CN104044261A - 使储存器吹塑成型的方法和这样制造的储存器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吹塑成型储存器，诸如汽车燃料罐的方法，其可包括一个或多个步骤。在一步骤，储存器至少部分地形成为具有第一壁和第二壁。第一壁限定第一内部并且第二壁限定第二内部，第二内部可通向第一内部。在另一步骤中，在第二壁的材料硬化之前，使第二壁向内收缩。在收缩之后，减小了第二内部的体积。可经由模制工具组件来执行收缩，模制工具组件具有一个或多个可移动的工具区段。

Description

使储存器吹塑成型的方法和这样制造的储存器

技术领域

本公开大体而言涉及一种储存器，并且更特定而言涉及用来形成储存器的方法和装备。

背景技术

储存器通常用来保持液体并且通常通过吹塑成型工艺制成。例如，汽车燃料箱保持燃料并且通常被吹塑成型。在汽车示例中，燃料管线有时连接到燃料箱，用于进入和外出的燃料，蒸气管线有时连接到燃料箱用来向下游活性炭罐递送蒸气，并且其它部件可连接到燃料箱。在燃料箱、管线和部件之间的连接通常包括连接部件和焊接。特别地，连接有时涉及在储存器中切割孔，并且将连接部件围绕孔的外围焊接或以其它方式密封。虽然这些连接可能是有效的，在某些情况下，连接部件、焊接和切割可向组装添加成本和复杂性，并且可能在燃料箱中易于泄露。

发明内容

吹塑成型储存器的方法可包括几个步骤。一个步骤可包括形成储存器。储存器可具有第有一壁和第二壁，第一壁限定第一内部，第二壁从第一壁延伸并且限定第二内部，第一内部和第二内部可通向彼此。第二内部可具有一定体积。另一步骤可包括了在使第二壁的材料硬化之前，使第二壁向内收缩。这可减小体积大小。可经由模制工具组件来执行收缩，模制工具组件具有一个或多个可移动的工具区段。

吹塑成型储存器一部分的方法可包括几个步骤。一个步骤可包括提供模制工具组件，其限定模腔，模腔在第一位置具有第一周长，并且在第二位置，具有第二周长，第二周长可小于第一周长。另一个步骤可包括将用来形成储存器的材料的一部分安置于处于第一位置的模腔内。又一步骤可包括使模制工具组件到第二位置以压缩在模腔中材料的部分，并且由此将部分的形状改变为所希望的最终形状。

模制的储存器可包括第一壁、第二壁和配件。第一壁可限定第一内部。第二壁可从第一壁延伸并且本身可限定第二内部，第二内部可通到第一内部。配件可在第二壁的内表面处嵌入于第二壁的材料内。配件可具有第一部分，第一部分可接近第一内部，并且可具有第二部分，第二部分可部分地或更多地位于第二内部中。

附图说明

下文优选实施例和最佳实施方式的详细描述将参考附图来陈述，在附图中：

图1为被示出处于展开位置的示例储存器和模制工具组件实施例的一部分的片段透视图；

图2为类似于图1的片段透视图，但其中模制工具组件被示出在展开位置与收缩位置之间；

图3为类似于图1的透视图，但其中模制工具组件完全收缩；

图4为图1的模制工具组件和储存器的一部分的截面图，并且也示出了在储存器内的配件的示例；

图5为储存器的外部的一部分的透视图，其中移除了模制工具组件并且配件以隐藏线/虚线示出；

图6为示例储存器壁和配件壁的一部分的截面图；

图7为示例储存器壁的一部分的截面图； 

图8为示例储存器壁的一部分的截面图； 

图9为被示出展开位置的模制工具组件的另一实施例的平面图；

图10为类似于图9的平面图，但模制工具组件处于收缩中；以及

图11为类似于图9的平面图，但模制工具组件完全收缩。

具体实施方式

更详细地参考附图，在本描述中详细地描述了用来吹塑成型储存器的方法，并且特别地是制备用来与流体管线、流体配件和其它部件连接的储存器的方法。所做出的连接最终可提供有效的密封来对抗在储存器处的流体泄露并且，在某些实施例中，可以对抗在储存器处的流体泄露而无先前已知的连接部件和伴随步骤的成本和相对复杂性。这些方法特别适合于制造储存器，如汽车燃料箱10，并且实际上在汽车的情形下提供这种描述。但储存器和伴随的方法可适合于其它应用，诸如海洋应用。

参考图1，示出了汽车燃料箱10的一部分，并且其可配备于较大的汽车燃料系统中，汽车燃料系统还包括汽油或柴油机。燃料箱10具有壁12，壁12限定着一种用于保持和容纳待在燃料系统中消耗的燃料的内部13（图4）。壁12可由多层塑料材料组成，诸如高密度聚乙烯(HDPE)层、乙烯-乙烯醇(EVOH)层、粘合剂层、或其它和不同的层，或者可由单层材料组成。可以在吹塑成型工艺期间形成燃料箱10，其中，成型模限定腔体，腔体匹配燃料箱的外形，并且其中经加压的气体使熔融塑料型坯抵靠腔体膨胀。允许熔融型坯硬化并且凝固定型以形成最终成形的燃料箱10。

在此实施例中，燃料箱接头14（图3和图5至图8）被设置为燃料箱10的部分并且用作将燃料箱联接到流体管线、到流体配件或到其它部件的一种构件。例如，接头14可用作车辆燃料箱连接组件中的一种构件，并且在此特定示例中可用作燃料箱颈管，车辆燃料箱连接组件公开于名称为“Fuel Tank Connection Assembly”并且分配给TI Automotive Technology Center GmbH的美国专利申请序列号13/650,745中。一旦形成，接头14可具有不同的设计和构造，取决于流体管线、配件或其最终所联接的部件的设计和构造以及其它因素。在图5至图8中的实施例中，例如，接头14具有壁16，壁16从燃料箱10的较大部分的壁12下垂/悬垂或延伸并且为壁12的整体延伸部。此处，接头14为中空的并且限定内部18，但内部18远小于用来保持和容纳燃料的内部13。由壁12、16限定的内部通向彼此并且彼此连通。当最终形成时，在此实施例中，接头17具有与燃料箱壁12间隔开的开口端19，并且在朝向内的侧部上具有内表面20并且在朝向外的侧部上具有外表面22。

可以以多种方式并且利用多个模制工具组件来制造接头14。接头14和其壁16来自形成最终成形的燃料箱10的先前提到的型坯。在附图的实施例中，例如，其形成过程涉及稳定地减小壁16的大小和形状，而壁仍部分地熔融和易延展，作为燃料箱吹塑成型工艺中的一个步骤。换言之，在此实施例中，内部18从当接头14处于未完成状态时具有第一体积并且逐渐地减小为在完成状态时的第二体积，第二体积具有小于第一体积的值。壁16也从未完成状态到完成状态从第一大小变为更小的第二大小。 

现参考图1，在此实施例中，经由模制工具组件24实现形成过程。模制工具组件24可具有不同的设计、构造和部件，取决于接头14的设计和构造以及其它因素。在较大燃料箱吹塑成型工艺中，模制工具组件24可位于或布置于用来最终形成燃料箱10的内部13的成型模邻近处。在图1中，模制工具组件24包括四个工具区段或滑动件，第一工具区段26、第二工具区段28、第三工具区段30和第四工具区段32，它们一起协作以稳定地减小接头14的大小和形状。在其它实施例中，可设置多于或少于四个工具区段用于模制工具组件，例如，在图9至图11中所示并且在随后描述的模制工具组件的另一实施例包括六个工具区段并且另外，模制工具组件可包括其它数量的工具区段。返回参考图1的实施例，每个工具区段具有接合着并且接触着壁16的第一工作表面34，和与邻近和相邻工具区段的第一工作表面成滑动接触的第二工作表面36。每个工具区段的第一工作表面34可由弓形部段38和非弓形和大体上平面部段40组成。在此实施例中，部段38具备弓形轮廓，因为接头具备完成的圆柱形状；而部段40具备大致平面轮廓，因为当模制工具组件24使用时其抵靠互补的大体上平面的表面滑动；对于这些部段而言，其它轮廓也是可能的，取决于接头的完成形状和滑动移动。

在工具区段一起协作的情况下，模制工具组件24开始处于完全缩回和打开状态或者位置，如图1所示。在此状态，工具区段26、28、30、32的第一工作表面34限定第一模制工具腔体，第一模制工具腔体产生内部18的第一体积。弓形部段38和平面部段40帮助限定第一模制工具腔体。当个别工具区段26、28、30、32持续更靠近彼此并且靠近内部18的质心移动时，从打开状态，模制工具组件24通常收缩或向内前移。 

图2示出了在其收缩并且朝向前移和闭合状态或位置移动过程中的模制工具组件24。在工具区段前移并且越来越多地彼此重叠时工具区段26、28、30、32中每一个同时在方向D₁和D₂上移动，并且相应工作表面34、36抵靠彼此滑动。出于说明目的，以第一工具区段26和第四工具区段32为例，随着移动进行，第一工作表面34（和具体地第一工具区段的平面部段40）直接面对并且与第四工具区段的第二工作表面36进行表面对表面滑动接触。 

图3示出了处于完全前移和闭合状态的模制工具组件24。此处，最初未对准的工具区段的全部弓形部段38到一起并且现彼此在周向对准以限定第二模制工具腔体，第二模制工具腔体产生内部18的第二体积。在此实施例中，当工具区段处于其完全前移位置时，由弓形部段38限定所得到的大体上圆柱形状。另一方面，平面部段40不再限定模制工具腔体并且不再接合壁16。替代地，平面部段40仅与相应第二工作表面36做出表面对表面接触。 

从模制工具组件24的打开状态到闭合状态，在第一工作表面34大体上维持与外表面22接合和接触时，壁16的材料持续地变形并且向内移位。在内部体积减小并且壁被成形为圆柱时，壁16的材料积聚并且略微增厚。而且从打开状态到闭合状态，接头14的大小可减小大致一半。例如，当模制工具组件24处于其打开状态时，接头14可具有大约40mm的最大横向范围；并且当模制工具组件随后处于其闭合状态时，接头可具有大约20mm的所得到的直径。当然，其它形状大小也是可能的，包括大于或小于一半的那些。

现参考图4至图6，在一实施例中，在模制工具组件24到达其闭合状态之前，配件42插入于接头14的内部18内。配件42可呈不同形式，包括通风管，如在附图中所示，其最终附连到内部和外部蒸汽管线。取决于其形式，通风管42可由塑料材料诸如HDPE或聚酰胺（PA）材料组成。如在图4中最佳地示出，最终与外部蒸汽管线连通的通风管42的第一部分43位于内部18中，而最终附连到内部蒸汽管线的第二部分45位于燃料箱10的内部13中或者可从燃料箱10的内部13接近，在燃料箱10的内部13中，它保持悬挂用于附连。第一部分和第二部分都具有大体上圆柱形状。在其外侧，通风管42具有一组肋状物44，这组肋状物44变得当模制工具组件24闭合时在内表面20处嵌入于部分熔融的壁16的材料内，并且在其内侧，通风管具有通路46用于蒸气从燃料箱10流出。此处示出的通风管42具有径向延伸的凸缘47以辅助通风管相对于燃料箱壁12适当定位。 

可以在中空接头14的形成过程期间在不同的时间发生通风管42到内部18的插入。在一实施例中，例如，可以在模制工具组件24开始其收缩之前和在燃料箱吹塑成型工艺期间发生插入，其可涉及分离用来形成燃料箱10的型坯的切断半件和将通风管42放置于内部18内侧。然后将型坯的切断半件放回并且再联结在一起以形成完整并且连续的型坯。一旦将通风管42插入于内部18中，使模制工具组件24到其闭合状态并且壁16的内表面20接合位于内部中的通风管的第一部分43并且可完全包围并且接合第一部分的周围。然后允许壁16的熔融材料硬化并且凝固定型，这可简单地通过将其静置持续足以使材料凝固的时间来实现。如由图6最佳地示出，壁16的材料包住通风管42的第一部分43并且包围肋状物44并且填充在肋状物之间的空间中。以此方式，肋状物44帮助确保在壁16与通风管42之间形成嵌入并且牢固的接合部。而且，取决于壁16和通风管42的材料组成，当硬化时，化学键和粘结可形成于二者之间。 

在硬化之后或甚至之前，壁16的闭合端和通风管42的端部可被切断并且切割成提供开口端19。在此实施例中，接头14现可用作车辆燃料箱连接组件中的构件，如在美国专利申请序列号13/650,745中所公开的车辆燃料箱连接组件。当然设想到其它车辆燃料箱连接组件，包括仅橡胶软管经由摩擦配合、夹持、热铆接/热熔或另一技术的连接。在其中配件并未插入于内部18内的一实施例中，仅壁16硬化，如图7所示，并且中空接头14仍可用作车辆燃料箱连接组件中的构件。另外，在另一实施例中，模制工具组件24可在内表面20、外表面22或二者上形成肋状物或其它特点，以便于随后连接管、软管或另一部件。 

现参考图8，在另一实施例中，配件并未插入并且在使模制工具组件24到其闭合状态后所述壁16硬化成固体和完全填充的状态。在此实施例中，接头14为实心的并且非类似先前实施例的具有内部的中空，接头也可大部分但并未完全为实心的。在其形成期间，壁16的材料积聚在一起并且完全或主要地填充于任何内部空间中。与中空接头的实施例相比，通过使工具区段更靠在一起收缩为闭合状态或者通过在模制工具腔体中提供更大量的材料（当工具区段处于闭合状态时，其将不提供中空内部）可实现完全填充。图8的实心接头14适合于辅助连接在燃料箱10外部处的部件，包括活性炭罐、外部流体管线或热屏蔽件，或者可能辅助将燃料箱安装在汽车中，诸如经由条带或其它连接器。 

图9至图11示出了模制工具组件124的另一实施例。此时，模制工具组件124包括六个工具区段或滑动件，第一工具区段148、第二工具区段150、第三工具区段152、第四工具区段154、第五工具区段156和第六工具区段158，它们一起协作以稳定地减小中空或实心接头的大小和形状。如之前那样，每个工作区段具有接合并且接触接头壁的第一工作表面134并且具有与邻近和相邻工具区段的第一工作表面滑动接触的第二工作表面136。每个工具区段的第一工作表面134由弓形部段138和非弓形和大体上平面部段140构成。但在此实施例中，不同于先前实施例，第一工作表面134和第二工作表面136中的每一个包括互补台阶状的构造，其在形成过程中便于区段的互连引导移动。出于说明目的，以第一工具区段148和第二工具区段150为例，第一工作表面134具有沿着其范围成形的第一台阶160，并且第二工作表面134具有互补大小和形状的第二台阶162。在台阶160、162之间，引导件164指导并且便于工具区段之间的移动；也可运用其他方式来引导和便于促成在工具区段之间的移动。

图9至图11示出了模制工具组件从图9的其完全缩回和打开状态连续移动到图10中其中间缩回状态，并且最后到图11中的其完全前移和闭合状态。如之前那样，工具区段148、150、152、154、156和158同时向内移动并且变得越来越多地重叠。而且，在闭合状态，所有弓形部段138到一起并且彼此对准，但这并非必需的。

虽然本文所公开的本发明的形式构成目前优选的实施例，许多其它形式也是可能的。预期在本文中并未提及本发明的所有可能等效形式。应了解本文所用的术语只是描述性的而非限制性的，且在不偏离本发明的精神或范围的情况下可做出各种变化。

Claims (13)

1.一种吹塑成型储存器的方法，所述方法包括：

形成所述储存器，所述储存器具有第一壁和第二壁，所述第一壁限定第一内部，所述第二壁从所述第一壁延伸并且限定第二内部，所述第一内部和第二内部通向彼此，所述第二内部具有一定体积；以及

在使所述第二壁的材料硬化之前使所述第二壁向内收缩以减小所述体积的大小。

2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：

将配件至少部分地插入于所述第二内部的内侧；

使所述第二壁向内收缩到所述第二体积，其中所述第二壁接合所述配件的至少一部分；以及

允许所述第二壁的材料在所述配件上硬化从而将所述第二壁与所述配件联结在一起。

3.根据权利要求1 所述的方法，其还包括：切断所述第二壁的一部分以使所述第二内部向所述储存器以外的外部暴露。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述储存器的所述步骤还包括经由模制工具组件形成所述第二壁，所述模制工具组件限定第一模腔，在所述第一模腔中接纳所述第二壁，并且所述模制工具组件收缩以限定第二模腔，用来减小所述体积的大小。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，使所述第二壁收缩的步骤还包括当减小所述体积大小时在所述工具区段的表面接合所述第二壁的部分时，使所述模制工具组件的多个工具区段朝向彼此。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，使所述第二壁收缩的步骤还包括使所述模制工具组件的多个工具区段在一起，且其中每个工具区段具有弓形表面，并且在所述模制工具组件的闭合状态，所述弓形表面彼此对准并且形成大体上圆柱形模腔。

7.一种吹塑成型储存器的一部分的方法，所述方法包括：

提供模制工具组件，其限定模腔，所述模腔在第一位置具有第一周长，并且在第二位置具有第二周长，其中所述第二周长小于所述第一周长；

将用来形成所述储存器的所述材料的一部分安置于处于所述第一位置的所述模腔内；以及

使所述模制工具组件到所述第二位置以压缩在所述模腔中所述材料的所述部分并且将所述部分的形状改变为所希望的最终形状。

8.根据权利要求7所述的方法，其还包括：在使所述模制工具组件到所述第二位置之前，将配件插入于所述模腔内，并且随后使所述模制工具组件到所述第二位置，其中，所述材料的所述部分的壁封闭于所述配件上。

9.根据权利要求7所述的方法，其还包括：切断所述材料的所述部分的壁以使所述部分的内部向所述容器以外的外部暴露。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，使所述模制工具组件到所述第二位置的步骤还包括使所述模制工具组件的多个工具区段朝向彼此收缩。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述多个工具区段中的每一个具有弓形表面，当使所述模制工具组件从所述第一位置到所述第二位置时，所述弓形表面与所述材料的所述部分的壁的一部段接触。

12.一种成型储存器，包括：

第一壁，其限定第一内部；

第二壁，其从所述第一壁延伸并且限定第二内部，所述第二内部通往所述第一内部并且体积小于所述第一内部；以及

配件，其在所述第二壁的内表面处嵌入于所述第二壁的材料内，其中所述配件具有可接近所述第一内部的第一部分并且具有至少部分地位于所述第二内部的第二部分。

13.根据权利要求12所述的成型储存器，其特征在于，所述配件具有至少一个肋状物，其从所述配件的外表面在所述第二部分延伸，并且所述至少一个肋状物在所述第二壁的所述第二内表面处嵌入于所述第二壁的材料内。