具有加强元件的工作流体容器

摘要

本发明涉及一种由热塑性材料制成用于机动车辆的工作流体容器(10)，和一种用于使用加强元件(20)装配工作流体容器的方法。该工作流体容器具有下述特征：设置在容器壁(11)中并由围绕部(13)界定边缘的容器开口(12)；至少一个紧固装置(15)，其设置在工作流体容器(10)中并连接到位于容器开口(12)对面的容器基部(14)；加强元件(20)，其可连接到和/或连接到用于封闭容器开口(12)的封闭元件(22)，并可连接到紧固装置(15)；通过紧固装置(15)连接到容器基部(14)并通过封闭元件(22)连接到容器壁(11)的加强元件(20)抵消由工作流体容器(10)的内部压力引起的变形。

权利要求

1.一种工作流体容器(10)，其由热塑性材料制成，用于机动车辆，

具有下述特征：

-具有容器开口(12)的工作流体容器(10)，所述容器开口(12)布置在容器壁(11)中并由围绕部(13)界定边缘；

-所述工作流体容器(10)包括至少一个紧固装置(15)，该紧固装置(15)布置在所述工作流体容器(10)中，并连接到与所述容器开口(12)相对定位的容器基部(14)；

-所述工作流体容器(10)还包括加强元件(20)，所述加强元件(20)可连接和/或连接到用于封闭所述容器开口(12)的封闭元件(22)，并且所述加强元件(20)可连接到所述紧固装置(15)；和-通过所述紧固装置(15)连接到所述容器基部(14)、并通过所述封闭元件(22)连接到容器壁(11)的所述加强元件(20)抵消由所述工作流体容器(10)的内部压力引起的变形，其中，所述工作流体容器(10)的特征在于，所述工作流体容器(10)还包括连接到所述容器基部(14)的另一个紧固装置，和通过所述另一个紧固装置可连接和/或连接到所述容器基部(14)的流体输送单元(16)，其中，所述加强元件在其整个长度上是中空的并且在沿其纵轴向范围的仅一部分中具有凹部(21)，所述凹部的长度能用于设定所述加强元件的可传递张力和剪切刚度之间的比率。

2.如权利要求1所述的工作流体容器(10)，其特征在于，至少一个流体管线(23)和/或至少一根电线被引导通过所述封闭元件(22)。

3.如前述权利要求中任一项所述的工作流体容器(10)，其特征在于，所述加强元件(20)具有管状构造。

4.如权利要求1或2所述的工作流体容器(10)，其特征在于，所述加强元件(20)的内部布置有填充液位传感器(30)。

5.如权利要求1或2所述的工作流体容器(10)，其特征在于，所述工作流体容器(10)包括基板，所述基板包括所述紧固装置(15)。

6.如权利要求5所述的工作流体容器(10)，其特征在于，所述基板包括所述另一个紧固装置(15)。

7.如权利要求1或2所述的工作流体容器(10)，其特征在于，所述紧固装置(15)焊接到所述容器基部(14)。

8.如权利要求1或2所述的工作流体容器(10)，其特征在于，所述紧固装置(15)铆接到所述容器基部(14)。

说明书

具有加强元件的工作流体容器

[0001] 本申请是2014年7月8日申请的专利申请201480042731.0的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种用于机动车辆的由热塑性材料制成的工作流体容器。

[0003] 此外，本发明涉及一种用于生产用于机动车辆的由热塑性材料制成的工作流体容器的方法。

[0004] 本发明还涉及一种用于装配具有加强元件的工作流体容器的方法，该容器具有由环绕部界定边缘的容器开口。

背景技术

[0005] 在具有内燃机的机动车辆的情况下，当工作流体容器、特别是燃料容器受热时，工作流体、如燃料被同样地加热，使得工作流体的蒸汽压增加，并且工作流体容器受到相应的内部压力。特别是以燃料容器形式的工作流体容器、在它们的检查开口的区域减小了硬度。由于如上所述施加压力的结果，燃料容器因而在检查开口的区域受到增大的变形。

[0006] 对于燃料容器形式的工作流体容器的通风，燃料容器流体地连接到活性炭过滤器以滤除燃料蒸汽。在内燃机的运行期间，活性炭过滤器通过吸入空气而冲刷，使得束缚在该活性炭中的燃料蒸汽可以供给到内燃机。活性炭过滤器的吸附能力可根据使用吸入空气的冲刷过程受到限制。

[0007] 在混合动力车辆的情况下，还存在由内燃机的缩短了的运行时间所引起的另一个问题。由于内燃机的缩短了的运行时间，流体地连接到燃料容器的活性炭过滤器相应受到较少的冲刷，同样地较少的被束缚在该活性炭中的燃料蒸汽可被冲刷出。这又反过来影响到用于混合动力车辆的活性炭过滤器必须有更大的尺寸。进一步地，通过经由活性炭过滤器的燃料容器的通风，更多的燃料被转换成气相，并且因此有利于将燃料容器设计得更刚硬和/或更耐压。

[0008] 从现有技术已知利用燃料容器中的线圈和/或加强元件来加强燃料容器。然而，盘绕的燃料容器的生产复杂，因此成本较高。此外，可以有效地盘绕的几何形状限制了设计上的结构自由度，并因此限制了可有效利用的体积。

[0009] US2011/0139128 A1描述了一种包括加强元件的工作流体容器，其中，设置有流体输送单元，其中，该流体输送单元固定于加强元件。该加强元件通过紧固装置而与箱的一个底壁相连接。因此，通过定位加强元件而限制了该流体输送装置的定位。此外，因为流体输送单元插入于加强元件中，该加强元件需要具有一定的直径以使得加强元件的插入于箱中是相当复杂的，这是因为加强元件需要以倾斜的方式插入于箱中。

[0010] US2009/0206097 A1公开了一种用于机动车辆的热塑性燃料箱，在燃料箱中包括至少一个加强元件，其中，该加强元件在两个箱壁之间延伸，以使得其抵消由燃料箱的内压力所引起的变形。加强元件的两端设置在燃料箱内并从外侧接合于箱壁的后侧。

[0011] US2009/0206097 A1公开了一种用于机动车辆的热塑性燃料箱，在燃料箱中包括至少一个加强元件，其中，该加强元件在两个箱壁之间延伸，以使得其抵消由燃料箱的内压力所引起的变形。加强元件的两端设置在燃料箱内并从外侧接合于箱壁的后侧。

[0012] EP2497622 A2公开了一种用于将内置部件夹紧在中空容器中的结构和方法。内置部件，例如管道，由第一支撑构件和第二支撑构件夹紧，其中，第一支撑构件固定于第一半容器的内壁表面，第二支撑构件固定于第二半容器的内壁表面。由此，第一支撑构件、第二支撑构件具有形成有钩部的基部表面。该钩部用于允许熔融型坯的材料流入其中。由此，实现了在型坯和支撑构件之间的形状锁合式连接。

发明内容

[0013] 本发明所基于的目的在于提供不具有常规的工作流体容器的上述缺点的、改进了的工作流体容器。

[0014] 此目的通过具有以下特征的工作流体容器得以实现，该工作流体容器由热塑性材料制成，用于机动车辆，具有下述特征：

[0015] -具有容器开口的工作流体容器，所述容器开口布置在容器壁中并由围绕部界定边缘；

[0016] -所述工作流体容器包括至少一个紧固装置，该紧固装置布置在所述工作流体容器中，并连接到与所述容器开口相对定位的容器基部；

[0017] -所述工作流体容器还包括加强元件，所述加强元件可连接和/或连接到用于封闭所述容器开口的封闭元件，并且所述加强元件可连接到所述紧固装置；和[0018] -通过所述紧固装置连接到所述容器基部、并通过所述封闭元件连接到容器壁的所述加强元件抵消由所述工作流体容器的内部压力引起的变形，

[0019] 其中，所述工作流体容器还包括连接到所述容器基部的另一个紧固装置，和通过所述另一个紧固装置可连接和/或连接到所述容器基部的流体输送单元，[0020] 其中，所述加强元件在其整个长度上是中空的并且在沿其纵轴向范围的仅一部分中具有凹部，所述凹部的长度能用于设定所述加强元件的可传递张力和剪切刚度之间的比率。

[0021] 更进一步，本发明是基于的目的在于提供用于使用加强元件装配工作流体容器的方法，该工作流体容器具有由围绕部界定边缘的容器开口。

[0022] 根据本发明的工作流体容器具有容器开口，该容器开口布置在容器壁中并由围绕部界定边缘。此外，该工作流体容器包括至少一个紧固装置，该紧固装置布置在工作流体容器中，并连接到与所述容器开口相对定位的容器基部。此外，该工作流体容器还包括加强元件，该加强元件可连接和/或连接到用于封闭容器开口的封闭元件，并且该加强元件可连接到紧固装置。在该情况下，通过紧固装置紧固到容器基部并通过封闭元件紧固到容器壁的加强元件抵消由工作流体容器的内部压力引起的变形。

[0023] 加强元件也可以称为支撑元件或拉杆。容器壁也可以称为上部箱壳，而容器基部也可以称为下部箱壳。加强元件和紧固装置之间以及封闭元件和容器壁之间的连接可以分别为螺纹连接、卡口连接、插入式连接、卡配连接、夹紧连接或锁扣连接的形式。

[0024] 因此根据本发明的工作流体容器在容器开口的区域中、特别是在检查开口的区域中具有增加的刚性，并因此尽管施加有来自内部的压力，即使是在检查开口的区域中，也确保工作流体容器的尺寸稳定性。其结果，可使工作流体容器受到比较大的内部压力，而不会失去其形状。其结果是，用于工作流体容器的通风、特别是燃料容器形式的工作流体容器的通风的处理可相应地减少。特别是在混合动力车辆的情况下，可避免通气同处理，因为该车辆是由其电动机驱动，并且可以安排成其中机动车辆通过其内燃机驱动的工作时间。由于减少了用于工作流体容器的通风的处理，流体地连接到工作流体容器的活性炭过滤器可以具有较小的构造，因为它的尺寸可设定用于较小的燃料蒸汽量。由于更少量的通风处理，在燃料容器内保持了增加的蒸汽压力，并因此更多的燃料在通风处理期间无需变成气相。

[0025] 相应形成的以燃料容器形式的工作流体容器特别适合于混合动力车辆，由于在混合动力车辆的情况下，流体地连接到燃料容器的活性炭过滤器由于内燃机缩短了的工作时间而较小程度地受到进气的冲刷。由于根据本发明的燃料容器可以承受相对高的内部压力，如上面已经描述的，事实上对燃料容器的通风不必提供得像从现有技术已知的那样地经常对燃料容器通风。因此可以减少吸收能力，并因此可以减小活性炭过滤器的尺寸。

[0026] 优选地，至少一个流体管线和/或至少一个电线被引导通过封闭元件。

[0027] 这具有优点如下：不具有加强元件的工作流体容器可以通过一个加强元件进行更换，该加强元件连接到和/或可连接封闭元件，使得工作流体容器的刚性可以增加。

[0028] 优选地，加强元件具有管状构造。管状结构的加强部件特别简单且因此能廉价地生产。

[0029] 优选地，该加强元件在沿其纵轴向范围中具有纵向凹部。

[0030] 在这方面，容器基部和容器壁之间的最大可传递张力可通过纵向凹部—也可称为狭槽—的数量、和通过狭槽的宽度范围来设定。因此预定断裂点可以针对性的方式引入到加强元件中，这特别是在工作流体容器的碰撞行为方面产生积极的影响。纵向凹部的长度可以用于设定加强元件的可传递张力和剪切刚度之间的比率。在这方面的最小板宽度或最大板长度受到负压加载下的弯曲的限制。工作流体容器内部的负压可例如由周围环境温度的降低或由工作流体的输送而引起。

[0031] 纵向凹部还可以进一步用于淹没加强元件的中空空间，使得能最佳地利用工作流体容器的容积。作为替代和/或除了纵向凹部以外，还可以在加强元件中设置其他开口。

[0032] 进一步地，可以以不同的方式实现一个或多个预定断裂点。例如，可在期望的位置降低加强元件的壁厚。还可以在加强元件的圆周方向提供一个穿孔，在此位置所述穿孔减少张力承载能力。

[0033] 优选地，在加强元件的内部设置有填充液位传感器。该填充液位传感器可以例如通过超声波、电容性地或通过杠杆式传感器实现为浸渍管。尽管增加了刚性，相应形成的工作流体容器最佳地利用有效容积。

[0034] 优选地，工作流体容器还包括连接到容器基部的另一个紧固装置、和通过该另一个紧固装置可连接和/或连接到容器基部的流体输送单元。

[0035] 优选地，工作流体容器包括基板，该基板接着包括所述紧固装置。由于可使用从现有技术中已知的连接技术来将基板连接到容器基部，相应形成的工作流体容器可特别简单地生产。举例说明，基板可以焊接到容器基部。作为替代，基板可以通过铆接连接方式连接到容器基部。举例说明，基板可设置有开口，当将基板压在还处于温热状态的塑性预成形件上时，容器基部的处于温热状态的塑性材料穿过该开口，使得其固化的材料形成铆接连接。

[0036] 更进一步地，本发明的目的通过一种用于使用加强元件装配工作流体容器的方法实现，该工作流体容器具有由围绕部界定边缘的容器开口。在此，该方法包括下列方法步骤：

[0037] -经由容器开口将紧固装置插入工作流体容器中；

[0038] -将紧固装置连接到容器开口相对的容器基部；

[0039] -经由容器开口将加强元件插入工作流体容器中；和

[0040] -通过封闭元件将加强元件连接到紧固装置并连接到容器壁。

[0041] 最后，本发明的目的通过一种用于使用加强元件装配工作流体容器的方法实现，该工作流体容器具有由围绕部加设边的容器开口、和连接到容器基部并与容器开口相对的紧固装置。在此，该方法包括下列方法步骤：

[0042] -经由容器开口将加强元件插入工作流体容器；和

[0043] -通过封闭元件将加强元件连接到紧固装置并连接到容器壁。

附图说明

[0044] 本发明的进一步的优点、细节和特征将如下从所解释的示例性实施例变得明显。具体地：

[0045] 图1示出了根据本发明的以燃料容器形式的工作流体容器的横截面图；

[0046] 图2示出了连接到容器基部和容器壁的加强元件的示意图，加强元件具有并产生预定的破裂点的纵向凹部；

[0047] 图3示出了根据本发明的工作流体容器在配备有加强元件之前的示意性横截面图；和

[0048] 图4示出了加强元件与之连接的、图3中所示的工作流体容器。

具体实施方式

[0049] 在后述的说明中，相同的附图标记表示相同部件或相同特征，因此相对于一个附图对一个部件的说明也适用于其他附图，从而避免了重复说明。

[0050] 图1示出了根据本发明的以燃料容器10的形式的工作流体容器10的横截面图。该燃料容器10由热塑性材料制成，旨在用于机动车辆。该工作流体容器10具有分别用以限定该燃料容器的下部箱壳14或容器基部14和上部箱壳11或容器壁11。该燃料容器10具有容器开口12，该容器开口12布置在容器壁11中，并且由围绕部13界定边缘。从图3可更清楚地看到该容器开口12。此外，燃料容器10包括卡口连接15形式的紧固装置15，该紧固装置15布置在燃料容器10中并连接到容器基部14。在这种情况下，该卡口连接15布置成与容器开口12相对。

[0051] 此外，燃料容器10包括加强管20形式的加强元件20。该加强元件20连接到外壳盖22形式的封闭元件22，该加强元件20用于封闭容器开口12，并且被构造成可连接到卡口连接15形式的紧固装置15。在这种情况下，封闭元件22通过封闭环形式的封闭装置(在图中未示出)连接到容器壁11或连接到围绕部13。

[0052] 从图1可知，在盖22中设置有流体管线23，例如燃料可通过该流体管线23被输送到燃料容器10的外部。为了通过该流体管线23将燃料输送到外部，在燃料容器10中还设置有同样地连接到容器基部14的流体输送单元16。

[0053] 虽然未在图1中示出，燃料容器10可以包括连接到容器基部14的基板。该基板接着可以包括两个紧固装置，特别是用于紧固加强元件20的一个紧固装置和用于紧固流体输送单元16的另一个紧固装置。此外，在流体容器中布置有填充液位传感器，在图1中可见填充液位传感器的两个浮子30。该浮子30通过连杆31连接到的实际填充液位传感器。

[0054] 此外，在图1中不能看见的电气线路被引导穿过盖22，例如流体输送单元可以通过该电气线路被供电和进行控制。

[0055] 从图1中可以看出，加强元件20通过紧固装置15连接到容器基部14，并通过封闭元件22连接到容器壁11。由于加强元件20连接到容器壁11和容器基部14两者，所以加强元件抵消由燃料容器10的内部压力引起的变形。

[0056] 图2示意性示出了连接到容器基部14和容器壁11的加强元件20。在这里，加强元件20在沿其纵轴向范围的壁中具有凹部21。在所示出的示例性实施例中，凹部21实现为纵向凹部21。然而，凹部21也可以在不同情况下具有任何其它希望的几何形状。

[0057] 可以通过纵向凹部21的数目和其宽度程度来设定可由加强元件20传递的最大张力。因此可以将加强元件20的预定断裂点以针对性的方式引入到加强元件20中。此外，纵向凹部21的长度可以用于设定加强元件20的可传递拉伸应力和剪切刚度之间的比值。在这方面，最小板条宽度或最大板条长度受到在负压负荷下的弯曲的限制。

[0058] 除了纵向凹部21，还可以设置至少一个附加凹部(图2中未示出)，其在安装位置优选地布置在纵向凹部21的下方。该附加凹部用于将工作容器内部空间流体连接至加强元件内部空间，使得该加强元件20的容积可以同样有效地用于工作流体。可替代地，至少一个凹部21可沿容器基部14的方向进一步延伸。

[0059] 图3示出了工作流体容器10或燃料容器10的示意性横截面图，其中加强元件20尚未连接到容器基部14与容器壁11。在所示出的示例性实施方式中，明显地示出加强元件20与封闭元件22以单个构件形成。但是，实际的加强元件20和封闭元件22当然也可以以两个构件并以可彼此连接的方式构造。如上面已经描述的，加强元件20可例如通过卡口连接而连接到紧固装置15。封闭元件22通过封闭环形式的封闭装置(在图中未示出)连接到工作流体容器10。在这种情况下，紧固环放置在封闭元件22上并通过围绕部13连接到工作流体容器10。封闭元件22布置在封闭环和容器开口12之间，并通过封闭环被压靠在包围容器开口12的容器壁11上。在封闭元件22和容器壁11之间放置有从现有技术中已知的密封装置(未示出)。封闭环和围绕部之间的连接可以为螺纹连接、卡口连接、插入式连接、卡配连接、夹紧连接或锁扣连接的形式。

[0060] 工作流体容器10可以以已知的方式、例如通过吹塑成型或注射成型的方式制备。然后，例如通过切出一个圆形，在燃料容器10中制造出一个容器开口12。可以通过容器开口
12将紧固装置15引入工作流体容器10，然后可以通过粘接、焊接、铆接或其他方法连接到容器基部14。然后通过容器开口12将加强元件20插入燃料容器10。最后，通过封闭元件22将加强元件20连接到紧固装置15和连接到容器壁11。

[0061] 容器基部14与容器壁11由加强元件20拉向彼此，并且燃料容器10因此相比加强元件20具有更大程度的箱高度。在过小的箱高度的情况下，该箱就不会关闭或者是只有用很大的力才能关闭。

[0062] 附图标记列表：

[0063] 10   工作流体容器/燃料容器

[0064] 11   容器壁/上部箱壳

[0065] 12   容器开口

[0066] 13   (容器开口的)围绕部

[0067] 14   容器基部/下部箱壳

[0068] 15   紧固装置/基板

[0069] 16   流体输送单元

[0070] 20   加强元件

[0071] 21   (加强元件中的)凹部/纵向凹部

[0072] 22   封闭元件/盖

[0073] 23   (通过封闭元件的)流体管线

[0074] 30   (填充液位传感器/杠杆式传感器的)浮子

[0075] 31   (填充液位传感器/杠杆式传感器的)杆