DE102009015255A1

DE102009015255A1 - Tankklappenmodul

Info

Publication number: DE102009015255A1
Application number: DE102009015255A
Authority: DE
Inventors: Christian Zentner
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2010-10-14
Also published as: GB2480981B; CN102448759B; US8794467B2; GB2480981A; GB201117215D0; US20120111451A1; CN102448759A; WO2010112099A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tankklappenmodul zum Einbau in ein Kraftfahrzeug mit einem Muldenkörper (1), der im Bereich eines elastisch verformbaren Bodenabschnitts (3) eine Durchtrittsöffnung (4) zur Aufnahme eines Kraftstoffeinfüllstutzens aufweist, wobei der Bodenabschnitt (3) angrenzend an die Durchtrifftsöffnung (4) an einer dem Kraftstofffüllstutzen zugewandten Seite eine zur Herabsetzung der Haft- und/oder Gleitreibungseigenschaften vorgesehene Oberflächenstruktur (7) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tankklappenmodul zum Einbau in ein Kraftfahrzeug mit einem Muldenkörper, der im Bereich eines elastisch verformbaren Bodenabschnitts eine Durchtrittsöffnung zur Aufnahme eines Kraftstoffeinfüllstutzens aufweist.
Stand der Technik
Tankklappenmodule zum Einbau in Kraftfahrzeuge sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. So weist das beispielsweise in der DE 10 2005 051 140 A1 beschriebene Tankklappenmodul einen topfförmigen Muldenkörper auf, der im Wesentlichen aus einem durch Spritzgießen herstellbaren, starren äußeren Topfteil und einer am Topfteil angeformten elastischen Bodenschürze aufgebaut ist.
In der Bodenschürze ist ferner eine Durchtrittsöffnung für einen mit einem Tankdeckel verschließbaren Kraftstoffeinfüllstutzen eines Kraftstofftanks vorgesehen. Die Durchtrittsöffnung liegt an dem Kraftstoffeinfüllstutzen nach Einbau dichtend an. Der äußere Topfteil und die Bodenschürze formen gemeinsam eine Tankmulde.
Ein solch bekanntes Tankklappenmodul bereitet hinsichtlich seiner Montage an der Kraftfahrzeugkarosserie, bzw. am Kraftstoffeinfüllstutzen Probleme. Dies insbesondere, wenn sich der Kraftstoffeinfüllstützen bereits vor Montage des Tankklappenmoduls in seiner Endmontageposition befindet. Das Tankklappenmodul, welches von der Kraftfahrzeugaußenseite her in eine dafür vorgesehene Aufnahmeöffnung der Karosserie einzusetzen ist, muss dann mit seiner elastisch verformbaren Bodenschürze, insbesondere mit der daran ausgebildeten Durchtrittsöffnung über den Kraftstoffeinfüllstutzen gestülpt werden.
Dieses Überstülpen der Bodenschürze, bzw. des Bodenabschnitts des Muldenkörpers erweist sich in der Praxis als besonders montageaufwendig. Da die Durchtrittsöffnung den Kraftstoffeinfüllstutzen abdichtend umschließen soll, müssen zu dessen Montage teils erhebliche Kräfte aufgebracht werden. Dabei ist es meist erforderlich, den Kraftstoffeinfüllstutzen oder einen an die Durchtrittsöffnung des Bodenabschnitts des Muldenkörpers angrenzenden Randbereich zusätzlich mit Schmierstoffen, wie etwa Seifenlauge oder einem Trockengleitmittel zu versehen, damit ein Überstülpen oder Aufziehen des Bodenabschnitts auf den Kraftstoffeinfüllstutzen überhaupt möglich ist.
Die Verwendung solcher Schmierstoffe gestaltet sich als nachteilig. Für deren Aufbringen ist zum einen ein gesonderter Arbeitsschritt erforderlich. Zum anderen können solche Schmierstoffe weitere, unerwünschte Verschmutzungen im nachfolgenden Montageprozess nach sich ziehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein hinsichtlich seiner Montage verbessertes Tankklappenmodul zur Verfügung zu stellen, welches mit geringerem Aufwand montierbar ist. Daneben soll das Tankklappenmodul ohne die Verwendung zusätzlicher Schmierstoffe am Kraftfahrzeug, bzw. am Kraftstoffeinfüllstutzen befestigbar sein. Die Erfindung hat dabei ferner zum Ziel, den Montage- und Herstellungsaufwand und damit verbundene Montagekosten in der Fahrzeugmassenproduktion zu senken.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Tankklappenmodul nach dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Tankklappenmodul ist zum Einbau in ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Es weist einen Muldenkörper auf, der im Bereich eines elastisch verformbaren Bodenabschnitts, etwa im Bereich einer Bodenschürze eine Durchtrittsöffnung zur Aufnahme eines Kraftstoffeinfüllstutzens aufweist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Bodenabschnitt angrenzend an die Durchtrittsöffnung zumindest an einer dem Kraftstoffeinfüllstutzen zugewandten Seite eine zur Herabsetzung der Haft- und/oder Gleitreibung des Bodenabschnitts vorgesehene Oberflächenstruktur aufweist.
Durch Schaffung einer solch reibungsmindernden Oberflächenstruktur kann die wechselseitige Haft- und/oder Gleitreibung von elastisch verformbarem Bodenabschnitt und dem Kraftstoffeinfüllstutzen in vorteilhafter Weise herabgesetzt werden, sodass die Verwendung zusätzlicher Schmierstoffe weitgehend reduziert, vorzugsweise sogar vollständig eingespart werden kann.
Es ist dabei insbesondere im Sinne der Erfindung, die am Kraftstoffeinfüllstutzen zur Anlage gelangende Oberfläche des Bodenabschnitts hinsichtlich ihres Reibwertes derart herabzusetzen, dass auf die Verwendung zusätzlicher Schmierstoffe für die Montage des Tankklappenmoduls nahezu vollständig verzichtet werden kann. Auf diese Art und Weise kann der gesonderte Arbeitsschritt, nämlich das Versehen aneinander reibender Bereiche von Bodenabschnitt und Kraftstoffeinfüllstutzen mit einem Schmierstoff oder Gleitmittel, eingespart werden.
Durch die Verringerung oder den vollständigen Verzicht auf Schmierstoffe oder Gleitmittel kann einer Verschmutzung des Arbeitsbereichs des Monteurs besser entgegengewirkt werden, was sich vorteilhaft auf den weiteren Produktionsablauf des Kraftfahrzeugs auswirken kann.
Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Muldenkörper als Zweikomponenten-Kunststoff-Spritzgussbauteil ausgebildet ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Bodenabschnitt des Muldenkörpers aus einem vergleichsweiche weichen und flexibel deformierbaren Kunststoff ausgebildet ist, während der übrige Muldenkörper einen vergleichsweise harten und unflexiblen Kunststoff aufweist.
Durch einen 2K-Spritzgussprozess und durch den gezielten Einsatz jeweils geeigneter Kunststoffmaterialien kann das Tankklappenmodul in unterschiedlichen geometrischen Abschnitten an die am jeweiligen Abschnitt vorherrschenden Anforderungen optimal angepasst werden.
Dabei ist ferner vorgesehen, dass der Muldenkörper ein äußeres Topfteil aufweist, an welches der Bodenabschnitt oder die Bodenschürze nach innen angrenzen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Topfteil mit seinem zur Fahrzeugaußenseite hin und vom Bodenabschnitt weg weisenden Abschnitt an einer dafür vorgesehenen Aufnahme der Kraftfahrzeugkarosserie befestigbar ist, während der Bodenabschnitt als eine Art nach innen ragender Abschluss des Topfteils ausgebildet ist, der sich zudem vom im Wesentlichen zylindrisch oder topfartig ausgebildeten Topfteil radial nach innen zur Bildung einer gegenüber dem Durchmesser des Topfteils radial verjüngten Durchtrittsöffnung für den Kraftstoffeinfüllstutzen erstreckt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bodenabschnitt zumindest der Fahrzeugaußenseite zugewandt, d. h. an der dem Kraftstoffeinfüllstutzen zugewandten Seite vollständig mit einer reibungsmindernden Oberflächenstruktur versehen ist. Da das Einbringen der reibungsmindernden Oberflächenstruktur in den Bodenabschnitt nahezu kostenneutral erfolgen kann, ist bevorzugt vorgesehen, den gesamten Bodenabschnitt mit jener Oberflächenstruktur zu versehen. Die reibungsmindernde Oberflächenstruktur hat somit eine ausreichende Größe, um für nahezu jede denkbare Ausgestaltung von Muldenkörper und Kraftstoffeinfüllstutzen die gewünschten Gleit- und Haftreibungseigenschaften zur Verfügung zu stellen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der Bodenabschnitt an die Durchtrittsöffnung angrenzend als faltenbalgartige Manschette ausgebildet ist. Dadurch, dass der Bodenabschnitt in Radialrichtung, bezogen auf die Geometrie des vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Kraftstoffeinfüllstutzens einen nicht geradlinigen, sondern S-bogenartig gekrümmten oder gewellten Verlauf aufweist, kann der Bodenabschnitt in besonders einfacher Art und Weise zu Montagezwecken am Kraftstoffeinfüllstutzen bewegt und elastisch verformt werden.
Es ist für die Erfindung ferner von Vorteil, wenn der Muldenkörper im Bereich des Bodenabschnitts ein Elastomer und im Bereich des daran angrenzenden Topfteils ein Polypropylen aufweist. Das für den Bodenabschnitt vorgesehene Elastomer ist gegenüber dem für das Topfteil vorgesehenen Polypropylen vergleichsweise weich und elastisch deformierbar ausgebildet, sodass ein Überstülpen oder Aufziehen des Bodenabschnitts auf den bereits vormontierten Kraftstoffeinfüllstutzen möglichst leichtgängig erfolgen kann. Die Ausgestaltung des Topfteils als Polypropylen-Spritzgussbauteil dient einer Erhöhung der Struktursteifigkeit des gesamten Muldenkörpers, damit dieser den im bestimmungsgemäßen Gebrauch auftretenden mechanischen Belastungen ohne weiteres standhalten kann.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bodenabschnitt aus Ethylenpropylen-Dien-Kautschuk (EPDN) besteht. Derartige Elastomere erweisen sich für den erfindungsgemäßen Einsatzzweck als besonders geeignet.
Nach einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die reibungsmindernde Oberflächenstruktur des Bodenabschnitts genarbt, aufgeraut, geriffelt oder gerändelt ausgebildet. Die geforderte reibungsmindernde Oberflächenstruktur des Bodenabschnitts kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise geschaffen werden.
Von Vorteil wird die Oberflächenstruktur direkt beim Spritzgussprozess in den Bodenabschnitt eingebracht. Hierfür weist die Spritzgussform, bzw. das Spritzgusswerkzeug eine entsprechende Oberflächenbeschaffenheit auf. Ergänzend oder alternativ ist denkbar, die geforderte Oberflächenstruktur nach erfolgtem Spritzgussprozess mittels Erodieren oder chemischen Ätzen in den Bodenabschnitt einzubringen. So kann insbesondere vorgesehen werden, die geforderte Oberflächenstruktur oder Oberflächenkontur auch mittels Fotoätzen zu bilden. Dabei werden partielle Abdeckungen auf der Kunststoffoberfläche geschaffen, sodass nur an entsprechenden Freiflächen ein korrosiver Abtrag erfolgen kann. Ferner ist denkbar, die geforderte reibungsmindernde Oberflächenstruktur elektroerosiv herzustellen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist insbesondere vorgesehen, dass die reibungsmindernde Oberflächenstruktur des Bodenabschnitts eine mittlere Rauigkeit Ra von 1 μm bis 10 μm, vorzugsweise von 2 μm bis 7 μm, höchst vorzugsweise von 3 μm bis 6 μm aufweist. Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Narbung einen Mittenrauwert zwischen 4,5 μm und 6,3 μm und/oder eine Mittenrautiefe zwischen 25 μm und 37 μm aufweist.
Ausführungsbeispiele
Weitere Vorteile, Anwendungsmöglichkeiten und Ziele der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verdeutlicht. Dabei bilden die in den Figuren dargestellten als auch im Text beschriebenen Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in sinnvollen Kombinationen untereinander den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf das Tankklappenmodul von der Fahrzeuginnenseite her gesehen,
2 eine perspektivische Darstellung des teilweise geschnittenen Tankklappenmoduls gemäß 1 und
3 einen Querschnitt durch das Tankklappenmodul gemäß 2.
Das in den 1 bis 3 gezeigte Tankklappenmodul 1 ist zweikomponentig aufgebaut und weist zur in 2 oben liegenden Kraftfahrzeugaußenseite hin ein Topfteil 2 und unten liegend, in Einbausituation zur Fahrzeuginnenseite hin gerichtet, einen Bodenabschnitt 3 auf. Die Übergangsbereiche von Bodenabschnitt 3 und Topfteil 2 sind im Querschnitt gemäß 3 deutlich zu erkennen. Dort ist das Topfteil 2 innen- und außenseitig vom Bodenabschnitt 3 umspritzt.
Das Topfteil 2 als auch der Bodenabschnitt oder die Bodenschürze 3 sind durch ein Spritzgussverfahren herstellbar. Während das Topfteil 2 ein vergleichsweise starres und unflexibles Kunststoffmaterial, etwa Polypropylen aufweist, ist für den Bodenabschnitt 3 ein vergleichsweise weiches und elastisch deformierbares Kunststoffmaterial, vorzugsweise EPDM vorgesehen. Das äußere Topfteil 2 und der Bodenabschnitt 3 formen gemeinsam den Muldenkörper 1 des Tankklappenmoduls. Der Muldenkörper 1 ist ferner durch einen in 3 im Querschnitt dargestellten schwenkbar gelagerten Tankdeckel 8 nach außen hin verschließbar.
Zur Aufnahme eines in den Figuren nicht explizit dargestellten Kraftstoffeinfüllstutzens ist am Bodenabschnitt 3 eine im vorliegenden Ausführungsbeispiel kreisrunde Durchtrittsöffnung 4 vorgesehen. Wie anhand der 2 und 3 ersichtlich, weist die Durchtrittsöffnung in ihrem Randbereich 6 eine faltenbalgartige Wölbung 5 auf, die eine elastische Verformung des Bodenabschnitts 3 zu Montagezwecken vereinfacht.
Der an die Durchtrittsöffnung 4 angrenzende Randbereich 6 des Bodenabschnitts 3 weist dem Kraftstoffeinfüllstutzen zugewandt eine reibungsmindernde Oberflächenstruktur 7 auf, welche vorzugsweise als Narbung oder Aufrauung des Kunststoffmaterials in jenem Bereich ausgebildet ist. Es ist dabei insbesondere vorgesehen, zumindest jene Flächenabschnitte des Randbereichs 6 des Bodenabschnitts 3, welche mit dem Kraftstoffeinfüllstutzen zur Anlage gelangen, mit der reibungsmindernden Oberflächenstruktur zu versehen. Daneben kann auch vorgesehen sein, den gesamten Bodenabschnitt 3 sowohl innen- als auch außenseitig mit der erfindungsgemäßen Oberflächenrauigkeit bzw. Narbung zu versehen.
Durch die in ihrer Haft- und/oder Gleitreibung herabgesetzte Oberflächenstruktur 7 kann der gesamte Montageprozess, insbesondere das Aufschieben des Bodenabschnitts 3 auf einen bereits in Endmontageposition fixierten Kraftstoffeinfüllstutzen erleichtert und vereinfacht werden. Auf den Einsatz zusätzlicher Schmierstoffe oder Gleitmittel kann in vorteilhafter Weise verzichtet werden.

1: Muldenkörper
2: Topfteil
3: Bodenabschnitt
4: Durchtrittsöffnung
5: faltenbalgartige Wölbung
6: Randabschnitt
7: reibungsmindernde Oberflächenstruktur
8: Tankdeckel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102005051140 A1 [0002]

Claims

Tankklappenmodul zum Einbau in ein Kraftfahrzeug mit einem Muldenkörper (1), der im Bereich eines elastisch verformbaren Bodenabschnitts (3) eine Durchtrittsöffnung (4) zur Aufnahme eines Kraftstoffeinfüllstutzens aufweist, dadurch gekennzeichnet, das der Bodenabschnitt (3) angrenzend an die Durchtrittsöffnung (4) an einer dem Kraftstoffeinfüllstutzen zugewandten Seite eine zur Herabsetzung seiner Haft- und/oder Gleitreibung vorgesehene Oberflächenstruktur (7) aufweist.
Tankklappenmodul nach Anspruch 1, wobei der Muldenkörper (1) als Zweikomponenten-Kunststoff-Spritzgussbauteil ausgebildet ist.
Tankklappenmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Muldenkörper (1) ein äußeres Topfteil (2) aufweist, an welches der Bodenabschnitt (3) nach innen angrenzt.
Tankklappenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bodenabschnitt (3) vollständig mit einer reibungsmindernden Oberflächenstruktur (7) versehen ist.
Tankklappenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bodenabschnitt (3) an die Durchtrittsöffnung (4) angrenzend als faltenbalgartige Manschette ausgebildet ist.
Tankklappenmodul nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Muldenkörper (1) im Bereich des Bodenabschnitts (3) ein Elastomer und im Bereich des Topfteils (2) ein Polypropylen aufweist.
Tankklappenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bodenabschnitt (3) aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk besteht.
Tankklappenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die reibungsmindernde Oberflächenstruktur (7) des Bodenabschnitts (3) genarbt, aufgerauht, geriffelt oder gerändelt ist.
Tankklappenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die reibungsmindernde Oberflächenstruktur (7) mittels Spritzgießen in den Bodenabschnitt (3) einbringbar ist.
Tankklappenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die reibungsmindernde Oberflächenstruktur mittels Erodieren oder chemischem Ätzen in den Bodenabschnitt (3) einbringbar ist.
Tankklappenmodul nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Oberflächenstruktur eine mittlere Rauhigkeit Ra von 1 μm bis 10 μm, vorzugsweise von 2 μm bis 7 μm, höchst vorzugsweise von 3 μm bis 6 μm aufweist.
Tankklappenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die reibungsmindernde Oberflächenstruktur eine Narbung mit einem Mittenrauwert zwischen 4,5 μm und 6,3 μm und/oder einer Mittenrautiefe zwischen 25 μm und 37 μm aufweist.