WO2008064848A1 - Verfahren zum herstellen eines nutzfahrzeugtanks - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Nutzfahrzeugtanks (1) aus Kunststoff ist vorgesehen, aus einem Kunststoff zwei geschlossene Behälter herzustellen, welche Endsegmente (2) des Tankes bilden und jeweils zwei quer zur Tanklängsrichtung verlaufende Bodenflächen sowie eine umlaufende, die Tankwand bildende Wandfläche (4) aufweisen. Jeweils eine der Bodenflächen bildet eine Tankstirnwand. Die andere Bodenfläche ist gegenüber dem stirnseitigen Ende der zugeordneten Wandfläche versetzt, so dass ein umlaufender Überstand (5) gebildet wird. Eines der beiden Endsegmente weist einen umlaufenden Überstand mit einem verringerten Durchmesser auf, so dass die Überstände ineinander gesteckt werden können. Alternativ dazu kann zwischen den Endsegmenten wenigstens ein weiteres Modul (6) eingesetzt werden, welches als geschlossener Behälter aus einem Kunststoff hergestellt wird und jeweils zwei zur Tanklängsrichtung verlaufende Bodenflächen sowie eine umlaufende, die Tankwand bildende Wandfläche aufweist. Die beiden Bodenflächen des weiteren Moduls sind dabei gegenüber dem zugeordneten stirnseitigen Ende der Wandfläche versetzt, so dass ein umlaufender Überstand gebildet wird, der geeignet ist, mit einem umlaufenden Überstand eines angrenzenden Endsegments oder eines weiteren Moduls zusammengesteckt zu werden. Die zur Verbindung vorgesehene Kontaktfläche zweier Überstände wird mittels einem Schweißverfahren gleichzeitig aufgeschmolzen.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Nutzfahrzeugtanks

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Nutzfahrzeugtanks aus Kunststoff.

Die Erfindung betrifft auch eine nach dem Verfahren hergestellten Kunststofftank für Nutzfahrzeuge.

Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Kraftstoffbehälter aus Kunststoff bereits bekannt. Diese bieten den Vorteil, dass Kunststoff ein verglichen mit herkömmlichem Stahl relativ leichter Werkstoff ist, der darüber hinaus einfach, schnell und kostengünstig bearbeitet werden kann. Ein weiterer Vorteil von Kunststoff besteht darin, dass dieser, verglichen mit Metallen, bessere Gestaltungsmöglichkeiten bietet.

Hinsichtlich dem allgemeinen Aufbau von Kraftstoffbehältern aus Stahl oder Aluminium wird auf die DE 203 14 249 verwiesen.

Aus der DE 44 42 780 C2 ist ein Treibstofftank für Luftfahrzeuge bekannt, der aus mehreren identischen oder annähernd identischen topfartigen Elementen zusammengefügt ist. Jedes dieser Elemente weist eine quer zur Tanklängsrichtung orientierte Bodenfläche sowie eine umlaufende, unmittelbar die Tankwand bildende Wandfläche auf. Die Bodenflächen der Elemente bilden die strukturversteifenden Schottwände im Tankinneren und die beiden Tankstirnwände. Die im Tankinneren befindlichen Bodenflächen der Elemente sind wahlweise mit Öffnungen für den Treibstofffluss versehen oder dicht ausgeführt. Die Elemente können in Kunststoff- und/oder Metallbauweise hergestellt werden. In einer Ausgestaltung der Elemente aus Kunststoff ist vorgesehen, dass die Elemente im Fugenbereich miteinander verklebt sind. In einer Ausgestaltung aus Metall ist vorgesehen, dass die Elemente durch Kleben, Nieten, Schrauben, Schweißen oder durch Kombinationen dieser Fügemethoden verbunden sind.

Im Bereich der Personenkraftwagen, bei denen Tankvolumen von 50 bis 100 Liter üblich sind, ist eine Ausgestaltung der Tanks aus Kunststoff in vielfältiger Weise bekannt. In der Theorie sind, wie sich beispielsweise aus der DE 44 42 780 C2 ergibt, Überlegungen bezüglich der Ausbildung von großvolumigen Treibstofftanks aus Kunststoff für Luftfahrzeuge zu finden. Derartige Überlegungen finden sich vereinzelt auch betreffend der Herstellung von großvolumigen Nutzfahrzeugtanks, welche im Allgemeinen 300 bis 1.500 Liter Kraftstoff beinhalten. Es finden sich jedoch in der Praxis noch keine Lösungen, wie tatsächlich ein großvolu- miger Nutzfahrzeugtank aus Kunststoff in Großserienproduktion hergestellt werden könnte. Ein derartiger Nutzfahrzeugtank müsste zum Einen einfach und kostengünstig herstellbar sein. Zum Anderen müsste ein derartiger Nutzfahrzeugtank hohen Crash-Anforderungen genügen und insbesondere an den Verbindungsstellen auch den im Dauerbetrieb eines Nutzfahrzeugs entstehenden Schwingungen und Resonanzen widerstehen können. Bei Nutzfahrzeugen, insbesondere bei Nutzfahrzeugen, die im schweren Gelände im Einsatz sind, ist eine hohe Stabilität des Nutzfahrzeugtanks erforderlich.

Im Rahmen einer kostengünstigen Produktion ist es zudem wünschenswert, Nutzfahrzeugtanks mit unterschiedlichen Längen möglichst standardisiert herzustellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Nutzfahrzeugtanks aus Kunststoff zu schaffen, welches in einfacher und kostengünstiger Weise die Herstellung eines Nutzfahrzeugtanks mit einer hohen Stabilität und Dauerfestigkeit ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst.

Zur kostengünstigen und einfachen Herstellung eines stabilen Nutzfahrzeugtanks hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn zunächst aus einem Kunststoff zwei geschlossene Behälter hergestellt werden, welche Endsegmente des Tanks bilden sollen. Dies kann beispielsweise durch ein bekanntes Rotationssinterverfahren erfolgen. Die herzustellenden geschlossenen Behälter sollen dabei jeweils zwei quer zur Tanklängsrichtung verlaufende Bodenflächen sowie eine umlaufende, die Tankwand bildende Wandfläche aufweisen. Dabei soll eine der Bodenflächen eine Tankstirnwand bilden und die andere Bodenfläche gegenüber dem stirnseitigen Ende der zugeordneten Wandfläche versetzt sein, so dass ein Überstand gebildet wird. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, dass die Bodenfläche gegenüber der Wandfläche in Richtung auf den Behälterinnenraum zurückversetzt ist, so dass ein Teil der Wandfläche einen umlaufenden Überstand bildet. Die Herstellung eines derart geschlossenen Behälters aus Kunststoff stellt mit dem bekannten Stand der Technik keine Probleme dar. Neben dem Rotationssintern könnte hierzu auch ein Blasverfahren oder ein Rapid-Prototyping-Verfahren eingesetzt werden.

Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind weitere Verfahren zum Herstellen von hohlen Kunststoffkörpern bekannt.

Erfindungsgemäß ist gemäß Merkmal 1.2.1 vorgesehen, dass eines der beiden Endsegmente einen umlaufenden Überstand mit einem verringerten Durchmesser aufweist, so dass die umlaufenden Überstände ineinander bzw. zusammengesteckt werden können. Die zur Verbindung vorgesehenen Kontaktflächen der beiden zugeordneten Überstände sollen erfindungsgemäß mittels einem Schweißverfahren gleichzeitig aufgeschmolzen werden. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Kontaktflächen vor dem Zusammenstecken aufgeschmolzen werden.

Dadurch, dass die Behälter mit Überständen ausgebildet werden, ergibt sich eine besonders stabile Verbindung zwischen den beiden Behältern. Die beiden Behälter weisen ohnehin, da diese in einem Stück jeweils als geschlossene Behälter ausgebildet sind, eine hohe Stabilität auf. Die Stabilität des danach hergestellten Nutzfahrzeugtanks wird weiterhin dadurch erhöht, dass die Überstände ineinander gesteckt werden, wodurch sich bereits eine gewisse mechanische Festigkeit ergeben kann und zudem eine große Kontaktfläche zur Verfügung gestellt wird. Eine hohe Festigkeit der Verbindung ergibt sich dadurch, dass ein Schweißverfahren eingesetzt wird, bei dem die Kontaktstellen gleichzeitig aufgeschmolzen werden.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet dabei nicht nur eine hohe Stabilität, sondern ist zudem einfach und kostengünstig herstellbar, da sowohl das Herstellen von geschlossenen Behältern, beispielsweise im Rotationssinterverfahren, als auch die Verbindung der beiden Behälter über deren Überstände mittels einem Schweißverfahren einfach und kostengünstig durchführbar ist.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass ein Nutzfahrzeugtank auch dadurch geschaffen werden kann, dass zwischen den Endsegmenten wenigstens ein weiteres Modul eingesetzt wird. Das Modul kann dabei als geschlossener Behälter aus einem Kunststoff hergestellt werden und jeweils zwei quer zur Tanklängsrichtung verlaufende Bodenflächen sowie eine umlaufende, die Tankwand bildende Wandfläche aufweisen. Vorgesehen ist dabei, dass die beiden Bodenflächen gegenüber dem zugeordneten stirnseitigen Ende der Wandfläche versetzt sind, so dass ein umlaufender Überstand gebildet wird. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass die Bodenfläche gegenüber der Wandfläche in Richtung auf den Behälterinnenraum zurückversetzt sind, so dass ein Teil der Wandfläche einen umlaufenden Überstand bildet. Ein derartiger Behälter lässt sich mit den bereits beschriebenen Verfahren einfach und kostengünstig herstellen. Erfindungsgemäß soll dabei des weiteren vorgesehen sein, dass der Überstand (z. B. mittels einer Verjüngung) geeignet ist, mit einem umlaufenden Überstand eines angrenzenden Endsegments oder eines weiteren Moduls zusammengesteckt zu werden. Die zur Verbindung vorgesehenen Kontaktflächen zweier zugeordneter Überstände werden - vorzugsweise vor dem Zusammenstecken - mittels einem Schweißverfahren gleichzeitig aufgeschmolzen.

Durch diese erfindungsgemäße Lösung ist es auf einfache Weise möglich, verschieden lange Nutzfahrzeugtanks herzustellen. Hierzu muss lediglich zwischen den beiden Endsegmenten, die jeweils eine Tankstirnwand bilden, ein entsprechend langes Modul oder gegebenenfalls mehrere Module eingesetzt werden. Ein Nutzfahrzeugtank mit einer Länge von 1.100 mm kann beispielsweise zwei Endsegmente aufweisen, die jeweils eine Länge von 300 mm haben, und ein Modul mit einer Länge von 500 mm. Ein Nutzfahrzeugtank mit einer Gesamtlänge von 1.300 mm kann auf dieselben Endsegmente zurückgreifen, mit dem Unterschied, dass das dazwischen anzubringende Modul eine Länge von 700 mm aufweist. Bei einem besonders kleinen Nutzfahrzeugtank, der beispielsweise lediglich eine Länge von 600 mm aufweisen soll, kann auf das zusätzliche Modul vollständig verzichtet werden. In diesem Fall werden die Behälter, wie gemäß Merkmal 1.2.1 vorgesehen, direkt in der beschriebenen Art und Weise miteinander verbunden. Die Merkmale 1.2.1 und 1.2.2 sind zueinander Alternativen, um eine große Vielfalt an Nutzfahrzeugtanks herstellen zu können. Ein besonders geeigneter Nutzfahrzeugtank ergibt sich aus dem Verfahren nach Anspruch 24.

Die Verbindung zwischen den Behältern und den Modulen erfolgt unabhängig von deren Größe jeweils durch dieselbe Verbindungstechnik, nämlich ein Schweißverfahren, bei dem die Kontaktflächen zweier Überstände gleichzeitig aufgeschmolzen werden. Ein Heiz-Spiegel-Schweißverfahren hat sich hierfür als besonders geeignet herausgestellt. Zum gleichzeitigen Aufschweißen von zwei Kontaktflächen sind jedoch aus dem allgemeinen Stand der Technik auch weitere Schweißverfahren, z. B. Ultraschallschweißen und Laserschweißen, bekannt.

In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen dem stirnseitigen Ende eines außenseitig aufgesteckten Überstandes eines Moduls oder Endsegments und dem stirnseitigen Ende des angrenzenden Moduls oder Endsegments ein ringförmiger Spalt zur Aufnahme von geschmolzenem Kunststoff vorgesehen werden. Ein derartiger Spalt kann beispielsweise dadurch gebildet werden, dass der außenseitig aufzusteckende Überstand nur so weit auf das angrenzende Endsegment oder das angrenzende Modul aufgeschoben wird, dass ein kleiner Spalt, beispielsweise von 1 bis 3 mm, in dem Bereich verbleibt, in dem sich die Verjüngung des Überstands des anderen Moduls oder Endsegments befindet.

Eine Ausbildung eines derartigen Spaltes hat sich als vorteilhaft herausgestellt, um zu vermeiden, dass durch das Schweißverfahren aufgeschmolzener Kunststoff unkontrolliert austritt.

Eine besonders gute Verbindung zwischen den einzelnen Modulen oder Endsegmente ergibt sich, wenn die Überstände eine Länge in Tanklängsrichtung von 10 bis 200 mm, vorzugsweise 30 bis 50 mm, aufweisen. Von Vorteil ist es, wenn die Bodenflächen wahlweise mit Öffnungen für den Treibstofffluss versehen werden. Alternativ oder ergänzend dazu können die Bodenflächen wahlweise auch vollständig entfernt werden. Durch das vollständige Entfernen der Bodenflächen oder das Versehen der Bodenflächen mit Öffnungen ist es möglich, einen Nutzfahrzeugtank mit einem großen und zusammenhängenden Tankinnenraum bzw. Befüllraum zu schaffen. Insofern die Bodenflächen nicht entfernt werden oder keine Öffnungen eingebracht werden, wird erreicht, dass der Nutzfahrzeugtank zwei oder mehrere voneinander getrennte Befüllräume aufweist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn einer der Befüllräume zur Aufnahme eines Betriebsstoffes und nicht zur Aufnahme eines Kraftstoffes ausgebildet ist. Bei dem Betriebsstoff kann es sich vorzugsweise um einen Harnstoff oder um eine Harnstofflösung handeln. Insofern der Nutzfahrzeugtank zwei Behälterinnenräume aufweist, ist es vorteilhaft, wenn der kleinere Behälterinnenraum zur Aufnahme der Betriebsstofflösung bzw. des Harnstoffs oder der Harnstofflösung ausgebildet ist. In besonders einfacher Weise lässt sich dies dadurch erreichen, wenn eines der Endsegmente als geschlossener Behälter verbleibt, d. h. dass dessen Bodenfläche nicht entfernt und nicht mit Öffnungen versehen wird.

Vorgesehen sein kann auch, dass der kleinere Befüllraum zur Aufnahme eines alternativen Kraftstoffs ausgebildet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.

Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung prinzipmäßig dargestellt. Es zeigt :

Fig. Ia einen Längsschnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Nutzfahrzeugtank, bevor die Segmente zusammengesetzt sind;

Fig. Ib einen Längsschnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Nutzfahrzeugtank, nach dem Zusammensetzen der Segmente;

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Nutzfahrzeugtank;

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Nutzfahrzeugtank in einem Bereich, in dem zwei Segmente zusammengesteckt sind, wobei die die Segmente trennende Bodenfläche mit Öffnungen versehen ist;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Nutzfahrzeugtank gemäß Fig. 1 mit einem verlängerten Zwischensegment in einer Ausgestaltung zur Aufnahme eines Kraftstoffes und eines Betriebsstoffes;

Fig. 5 ein prinzipmäßiger Verfahrensverlauf zum Herstellen eines Nutzfahrzeugtanks;

Fig. 6 eine prinzipmäßige Darstellung des Aufschmelzens der Segmente; und

Fig. 7 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugtanks . Nutzfahrzeugtanks und Verfahren zum Herstellen von Nutzfahrzeugtanks sind aus dem allgemeinen Stand der Technik hinlänglich bekannt, weshalb nachfolgend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Merkmale näher eingegangen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in besonderer Weise zur Herstellung von großvolumigen Nutzfahrzeugtanks aus Kunststoff mit einem Volumen von 300 bis 1.500 Litern.

In besonderer Weise eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Nutzfahrzeugtanks mit zwei voneinander getrennten Befüllräumen, die zwei verschiedene Medien aufnehmen. Dabei kann ein Befüllraum - vorzugsweise der größere - zur Aufnahme eines Kraftstoffs, beispielsweise Diesel, und der andere Befüllraum zur Aufnahme eines Betriebsstoffes, beispielsweise einem Harnstoff oder einer Harnstofflösung, ausgebildet sein. Der kleinere Befüllraum kann auch zur Aufnahme alternativer Kraftstoffe dienen.

Zur Verbesserung der Wirksamkeit von Katalysatoren ist es vorteilhaft, geringe Mengen Harnstoff bzw. eine Harnstofflösung einzuspritzen. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht nun einen einfachen Transport des Harnstoffes.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen einen Nutzfahrzeugtank 1, welcher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird. Hierbei ist zunächst vorgesehen, dass aus einem Kunststoff zwei geschlossene Behälter hergestellt werden, welche Endsegmente 2 des Nutzfahrzeugtanks 1 bilden. Die geschlossenen Behälter bzw. die Endsegmente 2 weisen jeweils zwei quer zur Tanklängsrichtung verlaufende Bodenflächen 3 sowie eine umlaufende, die Tankwandung bildende Wandfläche 4 auf. Jeweils eine der Bodenflächen 3 der Endsegmente 2 bildet dabei eine Tankstirnwand 3a. Die andere Bodenfläche 3 ist gegenüber dem stirnseitigen Ende der zugeordneten Wandfläche 4 versetzt, so dass ein umlaufender Überstand 5 gebildet wird.

Gemäß einer der Ausführungsformen der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, dass eines der beiden Endsegmente 2 einen umlaufenden Überstand 5 mit einem verringerten Durchmesser bzw. Querschnitt aufweist, so dass die umlaufenden Überstände 5 der beiden Endsegmente 2 ineinander gesteckt werden können. Im Ausführungsbeispiel ist dies nicht dargestellt. Im Ausführungsbeispiel dargestellt ist die zweite erfindungsgemäße Möglichkeit, nämlich dass zwischen den Endsegmenten 2 wenigstens ein weiteres Modul 6 eingesetzt wird.

Gemäß den in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass zwei Module 6, 6a eingesetzt werden. Die Module βa, βb sind dabei jeweils als geschlossene Behälter aus einem Kunststoff hergestellt. Die Module 6a, 6b weisen jeweils zwei quer zur Tanklängsrichtung verlaufende Bodenflächen 3 sowie eine umlaufende, die Tankwand bildende Wandfläche 4 auf. Die Bodenflächen 3 sind gegenüber den zugeordneten stirnseitigen Enden der Wandflächen 4 versetzt, so dass ein Überstand 5 gebildet wird, der geeignet ist, mit einem umlaufenden Überstand 5 eines angrenzenden Endsegments 2 oder weiteren Modulen 6a, 6b zusammengesteckt zu werden.

Das Modul 6a bildet das Hauptsegment des Nutzfahrzeugtanks 1, während das Modul 6b ein Zwischensegment bildet.

In den Ausführungsbeispielen werden die umlaufenden Überstände 5 der Endsegmente 2 dadurch gebildet, dass die zugeordnete Bodenfläche 3 gegenüber der Wandfläche 4 in Richtung auf den Innen- räum des Endsegments 2 zurückversetzt ist. Dadurch bildet ein Teil der Wandfläche 4 den umlaufenden Überstand 5.

Der einem Endsegment 2 zugewandte Überstand 5 des Hauptsegments 6a kann z. B. dadurch gebildet werden, dass die eigentliche Bodenfläche 3 des Hauptsegments 6a in Richtung auf den Innenraum des Hauptsegments 6a zurückversetzt ist, so dass ein Teil der Wandfläche den Überstand 5 bildet. Der Überstand 5 kann dabei gegenüber der Tankwand bzw. der Wandfläche 4 eine Verjüngung aufweisen, so dass der Überstand 5 des Hauptsegment 6a einen verringerten Durchmesser aufweist. Der Überstand 5 kann dadurch mit dem Überstand 5 des zugeordneten Endsegments 2 zusammengesteckt werden. Alternativ dazu kann der Überstand 5 des Hauptsegments 6a auch dadurch gebildet werden, dass die Bodenfläche 3 gegenüber der Wandfläche 4 in Richtung auf das Endsegment 2 übersteht. Der Überstand der Bodenfläche 3 soll dabei jedoch nicht vollflächig sein, sondern so, dass ein Überstand 5 des Endsegments 2 aufgesteckt werden kann.

Das Hauptsegment 6a kann analog dazu an seiner zweiten Bodenfläche 3 einen weiteren Überstand 5 aufweisen, welcher mit einem Überstand 5 des Zwischensegments 6b zusammensteckbar ist. Wiederum analog dazu kann das Zwischensegment 6b an seiner von dem Hauptsegment 6a abgewandten Bodenfläche 3 mit einem geeigneten Überstand 5 versehen sein, der mit einem Überstand 5 des zweiten Endsegments 2 zusammengesteckt werden kann.

Grundsätzlich ist es möglich, dass der Nutzfahrzeugtank 1 auch mehr oder weniger Module 6a, 6b aufweist.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das Hauptsegment 6a des Nutzfahrzeugtanks 1. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Nutzfahrzeugtank 1 in einem Bereich, in dem das Hauptsegment 6a mit dem Zwischensegment 6b zusammengesteckt ist. Die trennende Bodenfläche ist dabei mit Öffnungen 7 versehen, welche einen Kraftstofffluss ermöglichen. Dadurch wird ein großer gemeinsamer Befüllraum des Hauptsegments 6a und des Zwischensegments 6b geschaffen.

Fig. 4 zeigt einen gegenüber Fig. 1 verlängerten Nutzfahrzeugtank, wobei die Verlängerung im wesentlichen auf einer verlängerten Ausgestaltung des Zwischensegments 6b beruht. Die Endsegmente 2 und das Hauptsegment 6a können eine standardisierte Länge aufweisen. Dies ermöglicht es, dass Nutzfahrzeugtanks mit unterschiedlichen Längen in besonders einfacher und kostengünstiger Weise hergestellt werden können, da die meisten Segmente 2, 6a von der Längenänderung nicht betroffen sind.

Eine einfache Längenänderung kann auch dadurch realisiert werden, dass mehrere Zwischensegmente eingesetzt werden.

Fig. 4 zeigt noch eine weitere Abwandlung gegenüber Fig. 1. Gemäß Fig. 4 ist vorgesehen, dass ein Endsegment 2 zur Aufnahme eines Betriebsstoffes (oder alternativer Kraftstoffe) , nämlich eines Harnstoffes oder einer Harnstofflösung, ausgebildet ist. Das zur Aufnahme des Betriebsstoffes ausgebildete Endsegment ist in Fig. 4 mit dem Bezugszeichen 2a versehen. Der aufzunehmende Betriebsstoff kann z. B. ein als AD-BLUE bezeichneter Betriebsstoff sein. Der in Fig. 4 dargestellte Nutzfahrzeugtank 1 weist somit zwei voneinander getrennte Befüllräume auf. Dabei ist vorgesehen, dass der Hauptbefüllraum durch das Hauptsegment 6a, das Zwischensegment 6b und das Endsegment 2 gebildet wird. Dieser Hauptbefüllraum ist vorzugsweise zur Aufnahme von Kraftstoff, insbesondere Diesel, vorgesehen. Der kleinere Befüllraum wird durch das Endsegment 2a gebildet. Die Herstellung von zwei ge- trennten Tankinnenräumen bzw. Befüllräumen lässt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, dass die Bodenfläche 3 des Endsegments 2a und/oder die zugewandte Bodenfläche 3 des Zwischensegments 6b weder Öffnungen 7 aufweist, noch entfernt ist. Demgegenüber können die Bodenflächen 3, welche das Endsegment 2 von dem Hauptsegment 6a trennen bzw. das Hauptsegment 6a von dem Zwischensegment 6b trennen, wahlweise mit Öffnungen 7 versehen sein oder vollständig entfernt werden.

Im Rahmen einer besonders effektiven Herstellung eines Nutzfahrzeugtanks hat es sich als geeignet herausgestellt, wenn alle benötigten Funktionselemente 8 in einem Endsegment 2 oder einem Modul 6 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel ist gemäß Fig. 1 vorgesehen, dass alle Funktionselemente 8 in das Hauptsegment 6a eingegossen sind. Dabei können einzelne Funktionselemente 8, z. B. Filtersysteme vor dem Verschweißen der Segmente 2, 6a, 6b miteinander im Inneren der Segmente angeordnet werden. Dies ist auch gemäß Fig. 4 vorgesehen, wobei das zur Aufnahme des Betriebsstoffes vorgesehene Endsegment 2a ebenfalls mit den notwendigen Funktionselementen 8 versehen ist.

Bei den Funktionselementen 8 kann es sich z. B. um Filter, Einfüllstutzen, Levelsensor, Wasserabscheider oder dergleichen handeln.

Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Endsegmente 2 eine Länge von 200 bis 500 mm, vorzugsweise 300 bis 400 mm, aufweisen. Im Ausführungsbeispiel ist des weiteren vorgesehen, dass das Hauptsegment 6a eine Länge von 300 bis 900 mm, vorzugsweise 500 bis 700 mm, aufweist. Das Zwischensegment 6b kann eine beliebige geeignete Länge aufweisen, so dass der Nutzfahrzeugtank 1 die gewünschte Gesamtlänge aufweist. Die Überstände 5 können eine Länge in Tanklängsrichtung von 10 bis 200 mm, vorzugsweise 30 bis 50 mm, aufweisen.

Fig. 5 zeigt einen prinzipiellen Ablauf des Verfahrens zum Herstellen eines Nutzfahrzeugtanks 1. Zunächst ist vorgesehen, dass beispielsweise durch Rotationssintern, die einzelnen Segmente 2, 6a, 6b in Form von geschlossenen Behältern hergestellt werden (Fig. 5a) . Die Behälter weisen dabei bereits die Überstände 5 auf. Anschließend erfolgt eine Nachbearbeitung, insbesondere eine Bearbeitung der Bodenflächen 3 der hergestellten Segmente 2, 6a, 6b. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Bodenflächen 3 geschnitten, gelocht oder anderweitig bearbeitet werden (Fig. 5b).

Als nächster Verfahrensschritt ist vorgesehen, das die in Fig. 6 näher dargestellten Kontaktflächen 9 der Überstände 5 aufgewärmt, gefügt und verschweißt werden (Fig. 5c). Dadurch entsteht ein fertiger Kunststofftank (Fig. 5d) .

Die Kontaktflächen 9 zweier Überstände 5 werden mittels einem Schweißverfahren gleichzeitig aufgeschmolzen werden, bevor die Überstände 5 ineinander gesteckt werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass, wie in Fig. 6 dargestellt, nicht nur die Überstände 5 aufgeschweißt werden, sondern dass auch die stirnseitig aneinander zu stoßenden Enden der Wandflächen 4 entsprechend aufgeschweißt werden. In Fig. 6 ist ein Heizelement 10 zur Durchführung des Schweißverfahrens prinzipmäßig dargestellt. Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Schweißverfahren ein Heiz-Spiegel-Schweißverfahren ist, welches sich zur Durchführung als besonders geeignet herausgestellt hat.

Der in Fig. 7 dargestellte Nutzfahrzeugtank weist verschiedene Varianten auf, die jeweils auch einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander realisiert werden können. Der in Fig. 7 dargestellte Nutzfahrzeugtank entspricht im wesentlichen dem Nutzfahrzeugtank gemäß Fig. 5d, kann jedoch auch auf andere Art und Weise hergestellt sein. Der in Fig. 7 dargestellte Nutzfahrzeugtanks 1 weist ein Modul 6b auf, welches mit Trittstufen 11 bzw. Aufstiegshilfen versehen ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Modul 6b bereits bei der Herstellung aus dem Kunststoff mit Trittstufen 11 ausgebildet wird. In nicht näher dargestellter Weise kann auch vorgesehen sein, dass ein anderes Modul, beispielsweise das Modul 6a oder eines der Endsegmente 2, mit Trittstufen versehen wird.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass bei wenigstens einem Endsegment 2 und/oder wenigstens einem Modul 6 eine partielle Materialverdickung 12 erzeugt wird und/oder Befestigungselemente 13 integriert bzw. eingesintert werden.

In dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an der Oberseite des Nutzfahrzeugtanks 1 mehrere Materialverdickungen 12 bzw. Materialaufdickungen ausgebildet. An diesen Materialverdickungen 12 können direkt oder über Befestigungselemente 13 Anbauteile 14 befestigt werden. Alternativ oder ergänzend dazu können die Befestigungselemente 13 auch unmittelbar bei der Herstellung der Module 6 bzw. der Endsegmente 2 integriert bzw. eingesintert werden. Dies ist prinzipmäßig in Fig. 7 an der Unterseite des Nutzfahrzeugtanks 1 dargestellt.

Die Anbauteile 14 können unterschiedlich ausgebildet sein. Vorstellbar ist beispielsweise die Ausbildung als Laufsteg, als Unterfahrschutz oder als Seitenverkleidungsteile. In Fig. 7 ist vorgesehen, dass über die Materialverdickungen 12 und die daran angebrachten Befestigungselemente 13 ein Laufsteg 14a auf dem Nutzfahrzeugtank 1 befestigt wird. Des weiteren ist an der Un- terseite des Nutzfahrzeugtanks 1 vorgesehen, dass unter Verwendung der eingesinterten Befestigungselemente 13 ein Unterfahrschutz 14b angebracht wird. In ähnlicher Art und Weise können über eingesinterte Befestigungselemente 13 und/oder Materialverdickungen 12 auch noch andere Anbauteile 14, beispielsweise Seitenverkleidungsteile, außenseitig an dem Nutzfahrzeugtank 1 angebunden werden.

In nicht näher dargestellter Weise kann der zur Herstellung des Nutzfahrzeugtanks 1 verwendete Kunststoff, insbesondere die Module 6 und/oder die Endsegmente 2, mit einer Faserverstärkung versehen werden. Die Faserverstärkung kann vorzugsweise als Netz bzw. netzförmig ausgebildet sein. Ferner kann die Faserverstärkung vorzugsweise mit Kohlefasern oder Kunststofffasern ausgebildet werden bzw. diese aufweisen. Die Kohlefasern können vorzugsweise in den Kunststoff eingespritzt werden.

Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, die Faserverstärkung in Form eines Metallnetzes auszubilden und in das Werkzeug zur Herstellung der Endsegmente 2 bzw. der Module 6 einzubringen, bevor der Kunststoff eingebracht wird.

In nicht näher dargestellter Weise können die Module 6 und/ oder die Endsegmente 2 mit einer konturstützenden bzw. aussteifenden Oberflächenstruktur hergestellt werden. Eine spezielle Oberflächenstruktur zur Verstärkung der Struktur kann beispielsweise Nuten und/oder Waben und/oder Aufdickungen und/oder Rücksprünge und/oder Sicken oder dergleichen aufweisen bzw. mit diesen ausgebildet sein. Damit kann in einfacher Weise eine Aussteifung bzw. Verstärkung der Endsegmente 2 und/oder der Module 6 und somit des Nutzfahrzeugtanks 1 erreicht werden. Die in Fig. 7 dargestellten Elemente können auch bei den anderen Ausführungsbeispielen einzeln oder beliebig miteinander kombiniert eingesetzt werden.

Von Vorteil bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es auch, dass die einzelnen Segmente, insbesondere die Endsegmente 2, eine nahezu beliebige Form aufweisen können. Vorteilhaft kann dabei unter anderem eine nicht rotationssymmetrische bzw. nicht-lineare Form sein, die an die baulichen Gegebenheiten des Nutzfahrzeugs z. B. dem Rahmenverlauf oder eine Verengung aufgrund eines Radkastens angepasst ist. Eine nicht-lineare Form eignet sich insbesondere für das Endsegment 2a zur Aufnahme von Harnstoffen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Nutzfahrzeugtanks aus Kunststoff, wonach aus einem Kunststoff zwei geschlossene Behälter hergestellt werden, welche Endsegmente (2) des Tankes bilden und jeweils zwei quer zur Tanklängsrichtung verlaufende Bodenflächen (3) sowie eine umlaufende, die Tankwand bildende Wandfläche (4) aufweisen,

1.1 wonach jeweils eine der Bodenflächen (3) eine Tankstirnwand (3a) bildet und die andere Bodenfläche (3) gegenüber dem stirnseitigen Ende der zugeordneten Wandfläche (4) versetzt ist, so dass ein umlaufender Überstand (5) gebildet wird;

1.2.1 wonach eines der beiden Endsegmente (2) einen umlaufenden Überstand mit einem verringerten Durchmesser aufweist, so dass die Überstände (5) ineinander gesteckt werden können; oder

1.2.2 zwischen den Endsegmenten (2) wenigstens ein weiteres Modul (6) eingesetzt wird, welches als geschlossener Behälter aus einem Kunststoff hergestellt wird und jeweils zwei quer zur Tanklängsrichtung verlaufende Bodenflächen (3) sowie eine umlaufende, die Tankwand bildende Wandfläche (4) aufweist, wonach die beiden Bodenflächen (3) gegenüber dem zugeordneten stirnseitigen Ende der Wandfläche (4) versetzt sind, so dass ein umlaufender Überstand (5) gebildet wird, der geeignet ist, mit einem umlaufenden Überstand (5) eines angrenzenden Endsegments (2) oder weiteren Moduls (6) zusammengesteckt zu werden;

1.3 wonach die zur Verbindung vorgesehene Kontaktfläche (9) zweier Überstände (5) mittels einem Schweißverfahren gleichzeitig aufgeschmolzen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Schweißverfahren ein Heiz-Spiegel-Schweißverf ahren ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kontaktflächen (9) vor dem Zusammenstecken der jeweiligen Überstände (5) aufgeweicht bzw. aufgeschmolzen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a du r c h g e ke nn z e i c hn e t , dass zwischen dem stirnseitigen Ende eines außenseitig aufgesteckten Überstandes (5) eines Moduls (6) oder Endsegments (2) und dem stirnseitigen Ende des angrenzenden Moduls (6) oder Endsegments (2) ein umlaufender Spalt zur Aufnahme von geschmolzenem Kunststoff vorgesehen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Überstände (5) eine Länge in Tanklängsrichtung von 10 bis 200 mm, vorzugsweise 30 bis 50 mm, aufweisen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bodenflächen (3) wahlweise mit Öffnungen (7) für den Treibstofffluss versehen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bodenflächen (3) wahlweise vollständig entfernt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens zwei voneinander getrennte Tankinnenräume ausgebildet werden, wobei ein Tankinnenraum zur Aufnahme eines Betriebsstoffes, insbesondere eines Harnstoffes oder einer Harnstofflösung, vorgesehen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, da du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Endsegment (2) zur Aufnahme eines Betriebsstoffes, insbesondere eines Harnstoffs oder einer Harnstofflösung, ausgebildet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Endsegment (2) oder Modul (6) mit Funktionselementen (8) versehen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Funktionselemente (8) in Form von Filtern, Einfüllstutzen, Levelsensor, Wasserabscheider oder dergleichen in das Endsegment (2) oder das Modul (6) eingegossen werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Endsegmente (2) in einer Länge von 200 bis 500 mm, vorzugsweise 300 bis 400 mm, ausgebildet werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Module (6) mit einer Länge von 300 bis 900 mm, vorzugsweise 500 bis 700 mm, ausgebildet werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die geschlossenen Behälter, aus denen die Endsegmente (2) und/oder Module (6) gebildet werden, durch Rotationssintern hergestellt werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwei Endsegmente (2) und wenigstens zwei Module (6) verwendet werden, wobei ein Modul als Hauptsegment (6a) und ein Modul als Zwischensegment (6b) ausgebildet wird, wonach die Endsegmente (2) und das Hauptsegment (6a) eine standardisierte Länge aufweisen und zur Herstellung von Tanks mit unterschiedlichen Längen lediglich die Länge des Zwischensegments oder deren Anzahl (6b) variiert wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Endsegment (2) und/oder ein Modul (6) mit Trittstufen (11) versehen wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei wenigstens einem Endsegment (2) und/oder wenigstens einem Modul (6) eine partielle Materialverdickung (12) erzeugt wird und/oder Befestigungselemente (13) integriert bzw. eingesintert werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, da d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , dass an den partiellen Materialverdickungen (12) und/oder den Befestigungselementen (13) Anbauteile (14) angebracht werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kunststoff bzw. die Endsegmente (2) und/oder die Module (6) mit einer Faserverstärkung versehen werden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserverstärkung als Netz ausgebildet wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Faserverstärkung mit Kohlefasern ausgebildet wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Module (6) und/oder die Endsegmente (2) mit einer konturstützenden Oberflächenstruktur hergestellt werden.

23. Verfahren nach Anspruch 22, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , dass die Oberflächenstruktur mit Nuten und/oder Waben und/ oder Aufdickungen und/oder Rücksprüngen und/oder Sicken ausgebildet wird.

24. Nutzfahrzeugtank, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 23.