DE69826974T2

DE69826974T2 - Hohler Behälter aus Kunstharz

Info

Publication number: DE69826974T2
Application number: DE1998626974
Authority: DE
Inventors: Katsuyuki Toyota-shi Aichi-ken Kido
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2018-11-17
Also published as: JP3591266B2; US6044999A; EP0930189A3; JPH11198933A; EP0930189B1; EP0930189A2; DE69826974D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Bereich der Erfindung
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen hohlen Behälter aus Kunstharz, wie z.B. ein Treibstofftank oder ähnliches, für die Verwendung in Automobilen.
Beschreibung des Standes der Technik
6 zeigt ein Beispiel eines hohlen Behälters aus Kunstharz, wie z.B. einen Treibstofftank oder dergleichen, für die Verwendung in Automobilen. In diesem Treibstofftank 100 befindet sich auf einer Matrix-Kunstharzschicht 102 an der Innenseite des Tanks 100 eine Gassperrschicht 104, die als Beschichtungsmaterial die Permeation von Benzin verhindern soll.
In diesem Treibstofftank 100 befindet sich als Innenteil eine Trennwand 106, die integral in einem Stück mit der Kunstharzschicht 102 im Inneren des Behälters geformt ist. Entsprechend ist die Gassperrschicht 104 am Verbindungsbereich 108 zwischen der Trennwand 106 und der Kunstharzschicht 102 unterbrochen. Als Ergebnis entsteht am Verbindungsbereich 108 zwischen der Trennwand 106 und der Kunstharzschicht 102 ein Bereich, in dem keine Gassperrschicht 104 vorhanden ist. Daher ist die Abdichtbarkeit in diesem Bereich gering.
Desweiteren befindet sich, wie 7 zeigt, in diesem Treibstofftank 100 ein Teiltank 110, der als Innenteil integral in einem Stück mit der Kunstharzschicht 102 innerhalb des Behälters geformt ist. Entsprechend ist die Gassperrschicht 104 am Verbindungsbereich 112 zwischen dem Teiltank 110 und der Kunstharzschicht 102 unterbrochen. Als Ergebnis entsteht ein Bereich am Verbindungsbereich 112 (an zwei Stellen) zwischen dem Teiltank 110 und der Kunstharzschicht 102, an dem sich keine Gassperrschicht 104 befindet. Daher ist die Abdichtbarkeit in diesem Bereich gering.
EP 0454978 betrifft einen faserverstärkten Kunststofftank mit einer Mehrzweck-Innenauskleidung.
Zusammenfassung der Erfindung
In Hinblick auf das oben Genannte ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen hohlen Behälter aus Kunstharz zu schaffen, der die Abdichtbarkeit an einem Verbindungsbereich zwischen einer Kunstharzschicht und einem Innenteil verbessern kann.
Gemäß einem ersten, allgemeinen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein hohler Behälter aus Kunstharz gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
Demgemäß verkleinert sich die Fläche am Verbindungsbereich zwischen dem Innenteil und der Kunstharzschicht, an der sich keine Gassperrschicht befindet. Daraus ergibt sich eine hervorragende Abdichtbarkeit am Verbindungsbereich zwischen dem Innenteil und der Kunstharzschicht.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der hohle Behälter aus Kunstharz gemäß dem ersten Aspekt, wobei sich am Innenteil eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen befinden, deren Fläche bzw. Bodenfläche, die jeweils in einer Ebene mit der Innenfläche des hohlen Behälters aus Kunstharz liegt und mit dieser Innenfläche durchgängig verbunden ist, mit dem Beschichtungsmaterial beschichtet ist.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein hohler Behälter aus Kunstharz gemäß dem ersten Aspekt, wobei die Konfiguration bzw. Anordnung der Durchgangsöffnungen in axialer Richtung eine Konfiguration in der Form eines Prismas ist, dessen Bodenfläche diejenige Fläche ist, die in einer Ebene mit der Innenfläche des hohlen Behälters aus Kunstharz liegt und mit dieser Innenfläche durchgängig verbunden ist.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein hohler Behälter aus Kunstharz gemäß dem dritten Aspekt, wobei die prismenförmige Anordnung eine dreieckige prismenförmige Anordnung ist.
Demzufolge ist bei dem hohlen Behälter aus Kunstharz dieser erfindungsgemäßen Aspekte die Struktur einfach, wobei am Verbindungsbereich zwischen dem Innenteil und der Kunstharzschicht der Bereich, in dem sich kein Beschichtungsmaterial befindet, verkleinert ist und die Abdichtbarkeit am Verbindungsbereich zwischen dem Innenteil und der Kunstharzschicht hervorragend ist.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein hohler Behälter aus Kunstharz gemäß dem ersten Aspekt, wobei das Innenteil nahe des Verbindungsbereiches, der sich zwischen dem Innenteil und der Kunstharzschicht befindet, abgezweigt ist.
Daher ist die Struktur einfach, und am Verbindungsbereich zwischen dem Innenteil und der Kunstharzschicht ist der Bereich, an dem sich kein Beschichtungsmaterial befindet, kleiner, wodurch die Abdichtbarkeit zwischen dem Verbindungsbereich und der Kunstharzschicht hervorragend ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die den Anschlußbereich der Trennwand in einem hohlen Behälter aus Kunstharz gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 in 1.
3 ist eine perspektivische Explosionszeichnung, die einen hohlen Behälter aus Kunstharz zeigt, der sich auf die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht.
4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 in 5.
5 ist eine Draufsicht, die einen Teiltank in einem hohlen Behälter aus Kunstharz zeigt, wobei dieser Behälter nicht in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt.
6 ist eine seitliche Querschnittsansicht, die den Verbindungsbereich einer Trennwand in einem herkömmlichen hohlen Behälter aus Kunstharz darstellt.
7 ist eine seitliche Querschnittsansicht des Verbindungsbereiches eines Teiltanks in einem herkömmlichen hohlen Behälter aus Kunstharz.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Ein hohler Behälter aus Kunstharz (z.B. ein Treibstofftank in einem Automobil), gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, soll im Einzelnen anhand der 1 bis 3 erklärt werden.
Wie 3 zeigt, besteht ein Treibstofftank 10 der ersten Ausführungsform aus einem Treibstofftankoberteil 12 und einem Treibstofftankunterteil 14. Eine Trennwand 16 und ein Teiltank 18 sind Innenteile, die integral in einem Stück mit dem Bodenbereich des Treibstofftankunterteils 14 an dessen Innenseite geformt sind. Ebenfalls sind in 3 ein Einlaßstutzen 20, eine Pumpenvorrichtung 22 und ein Sperrventil 24 dargestellt.
Nach 1 besteht der Treibstofftank 10 aus einer Matrix-Kunstharzschicht 30 und einer Gassperrschicht bzw. Beschichtung 32, die als Beschichtungsmaterial dient. Die Tankinnenseite der Matrix-Kunstharzschicht 30 ist von der Gassperrschicht 32 abgedeckt.
Die Gassperrschicht 32 hat eine Laminatstruktur, die aus einer gasundurchlässigen Lage besteht, die die Permeation von Gas verhindert, und die sich zwischen Kunstharzschichten befindet, die aus dem gleichen Kunstharz gebildet sind wie die Matrix-Kunstharzschicht 30 des hohlen Behälters aus Kunstharz. Die gasundurchlässige Lage wird auch als gaspermeationsbeständige Schicht bezeichnet und wird aus Ethylenvinylalkohol (EVOH) oder ähnlichem hergestellt. Die Kunstharzschichten werden aus dem gleichen Kunstharz wie das Matrix-Kunstharz (z.B. Polyethylen-Kunstharz) des hohlen Behälters aus Kunstharz hergestellt. Die Gaspermeationsbeständigkeit der Gassperrschicht 32 wird durch die gasundurchlässige Lage verbessert, und die Gassperrschicht 32 schließt sich aufgrund der Kunstharzschicht fester an die Matrix des hohlen Behälters aus Kunstharz an.
Wie 2 zeigt, hat die Trennwand 16 die Form einer dünnen Platte, die bereits beim Gießformen integral in einem Stück mit der Kunstharzschicht 30 des Treibstofftankunterteils 14 ausgebildet wird.
Wie 1 zeigt, ist am Verbindungsbereich 34 zwischen der Kunstharzschicht 30 und der Trennwand 16 dieser Verbindungsbereich 34 in eine Vielzahl von Verbindungsbereichen 34A, 34B, 34C unterteilt. Im Einzelnen sind am Basisabschnitt der Trennwand 16 Durchgangsöffnungen 36 und 38 ausgebildet, die jeweils eine Bodenfläche haben, welche in einer Ebene mit der Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite des Treibstofftanks 10 liegt und mit dieser Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite des Treibstofftanks 10 durchgängig verbunden ist, und deren Querschnittskonfiguration in axialer Richtung dreieckig ist. Die Oberflächen von Bodenabschnitten 36A und 38A dieser Durchgangsöffnungen 36 und 38, die in einer Ebene mit der Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite des Treibstofftanks 10 liegen und mit dieser Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite des Treibstofftanks 10 durchgängig verbunden sind, sind mit der Gassperrschicht 32 beschichtet.
Als nächstes wird die Funktionsweise der ersten Ausführungsform erklärt. Wie 1 zeigt, befinden sich bei der ersten Ausführungsform im Verbindungsbereich 34 zwischen der Trennwand 16 und der Kunstharzschicht 30 die Durchgangsöffungen 36 und 38 am Basisabschnitt der Trennwand 16, wobei jede der Durchgangsöffnungen eine Bodenfläche hat, welche in einer Ebene mit der Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite liegt und durchgängig mit der Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite verbunden ist, und deren Querschnittskonfiguration in axialer Richtung dreieckig ist. Die Oberflächen der Bodenabschnitte 36A und 38A dieser Durchgangsöffnungen 36 und 38, die in einer Ebene mit der Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite liegen und mit dieser Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite durchgängig verbunden sind, sind mit der Gassperrschicht 32 beschichtet.
Dementsprechend ist im Treibstofftank 10 der ersten Ausführungsform die Querschnittsfläche S der Trennwand 16 am Verbindungsbereich 34, d. h. die Querschnittsfläche der Trennwand in der Ebene, die in einer Ebene mit den Bodenabschnitten 36A, 38A der Durchgangsöffnungen 36, 38 liegt ( d. h. die in einer Ebene mit der Kunstharzschicht 30 auf der Treibstofftank 10 – Innenseite des Treibstofftankunterteils 14 liegt), die Summe S der Querschnittsflächen S1, S2 und S3 (S = S1 + S2 + S3). Diese Querschnittsfläche S ist kleiner als die Querschnittsfläche S4 der Trennwand 16 in einer Ebene, die parallel ist zur oben erwähnten Ebene (d.h. die parallel ist zu der Ebene der Bodenabschnitte 36A, 38A der Durchgangsöffnungen 36, 38 ) und die sich in einem Bereich der Trennwand 16 befindet, in dem die Durchgangsöffnungen 36 und 38 nicht gebildet sind. Daraus folgt S4 > S. Es ergibt sich im Vergleich zu einem herkömmlichen hohlen Behälter aus Kunstharz gemäß 6 am Verbindungsbereich 34 zwischen der Trennwand 16 und der Kunstharzschicht 30 eine Verringerung der Fläche, an der sich keine Gassperrschicht 32 befindet, wodurch die Abdichtbarkeit am Verbindungsbereich 34 verbessert werden kann.
Desweiteren hat der Treibstofftank 10 der ersten Ausführungsform eine Struktur, bei der die Durchgangsöffnungen 36 und 38 im Basisabschnitt der Trennwand 16, wie sie in einem herkömmlichen hohlen Behälter aus Kunstharz gemäß 6 vorliegt, ausgebildet sind, wobei die Durchgangsöffnungen 36 und 38 jeweils eine Fläche haben, die in einer Ebene mit der Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite liegt, mit der Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite durchgängig verbunden ist und deren Querschnittskonfiguration in axialer Richtung dreieckig ist. Die Struktur des Treibstofftanks 10 ist einfach, und die Abdichtbarkeit am Verbindungsbereich 34 zwischen der Trennwand 16 und der Kunstharzschicht 30 kann verbessert werden.
Als nächstes wird anhand der 4 und 5 ein Beispiel eines hohlen Behälters aus Kunstharz erklärt, der für die Fachwelt lediglich von allgemeinem Interesse ist, aber nicht direkt in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt.
Teile, die generell vergleichbar mit den Teilen der bevorzugten Ausführungsform sind, werden mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet; ihre Beschreibungen werden jedoch weggelassen.
Wie 5 zeigt, besteht ein Teiltank 18, der integral in einem Stück mit dem Treibstofftank geformt ist, aus einer Außenwand 40, die von oben betrachtet rechteckig ist und an einem Eckbereich einen Freiraum 39 bildet, und einer Innenwand 42, die von oben betrachtet L-förmig ist.
Ein langer Schenkel 42A der Innenwand 42 ist im wesentlichen parallel zu einem langen Abschnitt 40A der Außenwand 40, und ein kurzer Schenkel 42B der Innenwand 42 ist im wesentlichen parallel zu einem kurzen Abschnitt 40B der Außenwand 40. Der lange Schenkel 42A der Innenwand 42 ist mit einem weiteren kurzen Abschnitt 40C der Außenwand 40 in einem an den Freiraum 39 angrenzenden Bereich verbunden. Zwischen dem kurzen Schenkel 42B der Innenwand 42 und einem weiteren langen Abschnitt 40D der Außenwand 40 entsteht ein Freiraum 44.
Wie 4 zeigt, ist die Außenwand 40 des Teiltanks 18 vom Basisbereich der Innenwand 42 nahe des Verbindungsbereiches 48 zwischen der Kunstharzschicht 30 und dem Teiltank 18 abgezweigt und durch einen Zweigsteg 40C mit dem Bodenbereich der Innenwand 42 verbunden. Der Zweigsteg 40C erstreckt sich im wesentlichen parallel zur Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite des Treibstofftanks 10 im Treibstofftankunterteil 14.
Als nächstes wird die Funktionsweise des Beispiels erläutert.
Nach 4 zweigt die Außenwand 40 des Teiltanks 18 vom Basisabschnitt der Innenwand 42 nahe des Verbindungsbereiches 48 zwischen dem Teiltank 18 und der Kunstharzschicht 30 ab. Die Gassperrschicht 32 befindet sich auch unterhalb des Zweigstegs 40C der Außenwand 40, die mit der Innenwand 42 verbunden ist.
Daher wird bei dem Treibstofftank 10 die Querschnittsfläche des Verbindungbereiches 48 des Teiltanks 18 zu S5, wobei sich die Querschnittsfläche in der gleichen Ebene befindet wie die Gassperrschicht 32, die sich über der Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite des Treibstofftanks 10 befindet. Diese Querschnittsfläche S5 wird kleiner als die Summe (S6 + S7) der Querschnittsflächen S6 und S7 des Teiltanks 18, wobei sich diese Querschnittsfläche in einem anderen Bereich als dem Verbindungsbereich 48 befindet und in einer Ebene liegt, die parallel zur oben genannten Ebene ist. Mit anderen Worten gilt: S5 < (S6 + S7). Als Ergebnis ist am Verbindungsbereich 48 zwischen dem Teiltank 18 und der Kunstharzschicht 30 der Bereich, an dem sich keine Gassperrschicht 32 befindet, im Vergleich mit einem herkömmlichen hohlen Behälter aus Kunstharz – wie in 7 gezeigt – kleiner, wodurch die Abdichtbarkeit am Verbindungsbereich 48 verbessert werden kann.
Außerdem ist der Treibstofftank 10 so aufgebaut, dass die Außenwand 40 vom Basisabschnitt der Innenwand 42 des Teiltanks 18, wie er ansonsten bei einem herkömmlichen hohlen Behälter aus Kunstharz gemäß 7 verwendet wird, abgezweigt ist. Der Aufbau des Treibstofftanks 10 ist einfach, und die Abdichtbarkeit am Verbindungsbereich 48 zwischen dem Teiltank 18 und der Kunstharzschicht 30 kann verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung ist bereits oben im Detail mit Bezug auf die 1 und 3 beschrieben worden. Jedoch sollte es für Fachleute offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist, und dass verschiedene andere Ausgestaltungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Zum Beispiel ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Anordnung der Durchgangsöffnungen 36 und 38 in axialer Richtung dreieckig und prismenförmig, wobei die Bodenfläche in einer Ebene mit der Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite liegt und durchgängig mit der Kunstharzschicht 30 auf der Innenseite verbunden ist. Die Anordnung und Formgebung der Durchgangsöffnungen 36 und 38 ist jedoch nicht auf eine dreieckige und prismenförmige Form beschränkt, sondern könnte auch quadratisch-prismenförmig oder ähnlich sein, oder auch ein Halbzylinder, dessen Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung betrachtet ein Halbkreis ist. Desweiteren ist in der oben erwähnten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei dem der hohle Behälter aus Kunstharz als Treibstofftank 10 eines Automobils verwendet wird. Der hohle Behälter aus Kunstharz ist jedoch nicht auf den Treibstofftank 10 eines Automobils beschränkt, sondern er kann auch als ein anderer hohler Behälter aus Kunstharz für andere Einsatzgebiete verwendet werden.
Das Innenteil ist nicht auf die Trennwand 16 und den Teiltank 18 beschränkt. Es kann vielmehr auch ein anderes Teil verwendet werden. Das Innenteil kann am Treibstofftankoberteil 12 ausgebildet sein. Desweiteren können, obwohl sich die vorstehend beschriebene Ausführungsform auf Spritzguß bezieht, für die vorliegende Erfindung auch andere Herstellungsverfahren wie Spritzdruckguß, Heißfließprägen oder Folienheißfließprägen angewandt werden.

Claims

Hohler Behälter aus Kunstharz (10), der aus einer Kunstharzschicht geformt ist und ein integral in einem Stück mit der Kunstharzschicht geformtes Innenteil (16) auf der Innenfläche des hohlen Behälters aus Kunstharz (10) hat, wobei die Innenfläche des hohlen Behälters aus Kunstharz an den Bereichen, an denen sich kein Innenteil (16) befindet, mit einer Gassperrschicht (32) bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass: eine Durchgangsöffnung (36, 38), die einen Abschnitt hat, der sich in einer Ebene mit der Innenfläche des hohlen Behälters aus Kunstharz befindet und durchgängig mit dieser Innenfläche verbunden ist, im Innenteil (16) ausgebildet ist, wobei der Abschnitt der Durchgangsöffnung, der sich in einer Ebene mit der Innenfläche des hohlen Behälters aus Kunstharz befindet und durchgängig mit dieser Innenfläche verbunden ist, mit der Gassperrschicht (32) versehen ist.
Hohler Behälter aus Kunstharz gemäß Anspruch 1, wobei im Innenteil eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (36, 38) ausgebildet sind, und der Abschnitt jeder dieser Durchgangsöffnungen, der sich in einer Ebene mit der Innenfläche des hohlen Behälters aus Kunstharz befindet und durchgängig mit dieser Innenfläche verbunden ist, mit der Gassperrschicht (32) bedeckt ist.
Hohler Behälter aus Kunstharz nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Konfiguration der Durchgangsöffnungen in axialer Richtung eine prismenförmige Konfiguration ist, deren Bodenfläche der Abschnitt ist, der sich in einer Ebene mit der Innenfläche des hohlen Behälters aus Kunstharz befindet und durchgängig mit dieser Innenfläche verbunden ist.
Hohler Behälter aus Kunstharz (10) nach Anspruch 3, wobei die prismenförmige Konfiguration eine Dreieck-Konfiguration ist.
Hohler Behälter aus Kunstharz aus Anspruch 1, wobei sich das Innenteil (18) an dem Bereich, an dem das Innenteil angeformt ist, in eine mehrwandige Struktur (42, 40) verzweigt.