungs-Lücke 43, durch die die ersten und zweiten Sperrschicht-Enden 36,40 getrennt sind. Wie in größerem Detail weiter unten beschrieben wird, tritt die Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33 am Abschnürungs-Ende 16 hervor, so dass die ersten und zweiten äußeren Sperrschicht-Enden 36,40 mit einem Sperrschicht Substrat oder einer Sperrschicht-Brücke, die am Abschnürungs-Ende angebracht sind, überbrückt werden können.
In dieser Ausführung und in 4a ist das Abschnürungs-Ende 16 eingeschritten, um eine Kerbe 31 zu erzeugen. Die Kerbe 31 erlaubt es, dass die Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33 am Abschnürungs-Ende 16 leichter zugänglich ist. Allerdings ist das so zu verstehen, dass die Kerbe 31 nur eine bevorzugte Ausführung darstellt und nicht eine notwendige Ausführung.
Wie in 5 dargestellt, enthält die Abschnürungs-Region 13 weiterhin die erste und zweite Klebeschicht 46, 50, die nach außen gerichtet keilförmig aus der mehrlagigen Wand 19 heraus tritt. Wie gezeigt befindet sich die erste Klebeschicht 46 zwischen der kontinuierlichen inneren polymerischen Schicht 20 und der Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33. Wie gezeigt befindet sich die zweite Klebeschicht 50 zwischen der Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33 und der äußeren polymerischen Schicht 23.
In 5 weist die Abschnürungs-Verbindung mit geringer Durchlässigkeit 12 weiterhin eine Sperrschicht-Brücke 53 auf, die am Abschnürungs-Ende 16 angebracht ist, um die Abschnürungs-Lücke 43 zu überbrücken. Die Sperrschicht-Brücke 53 besteht aus einem Material, das mit der Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33 kompatibel ist, und ist dafür vorgesehen, die ersten und zweiten Sperrschicht-Enden 36,40 zu verbinden und eine durchgängige Verbindung zwischen beiden herzustellen. Die Sperrschicht-Brücke 53 erlaubt es, dass die Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit zusammenhängend zwischen der ersten geformten Platte 17 und der zweiten geformten Platte 18 verläuft. Man hat herausgefunden, dass die Abschnürungs-Verbindung mit geringer Durchlässigkeit 12 den Durchgang von gasförmigen Fluiden durch den Flüssigkeitstank 10 substanziell verringert. In dieser Ausführung kann die Sperrschicht-Brücke aus jedem geeigneten Sperrschicht-Material bestehen einschließlich Ethylenvinylalkohol, Nylon, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylidenfluorid, Abcite oder jedem anderen Material, das mit der Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit 33 kompatibel ist.
Wie in 6 gezeigt, kann die Abschnürungs-Verbindung mit geringer Durchlässigkeit 12 auch eine Schutzschicht 56 enthalten, die am Abschnürungs-Ende angebracht ist und sich über die Sperrschicht-Brücke erstreckt. Diese bietet der Sperrschicht-Brücke 53 Schutz vor äußeren Einwirkungen wie Schmutz, Abrieb oder mechanischer Belastung. Die Schutzschicht 56 kann aus Hochdruck-Polymer gefertigt sein, wie zum Beispiel Hochdruck-Polyethylen, oder jedem anderen geeigneten Material.
7 zeigt ein Flussdiagramm für eine allgemeine Methode, um eine Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit an einem Abschnürungs-Ende eines Flüssigkeitstanks, wie dem oben genannten Flüssigkeitstank, zu überbrücken, in Einklang mit der vorliegenden Erfindung. Wie oben beschrieben, hat der Flüssigkeitstank eine Abschnürungs-Region zwischen den ersten und zweiten Platten, die den Flüssigkeitstank darstellen. Die Abschnürungs- Region besitzt eine Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit, die zwischen einer kontinuierlichen inneren polymerischen Schicht und einer äußeren polymerischen Schicht angeordnet ist. Die Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit tritt mit der äußeren polymerischen Schicht am Abschnürungs-Ende keilförmig nach außen und formt dabei ein erstes und ein zweites Sperrschicht-Ende. Erstes und zweites Sperrschicht-Ende sind an Abschnürungs-Ende voneinander getrennt und definieren dabei eine Abschnürungs-Lücke. Wie in 3b gezeigt, weist der Schritt 110 den Arbeitsgang auf, bei dem überflüssiges Material am Abschnürungs-Ende entfernt wird, um das erste und zweite Sperrschicht-Ende am Abschnürungs-Ende in Schritt 112 frei zu legen.
In dieser Ausführung lässt sich der Schritt der Entfernung von Schneidegrat oder überflüssigem Material vom Abschnürungs-Ende als Entgraten des Abschnürungs-Endes bezeichnen. Dies kann das maschinelle Bearbeiten oder Entgraten des Abschnürungs-Endes mit geeigneten Entgratungs-Werkzeugen bedeuten, um Schneidegrat zu entfernen. In dieser Ausführung wird dadurch eine nach innen gerichtete Kerbe geformt, wie oben beschrieben und wie in 4a dargestellt. Das maschinelle Bearbeiten oder Entgraten des Abschnürungs-Endes ermöglicht es, dass die ersten und zweiten Sperrschicht-Enden der Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit am Abschnürungs-Ende freigelegt werden. Wie in den 4a und 4b gezeigt, sind die ersten und zweiten Sperrschicht-Enden eng zusammengepresst, sie sind aber typischerweise nicht verbunden, definieren also eine Abschnürungs-Lücke zwischen beiden, wie oben beschrieben. Man hat herausgefunden, dass die Abschnürungs-Lücke ein Weg ist, durch den Dampf oder gasförmige Flüssigkeiten aus dem Kraftstofftank heraustreten können.
Die Methode 110 schließt außerdem die Oberflächenbehandlung des Flüssigkeitstanks am Abschnürungs-Ende, um die Oberflächen Haftung daran in Schritt 114 zu begünstigen, ein. Der Schritt der Oberflächenbehandlung wandelt die Oberfläche am Abschnürungs-Ende um in ein für die Haftung günstiges Substrat, da es typischerweise schwierig ist, auf Polymer- oder Polyolefin-Materialien in den dem Schmelzen nachfolgenden Bearbeitungs-, Oberflächenbearbeitungs-, Bedruckungs- und anderen Prozessen Material aufzubringen, auf zu schweißen, zu bedrucken, abzudichten, oder zu befeuchten. Obwohl man hier nicht durch die Theorie eingeschränkt sein soll, liegt der Grund für solche Schwierigkeiten möglicherweise in geringeren Oberflächen-Energien des Materials, einer Materialeigenschaft ähnlich den Oberflächen-Spannungen von Flüssigkeiten. Typischerweise erzeugt eine Vorbehandlung oder eine Oberflächenbehandlung eine chemische Veränderung in der Oberflächenstruktur von Polymeren oder Polyolefinen. Solch eine chemische Veränderung lässt sich als Ionisation bezeichnen, die die Oberflächen Energie vergrößert und die Haftung von anderen Oberflächen darauf verbessert.
Eine Anzahl von verschiedenen Oberflächenbehandlungen lässt sich am Abschnürungs-Ende des Flüssigkeitstanks durchführen, um die Oberflächen-Haftung daran zu verbessern. Zum Beispiel ist eine elektrische Oberflächenbehandlung am Abschnürungs-Ende des Flüssigkeitstanks möglich, um die Oberflächen-Energie zu vergrößern, oder eine Ionisation am Abschnürungs-Ende des Flüssigkeitstanks, um die Oberflächen-Haftung zu begünstigen. Bei Atmosphären-Druck wird dazu beispielsweise eine Corona-Behandlung am Flüssigkeitstank durchgeführt, um elektrische Entladungen nach dem Stand der Kunst herzustellen.
Eine andere Art von Oberflächenbehandlung ist möglich in Form einer Lichtbogen-Plasma-Behandlung im Luftstrom, dadurch gekennzeichnet, dass ein Plasma-Luftstrom-Erzeuger einen elektrischen Lichtbogen zwischen zwei Elektroden herstellt. Wie Fachleuten bekannt ist, bläst ein Ventilator Luft durch den Lichtbogen und produziert eine Fahne von Plasma, die auf die zu behandelnde Oberfläche gerichtet ist.
Ein weiteres Beispiel verwendet zur Hochfrequenz-Lichtbogen-Behandlung einen Hochfrequenz Lichtbogen-Erzeuger und eine Funken-Löschung. Wie bekannt ist, verwendet diese Behandlung Leistungs-Generatoren und Hochspannungstransformatoren, um eine Entladung zwischen zwei Elektroden zu erzeugen, die sich auf gegenüberliegenden Seiten der zu behandelnden Oberfläche befinden. Teilchen bewegen sich zwischen den Elektroden, und die Oberflächen werden der Entladung ausgesetzt und erhalten eine Behandlung in dem umgebenden Plasma. Die Geräte erzeugen Ozon während der Behandlung, das abgeführt oder im Kreislauf über Ozon-Filter entfernt wird.
Die Methode 110 schließt weiterhin ein die Aufbringung einer Sperrschicht-Brücke mit geringer Durchlässigkeit am Abschnürungs-Ende ein, um das Abschnürungs-Ende zu überbrücken und dadurch eine zusammenhängende Sperrschicht in Schritt 116 zu erzeugen. Wie oben erwähnt, besteht die Sperrschicht-Brücke geringer Durchlässigkeit aus Material, das auf der Sperrschicht geringer Durchlässigkeit haftet und dadurch die ersten und zweiten Sperrschicht-Enden miteinander verbindet, so dass ein lückenloser Zusammenhang zwischen beiden besteht. Dies erlaubt es, dass der Flüssigkeitstank zwischen den ersten und zweiten oben erwähnten geformten Platten zusammenhängend abgedichtet ist.
Der Schritt der Aufbringung einer Sperrschicht-Brücke mit geringer Durchlässigkeit am Abschnürungs-Ende kann mit verschiedenen Verfahren ausgeführt werden. Zum Beispiel kann die Sperrschicht mit geringer Durchlässigkeit am Abschnürungs-Ende durch Hochgeschwindigkeits-Schlag-Verschmelzung (HVIF) aufgebracht werden. Die Anwendung von HVIF entzündet ein Gemisch aus Propylen und Sauerstoff in einer Verbrennungs-Kammer, um Hitze zu erzeugen, schmilzt pulverförmiges Material im Flug, und erhitzt die Oberfläche des Tanks auf 65 bis 149 Grad Celsius (150 bis 300 Grad Fahrenheit). Dieses Verfahren kannverwendet werden, um die Kerben an dem Abschnürungs-Ende zu erzeugen, wie in 4a gezeigt ist. Sperrschichtpartikel werden heran geführt und abgelagert am Abschnürungs-Ende und der umgebenen Tankoberfläche. Dies erzeugt einen Berg von Material und eine Sperrschicht-Brücke. Dies schmilzt die Partikel während des Fluges. Die Partikel werden aus der Verbrennungskammer mit einer Düse oder Hitzekanone herausgeführt und auf das Abschnürungs-Ende auf Grund der Verbrennung aufgebracht mit Geschwindigkeiten von ungefähr 80 Meter pro Sekunde bis 250 Meter pro Sekunde. In einem nachfolgenden Schritt wird der Flüssigkeitstank auf Umgebungstemperatur abgekühlt, um dadurch die Sperrschicht-Brücke mit geringer Durchlässigkeit fest auf dem Abschnürungs-Ende zu befestigen.
Man hat herausgefunden, dass die Anwendung von HVIF zur Aufbringung der Partikel für die Sperrschicht-Brücke auf das erste und zweite Sperrschicht-Ende und das Abschnürungs-Ende die Gasblasen reduziert, die sich sonst zwischen diesen formen. Wie oben erwähnt, sind die ersten und die zweiten Sperrschicht-Enden gegenseitig überbrückt, womit eine zusammenhängende Sperrschicht zwischen den ersten und zweiten ausgeformten Platten des Flüssigkeitstanks hergestellt wird. Dies führt zu einer reduzierten Durchlässigkeit für Kohlenwasserstoffe oder gasförmige Flüssigkeiten durch den Flüssigkeits-Tank.
Eine andere Art und Weise zur Befestigung der Sperrschicht-Brücke mit geringer Durchlässigkeit auf dem Abschnürungs-Ende ist eine Methode des Eintauchens des Abschnürungs-Endes des Flüssigkeitstanks in Polyvinylidenchlorid oder das Besprühen damit. Die Lösung mit Polyvinylidenchlorid hat ungefähr 10 bis 30 Gewichts-Prozent an Polyvinylidenchlorid. Das verwendete Lösungsmittel kann jedes geeignete Lösungsmittel seien, wie zum Beispiel Ethylacetat. Die Tauch- oder Sprüh-Aufbringung schließt zusätzlich ein, dass eine Lösung mit Polyvinylidenchlorid auf das Abschnürungs-Ende des Tanks aufgebracht wird. Diese kann mit jeder geeigneten Methode eingetaucht oder gesprüht werden. Beispielsweise kann dies ein typisches Spritzpistolensystem oder eine Eintauchtechnik sein.
Nachdem ein Überzug durch Eintauchen oder Besprühen hergestellt ist, wird der Flüssigkeitstank mit der Lösung von Polyvinylidenchlorid aufgeheizt oder in einem Ofen bei 65,5–104,4 Grad Celsius (150 bis 220 Grad Fahrenheit) behandelt, was das Lösungsmittel von der Lösung entfernt und das Polyvinylidenchlorid fest auf dem Abschnürungs-Ende und anderen überzogenen Tank Oberflächen zurücklässt. Der Schritt des Aufheizens wird bevorzugt für ungefähr fünf bis 20 Minuten ausgeführt. Dieses Verfahren liefert eine feste Sperrschicht-Brücke mit geringer Durchlässigkeit auf dem Abschnürungs-Ende und überbrückt damit die Abschnürungs-Lücke, indem eine zusammenhängende Sperrschicht erzeugt wird. Der Kraftstofftank wird danach auf Umgebungstemperatur abgekühlt.
Eine weitere Methode zur Aufbringung der Sperrschicht-Brücke mit geringer Durchlässigkeit auf das Abschnürungs-Ende stellt eine Kantenschnur-Verbindungstechnik oder Methode dar. Eine solche Methode enthält das Aufbringen einer Kantenschnur auf dem Abschnürungs-Ende. Die Schnur ist bevorzugt eine co-extrudierte Kantenschnur mit einem Sperrschichtmaterial, das mit der Sperrschicht geringer Durchlässigkeit verträglich ist. Das Sperrschichtmaterial ist so hergestellt, dass es an dem Abschnürungs-Ende aufgebracht oder befestigt werden kann. Dies kann erfolgen durch Aufrollen eines Streifens der Kantenschnur auf das Abschnürungs-Ende mit ungefähr 96 N/m² Druckbelastung. Dieses erlaubt für eine kurze Zeit, dass das Substrat in der Kantenschnur sich temporär auf dem Abschnürungs-Ende des Kraftstofftanks befestigt. In dieser Ausführung ist das Sperrschichtmaterial EVOH, Nylon, Polyvinylidenchlorid und Polyvinylidenfluorid. Danach wird die Kantenschnur auf das Abschnürungs-Ende mit einer Energiequelle aufgeschweißt, um die Abschnürungs-Lücke zu überbrückten und das erste und zweite Sperrschicht-Ende durchgängig zu verbinden. Das kann mit je der geeigneten Energiequelle erreicht werden einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einen Infrarotlaser, eine Halogenlampe, oder eine Heizpistole, wie sie Fachleuten bekannt ist. Die Energiequelle schmilzt bevorzugt das Substrat der Kantenschnur und schweißt es auf das Abschnürungs-Ende. Danach wird der Flüssigkeitstank auf Raum-Temperatur abgekühlt.
Falls erforderlich, kann eine Schutzschicht auf das Abschnürungs-Ende über die Sperrschicht-Brücke mit geringer Durchlässigkeit aufgebracht werden. Dies schützt typischerweise die Sperrschicht-Brücke vor Schmutz und anderen äußeren Einwirkungen. Zusätzlich kann der schützende Überzug, der über die Sperrschicht-Brücke aufgebracht ist, auf das Abschnürungs-Ende aufgeschweißt werden, indem der schützende Überzug auf die Abschnürungs-Region des Kraftstofftanks auf geschmolzen wird. Die Abschnürungs-Region kann dann erneut abgeschnürt werden, um das schützende Polymer über der Brücke zu sammeln. Dies bietet Schutz der Sperrschicht-Brücke vor Schmutz, Abrieb und mechanischem Schock.
Weitere Aspekte, Funktionen und Vorteile der Erfindung werden klar aus der Betrachtung der nachfolgenden ausführlichen Beschreibungen und der nachfolgenden Patentansprüchen, wenn diese in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung gesehen werden.

Claims

Eine Abschnürungsverbindung (12) mit geringer Durchlässigkeit zwischen einer ersten und einer zweiten ausgeformten mehrlagigen Wand (19), die miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnürungsverbindung (12) mit geringer Durchlässigkeit aufweist: – eine zusammenhängende innere Polymer-Schicht (20) an einem Abschnürungs-Ende (16) einer Abschnürungs-Region (13) zwischen der ersten und der zweiten ausgeformten Platte (17, 18); – eine äußere Polymer-Schicht (23), die über der zusammenhängenden inneren Polymer-Schicht (20) liegt, wobei die äußere Polymer-Schicht (23) in der Abschnürungs- Region (13) zu den ersten und zweiten äußeren Polymer-Enden (26, 30) am Abschnürungs-Ende (16) sich ver jüngt und dabei die ersten und zweiten äußeren Polymer-Enden (26, 30) trennt; – eine Sperrschicht (33) mit geringer Durchlässigkeit, die zwischen der zusammenhängenden inneren Polymer-Schicht (20) und der äußeren Polymer-Schicht (23) angeordnet ist, wobei sich die Sperrschicht (33) mit geringer Durchlässigkeit in der Abschnürungs-Region (13) zu den ersten und zweiten Sperrschicht-Enden (36, 40), die am Abschnürungs-Ende (16) voneinander getrennt sind und eine Abschnürungs-Lücke (43) bilden, mit der äußeren Polymer-Schicht (23) verjüngt, wobei die Sperrschicht (33) mit geringer Durchlässigkeit am Abschnürungs-Ende (16) hervor tritt; – eine erste Klebe-Schicht (46), die sich zwischen der zusammenhängenden inneren Polymer-Schicht (20) und der Sperrschicht (33) mit geringer Durchlässigkeit befindet; – eine zweite Klebeschicht (50), die sich zwischen der Sperrschicht (33) mit geringer Durchlässigkeit und der äußeren Polymer-Schicht (23) befindet; und – eine Sperrschicht-Brücke (53), die sich am Abschnürungs-Ende (16) befindet und das Abschnürungs-Ende (16) überbrückt, wobei die Sperrschicht-Brücke (53) aus Material besteht, das kompatibel ist mit der Sperrschicht (33) mit geringer Durchlässigkeit, und die ersten und zweiten Sperrschicht-Enden (36, 40) miteinander verbindet, um Durchgängigkeit zwischen ihnen herzustellen.
Die Abschnürungsverbindung (12) mit geringer Durchlässigkeit gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin einen schützenden Überzug aufweist, der auf der Sperrschicht-Brücke (53) angebracht ist, und dass der schützende Überzug aus Hochdruck Polymer hergestellt ist.
Die Abschnürungsverbindung (12) mit geringer Durchlässigkeit gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschnürungs-Ende (16) zurück geschnitten ist und dabei eine Kerbe (31) ausbildet, um die Sperrschicht (33) mit geringer Durchlässigkeit zugänglich zu machen.
Die Abschnürungsverbindung (12) mit geringer Durchlässigkeit gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (33) mit geringer Durchlässigkeit aus Ethylen-Vinylalkohol, Nylon, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylidenfluorid, oder Abcite besteht.
Die Abschnürungsverbindung (12) mit geringer Durchlässigkeit gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht-Brücke (53) ein Material wie Ethylen-Vinylalkohol, Nylon, Polyvinyliden Chlorid, Polyvinylidenfluorid, und/oder Abcite aufweist.
Die Abschnürungsverbindung (12) mit geringer Durchlässigkeit gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammenhängende innere Polymer-Schicht (20) Hochdruck Polyethylen aufweist.
Die Abschnürungsverbindung (12) mit geringer Durchlässigkeit gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Polymer-Schicht (23) Hochdruck Polyethylen aufweist.
Die Abschnürungsverbindung (12) mit geringer Durchlässigkeit gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Klebeschicht (46) aus Niederdruck Polymer besteht.
Die Abschnürungsverbindung (12) mit geringer Durchlässigkeit gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Klebe schicht (50) aus Niederdruck Polymer besteht.
Die Abschnürungsverbindung (12) mit geringer Durchlässigkeit gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrschicht (33) mit geringer Durchlässigkeit und die erste und zweite Klebeschicht (46, 50) die Abschnürungs-Lücke ausfüllen.
Ein Flüssigkeitstank mit einer Abschnürungsverbindung (12) geringer Durchlässigkeit an einem Abschnürungs-Ende (16) einer Abschnürungs-Region (13) zwischen einer ersten und einer zweiten ausgeformten Platte (17, 18) des Flüssigkeitstanks zur Verringerung von Kohlenwasserstoff Durchlässigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitstank aufweist: – eine zusammenhängende innere Polymer-Schicht (20) an einem Abschnürungs-Ende (16) in einer Abschnürungs-Region (13) zwischen der ersten und der zweiten ausgeformten Platte (17, 18), – eine äußere Polymer-Schicht (23), die ausgeformt ist über der zusammenhängenden inneren Polymer-Schicht (20), wobei die äußere Polymer-Schicht (23) über der zusammenhängenden inneren Polymer-Schicht (20) liegt, wobei die äußere Polymer-Schicht (23) sich in der Abschnürungs-Region (13) zu dem ersten und dem zweiten äußeren polymerischen Ende (26, 30) am Abschnürungs-Ende (16) verjüngt und das erste und das zweite äußere polymerische Ende (26, 30) trennt, – eine nicht zusammenhängende Sperrschicht (33) zwischen der zusammenhängenden inneren Polymer-Schicht (20) und der äußeren Polymer-Schicht (23), wobei sich die Sperrschicht (33) mit geringer Durchlässigkeit zusammen mit der äußeren Polymer-Schicht (23) in der Abschnürungs-Region (13) zu dem ersten und dem zweiten Sperr schicht-Ende (36, 40), die am Abschnürungs-Ende (16) getrennt sind und eine Abschnürungs-Lücke (43) definieren, verjüngt, wobei die Sperrschicht (33) geringer Durchlässigkeit am Abschnürungs-Ende (16) hervortritt; – eine erste Klebe-Schicht (46) zwischen der zusammenhängenden inneren Polymer-Schicht (20) und der Sperrschicht (33) geringer Durchlässigkeit; – eine zweite Klebeschicht (50) zwischen der äußeren Polymer-Schicht (23) und der Sperrschicht (33) geringer Durchlässigkeit; und – eine Sperrschicht-Brücke (53) geringer Durchlässigkeit, die sich am Abschnürungs-Ende (16) befindet, um die Abschnürungs-Lücke (43) zu überbrücken, wobei die Sperrschicht-Brücke (53) aus einem Material besteht, das mit dem der Sperrschicht (33) geringer Durchlässigkeit, die das erste und das zweite Sperrschicht-Ende (36, 40) zur lückenlosen Verbindung überbrückt, kompatibel ist.