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特許7317116自動車の燃料容器、及び自動車の燃料容器を製造する方法、及び燃料容器のための補強部材
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-20
(45)【発行日】2023-07-28
(54)【発明の名称】自動車の燃料容器、及び自動車の燃料容器を製造する方法、及び燃料容器のための補強部材
(51)【国際特許分類】
B60K 15/03 20060101AFI20230721BHJP
B29C 49/20 20060101ALI20230721BHJP
【ＦＩ】
B60K15/03 B
B29C49/20
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2021536207
(86)(22)【出願日】2019-12-18
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-17
(86)【国際出願番号】 EP2019086061
(87)【国際公開番号】W WO2020127560
(87)【国際公開日】2020-06-25
【審査請求日】2021-06-21
(31)【優先権主張番号】102018133531.8
(32)【優先日】2018-12-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】598001467
【氏名又は名称】カウテックス テクストロン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】インゴ・レイ
(72)【発明者】
【氏名】フランク・クワント
(72)【発明者】
【氏名】デトレフ・アンカート
【審査官】渡邊 義之
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－２７８０６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５０６３３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－６８５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－５１２１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１９６４９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０３６９００４９（ＣＮ，Ｕ）
【文献】特開２００５－３０３７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０６９０２９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｋ １５／０３
Ｂ２９Ｃ ４９／２０
Ｂ２９Ｃ ５１／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器天井（２０）、容器底（２２）、および側壁（１６）を有し、燃料を貯蔵するための貯蔵容積（６）を画定するプラスチック壁（４、８４）と、前記プラスチック壁（４、８４）を補強するための１つ以上の補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）と、を備え、
少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が、前記貯蔵容積（６）から離反した前記プラスチック壁（４、８４）の外面（１０）と接続され、
前記プラスチック壁（４、８４）に対して法線方向に測定される、少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）の最大厚さ（Ｄ１）が前記プラスチック壁（４、８４）の壁厚（Ｄ２）より大きい、自動車の燃料容器（２）であって、
少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が前記側壁（１６）から前記容器天井（２０）への移行部（２４）に配置され、及び／又は少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が前記側壁（１６）から前記容器底（２２）への移行部（２６）に 配置されており、
少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）の端面側の接続領域（３０）が少なくとも部分的に、又は完全に弓形に形成され、前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が前記接続領域（３０）において前記プラスチック壁（４、８４）と材料結合的に接続されていることを特徴とする、燃料容器（２）。
【請求項2】
前記プラスチック壁（４、８４）は、前記側壁（１６）の領域において周囲側を取り囲んで互いに溶接されている第１ハーフシェル（１２、１４）と第２ハーフシェル（１２、１４）を有し、前記第１ハーフシェル（１２、１４）が前記容器天井（２０）を含む上シェルであり、
前記第２ハーフシェル（１２、１４）が前記容器底（２２）を含む下シェルであることを特徴とする、請求項１に記載の燃料容器（２）。
【請求項3】
少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が最大厚さの領域から２つの側に先細りにされ、実質的に三角形状又は鎌状の基本形を有することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の燃料容器（２）。
【請求項4】
前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が、くさび状に先細りにされた少なくとも１つの端区分（４４）を有していることを特徴とする、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の燃料容器（２）。
【請求項5】
前記端区分は、２０ｍｍ以下の端区分長さにわたって５ｍｍ以下の厚さを有していることを特徴とする、請求項４に記載の燃料容器（２）。
【請求項6】
少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）がリブ構造体（３２）を有する射出成形部品であり、並びに／又は
少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が複数の溶接ピン（３４、８６、８８）を有し、前記溶接ピンが、前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）の端面及び／若しくは前記端面に隣接する側面に配置されていることを特徴とする、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の燃料容器（２）。
【請求項7】
少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が、３つの側で前記プラスチック壁（４、８４）と接続され、端面、及び前記端面に隣接する、互いに離反した２つの横側面（３１）が前記プラスチック壁（４、８４）と材料結合的に接続されていることを特徴とする、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の燃料容器（２）。
【請求項8】
少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）と前記プラスチック壁（４、８４）との間に、アンダーカット、溝（３６）、又はそれに類するものによって少なくとも１つの形状結合的接続（６８、９４）が形成されていることを特徴とする、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の燃料容器（２）。
【請求項9】
少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）がＨＤＰＥを有するか、又はＨＤＰＥからなることを特徴とする、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の燃料容器（２）。
【請求項10】
少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が前記プラスチック壁（４、８４）の凹部若しくは陥没部（４０）に嵌め込まれ、かつ／又は
前記燃料容器（２）の容器天井（２０）と容器底（２２）との間で測定される前記燃料容器（２）の高さが３０ｃｍ以上であり、
かつ／又は
前記プラスチック壁（４、８４）に複数の前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が設けられていることを特徴とする、請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の燃料容器（２）。
【請求項11】
請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の燃料容器（２）を製造する方法であって、可塑化されたプラスチックを金型（４６）に導入することによって、燃料を貯蔵するための貯蔵容積（６）を画定するプラスチック壁（４、８４）を製作する工程と、
前記プラスチック壁（４、８４）を補強するための１つ以上の前記補強部材を前記プラスチック壁（４、８４）と接続する工程であって、前記可塑化されたプラスチックを前記金型（４６）に導入する前に、少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が前記貯蔵容積（６）から離反した前記プラスチック壁（４、８４）を有する外面（１０）と接続されるように、前記金型（４６）に前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が配置される、工程と、を含み、
少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）の、前記壁に対して法線方向に測定される最大厚さが前記プラスチック壁（４、８４）の壁厚の倍数に相当し、
前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）は、前記金型（４６）に導入する場合に、係止部材（１１０）によって前記金型（４６）に固定されることを特徴とする、方法。
【請求項12】
前記金型（４６）がブロー成形型であり、少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）を前記ブロー成形型内で膨らませることによって、前記補強部材が前記プラスチック壁（４、８４）と材料結合的及び／又は形状結合的に接続されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記金型（４６）に前記可塑化されたプラスチックを導入する場合に前記プラスチック壁（４、８４）との材料結合的接続（７０、７８、８０、９２）を形成するために、少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が端面及び／若しくは前記端面に隣接する横側面（３１）に複数の溶接ウェブ若しくは溶接ピン（３４、８６、８８）を有し、接続領域（３０）において前記溶接ウェブが網目状に分配され、若しくは前記溶接ピン（３４、８６、８８）が、点状に行及び列に設けられ、並びに／又は
前記金型（４６）に前記可塑化されたプラスチックを導入する場合に、前記プラスチック壁（４、８４）との形状結合的接続（６８、９４）を形成するために、少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が溝（３６）、アンダーカット、若しくは突出部を有することを特徴とする、請求項１１又は請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
少なくとも１つの前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が、３つの側で前記プラスチック壁（４、８４）と接続され、端面、及び前記端面に隣接する、互いに離反した２つの横側面（３１）が前記プラスチック壁（４、８４）と材料結合的に接続され、
前記可塑化されたプラスチックを導入する前に、前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）が、前記金型（４６）の針又はウェブ上に着座し、前記針又はウェブは、前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）内に突出するとともに、２つの側で前記横側面（３１）によって囲まれ、かつ前記金型（４６）の型空洞（５２）に対して少なくとも部分的に境界付けされる、請求項１１～請求項１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項15】
請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の燃料容器（２）のための補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）であって、前記補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）がグリッパにより把持するように設定されている少なくとも１つの有底穴（１１６）を有することを特徴とする、補強部材（８、３８、４２、５６、６０、６６、７４、８２、９６、９８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、燃料を貯蔵するための貯蔵容積を画定するプラスチック壁と、プラスチック壁を補強するための１つ以上の補強部材と、を備え、少なくとも１つの補強部材が、貯蔵容積から離反したプラスチック壁を有する外面と接続されている、自動車の燃料容器に関する。さらに、本発明は、この種の燃料容器を製造する方法、及び燃料容器のための補強部材に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の燃料容器は、内燃機関のための燃料を確実かつ安全に貯蔵するために用いられる。最近の燃料容器は、重量上の理由から通常、プラスチックから製造されている。特に純粋な電気走行中にエミッションを不可能にするために燃料タンクが密封されるハイブリッド車では、タンク内の圧力変動にもとづいてタンク壁が大きく変形することがあり、当該壁はその基準位置から２５ｍｍまで変形し得る。しかし車両製造業者は、全体車両に燃料タンクをしまい込むのに必要な取付空間を小さく抑えるために、１０ｍｍ以下の変形を追求する。貯蔵容積内にタンク壁の２つのハーフシェル間に延在する支柱としてタンク補強部材を設けることが知られている。しかしこの解決策には、内部に位置する補強部材により、燃料を貯蔵するために設けられた貯蔵容積の著しい低減を伴うという欠点がある。さらに、時々密封される燃料容器を有するハイブリッド車に適用するにはこの種の壁の補強では、最大許容変形１０ｍｍ以下の要求に対処し得ないことが明らかになった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
このことを背景として、本発明は、上記の欠点を有さないか、又は少なくともほとんど有さない、特に比較的少ない容積損失で確実な補強を可能にする、冒頭で述べた種類の燃料容器、及び燃料容器を製造する方法を提供するという技術的問題設定にもとづいている。
【課題を解決するための手段】
【0004】
第１の態様によれば、本発明は、燃料を貯蔵するための貯蔵容積を画定するプラスチック壁と、プラスチック壁を補強するための１つ以上の補強部材と、を備え、少なくとも１つの補強部材が、貯蔵容積から離反したプラスチック壁の外面と接続されている、自動車の燃料容器に関する。プラスチック壁に対して法線方向に測定される、少なくとも１つの補強部材の最大厚さがプラスチック壁の壁厚より大きい。
【0005】
補強部材によって壁構造を局所的に厚くする外側の補強は、公知の解決策と比べて少ない容積損失でプラスチック壁の確実な補強を可能にする。例えば、少なくとも１つの補強部材の最大厚さは、プラスチック壁の壁厚の少なくとも２倍、３倍、４倍、１０倍、又は２０倍に相当する。特に、補強部材は、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲から選択される最大厚さを有する。
【0006】
燃料容器の別の一実施形態では、プラスチック壁が、側壁の領域において周囲側を取り囲んで互いに溶接されている第１ハーフシェルと第２ハーフシェルを有し、第１ハーフシェルが容器天井を含む上シェルであり、第２ハーフシェルが容器底を含む下シェルであり、少なくとも１つの補強部材が側壁から容器天井への移行部に配置され、及び／又は少なくとも１つの補強部材が側壁から容器底への移行部に配置されていることが企図されている。
【0007】
したがって、側壁から容器底及び／又は容器天井への移行部における的確な補強を行うことができ、それにより圧力が変化した場合に、側壁の変形と容器底及び／又は容器天井の変形とを低減することができる。
【0008】
燃料容器の別の一実施形態では、少なくとも１つの補強部材が最大厚さの領域から２つの側に先細りにされ、特に実質的に三角形状又は鎌状の基本形を有する。したがって、例えば側壁から容器底及び／又は容器天井への移行部における的確な補強を形成するために、補強部材を強化アングル材のように成形することができる。燃料容器の別の一実施形態では、補強部材が少なくとも１つの先細りにされた端区分を有し、端区分は、特に２０ｍｍ以下の端区分長さにわたって５ｍｍ以下の厚さを有し、特にくさび状に先細りにされている。上述の先細りは、プラスチック壁への補強部材の改善された結合を可能にする。なぜなら、負荷下でのプラスチック壁との接続領域における切欠作用又はピーク荷重を低減できるからである。
【0009】
先細りにされた端区分は、丸みを付けた形状を有し得る。これに代えて、又はこれに加えて、端区分は、端区分に隣接する中央区分と比べて幅を広げて形成された扁平部を有し得る。これに代えて、又はこれに加えて、先細りにされた端区分は、フォーク状に分岐させて形成され得る。これに代えて、又はこれに加えて、先細りにされた端区分は貫通開口を有し得る。
【0010】
燃料容器の別の実施形態は、少なくとも１つの補強部材の端面側の接続領域が少なくとも部分的に、又は完全に弓形に形成され、補強部材が接続領域においてプラスチック壁と、特に材料結合的に接続されていることを特徴とする。したがって補強部材を燃料容器の壁の形状に適合させることができる。
【0011】
特に、側壁から容器底への移行部及び／又は側壁から容器天井への移行部は、横断面視で弓形に形成され得る。それにより緩やかな、切欠作用を低減した移行部が提供され得る。特に、補強部材の端面側の接続領域を、特に隙間なしにプラスチック壁の弓形の移行部に当接することができるか、あるいはプラスチック壁のこの種の弓形の移行部と隙間なしに、及び材料結合的に接続することができる。
【0012】
燃料容器の別の実施形態では、少なくとも１つの補強部材がリブ構造体（Ｖｅｒｒｉｐｐｕｎｇ）を有する射出成形部品であることが企図されている。このようにすることで、比較的少ない重量で剛直な補強部材を安価に提供することができる。
【0013】
これに代えて、又はこれに加えて、少なくとも１つの補強部材が複数の溶接ピンを有し、溶接ピンが、補強部材の特に端面及び／又は端面に隣接する側面に配置されている。溶接ピンは、プラスチック壁への材料結合的接続をより良くし、かつプラスチック壁の材料と部分的に、又は完全に融合され得る。プラスチック壁との材料結合的接続を作成する前に、溶接ピンは、特にワンピースに射出成形部品として提供された補強部材の一体構成部材であり得る。
【0014】
燃料容器の別の実施形態は、少なくとも１つの補強部材が、３つの側でプラスチック壁と接続され、特に端面、及び端面に隣接する、互いに離反した２つの横側面がプラスチック壁と材料結合的に接続されていることを特徴とする。したがって補強部材は、３つの側でプラスチック壁によって囲まれ、又は包囲され得、それにより補強部材とプラスチック壁との間に確実な接続が形成されている。
【0015】
特に、３つの側の各々の領域において、補強部材とプラスチック壁との間に材料結合的接続を形成することができ、それにより端面と補強部材との間の材料結合的接続、及び横側面とプラスチック壁との間にそれぞれ材料結合的接続が形成されている。特に、横側面とプラスチック壁との材料結合的接続は継ぎ目なしに端面とプラスチック壁との材料結合的接続へ移行することができる。
【0016】
燃料容器の別の実施形態は、少なくとも１つの補強部材とプラスチック壁との間に、特にアンダーカット、溝、又はそれに類するものの領域において少なくとも１つの形状結合的接続が形成されていることを特徴とする。特に、補強部材の端面の領域において、プラスチック壁との材料結合的接続が形成され、補強部材の、端面に隣接する互いに離反した２つの横側面の領域において、それぞれプラスチック壁との材料結合的接続及び形状結合的接続が形成されていることが企図され得る。したがって補強部材をプラスチック壁に確実に組み込むことができ、プラスチック壁を構造的に強化することができる。
【0017】
燃料容器の別の一実施形態では、少なくとも１つの補強部材がＨＤＰＥを有するか、又はＨＤＰＥからなることが企図されている。ＨＤＰＥなる略語は、周知のように、特に０．９４ｇ／ｃｍ３～０．９７ｇ／ｃｍ３の範囲の密度の「ハイ・デンジティ・ポリエチレン」を表す。したがって、特に容易に溶接可能な安価な補強部材を提供することができる。
【0018】
特に、補強部材とプラスチック壁との間に同じ種類の材料結合的接続が形成され、例えば補強部材がＨＤＰＥからなり、プラスチック壁のＨＤＰＥと溶接されている。
【0019】
これに代えて、補強部材はＬＤＰＥを有するか、又はＬＤＰＥからなり得る。ＬＤＰＥなる略語は、周知のように、特に０．９１５ｇ／ｃｍ３～０．９３５ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有する「ロウ・デンジティ・ポリエチレン」を表す。
【0020】
これに代えて、補強部材は、繊維強化プラスチックを有し得るか、又は繊維強化プラスチックからなり得る。このために強化繊維として短繊維、長繊維、又はエンドレス繊維を使用することができる。
【0021】
例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、又はプラスチック繊維を用いることができる。
【0022】
これに代えて、補強部材は混合素材、いわゆるブレンドを有し得るか、又は混合素材からなり得る。これは例えばＰＥ（ポリエチレン）とＰＡ（ポリアミド）、又はＰＥ（ポリエチレン）とＰＯＭ（ポリオキシメチレン）からなる素材混合物であり得る。
【0023】
プラスチック壁は、１層、２層、又は多層に形成され得る。例えばプラスチック壁は、炭化水素に対する拡散バリアとしてＥＶＯＨバリア層を有することができ、このバリア層は、２つの側でＨＤＰＥ層によって囲まれ、それにより３層の壁構造が生じる。これに代えて、ＥＶＯＨバリア層と２つの側に配置されたＨＤＰＥ層との間にそれぞれＬＤＰＥ層を付着媒介層として配置することができ、それにより５層の壁構造が生じる。「ＬＤＰＥ」なる略語は、「ロウ・デンジティ・ポリエチレン」を表す。「ＥＶＯＨ」なる略語は「エチレン・ビニルアルコール・コポリマー」を表す。
【0024】
燃料容器の別の実施形態では、少なくとも１つの補強部材がプラスチック壁の凹部又は陥没部に嵌め込まれている。したがって燃料容器の取付空間への補強部材のコンパクトな一体化を行うことができる。これに代えて、又はこれに加えて、燃料容器の容器天井と容器底との間で測定される燃料容器の高さが３０ｃｍ以上であることが企図され得る。したがって企図される補強は、高さが３０ｃｍ以上の燃料容器についても、基準位置からの壁領域の最大変位の製造業者による基準値を満たすことを可能にする。
【0025】
プラスチック壁に複数の補強部材が設けられていることが企図され得る。プラスチック壁が、例えば２つのハーフシェルを有し、特に上シェル及び下シェルを有する限りで、複数の補強部材を上シェルに設けることができ、これに代えて、又はこれに加えて、複数の補強部材を下シェルに設けることができる。補強部材の各々は、上記のように形成され得る。
【0026】
溶接に代えて、又は加えて、補強部材はプラスチック壁と形状結合的に接続され得る。その際、アンダーカットを有する補強部材の突き出す成形部材は、形状付与熱でのプラスチック壁の形状付与中にプラスチック壁によって包囲され、及び／又はプラスチック壁に貫通し、それにより冷えた状態で、プラスチック壁と成形部材との間には、破壊なしには解除可能でない形状結合的な接続が形成される。これに代えて、又はこれに加えて、補強部材に開口部を形成することができ、プラスチック壁の形状付与中にプラスチック壁の材料がこの開口部に貫通し、後方から係合し、それにより冷えた状態で、破壊なしには解除可能でない形状結合的な接続がプラスチック壁と開口部との間に形成される。
【0027】
このようにすることで、溶接できないか、又は溶接しにくい補強部材とプラスチック壁との材料の組合せも確実に互いに接続することができる。例えば、プラスチック壁がＨＤＰＥを有することができるのに対して、補強部材は、プラスチック壁のＨＤＰＥと溶接できない、又は溶接しにくいＰＯＭ、ＰＡ、デュロマ、又はＰＥを有する。例えば補強部材は、衝突時にプラスチック壁が損傷される前に砕ける、例えば硬脆材料を有することができる。
【0028】
補強部材は、２部品構成型で製造することができ、材料結合的及び／又は形状結合的及び／又は力結合的に互いに接続されている少なくとも２つの異なった素材を有することができる。これは補強部材の剛性を予想される静的及び動的な運転荷重に適合させるための２つのプラスチック、又はプラスチックと金属との組合せである。
【0029】
補強部材は、コンピュータ支援によるシミュレーションによって、その重量及び／又は剛性に関して最適化され得る。
【0030】
補強部材は、１つ以上の補強リブを有し得る。
【0031】
補強部材は、遮断される１つ以上の補強リブを有すること、及び／又はリブを有していない部分領域を有することができる。第２の態様では、本発明は、
可塑化されたプラスチックを金型に導入することによって、燃料を貯蔵するための貯蔵容積を画定するプラスチック壁を製作する工程と、
プラスチック壁を補強するための１つ以上の補強部材をプラスチック壁と接続する工程であって、可塑化されたプラスチックを金型に導入する前に、少なくとも１つの補強部材が貯蔵容積から離反したプラスチック壁の外面と接続されるように、金型に補強部材が配置される、工程と、を包含する、燃料容器、厳密には本発明による燃料容器を製造する方法において、少なくとも１つの補強部材の、壁に対して法線方向に測定される最大厚さがプラスチック壁の壁厚の倍数に相当する、方法に関する。
可塑化されたプラスチックを金型に導入することによって、燃料を貯蔵するための貯蔵容積を画定するプラスチック壁を製作する工程と、
プラスチック壁を補強するための１つ以上の補強部材をプラスチック壁と接続する工程であって、可塑化されたプラスチックを金型に導入する前に、少なくとも１つの補強部材が貯蔵容積から離反したプラスチック壁の外面と接続されるように、金型に補強部材が配置される、工程と、を包含する、燃料容器、厳密には本発明による燃料容器を製造する方法において、少なくとも１つの補強部材の、壁に対して法線方向に測定される最大厚さがプラスチック壁の壁厚の倍数に相当する、方法に関する。
【0032】
したがって、補強部材によって壁構造を局所的に厚くする外側の補強により、公知の解決策と比べて少ない容積損失でプラスチック壁の確実な補強が可能となる燃料容器を製造することができる。
【0033】
本発明の別の実施形態では、金型がブロー成形型であり、少なくとも１つの補強部材をブロー成形型内で膨らませる（Ｕｅｂｅｒｂｌａｓｅｎ）ことによって、この補強部材がプラスチック壁と材料結合的及び／又は形状結合的に接続されることが企図されている。例えば、プラスチック壁の２つのハーフシェルを作製するためのプリフォームを、共押出成形された長手方向側で分割されるチューブ材として提供することができ、プリフォームはブロー成型形内で内圧を印加することにより成形される。１つ以上の補強部材とプラスチック壁との材料結合的接続、特に溶接は、特にプリフォームの形状付与熱で行うことができる。これに代えて、プリフォームが、内圧印加によって外側で１つ以上の補強部材と接続される共押出成形されたチューブであることが企図され得る。
【0034】
可塑化されたプラスチックを金型に導入する場合にプラスチック壁との材料結合的接続を形成するために、少なくとも１つの補強部材が端面及び／又は端面に隣接する横側面に複数の溶接ピン又は溶接ウェブを有し、接続領域において溶接ウェブが、特に網目状に分配される、又は溶接ピンが点状に行及び列に設けられることが企図され得る。
【0035】
これに代えて、又はこれに加えて、金型に可塑化されたプラスチックを導入する場合に、プラスチック壁との形状結合的接続を形成するために、少なくとも１つの補強部材が溝、アンダーカット、又は突出部を有することが企図され得る。
【0036】
少なくとも１つの補強部材が、３つの側でプラスチック壁と接続され、特に端面、及び端面に隣接する、互いに離反した２つの横側面がプラスチック壁と材料結合的に接続され、可塑化されたプラスチックを導入する前に、補強部材が、金型の針又はウェブ上に着座し、針又はウェブは、補強部材内に突出するとともに、２つの側で横側面によって囲まれ、かつ金型の型空洞に対して少なくとも部分的に境界付けされることが企図され得る。それにより、プラスチック壁への補強部材のコンパクトな一体化を達成することができる。方法の別の実施形態は、少なくとも１つの補強部材が３つの側でプラスチック壁と接続され、特に端面、及び端面に隣接する、互いに離反した２つの横側面がプラスチック壁と材料結合的に接続され、可塑化されたプラスチックを導入する前に、補強部材が２つの型挿入物間に収容され、型挿入物は、補強部材を金型の型空洞に対して少なくとも部分的に境界付けすることを特徴とする。
【0037】
好適な一実施形態では、補強部材が、金型に導入する場合に係止部材によって金型に固定されることが提案される。
【0038】
係止部材とは、金型と補強部材とを形状結合的及び／又は力結合的に接続できるように設定されている部材と解される。
【0039】
補強部材が金型への導入後に係止部材によって保持及び／又は固定され得ることが達成され得ることが有利である。
【0040】
このように提供される接続によって、補強部材は、殊に、係止部材による金型との係止後には金型内で移動し得ず、それにより製造された燃料容器の形状公差及び位置公差を有利に改善することができる。
【0041】
殊に、係止部材が押圧片として、特にばね弾性の押圧片として形成されている。ばね弾性の押圧片は、押圧体、特に球及び／又は押圧ピンに作用する内部に位置するばねを有する機械部品である。このようにして、補強部材を有利にも簡単に金型内に安定的に取り付けることができ、成形される燃料容器を成形するために補強部材を同時に再び容易に取り外すことができる。これに加えて、係止部材はクリップ構造体（Ｖｅｒｋｌｉｐｓｕｎｇ）とも解され得る。特にその場合、特に補強部材に成形され、金型に係合するように、かつ金型と補強部材との間に形状結合的及び／又は力結合的接続を作成するように設定されているクリップ構造体が考えられる。
【0042】
これによって有利にも金型における補強部材の収容を簡素化することができ、同時に保守の必要数が少なくなるように形成することができることが達成され得る。
【0043】
これに代えて、クリップ構造体を金型内に成形することもできる。
【0044】
明確に述べておきたいのは、第２の態様の主題を本発明の上記の態様の主題と有利に組合せ可能であり、厳密には、単独で、又は任意の組合せで累積的に組み合わせることができるということである。
【0045】
明確に述べておきたいのは、本明細書中で提案される係止部材を金型内で他の用途にも用いることができるということである。第３の態様では、本発明は、燃料容器、特に本発明の第１の態様による燃料容器のための補強部材であって、グリッパによって把持するように設定されている少なくとも１つの有底穴を有する、補強部材に関する。
【0046】
特に、補強部材がグリッパによって把持するように設定されている少なくとも２つの有底穴を有することも考えられる。
【0047】
殊に、有底穴は、補強部材の、指定されて燃料容器のプラスチック壁と接触する側に配置されているように成形されている。
【0048】
換言すると、有底穴は、殊に、補強部材が金型に導入された、及び／又は係止された場合に金型のキャビティの内部に向けられるように方向合わせされている。
【0049】
したがって、グリッパは、有底穴を用いて補強部材を把持し、補強部材を金型内に導入することができる。殊に、有底穴は、グリッパと補強部材との形状結合を有利に可能にするアンダーカットを有する。
【0050】
明確に述べておきたいのは、本発明の第３の態様の主題を前述の態様の主題と有利に組合せ可能であり、厳密には単独で、又は任意の組合せで累積的に組み合わせることができるということである。以下、本発明を、実施例を示す図面をもとにして詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【発明を実施するための形態】
【0052】
図１は、自動車の燃料容器２を示す。燃料容器２は、燃料を貯蔵するための貯蔵容積６を画定するプラスチック壁４を有する。
【0053】
燃料容器２は、プラスチック壁４を補強するための複数の補強部材８を有する。そのうちの３つにのみ例示的に参照符号が付されている補強部材８は、プラスチック壁４の、貯蔵容積６から離反した外面１０と接続されている。プラスチック壁４に対して法線方向に測定される、それぞれの補強部材８の約４５ｍｍの最大厚さＤ１は、プラスチック壁４の壁厚Ｄ２より大きい。
【0054】
プラスチック壁４は、第１ハーフシェル１２と第２ハーフシェル１４とを有する。ハーフシェル１２、１４は、プラスチック壁４の側壁１６の領域において、溶接継ぎ目１８に沿って周囲側を取り囲んで溶接されている。
【0055】
第１ハーフシェル１２は、容器天井２０を含む上シェルである。第２ハーフシェル１４は、容器底２２を含む下シェルである。複数の補強部材８が、それぞれ側壁１６から容器天井２０への弓形の移行部２４に配置されているか、又は側壁１６から容器底２２への弓形の移行部２６に配置されている。
【0056】
【0057】
補強部材８は、最大厚さＤ１の領域２８から２つの側に先細りにされ、かつ実質的に鎌状又は月状の基本形を有する。補強部材８が端面側でプラスチック壁と溶接される端面側の接続領域３０は弓形に形成されている。
【0058】
ここでは補強部材８が射出成形部品として形成され、リブ構造体３２を有する。補強部材８の端面３０には、プラスチック壁４との材料結合的接続を作成するために用いられる複数の溶接ピン３４が行及び列に並べて配置されている。
【0059】
別の実施形態では、点状の溶接ピンに代えて、又はこれに加えて、材料結合的接続を作成するための網目状又は格子状のウェブ構造を設けることができる。
【0060】
図２に示されるように、補強部材は、それぞれ３つの側でプラスチック壁４と接続され、端面３０、及びこれに加えて端面３０に隣接する、互いに離反した２つの横側面３１がプラスチック壁４と材料結合的に接続されている。
【0061】
さらに、補強部材８には、形状結合的接続を作成するために溝３６が設けられている。溝３６は、補強部材８の横側面３１に作り込まれ、溶接ピン３４と同様に射出成形法で補強部材８にワンピースに形成されている。ここでは補強部材８がＨＤＰＥからなる。
【0062】
図２から見て取れるように、補強部材８はプラスチック壁４に嵌め込まれ、それにより補強部材８は、それぞれプラスチック壁４の凹部又は陥没部に着座する。
【0063】
燃料容器２の容器天井２０と容器底２２との間で測定される高さＨ１はここでは３０ｃｍを超える。図４は、補強部材８に代えて、又はこれに加えてプラスチック壁４に設けられ得る本発明による燃料容器２のための補強部材３８の一変形形態を示す。補強部材３８は、横側面の領域に陥没部４０が設けられ、それにより壁４に取り付けられた状態で、燃料容器２のプラスチック壁４に小突起状に形状結合的に接続されるという点で上述の補強部材８と区別される。
【0064】
この小突起状の形状結合的接続は、特に燃料容器と補強部材との間で力を受けるのに適し、それにより燃料容器を付加的に強化できるという利点を生ぜしめる。殊に、陥没部４０を貫通穴として形成することができ、それにより壁４に取り付けられた状態で、燃料容器２のプラスチック壁４と形状結合的に接続される。
【0065】
特に好ましくは、陥没部４０が少なくとも２つの異なった直径で成形され得る。その場合、特に、具体的には陥没部４０のより大きい直径が指定されて壁４から離反した側に配置される有利な実施形態が考えられ、それによって壁４に取り付けられた状態で燃料容器２のプラスチック壁４との形状結合的接続が生じ、この実施形態は、殊に、陥没部４０の直径が異なることによりアンダーカットを有している。この種のアンダーカットは、陥没部４０の軸方向に特に負荷可能である。
【0066】
貫通穴として形成された陥没部４０の別の利点は、これをブロー成形プロセス中に排気部（Ｅｎｔｌｕｅｆｔｕｎｇ）として利用することができ、それにより可塑化されたプラスチックは、貫通穴として形成された陥没部４０に逆圧なしに最適に入り込むことができる。
【0067】
これに代えて、プラスチック壁との形状結合的接続及び材料結合的接続を容易にするために横側面の領域に同じように溶接ピン若しくは小突起又はウェブ構造を設けることができる。
【0068】
図５は、補強部材８及び／又は３８に代えて、又はこれに加えて、プラスチック壁４を補強するために本発明による液体容器２に設けることができる補強部材４２の別の実施形態を示す。補強部材４２は、端区分長さＬ１にわたって５ｍｍ以下の厚さＤ３を有する先細りにされた端区分４４を特徴とする。端区分長さＬ１は約２０ｍｍである。
【0069】
補強部材３８及び４２は、ここでも同様にＨＤＰＥからなる。
【0070】
本発明による燃料容器を製造するために、複数の補強部材８、３８及び／又は４２が金型４６内に配置される（図５）。
【0071】
ここでは、金型４６はブロー成形型であり、それにより図示された補強部材８及び３８は、ブロー成形型４６内での圧力印加及びプラスチック壁４の成形時にプラスチック壁と溶接される。溶接は、ここでは圧力印加及びブロー成形型４６への導入前に押出成形されたプリフォームの形状付与熱により行われる。
【0072】
補強部材８は、ここではウェブ４８上に着座し、ウェブは、補強部材８の裏側の収容部５０（図２を参照）内に突出し、それにより図２の図示のとおりに、補強部材８が成形されたプラスチック壁４によって３つの側で包囲され得る。したがって、ウェブ４８は、補強部材８の横側面３１によって２つの側で囲まれ、金型４６の型空洞５２に対して境界付けされる。これに対して、補強部材３８（図６）は、２つの型挿入物５４間に保持され、これらの型挿入物のうちの型挿入物５４のみが示された図示に見て取れる。型挿入物５４は、補強部材３８を型空洞５２に対して部分的に２つの側で囲み、それにより図７に例示的に示されたプラスチック壁４への補強部材３８の組込みが生じる。
【0073】
【0074】
図８は、変形形態ｂ）において、プラスチック壁との接続領域における荷重を軽減するために丸みを有する端区分４４の一形態を示す。
【0075】
図８は、変形形態ｃ）では、付加的に幅を広げた端側の丸みを示す。
【0076】
図８は、変形形態ｄ）において、補強部材の隣接する中央区分に対して幅を広げ、それに加えてフォーク状の端区分４４の一実施形態を示す。
【0077】
図８は、変形形態ｅ）において、貫通開口又は穴を有する端区分４４を示す。
【0078】
端区分４４の上記のすべての実施形態又は変形形態は、端区分と壁との接続領域におけるピーク応力を低減するために用いられる。
【0079】
【0080】
補強部材５６は、補強部材５６に複数の貫通開口５８が形成され、補強部材５６をプラスチック壁の形状付与熱でプラスチック壁と接続した場合にプラスチック壁の材料がこれらの貫通開口を貫通し、それにより当該プラスチック壁と補強部材５６との間にリベットのような接続が生じ、このリベットのような接続は、冷えた材料が補強部材５６の内部空間内に延在するとともに、貫通開口５８に側方で後方から係合し、それにより形状結合的な、かつ破壊なしには解除可能でない接続が形成されるという点で上記の変形形態と区別される。
【0081】
【0082】
【0083】
【0084】
【0085】
図１１ｂは、プラスチック壁７６を有する補強部材７４を示し、補強部材７４と割り当てられたプラスチック壁７６との間に側方の材料結合的接続７８及び端面側の材料結合的接続８０が形成されている。
【0086】
ＩＳＡ／ＥＰ 訂正書（規則９１）図１１ｃは、補強部材８２と割り当てられたプラスチック壁８４との間の接続の一変形形態を示し、補強部材８２が、端面側に配置された溶接ピン８６と、それに加えて切欠き９０に配置された溶接ピン８８と、を有する。
【0087】
したがって端面側に材料結合的接続９２と側方に材料結合的及び形状結合的接続９４が形成され得る。
【0088】
図１２は、補強部材の可能な横断面形状の３つの変形形態を示し、変形形態ａ）及びｂ）はそれぞれ、それぞれ割り当てられた壁１００、１０２によって包囲される補強部材９６又は９８の台形状の横断面を示す。補強部材１０４は、図１２ｃでは横断面視で、実質的に矩形に形成され、かつ割り当てられた壁１０６によって３つの側で包囲されている。
【0089】
図１３は、補強部材８の一変形形態の中心断面図を示し、補強部材８は、横方向に実質的に三角形の形状を有する。補強部材８の壁には両側に複数の溝３６が配置され、これらの溝は、補強部材８と指定されて補強部材８と接続された燃料容器（図示せず）との間の形状結合的接続を可能にする。
【0090】
指定されて燃料容器と接続された壁から離反した側に、プラスチック部品６４が補強部材８を補強するために設けられている。補強部材８の上面上には、同様に燃料容器（図示せず）と接続するように設定されている複数の溶接ピン３４が配置されている。
【0091】
図１４は、同様に長手方向に実質的に三角形の横断面を有する補強部材３８を示す。補強部材は、溝３６及び溶接ピン３４の他に、グリッパによって把持するように設定されている２つの有底穴１１６も有する。
【0092】
補強部材３８は、有底穴１１６によりグリッパ（図示せず）によって確実に把持され、位置決めされ、かつ再び離され得る。
【0093】
特に、補強部材３８は、有底穴１１６によりグリッパ（図示せず）によって再現可能に金型（図示せず）内に位置決めされ、場合によっては固定もされ得る。
【0094】
図１５は、溝３６及び溶接ピン３４の他に複数の陥没部４０を有し、陥没部４０が貫通穴として形成されている別の補強部材３８を示す。
【0095】
陥没部４０は、指定された燃料容器（図示せず）との形状結合的接続を可能にし、さらに排気部として適し、それにより可塑化されたプラスチックが、貫通穴として形成された陥没部４０に逆圧なしに最適に入り込むことができる。図１６ａは、球（特に符号を付さず）として形成された押圧体（特に符号を付さず）を有する、内部に位置するばね（図示せず）の形式の係止部材１１０を有する金型４６の詳細図を示す。
【0096】
係止部材１１０は、金型４６内の補強部材８の簡単な、かつ正確な位置の固定を可能にする。
【0097】
図１６ｂは、係止部材１１０と、この係止部材１１０により金型４６に固定された補強部材８と、を有する金型４６を示す。
【符号の説明】
【0098】
２ 燃料容器
４ プラスチック壁
６ 貯蔵容積
８ 補強部材
１０ 外面
１２ ハーフシェル
１４ ハーフシェル
１６ 側壁
１８ 溶接継ぎ目
２０ 容器天井
２２ 容器底
２４ 移行部
２６ 移行部
２８ 領域
３０ 接続領域
３２ リブ構造体
３４ 溶接ピン
３１ 横側面
３６ 溝
３８ 補強部材
４０ 陥没部
４２ 補強部材
４４ 端区分
４６ 金型
４８ ウェブ
５０ 収容部
５２ 型空洞
５４ 型挿入物
５６ 補強部材
５８ 貫通開口部
６０ 補強部材
６２ プラスチック部品
６４ プラスチック部品
６６ 補強部材
６８ 複数の形状結合的接続
７０ 材料結合的接続
７２ プラスチック壁
７４ 補強部材
７６ プラスチック壁
７８ 複数の材料結合的接続
８０ 材料結合的接続
８２ 補強部材
８４ プラスチック壁
８６ 複数の溶接ピン
８８ 複数の溶接ピン
９０ 切欠き
９２ 材料結合的接続
９４ 形状結合的接続
９６ 補強部材
９８ 補強部材
１００ 壁
１０２ 壁
１０４ 補強部材
１０６ 壁 ３つの側
１１０ 係止部材
１１６ 有底穴
Ｈ１ 高さ
Ｄ１ 厚さ
Ｄ２ 壁厚
Ｄ３ 厚さ
４ プラスチック壁
６ 貯蔵容積
８ 補強部材
１０ 外面
１２ ハーフシェル
１４ ハーフシェル
１６ 側壁
１８ 溶接継ぎ目
２０ 容器天井
２２ 容器底
２４ 移行部
２６ 移行部
２８ 領域
３０ 接続領域
３２ リブ構造体
３４ 溶接ピン
３１ 横側面
３６ 溝
３８ 補強部材
４０ 陥没部
４２ 補強部材
４４ 端区分
４６ 金型
４８ ウェブ
５０ 収容部
５２ 型空洞
５４ 型挿入物
５６ 補強部材
５８ 貫通開口部
６０ 補強部材
６２ プラスチック部品
６４ プラスチック部品
６６ 補強部材
６８ 複数の形状結合的接続
７０ 材料結合的接続
７２ プラスチック壁
７４ 補強部材
７６ プラスチック壁
７８ 複数の材料結合的接続
８０ 材料結合的接続
８２ 補強部材
８４ プラスチック壁
８６ 複数の溶接ピン
８８ 複数の溶接ピン
９０ 切欠き
９２ 材料結合的接続
９４ 形状結合的接続
９６ 補強部材
９８ 補強部材
１００ 壁
１０２ 壁
１０４ 補強部材
１０６ 壁 ３つの側
１１０ 係止部材
１１６ 有底穴
Ｈ１ 高さ
Ｄ１ 厚さ
Ｄ２ 壁厚
Ｄ３ 厚さ
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8a)】
【図8b)】
【図8c)】
【図8d)】
【図8e)】
【図9a)】
【図9b)】
【図10a】
【図10b】
【図10c】
【図11a】
【図11b】
【図11c】
【図12a)】
【図12b)】
【図12c)】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16a】
【図16b】