ТОПЛИВНЫЙ БАК МОТОРНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
FUEL TANK OF MOTOR VEHICLE

Изобретение относится к топливному баку моторного транспортного средства из термопластов, имеющему по меньшей мере одну наливную горловину, не отформованную на нем за одно целое.
Топливные баки моторных транспортных средств из термопластов имеют преимущество перед сопоставимыми металлическими баками, состоящее в том, что они могут быть изготовлены практически любой требуемой формы со сравнительно сложным внешним контуром. Такие баки являются относительно прочными, так как внешние механические воздействия, например, в случае аварии, как правило, не ведут к постоянной деформации пластикового бака. Кроме того, такие топливные баки моторных транспортных средств могут быть адаптированы практически к любой требуемой ситуации установки в моторном транспортном средстве. В случае известных состоящих из одной части или цельных топливных баков, выполненных из пластиков, наливные горловины и линии подачи и вывода воздуха формуются по меньшей мере частично за одно целое с ними. При изготовлении таких баков, используя экструзионно-раздувное формование, относительно просто возможно отформовать на баке одну или более параллельных трубок. Дополнительно к наливной горловине, также возможно, например, отформовать на линиях вывода воздуха барботажные секции и т.п. за одну операцию.
Доступное для установки пространство в моторном транспортном средстве не всегда позволяет установить такие баки в моторном транспортном средстве. Если, в частности, наливное отверстие топливного бака должно быть расположено относительно далеко от внутреннего пространства бака, наливная горловина, отформованная на нем за одно целое, часто отсутствует для облегчения установки. Наливная горловина присоединяется к топливному баку, только когда топливный бак уже установлен в моторном транспортном средстве. Как правило, для этого топливный бак выполняется с относительно большим соединительным патрубком, на котором путем зажима закрепляется упругий соединительный элемент. Этот соединительный элемент может, например, прикрепляться к топливному баку воздухо- и влагонепроницаемым образом, используя хомуты.
Однако такое соединение может нарушиться под действием силы, вызванной ударом, в результате чего неизбежно произойдет утечка жидких углеводородов. Известные соединения для наливных горловин, не составляющих одно целое с топливным баком, являются не очень хорошими в этом отношении. Кроме того, уплотнение получаемых в результате соединений между наливной горловиной и топливным баком является проблематичным. Часто эластомерные шланги закрепляются путем зажима на соединительном штуцере, предусмотренном на топливном баке, и на неподвижно установленной наливной горловине. Такие решения имеют проблемы, в частности при использовании топлива, содержащего этанол. В этом случае при определенных обстоятельствах уже нельзя будет обеспечить полное уплотнение мест соединения из-за высокого давления паров содержащего этанол топлива.
Поэтому задачей настоящего изобретения является создание топливного бака моторного транспортного средства из термопластов, имеющего по меньшей мере одну наливную горловину, не отформованную на нем за одно целое, который не имеет указанных выше недостатков и который в частности позволяет присоединить наливную горловину таким образом, что возможные пути утечки, в частности для топлива с высоким давлением паров, будут ограничены до минимума.
Согласно изобретению эта задача достигается топливным баком моторного транспортного средства из термопластов, имеющим по меньшей мере одну наливную горловину, не отформованную на нем за одно целое, присоединенную герметичным образом к топливному баку, при этом наливная горловина вставлена в отверстие в топливном баке и уплотнена относительно топливного бака уплотнительными средствами по ее наружной периферии в отверстии.
Сущность изобретения заключается в следующем. Наливная горловина согласно изобретению вводится в топливный бак и уплотняется радиально относительно топливного бака или вставки, расположенной в нем, причем уплотнение располагается очень глубоко внутри топливного бака. Таким способом, может быть надежно предотвращена миграция жидких и/или газообразных углеводородов из топливного бака в области присоединения наливной горловины.
Наливная горловина обычно прижата в осевом направлении к стенке бака. Это особенно предпочтительно тем, что уплотнение и крепление наливной горловины функционально отделены друг от друга, тем самым обеспечивая особенно эффективное уплотнение.
Для сравнения, в случае известных соединений между наливными горловинами и топливными баками, функциональное отделение между уплотнением и креплением отсутствует, так что уплотнение при определенных обстоятельствах должно выдерживать силы, действующие на наливную горловину, что может привести к утечкам. Согласно изобретению, уплотнительные средства остаются полностью свободными от действия усилий закрепления, так что уплотнительная функция не может быть ослаблена воздействием механических усилий.
В одном варианте осуществления топливного бака согласно изобретению наливная горловина содержит в области ее присоединения к стенке топливного бака по меньшей мере один периферийный фланцеобразный буртик, который прикреплен в осевом направлении к стенке топливного бака посредством резьбового соединения.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления топливного бака согласно изобретению, отверстие в стенке бака выполнено с соединительной вставкой, которая приварена к стенке бака и относительно которой наливная горловина уплотнена радиально внутри топливного бака.
В области, выступающей внутрь топливного бака, соединительная вставка может быть выполнена по меньшей мере частично из пластика, который не разбухает в присутствии жидких или газообразных углеводородов. Тем самым обеспечивается, что форма соединительных вставок остается стабильной, чтобы таким образом также обеспечить прочное уплотнение.
В области, выступающей внутрь топливного бака, например, соединительная вставка может быть снабжена периферийной полосой из материала, устойчивого к воздействию жидких или газообразных углеводородов. Для этого подходят пластики, такие как, например, полиоксиметилен, полиамид или акрилонитрил-бутадиен-стирол. Такая полоса может быть выполнена или из не подверженных разбуханию пластиков или из металла.
В альтернативном варианте осуществления топливного бака согласно изобретению, в выступающем внутрь или наружу участке стенки бака выполнено отверстие. Выступающий внутрь или наружу участок может также быть охвачен полосой или кольцом из материала, устойчивого к воздействию жидких или газообразных углеводородов.
Стенка бака и наливная горловина обычно выполнены из многослойного экструдата из термопластов, имеющего по меньшей мере один барьерный слой для жидких или газообразных углеводородов.
Далее изобретение будет пояснено с помощью нескольких приведенных в качестве примера вариантов осуществления, показанных на прилагаемых чертежах.
На фиг. 1А, 1B показан разрез через стенку топливного бака с наливной горловиной, вставленной в него в соединительной области.
На фиг. 2 показан вид, соответствующий фиг. 1А, 1B, второго приведенного в качестве примера варианта осуществления согласно изобретению.
На фиг. 3 показан третий приведенный в качестве примера вариант осуществления согласно изобретению.
На фиг. 4 показан четвертый примерный вариант осуществления согласно изобретению.
Топливный бак 1 согласно изобретению изготовлен путем экструзионно-раздувного формования известным образом из термопластов в виде шести- или семислойного коэкструдата. Для большей простоты, топливный бак 1 не показан полностью. На чертежах показана только стенка 2 бака. Точная структура слоев изготовленного путем экструзионно-раздувного формования топливного бака 1 также не показана, на чертежах показан только барьерный слой 3 против воздействия жидких и/или газообразных углеводородов.
Топливный бак может, например, быть изготовлен путем экструзионно-раздувного формования из трубчатого экструдата. В качестве альтернативы, возможно его формование из полотнообразных или пластинчатых экструдатов, пока они еще горячие. Наконец, топливный бак согласно изобретению может также быть получен из пластинчатых полуфабрикатов путем термоформования.
Для размещения наливной горловины 4, которая также состоит из термопластов, в стенке 2 бака выполнено отверстие 5, образованное, например, путем вырезания круглого отверстия.
Наливная горловина 4 показана только в области ее конца, который присоединен к топливному баку 1.
В первом приведенном в качестве примера варианте осуществления изобретения соединительная вставка 6 вставлена в отверстие 5 в стенке 2 бака. Соединительная вставка 6 может также быть изготовлена путем экструзионно-раздувного формования. В предпочтительном примерном варианте осуществления соединительная вставка 6 изготовлена путем прессового формования из обрезков заготовок, появляющихся во время раздувного формования. Поэтому структура слоев соединительной вставки 6 соответствует структуре слоев стенки 2 бака.
Соединительная вставка 6 имеет периферийный фланец 7, который приварен к кольцевому буртику 8 стенки 2 бака, окружающему отверстие 5, таким образом, что барьерные слои 3 соединительной вставки 6 и стенки 2 бака проходят перпендикулярно друг другу.
В соединительной вставке 6, один конец которой выступает во внутреннее пространство 9 бака, размещается с уплотнением конец наливной горловины 4. На этом конце, окруженном соединительной вставкой 6, наливная горловина 4 имеет одну или более периферийных канавок 10, в каждой из которых размещаются уплотнительные кольца 11.
Наливная горловина 4 также имеет в области, где она присоединяется к топливному баку 1, периферийный буртик 12, который опирается на фланец 7 соединительной вставки 6 в качестве упора. Под фланцем 7 соединительной вставки 6 располагается кольцо 13 с резьбой, которое может состоять из одной или нескольких частей и которое взаимодействует с накидной гайкой 14. Накидная гайка 14 зацепляется за периферийный буртик 12 наливной горловины 4. Накидная гайка 14 выполнена с внутренней резьбой, которая взаимодействует с кольцом 13 с резьбой. Накидная гайка 14, которая упирается своей нижней стороной во фланец 7, обеспечивает прижатие наливной горловины 4 в осевом направлении (относительно продольной оси наливной горловины) к стенке 2 бака.
На фиг. 1А показан вариант наливной горловины только с одним уплотнительным кольцом 11, а на фиг. 1B показан вариант наливной горловины 4, на которой установлены два уплотнительных кольца 11, расположенные последовательно в осевом направлении.
Так как соединительная вставка 6, как было описано выше, может быть выполнена из термопластов, которые могут разбухать в присутствии жидких или газообразных углеводородов, она снабжена периферийной полосой 15 из не подверженного разбуханию материала. Полоса 15 может быть выполнена, например, из металла или из не подверженных разбуханию пластиков. Это предотвращает расширение наливной горловины 4 в поперечном направлении относительно ее продольной оси, так что создаваемое уплотнительными кольцами 11 уплотнение будет обеспечено при любых условиях.
В приведенных в качестве примера вариантах осуществления, показанных на фиг. 2 и фиг. 3, элементы, соответствующие функционально элементам приведенного в качестве примера варианта осуществления, показанного на фиг. 1, обозначены теми же ссылочными позициями.
На фиг. 2 показан вариант топливного бака 1, в котором стенка 2 бака снабжена выступающим наружу участком 15. Как и в приведенном в качестве примера варианте осуществления, показанном на фиг. 1А и фиг. 1B, наливная горловина 4 уплотнена в отверстии 5 внутри выступающего наружу участка 15 относительно стенки 2 бака уплотнительными кольцами 11. На наружной периферии выступающего наружу участка 15 также предусмотрено кольцо 13 с резьбой, которое размещается в канавке в выступающем наружу участке 15. С помощью накидной гайки 14, которая взаимодействует с помощью внутренней резьбы с кольцом 13 с резьбой, наливная горловина 4 фиксируется в осевом направлении, причем накидная гайка 14 охватывает окружной буртик 8 наливной горловины 4. Изменение формы выступающего наружу участка 15 предотвращается за счет того, что его охватывает накидная гайка 14.
В приведенном в качестве примера варианте осуществления, показанном на фиг. 3, отверстие 5 выполнено в выступающем внутрь участке 16 стенки 2 бака. Другими словами, конструкция, показанная на фиг. 3, соответствует конструкции, показанной на фиг. 2, однако кольцо 13 с резьбой приварено к стенке 2 бака.
Выступающий внутрь участок 16 охвачен во внутреннем пространстве 9 бака зажимным кольцом 17, которое предотвращает расширение выступающего внутрь участка 16 в радиальном направлении в результате разбухания из-за воздействия углеводородов.
Кроме того, в приведенном в качестве примера варианте осуществления, показанном на фиг. 3, наливная горловина 4 имеет выступ 18 уменьшенного диаметра, который образует периферийную скошенную ступень 19. Ступень 19 прилегает к периферийному уступу 20 выступающего внутрь участка 16 таким образом, что наливная горловина 4 упирается ступенью 19 в уступ 20.
Другой вариант осуществления топливного бака 1 согласно изобретению показан на фиг. 4. Отверстие 5 в стенке 2 бака выполнено в виде периферийного фланцеобразного кольца 21, причем нижняя сторона 22 фланцеобразного кольца 21, обращенная к стенке 2 бака, скошена в направлении наружу таким образом, что толщина фланцеобразного кольца 21 уменьшается (радиально) в направлении наружу от отверстия 5.
Буртик 12 наливной горловины 4 имеет внешний диаметр, соответствующий внешнему диаметру фланцеобразного кольца 21. Верхняя сторона 23 буртика 12 также скошена, имея уклон в радиально наружном направлении, так что фланцеобразное кольцо 21 и буртик 12 наливной горловины прилегают друг к другу, когда они сводятся вместе, образуя трапецеидальную форму в поперечном сечении. Наливная горловина 4 удерживается на фланцеобразном кольце 21 с помощью зажимного кольца 24, причем зажимное кольцо 24 содержит периферийную канавку 25, имеющую трапецеидальную форму в поперечном сечении, которая зацепляется вокруг нижней стороны 22 фланцеобразного кольца 21 и верхней стороны 23 кольцевого буртика. Зажимное кольцо 24 может состоять из одной части или, в качестве альтернативы, из двух частей. Глубина и геометрия канавки 25 выбираются таким образом, что при зажиме в периферийном направлении создается давление на поверхности между фланцеобразным кольцом 21 и буртиком 12, и таким образом также обеспечивается зажим элементов в осевом направлении.
Как и в описанных выше приведенных в качестве примера вариантах осуществления, уплотнение обеспечивается, например, уплотнительным кольцом 11, которое размещается в периферийной канавке 10 в наливной горловине 4.
Перечень ссылочных позиций
1 Топливный бак
2 Стенка бака
3 Барьерный слой
4 Наливная горловина
5 Отверстие
6 Соединительная вставка
7 Фланец
8 Буртик
9 Внутреннее пространство бака
10 Канавки
11 Уплотнительные кольца
12 Буртик
13 Кольцо с резьбой
14 Накидная гайка
15 Выступающий наружу участок
16 Выступающий внутрь участок
17 Зажимное кольцо
18 Выступ
19 Ступень
20 Уступ
21 Фланцеобразное кольцо
22 Нижняя сторона фланцеобразного кольца
23 Верхняя сторона буртика
24 Зажимное кольцо
25 Канавка