WO2008113821A1 - Kraftstofftankanbauteil und verfahren zur herstellung eines kraftstofftankanbauteils - Google Patents

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WO2008113821A1
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Reinhard Feichtinger
Simon Amesöder
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Reinhard Feichtinger
Amesoeder Simon
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Definitions

  • the invention relates to a fuel tank attachment, a fuel tank, in particular a motor vehicle fuel tank, and a method for producing a fuel tank attachment.
  • a component which consists of a tubular body made of thermoplastic material which has a stepped annular body at one end and a retaining rib at the opposite end. Offset by the wall thickness of the body relative to the inner diameter of the body, a circumferential ring is formed with a projection.
  • an intermediate layer In the stepped ring body is introduced as an adhesion promoter, an intermediate layer. Underneath, including the ring with the projection, an annular body element is formed.
  • the ring body member, the intermediate layer and the circumferential ring of the tubular body are then connected together in addition to the mechanical connection that causes the circumferential projection.
  • the plastic of the annular body element is crosslinked in such a way that a chemical bond between the plastics of both parts is achieved by bridge formation across the interface between the parts.
  • the tubular body is divided at its end facing the container into an inner and an outer tube body.
  • the inner tube body protrudes into the opening up to half the wall thickness of the container.
  • the outer tube body at least partially encloses the ring body element.
  • the ring twill element has an inner diameter which is greater than the diameter of the opening.
  • the invention is based on the object to provide an improved fuel tank attachment, a fuel tank and a method for producing a fuel tank attachment.
  • Embodiments of the invention have, in particular, the advantage that the fuel tank attachment can be produced cost-effectively and can be reliably connected to a fuel tank.
  • a “fuel tank attachment” here means all components which are suitable for attachment to a fuel tank, in particular nozzles, valves, in particular tank ventilation valves, closure elements or the like.
  • the fuel tank attachment has a first region comprising a first plastic.
  • the first area is at least temporarily exposed to the fuel after the attachment of the fuel tank attachment to a fuel tank.
  • the first plastic is therefore fuel-resistant plastic.
  • a fuel-resistant plastic is understood here to mean a plastic which does not or only slightly swells when it is exposed to a fuel or oil for a prolonged period.
  • the first fuel-resistant plastic may, for example, be polyamide (PA), in particular PA 12, or polyoxymethylene (POM). However, the first plastic can also be another fuel-resistant thermoplastic or a fuel-resistant mixture of compatible plastics.
  • the fuel tank attachment has at least a second portion that does not normally directly contact the fuel. The second area consists of a mixture of the first plastic with a second plastic. The second plastic is a non-fuel-resistant plastic.
  • non-fuel resistant plastic is meant a plastic that swells or is otherwise substantially altered in dimensions or mechanical properties when exposed to fuel for a prolonged period of time, such as a second non-fuel resistant plastic polyethylene (PE) or polypropylene (PP), but the second plastic may be another non-fuel-resistant thermoplastic or a mixture of compatible plastics that are not fuel-resistant.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • the first and the second plastic are not miscible per se.
  • the mixture therefore includes a compatibilizer to make the first and second plastics miscible with each other.
  • the first and the second region are connected to one another in a material-locking manner.
  • it can be a welded connection in the cohesive connection.
  • the cohesive connection can also be produced by two-component or multi-component plastic injection molding.
  • the cohesive connection between the first region, which has the first plastic, and the second region, which has inter alia the second plastic, which is not miscible with the first plastic, is made possible in that the second region in addition to the second plastic and the includes first plastic.
  • the fuel tank attachment In general, namely, the first fuel-resistant plastic is much more expensive than the second non-fuel-resistant plastic. However, since the first and second plastics are not miscible with each other and therefore If no cohesive, fluid-tight connection between the two plastics can be produced, according to the prior art, in general, the fuel tank attachment will consist only of the first plastic, which is correspondingly expensive.
  • the invention remedy by allowing only those first portions of the fuel tank attachment, the fuel in normal operation, i. after mounting to a fuel tank and filling the fuel tank with fuel, are exposed to manufacture from the first plastic, whereas one or more second areas, which are not normally exposed to the fuel, are made of the mixture, which only a certain proportion of the first plastic to allow the integral connection with the first areas.
  • embodiments of the invention also have mechanical advantages: the second region can be connected to the first region via a first joining surface.
  • the second region may in turn be connected to a third region via a second joining surface, with the third region being e.g. can act around the outer wall of a fuel tank.
  • the connection of the first area with the third area thus takes place via two joining surfaces. This has the advantage that the mechanical stress in the joining surfaces is relatively low, so that a particularly reliable system is created.
  • the materials consecutive from the first region to the third region have staggered properties:
  • the first region e.g. made of PA is the highest basic stiffness.
  • the second region consisting of the mixture has a lower basic stiffness than the first region, and the third region, e.g. made of PE, has the lowest basic stiffness.
  • the first area of the fuel-resistant plastic has the lowest source behavior, the second area a medium swelling behavior and the third area of the non-fuel-resistant plastic the largest swelling behavior. So the first area will swell the least when in contact with the fuel, the third area the most.
  • This staggered swelling behavior corresponds to the staggered basic stiffness and leads overall to a reduction of the mechanical load on the joining surfaces.
  • the compatibilizer is a copolymer of the first and second plastics.
  • the use of such a compatibilizer has the particular advantage that it is not yet necessary to introduce another of the first and second plastics of different material into the mixture. Such a further material could in fact be problematic in terms of tightness and long-term stability.
  • the polymer is a "grafted copolymer.”
  • grafted copolymer is meant herein a copolymer prepared as follows: To produce the grafted copolymer, one of the first and second plastics is grafted, so that the grafted plastic can then form covalent bonds with the other of the two plastics. The grafting of the plastic takes place, for example, with a reactive radical, such as, for example, a maleic anhydride or an acetic acid radical. The copolymer then acts in the mixture of the first and second plastics similar to an emulsifier.
  • a reactive radical such as, for example, a maleic anhydride or an acetic acid radical.
  • the copolymer is prepared by means of an additional compatibilizer which is added to a mixture of the first and second plastics in solid or liquid form and which is consumed at least partly in the copolymerization.
  • the additional compatibilizer reacts with both the first and the second plastic.
  • the additional compatibilizer includes reactive isocyanate groups and / or oligomers having epoxy groups and / or (maleic acid) anhydride groups or oxazoline groups.
  • the proportion of the first plastic to the mixture is less than the proportion of the second plastic.
  • the proportion of the first plastic is at most 35% by weight, in particular between 20% by weight and 30% by weight.
  • the second region is designed for a material connection with a third region, wherein the third region is located on an outer wall of a fuel tank.
  • the third region consists of the second plastic, so that due to the presence of the second plastic in the mixture, the cohesive connection can be realized.
  • thermoplastic material of the type mentioned so that it is easy to manufacture and safe to connect to a container of predominantly another thermoplastic material.
  • the fuel tank attachment essentially consists of two main components, namely a tubular body element with the annular body element arranged at a distance from a pipe outlet opening, i. a first component of the first plastic, and a flange body, i. a second component of the mixture may consist.
  • Both parts are simple and inexpensive to manufacture and then simply liquid-tight to connect with each other.
  • the distance from the pipe outlet opening of the arranged on the tubular body member ring body member is greater than the thickness of the flange, the tubular body member protrudes into the opening of the container.
  • the tubular body element thus sits like a cork in the opening, so that it can withstand mechanical loads, especially sideways directed forces.
  • the fuel tank attachment can, for example, perform a function as a nozzle, tank venting valve, closure element or the like.
  • the attachment is made in the same manner, in all embodiments annular body member and tubular body member substantially the same design and consist essentially of the same thermoplastic material and the also substantially identically formed flange Body is designed as an adapter such that through him a liquid and gas-tight connection to both the special component and the container, ie the fuel tank, can be created. As a result, the manufacturing and assembly costs are significantly reduced.
  • This layer additionally enhances the good adhesion properties.
  • the layer can therefore be applied completely or only selectively to the surface element.
  • a selectively applied layer ensures good adhesion properties.
  • This layer may be about 0.001 ⁇ m to 100 ⁇ m thick.
  • the layer can be made, for example, by a plasma coating, for example, as known per se from DE 102 23 865 A1.
  • the plasma coating may be carried out on a joining surface of the copolymer flange body with a chemically active layer, the layer being e.g. may include low molecular weight polymer fragments.
  • the copolymer flange body can consist of about 10 to 85% by weight of polyamide and about 85 to 10% by weight of polyethylene and about 5% by weight of additives. In particular, an equal ratio of polyamide to polyethylene is possible. How the shares are to be distributed depends on the respective conditions of use. But it is also possible that the flange body may consist of layers with different mixing ratios.
  • a polyethylene flange body may consist of about 95% by weight of a polyethylene and about 5% by weight of additives. These common additives may be stabilizers, lubricants, dyes, metal filters, metallic pigments, stamped metal filters, flame retardants, impact modifiers, antistatic agents, conductivity additives and the like.
  • the inner diameter of the flange body may be larger than a diameter of the opening of the container. This allows the connection area at least partially deprived of the influence of the fuel and its vapors and thus counteract the swelling forces.
  • the annular body element and the tubular body element can be formed individually. Then then the ring body element can then be connected to the tubular body element.
  • the annular body element can, however, be formed simultaneously with the tubular body element and molded onto it. This reduces the production costs.
  • the tubular body member may consist of a thermoplastic material body, which may be at least partially coated with a polyamide body.
  • the thermoplastic material body can be made of polyester, polyacetate, polyolefin, fluorothermoplastic, polyphenylsulfide or a low-cost polyamide, which has a lower fuel resistance.
  • a first tubular body element may terminate at the end facing away from the container in a connection unit.
  • the component can be used as a nozzle.
  • a second tubular body element may be closed at the end facing away from the container with a cover element.
  • a cover element In this form, such a component can be used as a closure element for unused openings of the container.
  • connection pipe element can be arranged below the cover element of the second pipe body element.
  • This is a housing for a tank vent valve into which a valve element can be used.
  • connection unit and / or the connection pipe elements can end with at least one circumferential connection rib. This allows the connection of a hose.
  • the invention relates to a fuel tank, in particular a motor vehicle fuel tank, such as a fuel tank for a passenger car.
  • the fuel tank has an opening and an outer wall which may be made of the second plastic.
  • the fuel tank attachment part is for example partially passed through the opening in the fuel tank and in its second region with the outer wall of the fuel tank materially connected, for example, by a joining surface of the second region is welded to the outer wall.
  • the invention relates to a method for producing a fuel tank attachment with the following steps: production of a first component made of a first plastic, wherein the first plastic is fuel-resistant; Fabricating a second component from a mixture of the first plastic with a second plastic, the mixture including a compatibilizer to render the first and second plastics miscible, the second plastic being non-fuel resistant; and cohesively connecting the first and second components.
  • a joining surface of the second region is pretreated prior to the material-bonding connection in order to increase the reactivity of the joining surface.
  • This can be done by a plasma treatment of the joint surface, for example by means of a plasma nozzle, as it is known per se from EP 0 986 939 B1.
  • a pretreatment of the joining surface by a plasma coating, flaming, chemical etching or mechanical pretreatment can take place.
  • the increased reactivity of the joining surface due to such a pretreatment is particularly advantageous for the realization of the integral connection between the first and second components.
  • the cohesive connection is produced by two or more components plastic injection molding.
  • the second component is realized by injection of the mixture into a mold.
  • the mold is then opened to pretreat a joining surface of the second component, for example by a plasma treatment or a plasma coating.
  • the first component is manufactured and with the second component cohesively connected by the first plastic is injected into the mold.
  • Embodiments of the invention are particularly advantageous because the formation and assembly of the first and second components, that is, for example, a tubular body member and a flange, can be particularly cost-effective.
  • At least one surface element, in particular a joining surface, of the flange body can be coated with a plasma, and then the flange body can be connected to the plasma-treated surface element in a fluid-tight manner with the annular body element.
  • coating material is saved with simultaneous liability increase.
  • the layer can be generated in two ways:
  • a gas can ignite a discharge in a gas atmosphere, which ions can be extracted from the flange body, atomized and accelerated to a short distance and directed as a jet onto the surface element.
  • the discharge of air or components of the air, or a noble gas or noble gas and their compounds can be ignited as gas.
  • Noble gas may be helium, neon, argon, krypton, xenon, radon and mixtures thereof and / or compounds.
  • components may be included, which react in the open state on the surface element of the flange body and form a second layer.
  • components of organic nature can react in air as gas. But it can also react in air as a gas components inorganic type.
  • a surface element of a flange body or the surface elements of a plurality of flange body can be treated. Because the open, ie not under vacuum, costs can be lowered very sustainably.
  • a body made of a thermoplastic material can first be formed for the tubular body element, which body can be at least partially coated with a polyamide. Similar to hot-dip galvanizing, the cost-intensive material is applied to a cost-effective, mainly to use its positive properties.
  • the thermoplastic material body may be formed of polyester, polyacetate, polyolefin, fluorothermoplastic, polyphenylsulfide or a lower cost polyamide having lower fuel resistance.
  • a terminal unit can be formed on the end facing away from the container.
  • a cover element On a second tubular body element, a cover element can be formed on the end facing away from the container. At least one connecting pipe element can be formed below the cover element of the second tubular body element.
  • the flange body can then be welded to the tank. Whether nozzle or blind flange or tank vent valve, all these components can be welded tightly in another way in the same way with the container over the openings. This reduces the costs of final assembly.
  • FIG. 1 is a fastened to a container designed as a nozzle component in a schematic sectional view
  • FIG. 2 shows a component, which is attached to a container and designed as a tank-venting valve, in a schematic sectional representation
  • FIG. 1 is a fastened to a container designed as a nozzle component in a schematic sectional view
  • FIG. 2 shows a component, which is attached to a container and designed as a tank-venting valve, in a schematic sectional representation
  • FIG. 1 is a fastened to a container designed as a nozzle component in a schematic sectional view
  • FIG. 2 shows a component, which is attached to a container and designed as a tank-venting valve, in a schematic sectional representation
  • FIG. 1 is a fastened to a container designed as a nozzle component in a schematic sectional view
  • FIG. 2 shows a component, which is attached to a container and designed as a tank-venting valve, in a schematic sectional representation
  • FIG. 3 is a schematic, exploded, sectional, partial illustration of a first embodiment of a fastening of a tubular body element of a nozzle according to FIG. 1 or tank venting valve according to FIG. 2, FIG.
  • FIG. 4 is a schematic, exploded, sectioned, partial illustration of a second embodiment of a fastening of a tubular body element of a connecting piece according to FIG. 1 or tank venting valve according to FIG. 2, FIG.
  • FIG. 5 is a diagrammatic, exploded, cut, partial illustration of a third embodiment of a fastening of a tubular body element of a nozzle according to FIG. 1 and tank venting valve according to FIG. 2, FIG.
  • FIG. 6 shows embodiments of a first component and a second component before the material-bonding connection during a pretreatment
  • FIG. 7 shows embodiments of a fuel tank according to the invention with a fuel tank attachment
  • FIG. 8 shows embodiments of a method according to the invention for producing a fuel tank attachment.
  • FIG. 6 schematically shows a first component 12 of an embodiment of a fuel tank attachment 1 according to the invention.
  • the first component 12 consists essentially of a first plastic A, which is fuel-resistant.
  • the plastic A may be, for example, PA, in particular PA 12, POM or another fuel-resistant thermoplastic.
  • the fuel tank attachment further has a second component 35, which consists essentially of a mixture of the plastic A and a plastic B.
  • the plastic B is a non-fuel-resistant plastic that is immiscible with the plastic A.
  • the plastic B is PE, in particular high density PE (HDPE), polypropylene (PP) or another thermoplastic non-fuel-resistant plastic.
  • a compatibilizer such as a copolymer of
  • Plastics A and B when it comes to the plastic A to PA and the plastic
  • the grafted copolymer is prepared, for example, by providing the PE with a reactive residue, for example with maleic anhydride or an acetyl acid residue, and then by grafting the PE with the PA into covalent bonds.
  • the PA can be grafted and then covalently bonded to the PE.
  • a joining surface 36 of the second component 35 is subjected to a pretreatment.
  • the pretreatment is carried out by loading the joining surface 36 with a plasma 37.
  • the plasma 37 flows from a plasma nozzle 38 onto the joining surface 36, the plasma nozzle 38 being moved in the direction of arrow 39 along the joining surface 36, so that the entire joining surface 36 is swept by the plasma 37.
  • the joining surface 36 By applying the joining surface 36 with the plasma 37, its reactivity is increased. This facilitates entering into a material connection between the components 12 and 35, for example by plasticizing a joining surface 40 of the component 12 and the joining surface 36 by means of a plastic welding process.
  • the production of the components 12 and 35 can also be done by two or more components injection molding process.
  • the component 35 is first produced by injecting the mixture with the compatibilizer into a mold. After solidification of the mixture, the mold is opened and the joining surface 36 of the thus obtained component 35 is subjected to a pretreatment, for example, an application to the plasma 37. After this pretreatment, the mold is closed again and the plastic A is injected into the mold to to manufacture the device 12. In the injection process of the hot plastic A, the component 35 is plasticized on its joining surface 36, so that there is a cohesive connection with the component 12.
  • FIG. 7 schematically shows an embodiment of a fuel tank attachment 1 in a functional position in which it is mounted on a fuel tank 4.
  • the components 12 and 35 are connected to one another in a material-locking manner along their joining surfaces 40 and 36, respectively.
  • the fuel tank 4 has an outer wall 41, which consists essentially of the plastic B. Since the mixture comprising the component 35 also includes the plastic B, a material connection between the component 35 and the outer wall 41 is possible. Such a cohesive connection can be carried out with or without pretreatment of one or both of the joining surfaces affected by this, ie a joining surface 42 of the component 35 and a joining surface 43 formed on the outer wall 41. In particular, when the proportion of the plastic B in the mixture is greater than the proportion of the plastic A, can be dispensed with such pretreatment of the joining surface 42 of the component 35 and the joint surface 43 of the outer wall 41.
  • FIG. 8 shows a flow chart of an embodiment of a production method according to the invention.
  • step 100 a first component of the fuel tank attachment made of a plastic A is produced.
  • step 102 a second component of the fuel tank attachment is made from a mixture of plastics A and B, the mixture including a compatibilizer for mixing the plastics A and B.
  • step 104 an optional pre-treatment of a joining surface, preferably of the second component, in order to activate this joining surface, that is to make it chemically more reactive.
  • a pretreatment can be carried out by a plasma treatment, plasma coating, by flaming, chemical etching and / or mechanical pretreatment of the joining surface.
  • the joining surface of the first component can be subjected to such a pretreatment.
  • the pre-treatment of the joining surface of the second component is preferably carried out in particular, to render the less reactive portion of plastic B in the mixture more reactive by the pretreatment.
  • step 106 the first and the second components are connected to one another in a material-locking manner.
  • the production of the first component in the step 100 and the production of the second component in the step 102 can take place by means of various plastic injection molds in separate process steps.
  • the first and the second component are manufactured separately by means of separate molding tools and then connected together in the step 106.
  • the manufacture of the first and second components by two or more component plastic injection molding in a single mold respectively.
  • the plastic A is first injected into the mold to produce the first component.
  • the mixture of the plastics A and B is injected with the compatibilizer in the same mold to produce the second component.
  • an activation of the already manufactured joining surface of the first component takes place before the injection.
  • Containers for fuels ie fuel tanks
  • the shape is very different depending on the vehicle type.
  • Components, such as nozzles or valves are therefore separately prefabricated separately and attached to the container only during final assembly.
  • the containers are usually made of several layers, the outermost of which is a polyethylene.
  • a nozzle 1 which has a tubular body member 11 with an annular body member 12.
  • the fuel tank attachment (see Fig. 6 and 7) is thus designed as a nozzle.
  • the first component is the tubular body element 11 with the annular body element 12.
  • the flange body 3 is located above an opening 5 of the container 4.
  • the annular body member 12 of the tubular body member 11 has a distance a to the tube outlet opening 18 in the region of the opening 5, which is greater than the thickness D of the flange.
  • the tubular body member 11 protrudes into the opening 5 of the container 4.
  • an outer diameter dR of the tubular body member 11 is about as large as an inner diameter dB of the opening but smaller than an inner diameter dF of the flange body 3 (see also Fig. 3).
  • a valve element 2 shown in FIG. 2 has a tubular body element 21 with an annular body element 22.
  • the fuel tank attachment (see Fig. 6 and 7) is thus formed here as a valve element 2.
  • the first component is the tubular body element 21 with the annular body element 22.
  • the flange body 3 is the second structural element (see the structural element 35 of FIGS. 6 and 7).
  • the flange body is located above the opening 5 of the container 4.
  • the annular body member 22 of the tubular body member 21 has in the region of the opening 5 also at a distance a to its end, which is substantially greater than the thickness D of
  • tubular body member 21 protrudes far into the opening 5 of the container 4.
  • tube outlet openings 28 are arranged.
  • the outer diameter dR of the tubular body member 21 is about as large as the inner diameter dB of the opening, but smaller than the inner diameter dF of the flange body 3 (see also Fig. 3).
  • the opposite end of the tubular body member 21 is closed with a lid member 24.
  • a lid member 24 On the pipe Body member 21 connecting pipe elements 25 and 26 with at least one circumferential retaining rib 23.1, 23.2, 23.3, 23.4 arranged.
  • a valve element 27 is arranged in this thus prepared housing.
  • first component and the outer wall 41 of the container 4 are made of incompatible thermoplastics
  • a second component is used as the connection adapter for connecting the first component to the outer wall 41.
  • the connection adapter takes on the function of entering on the one hand a fluid-tight connection with the first component and on the other side just such with the container 4.
  • the nozzle 1 according to FIG. 1 and the valve unit 2 according to FIG. 2 are similarly formed in the region of tube body element 11, 21, annular body element 12, 22 (first component) and annular flange body 3 (second component).
  • the ring body element is thereby nose-shaped out of the tubular body element.
  • the underside surface element of the annular body element is substantially flat. The outer transitions are rounded, while the inner wall passes smoothly.
  • the parts 1 and 3 are shown in FIGS. 3 to 5 in various embodiments.
  • Tubular body element 11, 21 and annular body element 12, 22 are made of polyamide, in the following PA.
  • the outer layer, i. the outer wall 41, the multilayer container 4 is, as already mentioned, made of polyethylene, hereinafter PE.
  • the flange body 3, ie the second component, consists of a mixture of PE and PA with a grafted PEgPA copolymer as compatibilizer, and is designed as a copolymer flange body 31.
  • the mixture may include additives such as stabilizers, lubricants, metallic pigments and the like.
  • a surface element of the flange body 3, ie its joining surface 36, is then pretreated. This may, for example, be achieved by a plasma treatment or a plasma coating, through which a layer 33 is applied. The thickness of the layer can be about 0.001 ⁇ m to 100 ⁇ m. After the pretreatment, the flange body 3 and the tubular body element 11, 21 are connected to one another in a material-locking manner at the joining surfaces 40, 36.
  • Tubular body element 11, 21 and annular body element 12, 22 consist of a cup-shaped PA partial body 11.1, 21.1, i. the first component around which a partial body 11.2, 21.2 is formed above the annular body element.
  • the partial body 11.2, 21.2 is the second component made of the mixture of PE and PA with a grafted PEgPA copolymer as compatibilizer.
  • the part body 11.2, 21.2 is connected to the tubular body member 11, 21 cohesively.
  • the outer layer i. the outer wall of the multilayer container 4 is also made of PE here.
  • the flange body 3 is a further second component, which is designed as a copolymer flange body 31. It consists of the mixture of PE and PA with a grafted PEgPA copolymer as a compatibilizer and optionally additives such as stabilizers, lubricants, metallic pigments and the like.
  • Tubular body element 11, 21 and annular body element 12, 22 consist of a part body 11.2, 21.2, i. the second component, in the form of a core body, of the surfaces exposed to at least the fuel vapors or the fuel with PA partial bodies 11.1, 21.1, i. the first devices, coated, i. cohesively connected, is.
  • the outer layer, ie the outer wall 41, of the multilayer container 4 is made of PE.
  • the flange body 3, which is a further second component, is designed as a copolymer flange body 31.
  • the pipe body member 11, 21 is molded from PA with the annular flange body member 12, 21 (first member).
  • the tubular body member 11 terminates in the circumferential retaining rib 13.
  • the opposite end 28 is just long enough from the lower edge of the flange body member that it can extend into the container 4 in this short over the inner wall of the container.
  • the tubular body member 21 is closed with the lid member 24.
  • connecting pipe elements 25, 26 with retaining ribs 23.1,..., 23.4 are integrally formed on the tubular body element 21.
  • the lid member 24 opposite end of the tubular body member 21 is so long that it protrude far into the container and can accommodate the valve member 27 in its interior. So that the gases can flow freely into the valve element, tube outlet openings 28 are formed.
  • the flange body 3 (second component) is subsequently formed from the mixture of PE and PA with a grafted PEgPA copolymer as compatibilizer.
  • the first and second components are molded by injection molding.
  • the joining surface 36 is then plasma treated, thus forming the layer 33.
  • the plasma is a mixture of positive and negative charge carriers in relatively high density, neutral particles and photons.
  • the densities of the positive ions and the electrons are so great that the charges compensate each other over time.
  • the plasma is to be understood as a separate state of matter.
  • In the plasma generation is in a gas atmosphere, for. As air and its components or a noble gas atmosphere, for. As helium, neon, argon, krypton, xenon, radon and their compounds, ignited a discharge.
  • the ions are extracted from the plasma from the carrier, ie the joining surface 36 as a target, ie layer material, which is atomized in the process.
  • ions are generated in the ion source and accelerated to a short distance and directed as a beam onto the surface element 36.
  • the layer 33 grows under open conditions.
  • the layer 33 is applied in the already mentioned thickness range of about 0.001 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • first and second components are welded together.
  • the production is carried out by means of two-component injection molding.
  • both nozzle 1 and tank vent valve 2 are prepared for attachment to the container 4 and are shipped to final assembly.
  • the nozzle 1 and the tank vent valve 2 are welded to the intended opening 4 for them on the container made of PE.
  • the nozzle 1 and the tank vent valve 2 are connected by their design and plastics liquid-tight with the container 4.
  • PE ⁇ PE / PA ⁇ PA are chosen so that the cohesive connections a possible swelling safely withstand, since a swelling - albeit to a lesser extent - can also be done with fuel-resistant plastic.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstofftankanbauteil mit einem ersten Bereich (12), der einen ersten Kunststoff (A) aufweist, und einem zweiten Bereich (35), wobei der zweite Bereich eine Mischung des ersten Kunststoffs und eines zweiten Kunststoffs (B) aufweist, wobei der erste und der zweite Kunststoff nicht mischbar sind, wobei die Mischung einen Kompatibilisator zur Mischbarmachung der ersten und zweiten Kunststoffe enthält, wobei der erste und der zweite Bereich stoffschlüssig miteinander verbunden sind, wobei es sich bei dem ersten Kunststoff um einen kraftstoffbeständigen Kunststoff handelt, und wobei es sich bei dem zweiten Kunststoff um einen nicht kraftstoffbeständigen Kunststoff handelt.

Description

Kraftstofftankanbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Kraftstofftankanbauteils
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Kraftstofftankanbauteil, einen Kraftstofftank, insbesondere einen Kraftfahrzeug kraftstofftank, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftstofftankanbauteils.
Aus der DE 195 35 413 C1 ist ein Bauteil bekannt, das aus einem rohrförmigen Körper aus thermoplastischem Kunststoff, der an einem Ende einen abgestuften Ringkörper und am entgegen gesetzten Ende eine Halterippe aufweist, besteht. Versetzt um die Wandstärke des Körpers gegenüber dem Körperinnendurchmesser ist ein umlaufender Ring mit einem Vorsprung angeformt. In den abgestuften Ringkörper ist als Haftvermittler eine Zwischenschicht eingebracht. Darunter ist unter Einschluss des Rings mit dem Vorsprung ein Ringkörperelement angeformt. Durch Erhitzen werden dann das Ringkörperelement, die Zwischenschicht und der umlaufende Ring des rohrförmigen Körpers zusätzlich zu der mechanischen Verbindung, die der umlaufende Vorsprung bewirkt, miteinander verbunden.
Da diese Form der Verbindung einer Quellung der Kunststoffe nicht standhält, wird nach DE 100 62 997 A1 der Kunststoff des Ringkörperelements in der Weise vernetzt, dass eine chemische Verbindung zwischen den Kunststoffen beider Teile durch Brückenbildung über die Grenzfläche zwischen den Teilen hinweg bewirkt wird. Der rohrförmige Körper wird an seinem zum Behälter zeigenden Ende in einen Innen- und einen Außenrohrkörper geteilt.
Der Innenrohrkörper ragt dabei bis zur halben Wandstärke des Behälters in die Öffnung hinein. Der Außenrohrkörper schließt das Ringköperelement wenigstens teilweise ein. Das Ringköperelement hat dabei einen Innendurchmesser, der größer als der Durchmesser der Öffnung ist. Nachteilig ist bei beiden bekannten Lösungen, dass die Verbindung zwischen dem rohrförmigen Körper und dem Ringkörperelement matehal - und kostenaufwendig ist.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Kraftstofftankanbauteil, einen Kraftstofftank und ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftstofftankanbauteils zu schaffen.
Die der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkma- len der unabhängigen Patenansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Ausführungsformen der Erfindung haben insbesondere den Vorteil, dass das Kraft- stofftankanbauteil kostengünstig herzustellen ist und betriebssicher mit einem Kraft- stofftank zu verbinden ist.
Unter einem "Kraftstofftankanbauteil" werden hier alle Bauteile verstanden, die sich zum Anbauen an einen Kraftstofftank eignen, insbesondere Stutzen, Ventile, insbesondere Tankentlüftungsventile, Verschlusselemente oder dergleichen.
Nach Ausführungsformen der Erfindung hat das Kraftstofftankanbauteil einen ersten Bereich, der einen ersten Kunststoff aufweist. Der erste Bereich ist nach dem Anbau des Kraftstofftankanbauteils an einen Kraftstofftank dem Kraftstoff zumindest zeitweise ausgesetzt. Bei dem ersten Kunststoff handelt es sich daher um kraftstoffbe- ständigen Kunststoff. Unter einem kraftstoffbeständigen Kunststoff wird hier ein Kunststoff verstanden, der nicht oder nur wenig aufquillt, wenn er über längere Zeit einem Kraftstoff oder Öl ausgesetzt wird.
Bei dem ersten kraftstoffbeständigen Kunststoff kann es sich zum Beispiel um PoIy- amid (PA), insbesondere PA 12, oder Polyoxymethylen (POM) handeln. Es kann sich bei dem ersten Kunststoff aber auch um einen anderen kraftstoffbeständigen thermoplastischen Kunststoff oder eine kraftstoffbeständige Mischung von kompatiblen Kunststoffen handeln. Das Kraftstofftankanbauteil hat zumindest einen zweiten Bereich, der normalerweise nicht unmittelbar mit dem Kraftstoff in Berührung kommt. Der zweite Bereich besteht aus einer Mischung des ersten Kunststoffs mit einem zweiten Kunststoff. Bei dem zweiten Kunststoff handelt es sich um einen nicht kraftstoffbeständigen Kunst- stoff.
Unter einem „nicht kraftstoffbeständigen Kunststoff" wird hier ein Kunststoff verstanden, der aufquillt oder sonst in seinen Abmessungen oder mechanischen Eigenschaften wesentlich verändert wird, wenn er über einen längeren Zeitraum mit Kraftstoff in Berührung kommt. Beispielsweise kann es sich bei einem solchen zweiten nicht kraftstoffbeständigen Kunststoff um Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) handeln. Es kann sich bei dem zweiten Kunststoff aber auch um einen anderen nicht kraftstoffbeständigen thermoplastischen Kunststoff oder eine Mischung von kompatiblen Kunststoffen handeln, die nicht kraftstoffbeständig sind.
Der erste und der zweite Kunststoff sind an sich nicht mischbar. Die Mischung beinhaltet daher einen Kompatibilisator, um die ersten und zweiten Kunststoffe miteinander mischbar zu machen.
Der erste und der zweite Bereich sind stoffschlüssig miteinander verbunden. Beispielsweise kann es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung um eine Schweißverbindung handeln. Die stoffschlüssige Verbindung kann auch durch Zwei oder Mehr- komponenten-Kunststoff-Spritzguss erzeugt werden.
Die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bereich, der den ersten Kunststoff aufweist, und dem zweiten Bereich, der unter anderem den zweiten Kunststoff aufweist, der nicht mit dem ersten Kunststoff mischbar ist, wird dadurch ermöglicht, dass der zweite Bereich neben dem zweiten Kunststoff auch den ersten Kunststoff beinhaltet.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, um die Kosten des Kraftstofftankanbauteils zu senken. Im Allgemeinen ist nämlich der erste kraftstoffbeständige Kunststoff wesentlich teurer, als der zweite nicht kraftstoffbeständige Kunststoff. Da die ersten und zweiten Kunststoffe aber nicht miteinander mischbar sind und daher normaler- weise keine stoffschlüssige, fluiddichte Verbindung zwischen den beiden Kunststoffen hergestellt werden kann, wird gemäß Stand der Technik im Allgemeinen das Kraftstofftankanbauteil nur aus dem ersten Kunststoff bestehen, was entsprechend teuer ist.
Hier schafft die Erfindung Abhilfe, indem sie es ermöglicht, nur diejenigen ersten Bereiche des Kraftstofftankanbauteils, die dem Kraftstoff im Normalbetrieb, d.h. nach Anbau an einen Kraftstofftank und Befüllung des Kraftstofftanks mit Kraftstoff, ausgesetzt sind, aus dem ersten Kunststoff zu fertigen, wohingegen ein oder meh- rere zweite Bereiche, die dem Kraftstoff normalerweise nicht ausgesetzt sind, aus der Mischung gefertigt sind, die nur einen gewissen Anteil des ersten Kunststoffs aufweist, um die stoffschlüssige Verbindung mit den ersten Bereichen zu ermöglichen.
Ferner haben Ausführungsformen der Erfindung auch mechanische Vorteile: Der zweite Bereich kann mit dem ersten Bereich über eine erste Fügefläche verbunden werden. Der zweite Bereich kann seinerseits mit einem dritten Bereich über eine zweite Fügefläche verbunden werden, wobei es sich bei dem dritten Bereich z.B. um die Außenwandung eines Kraftstofftanks handeln kann. Die Verbindung des ers- ten Bereichs mit dem dritten Bereich erfolgt also über zwei Fügeflächen. Dies hat den Vorteil, dass die mechanische Spannung in den Fügeflächen relativ gering ist, so dass ein besonders betriebssicheres System geschaffen wird.
Die von dem ersten Bereich zu dem dritten Bereich aufeinander folgenden Materia- lien haben nämlich gestaffelt Eigenschaften: Zum einen hat der erste Bereich, der z.B. aus PA ist, die höchste Grundsteifigkeit. Der zweite Bereich, der aus der Mischung besteht, hat eine geringere Grundsteifigkeit als der erste Bereich, und der dritte Bereich, der z.B. aus PE besteht, hat die geringste Grundsteifigkeit.
Genau entgegengesetzt verhält es sich bezüglich des Quellverhaltens der verschiedenen Bereiche: Der erste Bereich aus dem kraftstoffbeständigen Kunststoff hat das geringste Quelleverhalten, der zweite Bereich ein mittleres Quellverhalten und der dritte Bereich aus dem nicht kraftstoffbeständigen Kunststoff das größte Quellverhalten. Der erste Bereich quillt also bei Kontakt mit dem Kraftstoff am wenigsten auf, der dritte Bereich am meisten. Dieses gestaffelte Quellverhalten korrespondiert zu den gestaffelten Grundsteifigkeiten und führt insgesamt zu einer Reduktion der mechanischen Belastung der Fügeflächen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Kompatibilisator um ein Copolymer der ersten und zweiten Kunststoffe. Die Verwendung eines solchen Kompatibilisators hat insbesondere den Vorteil, dass nicht noch ein weiterer von den ersten und zweiten Kunststoffen verschiedener Werkstoff in die Mischung eingebracht werden muss. Ein solcher weiterer Werkstoff könnte nämlich hinsicht- lieh der Dichtigkeit und Langzeitbeständigkeit problematisch sein.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Polymer um ein „gepfropftes Copolymer". Unter einem „gepfropftes Copolymer" wird hier ein Copolymer verstanden, das wie folgt hergestellt wird: Zur Herstellung des gepfropften Copolymers wird einer der ersten und zweiten Kunststoffe gepfropft, so dass der gepfropfte Kunststoff dann mit dem anderen der beiden Kunststoffe kovalente Bindungen eingehen kann. Die Pfropfung des Kunststoffs erfolgt beispeilsweise mit einem reaktiven Rest, wie zum Beispiel einen Maleinsäureanhydrid oder einem Ace- tylsäurerest. Das Copolymer wirkt dann in der Mischung der ersten und zweiten Kunststoffe ähnlich wie ein Emulgator.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird das Copolymer mit Hilfe eines zusätzlichen Kompatibilisators hergestellt, der einer Mischung des ersten und des zweiten Kunststoffs in fester oder flüssiger Form zugegeben wird, und der zumin- dest teilweise bei der Copolymerisierung verbraucht wird. Der zusätzliche Kompatibilisator reagiert dabei sowohl mit dem ersten also auch mit dem zweiten Kunststoff.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet der zusätzliche Kompatibilisator reaktive Isocyanatgruppen und/oder Oligomere mit Epoxidgruppen und/ oder (Maleinsäure-)Anhydrid-Gruppen oder Oxazolin-Gruppen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der Anteil des ersten Kunststoffs an der Mischung geringer als der Anteil des zweiten Kunststoffs. Beispielsweise kann der Anteil des ersten Kunststoffs maximal 35 Gew.-%, insbesondere zwischen 20 Gew.-% und 30 Gew.-% betragen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Bereich für eine stoff- schlüssige Verbindung mit einem dritten Bereich ausgebildet, wobei sich der dritte Bereich an einer Außenwandung eines Kraftstofftanks befindet. Beispielsweise besteht der dritte Bereich aus dem zweiten Kunststoff, so dass aufgrund des Vorhandenseins des zweiten Kunststoffs in der Mischung die stoffschlüssige Verbindung realisierbar ist.
Es stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Bauteil aus wenigstens teilweise einem thermoplastischen Material der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, dass es einfach herzustellen und sicher mit einem Behälter aus überwiegend einem anderen thermoplastischen Material zu verbinden ist.
Nach Ausführungsformen der Erfindung ist besonders vorteilhaft, dass das Kraftstofftankanbauteil im Wesentlichen aus zwei Hauptbauelementen, nämlich einem Rohrkörperelement mit dem in einem Abstand von einer Rohraustrittsöffnung angeordneten Ringkörperelement, d.h. einem ersten Bauelement aus dem ersten Kunst- stoff, und einem Flanschkörper, d.h. einem zweiten Bauelement aus der Mischung, bestehen kann. Beide Teile sind einfach und kostengünstig herzustellen und danach einfach flüssigkeitsdicht miteinander zu verbinden. Dadurch, dass der Abstand von der Rohraustrittsöffnung des am Rohrkörperelement angeordneten Ringkörperelements größer als die Dicke des Flanschkörpers ist, ragt das Rohrkörperelement in die Öffnung des Behälters hinein. Das Rohrkörperelement sitzt damit wie ein Korken in der Öffnung, so dass es mechanischen Belastungen, vor allem seitwärts gerichteter Kräfte standhalten kann.
Das Kraftstofftankanbauteil kann beispielsweise eine Funktion als Stutzen, Tankent- lüftungsventil, Verschlusselement oder dgl. wahrnehmen. In verschiedenen Einsatzfällen wird die Befestigung auf die gleiche Art und Weise vorgenommen, indem bei allen Ausführungsformen Ringkörperelement und Rohrkörperelement im wesentlichen gleich ausgebildet und im wesentlichen aus dem gleichen thermoplastischen Material bestehen und der ebenfalls im wesentlichen gleich ausgebildete Flansch- körper als Adapter derart ausgeführt ist, dass durch ihn eine flüssigkeits- und gasdichte Verbindung sowohl zu dem speziellen Bauteil als auch zum Behälter, d.h. zum Kraftstofftank, geschaffen werden kann. Hierdurch werden ganz wesentlich die Herstellungs- und Montagekosten reduziert.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann wenigstens auf einem Flächenelement des Copolymer - Flanschkörpers, d.h. dem zweiten Bauelement, wenigstens teilweise eine Schicht aufgebracht sein. Diese Schicht verstärkt die guten Haftungseigenschaften zusätzlich. Die Schicht kann also vollständig oder nur punktuell auf das Flächenelement aufgebracht werden. Bereits eine punktuell aufgebrachte Schicht sichert gute Haftungseigenschaften. Diese Schicht kann ca. 0,001 μm bis 100 μm dick sein.
Die Schicht kann beispielsweise durch eine Plasmabeschichtung, beispielsweise wie an sich aus der DE 102 23 865 A1 bekannt, vorgenommen werden. Die Plasmabeschichtung kann an einer Fügefläche des Copolymer - Flanschkörpers mit einer chemisch aktiven Schicht erfolgen, wobei die Schicht z.B. niedermolige Polymerfragmente beinhalten kann.
Der Copolymer - Flanschkörper kann zu ca. 10 bis 85 Gew.-% aus Polyamid und ca. 85 bis 10 Gew. % aus Polyethylen sowie ca. 5 Gew.% Zusätzen bestehen. Insbesondere ist ein gleiches Verhältnis Polyamid zu Polyethylen möglich. Wie die Anteile zu verteilen sind, hängt von den jeweiligen Einsatzbedingungen ab. Es ist aber auch möglich, dass der Flanschkörper aus Schichten mit unterschiedlichen Mi- schungsverhältnissen bestehen kann.
Ein Polyethylen - Flanschkörper kann ca. zu 95 Gew.% aus einem Polyethylen und ca. 5 Gew.% Zusätzen bestehen. Diese üblichen Zusätze können Stabilatoren, Gleitmittel, Farbstoffe, Metallfilter, metallische Pigmente, gestanzte Metallfilter, Flammschutzmittel, Schlagzähmodifaktoren, Antistatika, Leitfähigkeitsadditive und dgl. sein.
Der Innendurchmesser des Flanschkörpers kann größer als ein Durchmesser der Öffnung des Behälters sein. Hierdurch kann der Verbindungsbereich wenigstens teilweise dem Einflussbereich des Kraftstoffes und dessen Dämpfen entzogen und so den Quellkräften entgegen gewirkt werden.
Das Ringkörperelement und das Rohrkörperelement können einzeln geformt wer- den. Anschließend kann dann das Ringkörperelement dann mit dem Rohrkörperelement verbunden werden. Das Ringkörperelement kann aber gleichzeitig mit dem Rohrkörperelement geformt und an dieses angeformt werden. Hierdurch verringern sich die Herstellungskosten.
Vor allem aus Gründen der Kostenreduzierung kann das Rohrkörperelement aus einem thermoplastischen Material körper bestehen, der wenigstens teilweise mit einem Polyamidkörper beschichtet sein kann. Der thermoplastische Material körper kann dabei aus Polyester, Polyacetat, Polyolefin, Fluorthermoplast, Polyphenylsulfid oder ein kostengünstiges Polyamid sein, das eine geringere Kraftstoffbeständigkeit hat.
Ein erstes Rohrkörperelement kann an dem Behälter abgewandten Ende in einer Anschlusseinheit enden. Mit einem solchen Rohrkörperelement kann das Bauteil als ein Stutzen eingesetzt werden.
Ein zweites Rohrkörperelement kann an dem Behälter abgewandten Ende mit einem Deckelelement verschlossen sein. In dieser Form kann ein solches Bauteil als ein Verschlusselement für nicht benötigte Öffnungen des Behälters eingesetzt werden.
Unterhalb des Deckelelements des zweiten Rohrkörperelements kann wenigstens ein Anschlussrohrelement angeordnet sein. Hiermit liegt ein Gehäuse für ein Tankentlüftungsventil vor, in das ein Ventilelement eingesetzt werden kann.
Die Anschlusseinheit und/oder die Anschlussrohrelemente können mit wenigstens einer umlaufenden Anschlussrippe enden. Damit ist der Anschluss eines Schlauches möglich. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Kraftstofftank, insbesondere einen Kraftfahrzeugkraftstofftank, wie zum Beispiel einen Kraftstofftank für einen Pkw. Der Kraftstofftank hat eine Öffnung und eine äußere Wandung, die aus dem zweiten Kunststoff bestehen kann. Das Kraftstofftankanbauteil wird beispielsweise teilweise durch die Öffnung in dem Kraftstofftank hindurch geführt und in seinem zweiten Bereich mit der äußeren Wandung des Kraftstofftanks stoffschlüssig verbunden, beispielsweise, indem eine Fügefläche des zweiten Bereichs an die äußere Wandung angeschweißt wird.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kraftstofftankanbauteils mit folgenden Schritten: Herstellung eines ersten Bauelements aus einem ersten Kunststoff, wobei der erste Kunststoff kraftstoffbeständig ist; Herstellung eines zweiten Bauelements aus einer Mischung des ersten Kunststoffs mit einem zweiten Kunststoff, wobei die Mischung einen Kompatibilisator be- inhaltet, um die ersten und zweiten Kunststoffe mischbar zu machen, wobei der zweite Kunststoff nicht kraftstoffbeständig ist; und stoffschlüssiges Verbinden der ersten und zweiten Bauelemente.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Fügefläche des zweiten Be- reichs vor dem stoffschlüssigen Verbinden vorbehandelt, um die Reaktivität der Fügefläche zu erhöhen. Dies kann durch eine Plasmabehandlung der Fügefläche erfolgen, beispielsweise mit Hilfe einer Plasmadüse, wie sie an sich aus der EP 0 986 939 B1 bekannt ist. Alternativ oder zusätzlich kann eine Vorbehandlung der Fügefläche durch eine Plasmabeschichtung, Beflammen, chemisches Ätzen oder eine mechanische Vorbehandlung erfolgen. Die Aufgrund einer solchen Vorbehandlung erhöhte Reaktivität der Fügefläche ist insbesondere für die Realisierung der stoffschlüssigen Verbindung zwischen den ersten und zweiten Bauelementen vorteilhaft.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird die stoffschlüssige Verbindung durch zwei oder mehr Komponente Kunststoff-Spritzguss erzeugt. Hierzu wird beispielsweise zunächst das zweite Bauelement durch Einspritzung der Mischung in eine Form realisiert. Die Form wird dann geöffnet, um eine Fügefläche des zweiten Bauelements vorzubehandeln, beispielsweise durch eine Plasmabehandlung oder eine Plasmabeschichtung. Anschließend wird das erste Bauelement hergestellt und mit dem zweiten Bauelement stoffschlüssig verbunden, indem der erste Kunststoff in die Form eingespritzt wird.
Ausführungsformen der Erfindung sind besonders vorteilhaft, da die Formung und Zusammenfügung der ersten und zweiten Bauelemente, das heißt, beispielsweise eines Rohrkörperelements und eines Flanschkörpers, besonders kostengünstig erfolgen kann.
Vorteilhafter Weise kann wenigstens ein Flächenelement, insbesondere eine Fü- gefläche, des Flanschkörpers mit einem Plasma beschichtet und dann der Flanschkörper mit dem plasmabehandelten Flächenelement fluiddicht mit dem Ringkörperelement verbunden werden. Durch das Beschichten wird bei gleichzeitiger Haftungserhöhung Material gespart.
Die Schicht kann auf zweierlei Weise erzeugt werden:
Zur Erzeugung einer ersten Schicht kann in einer Gasatmosphäre ein Gas eine Entladung zünden, die aus dem Flanschkörpers Ionen extrahiert, zerstäubt und auf kurze Distanz beschleunigt und als Strahl auf das Flächenelement gelenkt werden können.
Hierfür kann die Entladung aus Luft oder Komponenten der Luft, oder einem Edelgas oder Edelgas und deren Verbindungen als Gas gezündet werden. Edelgas kann Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon und deren Gemische und/oder Verbindungen sein.
In einer Gasatmosphäre in einem Gas können Komponenten enthalten sein, die im offenen Zustand an dem Flächenelement des Flanschkörpers reagieren und eine zweite Schicht ausbilden können. Hierfür können in Luft als Gas Komponenten organischer Art reagieren. Es können aber auch in Luft als Gas Komponenten anorganischer Art reagieren.
In beiden Fällen kann ein Flächenelement eines Flanschkörpers oder die Flächenelemente einer Vielzahl Flanschkörper behandelt werden. Dadurch, dass die Be- handlung offen, also nicht unter Vakuum, erfolgen kann, werden die Kosten sehr nachhaltig gesenkt.
Zur weiteren Materialoptimierung kann für das Rohrkörperelement zuerst ein Körper aus einem thermoplastischen Material geformt werden, der wenigstens teilweise mit einem Polyamid körper beschichtet werden kann. Ähnlich wie beim Feuerverzinken wird das kostenintensive Material auf ein kostengünstiges aufgebracht, um überwiegend dessen positive Eigenschaften zu nutzen.
Der thermoplastische Material körper kann aus Polyester, Polyacetat, Polyolyfin, Fluorthermoplast, Polyphenylsulfid oder einem kostengünstigeren Polyamid, das eine geringere Kraftstoffbeständigkeit hat, geformt werden.
An ein erstes Rohrkörperelement kann an dem Behälter abgewandten Ende eine Anschlußeinheit geformt werden.
Auf ein zweites Rohrkörperelement kann an dem Behälter abgewandten Ende ein Deckelelement geformt werden. Unterhalb des Deckelelements des zweiten Rohrkörperelements kann wenigstens ein Anschlussrohrelement angeformt werden.
Der Flanschkörper kann dann mit dem Tank verschweißt werden. Ob nun Stutzen oder Blindflansch oder Tankentlüftungsventil, alle diese Bauteile können an anderer Stelle in gleicher Art und Weise mit dem Behälter über den Öffnungen dicht angeschweißt werden. Hierdurch werden die Kosten bei der Endmontage verringert.
Ausführungsformen der Erfindung sind mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein an einem Behälter befestigtes als Stutzen ausgebildetes Bauteil in einer schematischen Schnittdarstellung, Fig. 2 ein an einem Behälter befestigtes als Tankentlüftungsventil ausgebildetes Bauteil in einer schematischen Schnittdarstellung,
Fig. 3 in schematischer, auseinander gezogener, geschnittener, teilweiser Darstel- lung eine erste Ausführungsform einer Befestigung eines Rohrkörperele- ments eines Stutzens gemäß Fig. 1 bzw. Tankentlüftungsventils gemäß Fig. 2,
Fig. 4 in schematischer, auseinander gezogener, geschnittener, teilweiser Darstel- lung eine zweite Ausführungsform einer Befestigung eines Rohrkörperelements eines Stutzens gemäß Fig. 1 bzw. Tankentlüftungsventils gemäß Fig. 2,
Fig. 5 in schematischer, auseinander gezogener, geschnittener, teilweiser Darstel- lung eine dritte Ausführungsform einer Befestigung eines Rohrkörperelements eines Stutzens gemäß Fig. 1 bzw. Tankentlüftungsventils gemäß Fig. 2,
Fig. 6 Ausführungsformen eines ersten Bauelements und eines zweiten Bauele- ments vor dem stoffschlüssigen Verbinden während einer Vorbehandlung,
Fig. 7 Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Kraftstofftanks mit einem Kraftstofftankanbauteil
Fig. 8 Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Kraftstofftankanbauteils.
Elemente der nachfolgenden Figuren, die einander entsprechen, sind im allgemeinen mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die Figur 6 zeigt schematisch ein erstes Bauelement 12 einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstofftankanbauteils 1. Das erste Bauelement 12 besteht im wesentlichen aus einem ersten Kunststoff A, der kraftstoffbeständig ist. Bei dem Kunststoff A kann es sich zum Beispiel um PA, insbesondere PA 12, POM oder einen anderen kraftstoffbeständigen thermoplastischen Kunststoff handeln.
Das Kraftstofftankanbauteil hat ferner ein zweites Bauelement 35, welches im we- sentlichen aus einer Mischung des Kunststoffs A und eines Kunststoffs B besteht. Bei dem Kunststoff B handelt es sich um einen nicht kraftstoffbeständigen Kunststoff, der mit dem Kunststoff A nicht mischbar ist.
Beispielsweise handelt es sich bei dem Kunststoff B um PE, insbesondere High Density PE (HDPE), Polypropylen (PP) oder einen anderen thermoplastischen nicht kraftstoffbeständigen Kunststoff. Zur Mischbarmachung der Kunststoffe A und B beinhaltet die Mischung einen Kompatibilisator, wie zum Beispiel ein Copolymer der
Kunststoffe A und B; wenn es bei dem Kunststoff A um PA und bei dem Kunststoff
B um PE handelt, so kann es sich bei dem Copolymer beispielsweise um PEgPA (g = graft), das heißt, ein gepfropftes Copolymer handeln. Das gepfropfte Copolymer wird hergestellt, indem beispielsweise das PE mit einem reaktiven Rest versehen wird, zum Beispiel mit Maleinsäureanhydrid oder einem Acetylsäurerest, und indem anschließend das so gepfropfte PE mit dem PA kovalente Bindungen eingeht. Es kann aber auch umgekehrt das PA gepfropft werden, um dann anschließend mit dem PE kovalente Bindungen einzugehen.
Für eine stoffschlüssige Verbindung des ersten Bauteils 12 mit dem zweiten Bauteil 35 wird eine Fügefläche 36 des zweiten Bauteils 35 einer Vorbehandlung unterzogen. In der hier betrachteten Ausführungsform erfolgt die Vorbehandlung durch Be- aufschlagung der Fügefläche 36 mit einem Plasma 37. Das Plasma 37 strömt aus einer Plasmadüse 38 auf die Fügefläche 36, wobei die Plasmadüse 38 in Pfeilrichtung 39 entlang der Fügefläche 36 bewegt wird, so dass die gesamte Fügefläche 36 von dem Plasma 37 überstrichen wird.
Durch die Beaufschlagung der Fügefläche 36 mit dem Plasma 37 wird deren Reaktivität erhöht. Dies erleichtert das Eingehen einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Bauelementen 12 und 35, indem beispielsweise eine Fügefläche 40 des Bauelements 12 und die Fügefläche 36 mittels eines Kunststoffschweißverfahrens plastifiziert werden. Die Herstellung der Bauelemente 12 und 35 kann auch durch zwei oder mehr Komponenten Spritzguss-Verfahren erfolgen. Hierzu wird beispielsweise zunächst das Bauelement 35 hergestellt, indem die Mischung mit dem Kompatibilisator in eine Form eingespritzt wird. Nach dem Erstarren der Mischung wird die Form geöffnet und die Fügefläche 36 des so erhaltenen Bauelements 35 wird einer Vorbehandlung unterzogen, beispielsweise einer Beaufschlagung mit dem Plasma 37. Nach dieser Vorbehandlung wird die Form wieder geschlossen und der Kunststoff A wird in die Form eingespritzt, um das Bauelement 12 herzustellen. Bei dem Einspritzvorgang des heißen Kunststoffs A wird das Bauelement 35 an seiner Fügefläche 36 plastifi- ziert, so dass es dort zu einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem Bauelement 12 kommt.
Durch diese stoffschlüssige Verbindung der Bauteile 12 und 35 resultiert das fertige Kraftstofftankanbauteil 1 , welches dann in seiner Funktionsposition an einen Kraftstofftank angebaut werden kann.
Die Figur 7 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Kraftstofftankanbauteils 1 in einer Funktionsposition, in der es an einem Kraftstofftank 4 angebaut ist. Die Bauelemente 12 und 35 sind entlang ihrer Fügeflächen 40 bzw. 36 stoffschlüssig miteinander verbunden.
Der Kraftstofftank 4 hat eine Außenwandung 41 , die im wesentlichen aus dem Kunststoff B besteht. Da die Mischung, aus der das Bauelement 35 besteht, auch den Kunststoff B beinhaltet, ist eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Bauelement 35 und der Außenwandung 41 möglich. Eine solche stoffschlüssige Verbindung kann mit oder ohne Vorbehandlung einer oder beider der hiervon betroffenen Fügeflächen, d.h. einer Fügefläche 42 des Bauelements 35 und einer an der Außenwandung 41 gebildeten Fügefläche 43 durchgeführt werden. Insbesondere dann, wenn der Anteil des Kunststoffs B an der Mischung größer als der Anteil des Kunststoffs A ist, kann auf eine solche Vorbehandlung der Fügefläche 42 des Bauelements 35 bzw. der Fügefläche 43 der Außenwandung 41 verzichtet werden. Die Figur 8 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemä- ßen Herstellungsverfahrens.
In dem Schritt 100 wird ein erstes Bauelement des Kraftstofftankanbauteils aus ei- nem Kunststoff A hergestellt. In dem Schritt 102 wird ein zweites Bauelement des Kraftstofftankanbauteils aus einer Mischung der Kunststoffe A und B hergestellt, wobei die Mischung einen Kompatibilisator zur Mischbarmachung der Kunststoffe A und B beinhaltet.
In dem Schritt 104 erfolgt optional eine Vorbehandlung einer Fügefläche, vorzugsweise des zweiten Bauelements, um diese Fügefläche zu aktivieren, das heißt chemisch reaktiver zu machen. Eine solche Vorbehandlung kann durch eine Plasmabehandlung, Plasmabeschichtung, durch Beflammen, chemisches Ätzen und/oder eine mechanische Vorbehandlung der Fügefläche erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Fügefläche des ersten Bauelements einer solchen Vorbehandlung unterzogen werden.
Falls es sich bei dem Kunststoff B um den weniger reaktiven Kunststoff handelt, wie es zum Beispiel der Fall ist, wenn es sich bei dem Kunststoff B um PE und bei dem Kunststoff A um PA handelt, so erfolgt vorzugsweise die Vorbehandlung der Fügefläche des zweiten Bauelements, insbesondere, um den weniger reaktiven Anteil von Kunststoff B in der Mischung durch die Vorbehandlung reaktiver zu machen.
In dem Schritt 106 werden die ersten und die zweiten Bauelemente stoffschlüssig miteinander verbunden.
Die Herstellung des ersten Bauelements in dem Schritt 100 und die Herstellung des zweiten Bauelements in dem Schritt 102 kann mittels verschiedener Kunststoff- Spritzgussformen in gesonderten Verfahrensschritten ablaufen. In diesem Fall wer- den das erste und das zweite Bauelement gesondert mittels separater Formwerkzeuge gefertigt und danach in dem Schritt 106 miteinander verbunden.
Alternativ kann die Herstellung der ersten und zweiten Bauelemente durch Zwei oder Mehrkomponenten-Kunststoff-Spritzguss in einem einzigen Formwerkzeug erfolgen. Beispielsweise wird zunächst der Kunststoff A in das Formwerkzeug eingespritzt, um das erste Bauelement herzustellen. Anschließend wird die Mischung der Kunststoffe A und B mit dem Kompatibilisator in dasselbe Formwerkzeug eingespritzt, um das zweite Bauelement herzustellen. Optional erfolgt vor dem Einsprit- zen eine Aktivierung der bereits gefertigten Fügefläche des ersten Bauelements. Durch das Einspritzen der plastifizierten Mischung der Kunststoffe A und B mit dem Kompatibilisator kommt es zu einem stoffschlüssigen Verbinden der ersten und der zweiten Bauelemente.
Alternativ ist es auch möglich zunächst die Mischung der Kunststoffe A und B mit dem Kompatibilisator in das Formwerkzeug einzuspritzen, um das zweite Bauelement herzustellen. Optional wird danach eine Fügefläche des zweiten Bauelements in dem Formwerkzeug durch eine Vorbehandlung aktiviert, wozu es erforderlich sein kann, das Formwerkzeug zu öffnen. Anschließend wird das Formwerkzeug wieder geschlossen und es wird der Kunststoff A eingespritzt, um das erste Bauelement herzustellen und gleichzeitig mit dem zweiten Bauelement stoffschlüssig zu verbinden.
Im weiteren werden einige detaillierte Ausführungsformen des Kraftstofftankanbau- teils der Figuren 6 und 7 beschreiben.
Behälter für Kraftstoffe, also Kraftstofftanks, sind in ihrer Formgebung immer komplizierter, um bei beengten Platzverhältnissen ein möglichst großes Fassungsvermögen bereitstellen zu können. Die Formgebung ist je nach Fahrzeugtyp sehr un- terschiedlich. Bauteile, wie Stutzen oder Ventile werden deshalb separat einzeln vorgefertigt und erst bei der Endmontage am Behälter angebracht. Die Behälter bestehen in der Regel aus mehreren Schichten, von denen die äußerste aus einem Polyethylen ist.
In Fig. 1 ist ein Stutzen 1 gezeigt, der ein Rohrkörperelement 11 mit einem Ringkörperelement 12 aufweist. Das Kraftstofftankanbauteil (vgl. Fig. 6 und 7) ist hier also als Stutzen ausgebildet. Bei dem ersten Bauelement handelt es sich hier um das Rohrkörperelement 11 mit dem Ringkörperelement 12. Unterhalb des Ringkörperelements 12 ist ein ringförmiger Flanschkörper 3 mit einer Dicke D angeordnet, bei dem es sich um das zweite Bauelement handelt (vgl. Bauelement 35 der Fig. 6 und 7). Der Flanschkörper 3 befindet sich über einer Öffnung 5 des Behälters 4. Das Ringkörperelement 12 des Rohrkörperelements 11 hat im Bereich der Öffnung 5 einen Abstand a zur Rohraustrittsöffnung 18, der größer als die Dicke D des Flanschkörpers ist. Damit ragt das Rohrkörperelement 11 in die Öffnung 5 des Behälters 4 hinein. Außerdem ist ein Außendurchmesser dR des Rohrkörperelements 11 in etwa so groß wie ein Innendurchmesser dB der Öffnung, aber kleiner als ein Innendurchmesser dF des Flanschkörpers 3 (vgl. auch Fig. 3). Am entgegen gesetzten Ende des Rohrkörperelement 11 befindet sich eine Anschlusseinheit mit einer umlaufenden Halterippe 13.
Ein in Fig. 2 gezeigtes Ventilelement 2 weist ein Rohrkörperelement 21 mit einem Ringkörperelement 22 auf.
Unterhalb des Ringkörperelements 22 ist ebenfalls der ringförmige Flanschkörper 3 mit der Dicke D angeordnet. Das Kraftstofftankanbauteil (vgl. Fig. 6 und 7) ist hier also als Ventilelement 2 ausgebildet. Bei dem ersten Bauelement handelt es sich hier um das Rohrkörperelement 21 mit dem Ringkörperelement 22. Bei dem Flanschkörper 3 handelt es sich um das zweite Bauelement (vgl. Bauelement 35 der Fig. 6 und 7).
Der Flanschkörper befindet sich über der Öffnung 5 des Behälters 4. Das Ringkörperelement 22 des Rohrkörperelements 21 hat im Bereich der Öffnung 5 gleichfalls einen Abstand a zu seinem Ende, der wesentlich größer als die Dicke D des
Flanschkörpers 3 ist. Damit ragt das Rohrkörperelement 21 weit in die Öffnung 5 des Behälters 4 hinein. Am Ende des Rohrkörperelements 21 sind Rohraustrittsöffnungen 28 angeordnet. Außerdem ist der Außendurchmesser dR des Rohrkörperelements 21 in etwa so groß wie der Innendurchmesser dB der Öffnung, aber klei- ner als der Innendurchmesser dF des Flanschkörpers 3 (vgl. auch Fig. 3).
Das entgegen gesetzte Ende des Rohrkörperelements 21 ist mit einem Deckelelement 24 verschlossen. Unterhalb des Deckelelements sind am Rohr- körperelement 21 Anschlussrohrelemente 25 und 26 mit wenigstens einer umlaufenden Halterippe 23.1 , 23.2, 23.3, 23.4 angeordnet. In diesem so vorbereiteten Gehäuse ist ein Ventilelement 27 angeordnet.
Es besteht nun die Aufgabe, ein erstes Bauelement in Gestalt eines Stutzens oder einer Ventileinheit an dem Behälter 4 über der Öffnung 5 anzubringen.
Bestehen das erste Bauelement und und die Außenwandung 41 des Behälters 4 aus nicht kompatiblen thermoplastischen Kunststoffen, wird zur Verbindung des ers- ten Bauelements mit der Außenwandung 41 ein zweites Bauelement als Verbindungsadapter eingesetzt. Der Verbindungsadapter übernimmt die Funktion, auf der einen Seite eine fluiddichte Verbindung mit dem ersten Bauelement und auf der anderen Seite eine eben solche mit dem Behälter 4 einzugehen.
Der Stutzen 1 gemäß Fig. 1 und die Ventileinheit 2 gemäß Fig. 2 sind im Bereich Rohrkörperelement 11 , 21 , Ringkörperelement 12, 22 (erstes Bauelement) und ringförmiger Flanschkörper 3 (zweites Bauelement) ähnlich ausgebildet. Das Ringkörperelement geht dabei nasenförmig aus dem Rohrkörperelement hervor. Das Unterseitenflächenelement des Ringkörperelements ist im Wesentlichen eben ausge- bildet. Die äußeren Übergänge sind gerundet, während die Innenwandung glatt durchgeht.
Die Teile 1 und 3 sind in den Fig. 3 bis 5 in verschiedenen Ausführungsformen gezeigt.
In Fig. 3 ist eine erste Ausführungsform dargestellt. Rohrkörperelement 11 , 21 und Ringkörperelement 12, 22 bestehen aus Polyamid, im folgenden PA. Die äußere Schicht, d.h. die Außenwandung 41 , des mehrschichtigen Behälters 4 ist, wie bereits erwähnt, aus Polyethylen, im folgenden PE.
Der Flanschkörper 3, d.h. das zweite Bauelement, besteht aus einer Mischung von PE und PA mit einem gepfropften PEgPA Copolymer als Kompatibilisator, und ist als Copolymer - Flanschkörper 31 ausgebildet. Die Mischung kann Zusätze wie Stabilisatoren, Gleitmittel, metallische Pigmente und dgl. aufweisen. Ein Flächenelement des Flanschkörpers 3, d.h. dessen Fügefläche 36, wird dann vorbehandelt. Dies kann beispielsweise durch eine Plasmabehandlung oder eine Plasmabeschichtung erfoglen, durch die eine Schicht 33 aufgebracht. Die Dicke der Schicht kann ca. 0,001 μm bis 100 μm betragen. Nach der Vorbehandlung werden der Flanschkörper 3 und das Rohrkörperelement 11 , 21 an den Fügeflächen 40, 36 miteinander stoffschlüssig verbunden.
Eine zweite Ausführungsform zeigt Fig. 4. Rohrkörperelement 11 , 21 und Ringkör- perelement 12, 22 bestehen aus einem kelchförmigen PA - Teilkörper 11.1 , 21.1 , d.h. dem erste Bauelement, um den über dem Ringkörperelement ein Teilkörper 11.2, 21.2 geformt ist. Bei dem Teilkörper 11.2, 21.2 handelt es sich um das zweite Bauelement aus der Mischung von PE und PA mit einem gepfropften PEgPA Copo- lymer als Kompatibilisator. Der Teilkörper 11.2, 21.2 ist mit dem Rohrkörperelement 11 , 21 stoffschlüssig verbunden.
Die äußere Schicht, d.h. die Außenwandung, des mehrschichtigen Behälters 4 ist auch hier aus PE.
Bei dem Flanschkörper 3 handelt es sich um ein weiteres zweites Bauelement, welches als Copolymer - Flanschkörper 31 ausgebildet ist. Er besteht aus der Mischung von PE und PA mit einem gepfropften PEgPA Copolymer als Kompatibilisator und optional Zusätzen wie Stabilisatoren, Gleitmittel, metallische Pigmenten und dgl.
In Fig. 5 ist eine dritte Ausführungsform gezeigt. Rohrkörperelement 11 , 21 und Ringkörperelement 12, 22 bestehen aus einem Teilkörper 11.2, 21.2 , d.h. dem zweiten Bauelement, in Form eines Kernkörpers, der wenigstens an den Kraftstoffdämpfen bzw. dem Kraftstoff ausgesetzten Flächen mit PA - Teilkörpern 11.1 , 21.1 , d.h. den ersten Bauelementen, beschichtet, d.h. stoffschlüssig verbunden, ist.
Die äußere Schicht, d.h. die Außenwandung 41 , des mehrschichtigen Behälters 4 ist aus PE. Der Flanschkörper 3, bei dem es sich um ein weiteres zweites Bauelement handelt, ist als Copolymer - Flanschkörper 31 ausgebildet. Die Herstellung und die Befestigung des Bauteils als Stutzen 1 gemäß Fig. 1 bzw. des Bauteils als Tankentlüftungsventil 2 gemäß Fig. 2 wird unter zu Hilfenahme der Fig. 3 erläutert.
Zuerst werden aus PA das Rohrkörperelement 11 , 21 mit dem ringförmigen Flanschkörperelement 12, 21 (erstes Bauelement) geformt.
Bei dem Stutzen 1 endet das Rohrkörperelement 11 in der umlaufenden Halterippe 13. Das entgegengesetzte Ende 28 ist von der Unterkante Flanschkörperelement gerade so lang, dass es kurz über die Innenwandung des Behälters 4 in diesen hinein reichen kann.
Bei dem Tankentlüftungsventil 2 hingegen wird das Rohrkörperelement 21 mit dem Deckelelement 24 verschlossen. Unterhalb des Deckelelements werden an das Rohrkörperelement 21 Anschlussrohrelemente 25, 26 mit Halterippen 23.1 , ..., 23.4 angeformt. Das dem Deckelelement 24 gegenüber liegende Ende des Rohrkörperelements 21 ist so lang, dass es weit in den Behälter hinein ragen und in seinem Inneren das Ventilelement 27 aufnehmen kann. Damit die Gase ungehindert in das Ventilelement einfließen können, werden Rohraustrittsöffnungen 28 eingeformt.
Aus der Mischung von PE und PA mit einem gepfropften PEgPA Copolymer als Kompatibilisator wird anschließend der Flanschkörper 3 (zweites Bauelement) ausgebildet.
Das erste und das zweite Bauelement werden durch Spritzgießen geformt.
Die Fügefläche 36 wird dann plasmabehandelt und so die Schicht 33 ausgebildet.
Das Plasma ist ein Gemisch aus positiven und negativen Ladungsträgern in relativ großer Dichte, neutralen Teilchen und Photonen. Die Dichten der positiven Ionen und der Elektronen sind dabei so groß, dass sich die Ladungen im zeitlichen Mittel an jeder Stelle kompensieren. Das Plasma ist als eigener Aggregatzustand aufzufassen. Bei der Plasmaerzeugung wird in einer Gasatmosphäre, z. B. Luft und deren Komponenten oder einer Edelgasatmosphäre, z. B. Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon und deren Verbindungen, eine Entladung gezündet. Die Ionen werden aus dem Plasma vom Träger, d. h. der Fügefläche 36 als Target, d. h. Schichtmate- rial extrahiert, das dabei zerstäubt wird. Hierbei werden Ionen in der lonenquelle erzeugt und auf kurze Distanz beschleunigt und als Strahl auf das Flächenelement 36 gelenkt. Hierdurch wächst unter offenen Bedingungen die Schicht 33.
Es können aber auch in einem Gas, insbesondere Luft, Komponenten enthalten sein, die im offenen Zustand an der Fügefläche 36 reagieren und die Schicht 33 ausbilden. Die Komponenten können Organischer oder anorganischer Art sein. Die Schicht 33 wird so in dem bereits genannten Dickenbereich von ca. 0,001 μm bis 100 μm aufgebracht.
Abschließend werden die ersten und zweiten Bauelemente miteinander verschweißt. Alternativ erfolgt die Herstellung mittels zweikomponenten Spritzguss.
Damit sind sowohl Stutzen 1 als auch Tankentlüftungsventil 2 für eine Befestigung am Behälter 4 vorbereitet und werden zur Endmontage versandt.
Am Einsatzort angekommen, werden der Stutzen 1 und das Tankentlüftungsventil 2 an der für sie vorgesehenen Öffnung 4 auf dem Behälter aus PE angeschweißt. Für die Montage ist von Vorteil, dass alle Bauteile hierbei mit dem gleichen Verbindungsadapter versehen sind. Der Stutzen 1 und das Tankentlüftungsventil 2 werden durch ihre Gestaltung und Kunststoffe flüssigkeitsdicht mit dem Behälter 4 verbunden.
Die Volumenausdehnungsindizes
PE < PE/PA < PA sind so gewählt, dass die stoffschlüssigen Verbindungen einer möglichen Quellung sicher standhalten, da eine Quellung - wenn auch in geringem Maße - auch bei kraftstoffbeständigem Kunststoff erfolgen kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Kraftstofftankanbauteil mit einem ersten Bereich (12; 11 , 12; 21 , 22; 11.1 ; 21.1 ), der einen ersten Kunststoff (A) aufweist, und einem zweiten Bereich (35;
3; 11.2; 21.2), wobei der zweite Bereich eine Mischung des ersten Kunststoffs und eines zweiten Kunststoffs (B) aufweist, wobei der erste und der zweite Kunststoff nicht mischbar sind, wobei die Mischung einen Kompatibilisator zur Mischbarmachung der ersten und zweiten Kunststoffe enthält, wobei der erste und der zweite Bereich stoffschlüssig miteinander verbunden sind, wobei es sich bei dem ersten Kunststoff um einen kraftstoffbeständigen Kunststoff handelt, und wobei es sich bei dem zweiten Kunststoff um einen nicht kraftstoffbeständigen Kunststoff handelt.
2. Kraftstofftankanbauteil nach Anspruch 1 , wobei es sich bei dem Kompatibilisator um ein Copolymer des ersten und des zweiten Kunststoffs handelt.
3. Kraftstofftank-Anbauteil, wobei der Anteil des Copolymers (AB) in der Mischung höchstens 30 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 15 Gew.-%, beträgt.
4. Kraftstofftankanbauteil nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei es sich um ein gepfropftes Copolymer handelt.
5. Kraftstofftankanbauteil nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei das Copolymer einen zusätzlichen Kompatibilisator aufweist.
6. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem ersten Kunststoff um Polyamid (PA), insbesondere Polyamid 12 (PA 12), oder Polyoxymethylen (POM) handelt.
7. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem zweiten Kunststoff um Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) handelt.
8. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anteil des ersten Kunststoffs in der Mischung geringer als der Anteil des zweiten Kunststoffs ist.
9. Kraftstofftankanbauteil nach Anspruch 8, wobei der Anteil des ersten Kunststoffs maximal 35 Gew.-%, insbesondere zwischen 20 Gew.-% bis 30 Gew.-% beträgt.
10. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Bereich für eine stoffschlüssige Verbindung mit einem dritten Bereich
(43) ausgebildet ist, wobei sich der dritte Bereich an einer Außenwandung (41 ) eines Kraftstofftanks (4) befindet.
11. Kraftstofftankanbauteil nach Anspruch 10, wobei der dritte Bereich den zweiten Kunststoff aufweist.
12. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche zum Anschließen an eine Öffnung (5) eines Behälters (4) aus überwiegend Polyethy- len, das wenigstens aufweist, - ein Rohrkörperelement (12; 22) aus wenigstens teilweise Polyamid, ein Ringkörperelement (12; 22) und einen ringförmigen Flanschkörper (3), wobei dass das Ringkörperelement (12; 22) ebenfalls aus wenigstens teilweise Polyamid besteht und in einem Abstand (a) von einer Rohraustrittsöffnung (18; 28) des Rohrkörperelements am Rohrkörperelement (12; 22) angeordnet ist, der größer als eine Dicke des Flanschkörpers (3) ist, dass der Flanschkörper (3) ein Copolymer - Flanschkörper (31 ) ist, der aus der Mischung besteht, und dass wenigstens auf einem Flächenelement (36) des Copolymer - Flanschkörpers (31 ) wenigstens teilweise eine Plasmaschicht (33) aufgebracht ist, so dass der Copolymer - Flanschkörper (31 ) mit der Plasmaschicht mit dem Ringkörperelement (12; 22) zu verbinden ist.
13. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche, das wenigstens aufweist, ein Rohrkörperelement (12; 22) aus wenigstens teilweise Polyamid, ein Ringkörperelement (12; 22) und - einen ringförmigen Flanschkörper (3), wobei das Ringkörperelement (12; 22) ebenfalls aus wenigstens teilweise Polyamid besteht und in einem Abstand (a) von einer Rohraustrittsöffnung (18; 28) des Rohrkörperelements am Rohrkörperelement (12; 22) angeordnet ist, der größer als eine Dicke des Flanschkörpers (3) ist, wobei der Flanschkörper (3) ein Copolymer - Flanschkörper (31 ) ist, der aus einem Polyamid und einem Polyethylen besteht, so dass der Copolymer - Flanschkörper (31 ) mit dem Ringkörperelement (12; 22) zu verbinden ist.
14. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche, das we- nigstens aufweist, ein Rohrkörperelement (12; 22) aus wenigstens teilweise Polyamid, ein Ringkörperelement (12; 22) und einen ringförmigen Flanschkörper (3), wobei das Ringkörperelement (12; 22) ebenfalls aus wenigstens teilweise Polyamid besteht und in einem Abstand (a) von einer Rohraustrittsöffnung (18; 28) des Rohrkörperelements am Rohrkörperelement (12; 22) angeordnet ist, der größer als eine Dicke des Flanschkörpers (3) ist, wobei der Flanschkörper (3) ein Polyethylen - Flanschkörper (32) ist und wobei wenigstens auf einem Flächenelement (36) des Polyethylen - Flansch- körpers (32) wenigstens teilweise eine Plasmaschicht (33) aufgebracht ist, so dass der Polyethylen - Flanschkörper (32) mit der Plasmaschicht mit dem Ringkörperelement (12; 22) zu verbinden ist.
15. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche, wobei wenigstens auf einem Flächenelement (36) des Copolymer - Flanschkörpers
(31 ) wenigstens teilweise eine Plasmaschicht (33) aufgebracht ist.
16. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche 12 bis 15, wobei die Plasmaschicht ca. 0,001 μm bis 100 μm dick ist.
17. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche 12 bis 16, wobei der Copolymer - Flanschkörper (31 ) zu ca. 10 bis 85 Gew.-% aus Polyamid und ca. 85 bis 10 Gew. % aus Polyethylen sowie ca. 5 Gew.% Zusätzen besteht.
18. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche 14 bis 17, wobei der Polyethylen - Flanschkörper (32) ca. zu 95 Gew.% aus einem Polyethylen und ca. 5 Gew.% Zusätzen besteht.
19. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche, wobei die Zusätze Stabilatoren, Gleitmittel, Farbstoffe, Metallfilter, metallische Pigmente, gestanzte Metallfilter, Flammschutzmittel, Schlagzähmodifaktoren, Antistatika, Leitfähigkeitsadditive und dgl. sind.
20. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche 12 bis 19, wobei der Innendurchmesser des Flanschkörpers (3) größer als ein Durchmesser (dB) der Öffnung (5) des Behälters (4) ist.
21. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche 12 bis 20, wobei das Ringkörperelement (12; 22) mit dem Rohrkörperelement (12; 22) geformt ist.
22. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche 12 bis 21 , wobei das Rohrkörperelement (12; 22) aus einem thermoplastischen Materialkörper (11.2; 21.2) besteht, der wenigstens teilweise mit einem Polyamidkörper (11.1 ; 21.1 ) beschichtet ist.
23. Kraftstofftankanbauteil nach Anspruch 22, wobei der thermoplastische Materi- alkörper (11.2; 21.2) aus Polyester, Polyacetat, Polyolefin, Polyamid, Fluorthermoplast oder Polyphenylsulfid besteht.
24. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche 12 bis 23, wobei ein erstes Rohrkörperelement (11 ) an der dem Behälter (4) abgewandten Ende in einer Anschlusseinheit (13) endet.
25. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche 12 bis 24, wobei ein zweites Rohrkörperelement (21 ) an der dem Behälter (4) abgewandten Ende mit einem Deckelelement (24) verschlossen ist.
26. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche 12 bis 25, wobei unterhalb des Deckelelements (24) des zweiten Rohrkörperelements
(21 ) wenigstens ein Anschlussrohrelement (25, 26) angeordnet ist.
27. Kraftstofftankanbauteil nach einem der vorherigen Patentansprüche 12 bis 26, wobei die Anschlusseinheit und/oder die Anschlussrohrelemente (25, 26) mit wenigstens einer umlaufenden Anschlussrippe (13; 23.1 , ... , 23.4) endet.
28. Kraftstofftank, insbesondere Kraftfahrzeugkraftstofftank (4), mit zumindest einem Kraftstofftankanbauteil (1 ; 2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
29. Verfahren zur Herstellung eines Kraftstofftankanbauteils mit folgenden Schritten:
Herstellung eines ersten Bauelements (12; 11 , 12; 21 , 22; 11.1 ; 21.1 )) aus einem ersten Kunststoff (A), wobei der erste Kunststoff kraftstoffbeständig ist, - Herstellung eines zweiten Bauelements (35; 3; 11.2; 21.2) aus einer Mischung des ersten Kunststoffs mit einem zweiten Kunststoff, wobei die Mischung einen Kompatibilisator beinhaltet, um die ersten und zweiten Kunststoffe mischbar zu machen, wobei der zweite Kunststoff nicht kraftstoffbeständig ist, - stoffschlüssiges Verbinden der ersten und zweiten Bauelemente.
30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei es sich bei dem Kompatibilisator um ein Copolymer des ersten und des zweiten Kunststoffs handelt.
31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei es sich um ein gepfropftes Copolymer handelt.
32. Verfahren nach Anspruch 31 , wobei zur Herstellung des gepfropften Copoly- mers der zweite Kunststoff gepfropft wird, um anschließend mit dem ersten
Kunststoff kovalente Bindungen einzugehen.
33. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 29 bis 32, wobei eine Fügefläche (36; 42) des zweiten Bauelements vor dem stoffschlüssigen Ver- binden einer Vorbehandlung unterzogen wird.
34. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Vorbehandlung eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen beinhaltet:
Plasmabehandlung, - Plasmabeschichtung,
Beflammen, chemisches Ätzen, mechanische Vorbehandlung, insbesondere Aufrauhen.
35. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 29 bis 34, wobei das stoffschlüssige Verbinden der ersten und zweiten Bauelemente durch Verschweißen erfolgt.
36. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 29 bis 35, wobei das Kraftstofftankanbauteil durch zwei oder mehr Komponenten Kunststoff-
Spritzguss-Verfahren hergestellt wird, wobei zunächst das zweite Bauelement hergestellt wird, indem die Mischung in eine Form eingespritzt wird, und wobei nachfolgend das zweite Bauelement hergestellt und mit dem ersten Bauelement stoffschlüssig verbunden wird, indem der erste Kunststoff in die Form eingespritzt wird.
37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei eine Fügefläche (36) des zweiten Bauelements vor dem Einspritzen des ersten Kunststoffs einer Vorbehandlung unterzogen wird.
38. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 29 bis 37, wobei zur Herstellung des Copolymers ein zusätzlicher Kompatibilisator verwendet wird, der einer Mischung des ersten und des zweiten Kunststoffs in fester oder flüs- siger Form zugegeben wird, und der zumindest teilweise bei der Copolymeri- sierung verbraucht wird.
39. Verfahren nach Anspruch 38, wobei der zusätzliche Kompatibilisator reaktive Isocyanatgruppen und/oder Oligomere mit Epoxidgruppen und/ oder (Malein- säure-)Anhydrid-Gruppen oder Oxazolin-Gruppen beinhaltet.
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