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CN105517830B - 用于比如燃料储箱的车辆塑料物品的构件 - Google Patents

用于比如燃料储箱的车辆塑料物品的构件 Download PDF

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CN105517830B
CN105517830B CN201480032273.2A CN201480032273A CN105517830B CN 105517830 B CN105517830 B CN 105517830B CN 201480032273 A CN201480032273 A CN 201480032273A CN 105517830 B CN105517830 B CN 105517830B
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Nergy Automotive Systems Research SA
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Abstract

一种构件(110)，被制造用于比如燃料储箱的车辆塑料空心物品，其中该物品包括由塑料型坯(2)获得的壁。该构件旨在焊接到该壁，并包括具有外表面(14)的空心主体(12)和从该外表面凸出的肩部(16)。该构件具有至少一个被布置用于在焊接该构件期间、在该肩部接触该壁时接纳空气的凹处(136)。

Description

用于比如燃料储箱的车辆塑料物品的构件
技术领域
本发明涉及车辆塑料物品，比如燃料储箱。
背景技术
各种类型的车载燃料储箱一般必须符合与它们的设计用途类型和必须满足的环境要求有关的密封性和渗透性标准。在欧洲和全世界，制造商们正在经历与限制向大气中和广义地向环境中排放污染物有关的要求的明显收紧。燃料储箱的设计因此正在向在多变的使用条件下能够更好地确保密封性和安全性的技术快速地演变。而且，也正在试图使由管道和与燃料储箱连接的各种附件所产生的损失最小化。例如，管道(尤其是充装管道、充装嘴和凸缘)与燃料储箱的附接可能导致渗透性问题。为了减少这些问题，提出了多种解决方案，这些解决方案大多利用中间部分或颈部。但是，在该颈部仍然可能出现密封问题。
为此，一种方法使用从储箱的内部插入的构件来伸展外部材料以便制造出功能性连接点，在该点处储箱的内部和外部能够连通，并且该功能性连接的外部由储箱表面构成。图1至图5示出了该方法的步骤，并描绘了构件插入和焊接的顺序。
在图1中，塑料储箱型坯2已经被挤出成型，并将在模具4中被吹气模制。该型坯通过模腔内的正压强和/或中央模芯与模具接触。模具具有用于成型颈部的空腔6。该空腔具有整体呈圆柱形或截头圆锥形的表面8。在附图中没有完全示出模具4(即所示出的是用于模制燃料储箱的模具的局部)。
该方法还使用构件10，该构件包括空心主体12，该空心主体具有形状呈圆柱形或截头圆锥形的外表面14。该构件具有在参照构件的主轴线18的径向方向上从外表面14凸出的肩部16。该构件被布置为进入空腔6以构成公-母(凸-凹)组件。该构件将被在颈部处焊接到箱壁上。因此，该构件同时用于模制连接点和加强该连接点。如图1中所示，在制造颈部期间，型坯2的壁被夹在空腔6和构件10之间。
在图2中，构件10开始向型坯前进，以通过使型坯变形得进入模腔6来形成突出部或颈部20。
图3示出了构件在型坯中的额外的前进，这强迫型坯进入模腔。但在该阶段一些空气22被困在型坯和面对型坯的肩部的表面之间。这些空气位于肩部与主体的接合处。
图4示出了构件在空腔中的运动的终点，并示出了颈部20的最终形状。该图还示出了由于被困住的空气尝试离开而在型坯2中产生的空隙24。
如图5中所示，最后从模具中取出承载构件10的储箱。颈部的自由端将被加以切割，以允许充装嘴从储箱外部进入。
空隙24导致构件与箱壁之间的不良焊接，并构成燃料可能发生泄露的路径。该空气留困的问题尤其因为在三维表面上进行构件的焊接而产生。但法规强制要求使来自燃料系统的蒸发性排放的渗透最小化。因此，现有的该焊接方法不足以满足这些要求。
因此，本发明目的之一在于解决该问题。
发明内容
为此，本发明涉及一种用于车辆塑料空心物品的构件，该车辆塑料空心物品包括由塑料型坯获得的壁，该构件旨在被焊接到该壁并包括：
-具有外表面的空心主体；以及
-从该外表面凸出的肩部，该构件具有至少一个凹处，该至少一个凹处被布置为在焊接构件期间在肩部与壁接触时接纳空气。
优选地，该构件被设计为在吹气模制过程期间被插入到熔融的塑料型坯(由该熔融的塑料型坯能够获得燃料储箱的壁)内，并具有容纳或释放被困在燃料储箱壁的表面和构件的表面之间、位于主体与肩部的接合处的空气的这样的装置。换言之，构件具有用于在模制过程期间从构件的焊接表面排出空气的这样的装置。例如，构件在储箱这一侧中形成突出，以构成用于流体传输的进入储箱的入口。实际上，本发明可被用于模制用于给燃料储箱充装燃料的进入储箱内的充装颈部或充装嘴。
有利地，凹处或凹处中的至少一个具有封闭的底部。
由此，构件具有至少一个在肩部与壁接触时在其中困住空气的气穴。因此，空气没有逃逸，而保护了焊接。
在一些实施例中，该构件包括肋条，肋条相互之间限定凹处或凹处中的至少一个。
在一个实施例中，肋条被沿着参照构件的主对称轴线的径向方向定向。
在另一实施例中，肋条平行于同一平面，并且平行于构件的主对称轴线。
这允许通过其中脱模线可位于如下所述的平面当中的模制方法来制造构件本身：该平面沿构件的主轴线的径向方向并垂直于肋条。
有利地，凹处或凹处中的至少一个具有两个不同的开口。
由此，空气能够通过凹处逸出并离开构件。
在一些实施例中，凹处或凹处中的至少一个在肩部中延伸、优选地只在肩部中延伸。
在一些实施例中，凹处或凹处中的至少一个在主体的壁中延伸。
在某些情况下，凹处或凹处中的至少一个与主体的主内空腔连通。
因此，空气能够通过该空腔逃逸。
在某些情况下，凹处或凹处中的至少一个被布置为不与主体的主内空腔连通。
在一些实施例中，凹处或凹处中的至少一个包括钻孔。
例如，钻孔或钻孔中的至少一个与构件的主对称轴线平行。
还例如，钻孔或钻孔中的至少一个被沿着参照构件的主对称轴线的径向方向定向。
本发明还提供了一种车辆塑料燃料储箱，其包括根据本发明的构件。
上述根据本发明的物品和燃料储箱由塑料制成。术语“塑料”表示包括至少一种合成树脂聚合物的任何材料。所有类型的塑料都可能是合适的。特别合适的塑料来自于热塑性塑料类别。
术语“热塑性塑料”表示任何热塑性聚合物(包括热塑性弹性体)及其混合物。术语“聚合物”表示均聚物和共聚物(尤其是二元或三元共聚物)。非限制性地，这些共聚物的示例包括无规共聚物、线性嵌段共聚物、其它嵌段共聚物和接枝共聚物。
熔融点低于分解温度的任何类型的热塑性聚合物或共聚物都是合适的。熔融范围覆盖至少10个摄氏度的合成热塑性材料特别合适。这些材料的示例包括在其分子量中显示为多分散性的材料。
特别地，可以使用聚烯烃、热塑性聚酯、聚酮、聚酰胺及其共聚物。也可以使用聚合物或共聚物的混合物，也可以使用包括无机、有机和/或天然填料(仅作为举例而非限制性地比如有碳、盐和其它无机衍生物、天然纤维或聚合纤维)的聚合物材料的混合物。还可以使用多层结构，该多层结构包括结合在一起的叠置的层，其中所述层包括至少一种上述聚合物或共聚物。
经常使用的一种聚合物是聚乙烯。使用高密度聚乙烯(HDPE)获得了良好的效果。
物品或储箱的壁可以由单层热塑性塑料或双层制成。有利地，一个或更多个其他可能的额外的层可以包括构成液体和/或气体阻挡物的材料的层。优选地，阻挡层的性质和厚度被选择为能够尽可能地限制针对与物品或储箱的内表面接触的液体和气体的渗透性。优选地，该层基于阻挡树脂，即基于燃料不可渗透的树脂，比如EVOH(乙烯和部分水解的醋酸乙烯酯的共聚物)。替代地，物品或储箱可以经过表面处理(氟化或磺化)，该表面处理的目的在于使得物品或储箱对于燃料是不可渗透的。
优选地，物品或储箱通过模制型坯来生产。“型坯”指的是一般为挤制的预成型件，其旨在在被模制成所期望的形状和大小后构成物品或储箱的壁。该预成型件不一定被制造为单个部件。该预成型件可以例如呈管状的或者一片或更多片的片状的形式。
优选地，本发明旨在构成连接到物品或储箱的管道、嘴或凸缘。优选地，本发明旨在构成储箱充装管道，该储箱充装管道一般是具有相对复杂的几何形状的部件。还可以是用于连接例如通风线路或燃料线路的嘴，或者是承载附件的凸缘。由构件在物品或储箱中形成的颈部一般具有大致圆柱形的形状。其可承载螺纹(例如用于通过拧紧承载互补螺纹的凸缘来固定)。
颈部的模制可以独立于物品或储箱的其它部分的模制来进行。该模制可以在后者的模制操作之前或之后进行。出于实用的原因，该模制优选地在模制物品或储箱之前进行，或不管怎样都在模制物品或储箱的操作的最后步骤(该最后步骤例如可能是对在相同模具中分别模制的两个壳体进行组装)之前进行。实际上，出于其它原因(例如为了结合附件)，某些方法借助于在模制物品之前插入模芯，该步骤因此可以被好好利用来(至少部分地)模制颈部。
本发明还提供了一种用于制造车辆塑料空心物品的方法，该方法包括用根据本发明的构件来模制该物品的一部分的步骤。
该方法可以使用吹气模制工艺。
本发明还提供了一种用于制造通过模制型坯获得的车辆塑料空心物品的方法，该方法包括将构件焊接到型坯的步骤，该构件包括空心主体和肩部，该肩部从该主体向外延伸并被布置用于将该主体焊接到型坯，该构件具有至少一个凹处，该凹处被布置用于在焊接步骤期间在肩部接触型坯时接纳空气。
附图说明
现在将参照附图来介绍本发明的多个实施例，在这些附图中：
-图1至图5示出了如下所述的方法的步骤并描绘了构件插入和焊接的顺序，该方法使用从储箱的内部插入的构件来伸展外部材料以便制造出功能性连接点，在该点处储箱的内部和外部能够连通，并且该功能性连接的外部由储箱表面构成；
-图6和图7分别是根据本发明的第一实施例的构件的立体图和截面图；以及
-图8至图13为示出本发明其它实施例的类似视图。
具体实施方式
在以下说明中，类似的元件具有相同或相似的附图标记。
第一实施例
在图6和图7中示出了本发明的构件的第一实施例。以与图1至图5的构件相同的方式，该第一实施例的构件10包括空心主体12，该空心主体具有形状呈圆锥形或截头圆锥形的外表面14。该主体还具有空腔15和形成该空腔的呈圆锥形或截头圆锥形的内表面17。在该情况下，该构件具有由环形圆周凸缘16构成的肩部，该肩部与主体共轴，并在参照构件的主轴线18的径向方向上从外表面14凸出。该肩部具有前表面和后表面30、32，这些表面是平的并在与轴线18垂直的各个表面中延伸。构件的整体形状具有相对该轴线的旋转对称。
构件具有肋条或页片134，这些肋条或页片134位于前表面30与外表面14的接合处。在该实施例中，每个肋条134都在径向于轴线18的主平面中延伸。由此，肋条不相互平行。所有肋条都是彼此一样的。每个肋条都具有直角三角形并且直角位于前表面30和外表面14的接合处的大致形状。并且直角三角形的斜边弯曲，以与主体的外表面14平齐。这里，构件包括数十个肋条134，但肋条的数量可以变化为更少或更多。
肋条在彼此之间形成通道136。这些通道136由肋条的相互面对的表面构成。
与以上参照图1至图5所述相同地，构件110被布置为进入模具4的空腔6，以构成公-母组件。该构件将在颈部20处被焊接到箱壁。由此，构件起模制颈部和加强颈部的作用。
用于制造比如燃料储箱的物品的方法包括以下步骤：
-型坯2被引入模具4中；
-构件110被引入模具中、至型坯内部；
-模具被闭合；
-通过经由构件吹气和/或在模具后方造成真空来将型坯紧紧地压向模腔；
-通过在模具的反形(counter-form)中移动构件来在型坯中模制出颈部20；
-从模具中移除储箱。
通道构成凹陷或气穴，这些凹陷或气穴被布置用于接纳和困住当模制颈部时在凸缘的前表面30接触型坯2时位于外表面14和前表面30的接合处的空气。由此，空气不损害构件在箱壁上的焊接。这允许避免不良焊接。
构件主体的前端具有贯穿孔19，该贯穿孔使得空腔15与构件的外部连通，并允许向型坯吹气以迫使型坯进入模腔。
通过这些肋条的取向，在通过模制来制造构件时，脱模线(该方向是模具部分与所模制的构件分离的、允许毫无障碍地取走构件的方向)位于垂直于轴线18的平面中。这允许在有需要时具有从前表面30凸出的环形圆周突起(未示出)。
该构件可以由塑料制成。
第二实施例
在图8和图9中示出了本发明的构件的第二实施例。除了肋条和通道的形状和取向以外，该构件210与第一实施例的构件110相同。
这里，肋条234都相互平行并且平行于轴线18。肋条不具有相同的形状和尺寸，因为其形状和尺寸根据其位置而变化。
面对主体12的肋条在外表面14和前表面30的接合处延伸。这些肋条具有直角三角形的形状。
其它肋条不与外表面14接触地从凸缘16的一个边缘延伸到另一边边缘。这些肋条具有例如圆形的形状。
肋条234同样在彼此之间形成通道236。这些通道具有与第一实施例中相同的作用，即在模制储箱时接纳位于凸缘和型坯之间的空气，例如位于外表面14和前表面30的接合处的空气。同样地，这允许避免不良焊接。
通过这些肋条的取向，在通过模制来制造构件时，脱模线可以位于径向于轴线18并垂直于肋条的平面中。这允许构件容易地脱模，但不允许具有从前表面30凸出的环形圆周突起31。
第三实施例
在图10和图11中示出了本发明的构件的第三实施例310。
凸缘的前表面30具有大致圆锥形的形状，该形状在外表面14附近弯曲，以与该表面平齐并赋予构件钟形的整体形状。
该构件不具有肋条。构件具有构成凹处的钻孔336。这里，钻孔具有垂直截面为圆形的圆柱形的形状，但该形状可以变化。钻孔336在距离主体12一定距离处仅穿过凸缘地从前表面30延伸到后表面32。钻孔不与空腔15连通。在该示例中，所有钻孔都相同，并在距离轴线18相同距离处延伸。每个钻孔都具有与轴线18平行的轴线。由此，每个钻孔都具有在前表面30上的前开口和在后表面32上的后开口。
在模制储箱时，在凸缘的前表面30接触型坯2之前，位于凸缘和型坯之间的空气经由钻孔336逃逸。由此，没有空气被困住，从而保护了构件与箱壁的焊接。这允许避免不良焊接。当构件达到其在储箱中的最终位置时，这些孔被箱壁封闭。
通过这些孔的该取向，在通过模制来制造构件时，脱模线位于垂直于轴线18的平面中。这允许构件容易地脱模。这还允许在有需要时具有从前表面30凸出的环形圆周突起31。
第四实施例
在图12和图13中示出了本发明的构件的第四实施例。
除了钻孔的形状和取向以外，该构件410与前一实施例的构件310相同。这里，每个钻孔436都沿着径向于轴线18的方向延伸。由此，钻孔不相互平行。所有钻孔都位于垂直于轴线18的相同主平面中。每个钻孔都具有在前表面30上的外开口和在构成空腔15的内表面17上的内开口。由此，每个钻孔都允许构件外部和内部之间的流体连通。
在模制储箱时，当凸缘的前表面30接触型坯2时，位于凸缘和型坯之间的空气经由钻孔向空腔15逃逸。由此，没有空气被困住，从而保护了构件与箱壁的焊接。这允许避免不良焊接。
同样地，当构件达到其在储箱中的最终位置时，这些孔被箱壁封闭。
显然，在不超出本发明的范围的情况下能够做出大量更改。
肩部可以围绕主体12是不连续的。
在另一具体实施例中，肩部可以包括一个或多个接片。该接片可以被放置为相对于主体12的主轴线具有倾斜角度。

Claims (15)

1.一种用于车辆塑料空心物品的构件(110-410)，所述物品包括由塑料型坯获得的壁，所述构件旨在焊接到所述壁，并且所述构件包括：
-具有外表面(14)的空心主体(12)，以及
-从所述外表面凸出的肩部(16)，
所述构件具有至少一个凹处(136-436)，所述至少一个凹处被布置用于在焊接所述构件期间、在所述肩部接触所述壁时接纳空气，并且所述构件包括肋条(134；234)，所述肋条在其相互之间限定所述至少一个凹处中的至少一个。
2.如权利要求1所述的构件，其中，所述肋条(134)被沿着参照所述构件的主对称轴线(18)的径向方向定向。
3.如权利要求1所述的构件，其中，所述肋条(234)平行于同一平面并且平行于所述构件的主对称轴线(18)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的构件，其中，所述至少一个凹处中的至少一个(136；236)具有封闭的底部。
5.如权利要求1或3中任一项所述的构件，其中，所述至少一个凹处中的至少一个(336；436)具有两个不同的开口。
6.如权利要求1或3中任一项所述的构件，其中，所述至少一个凹处中的至少一个(336)在所述肩部中延伸。
7.如权利要求1或3中任一项所述的构件，其中，所述至少一个凹处中的至少一个(436)在所述主体的壁中延伸。
8.如权利要求1或3中任一项所述的构件，其中，所述至少一个凹处中的至少一个(436)与所述主体的主内空腔(15)连通。
9.如权利要求1或3中任一项所述的构件，其中，所述至少一个凹处中的至少一个(336)被布置为不与所述主体的主内空腔连通。
10.如权利要求1或3中任一项所述的构件，其中，所述至少一个凹处中的至少一个包括钻孔(336；436)。
11.如权利要求10所述的构件，其中，所述钻孔中的至少一个(336)平行于所述构件的主对称轴线(18)。
12.如权利要求10所述的构件，其中，所述钻孔中的至少一个(436)被沿着参照所述构件的主对称轴线(18)的径向方向定向。
13.一种车辆塑料燃料储箱，包括如上述权利要求中任一项所述的构件(110-410)。
14.一种用于制造车辆塑料空心物品的方法，所述方法包括利用如权利要求1至12中任一项所述的构件来模制所述物品的一部分(20)的步骤。
15.一种用于制造通过模制型坯(2)获得的车辆塑料空心物品的方法，所述方法包括将构件(110-410)焊接到所述型坯的焊接步骤，所述构件包括空心主体(12)和肩部(16)，所述肩部从所述主体向外延伸并被布置用于将所述主体焊接到所述型坯，所述构件具有至少一个凹处(136-436)，所述凹处被布置用于在所述焊接步骤期间、在所述肩部接触所述型坯时接纳空气，并且所述构件包括肋条(134；234)，所述肋条在其相互之间限定所述至少一个凹处中的至少一个。
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