CN105539125A - 中空箱体内部增强组件及中空箱体的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中空箱体内部增强组件，其特征在于，所述燃油系统包括ECU、发动机、电池、碳泵、锁盖以及油箱总成，所述ECU通过线路连接电池、发动机以及碳泵，所述碳泵通过管路连接油箱总成，所述锁盖通过管路连接油箱总成，所述燃油系统还包括半导体制冷/加热器，所述半导体制冷/加热器通过线路设置在电池和碳泵之间。该就技术方案通过碳罐对碳氢吸附后，将清洁气体排入大气，这样，保护了环境不受碳氢污染；而在汽车行驶过程中，发动机产生的支气管负压，会将碳罐存储的碳氢脱附到发动机燃烧产生动力，节约了能源，降低了成本。

Description

中空箱体内部增强组件及中空箱体的生产方法

技术领域

本发明涉及中空箱体内部增强组件，具体来说涉及一种中空箱体内部增强组件及中空箱体的生产方法，属于燃油箱制造技术领域。

背景技术

汽车中空箱体中含有燃油，在汽车内外环境温度和行驶晃动的影响下，中空箱体中会有一定的压力，使得中空箱体发生变形。在一些密封的燃油系统中，压力对中空箱体变形的影响更为显著。

为了提高传统中空箱体的刚性，减少中空箱体变形，通常在中空箱体表面增加加强筋或Kiss-off结构，Kiss-off结构是指在中空箱体成型过程中将中空箱体上下表面局部区域实现熔接的一种结构，通过模具成型出来，两片模具上分别有相对应的圆锥台，当合模时，即会在中空箱体上形成此结构，不需要其他的工装。此种结构有一些缺点，例如可制造性差、牺牲额定容积、由于型坯拉伸剧烈容易产生小壁厚区域等，其布置的位置也有较大的局限性。

另一种常见的提高中空箱体强度的方法是在中空箱体内布置若干立柱，这些立柱连接中空箱体的上下内壁，立柱中间往往含有金属件，以使立柱的强度足够高，能承受足够高的压力。这种含金属件的立柱制造成本高，且需要做防静电处理，立柱中间部分含有金属，强度比两头连接的部分高，使得立柱两头连接部分容易失效。另外，金属密度大，会给中空箱体增加较多的重量，本领域的技术人员也在不断尝试新的方案，但是该问题一直没有得到妥善解决。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种中空箱体内部增强组件及中空箱体的生产方法，首先该技术方案提供的内部增强组件可以牢固的连接中空箱体上下内壁；并且通过该生产方法生产的中空箱体可以承受较高的压力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，中空箱体内部增强组件，其特征在于，所述增强组件包括端部和柱体组件，两个端部分别设置在柱体组件的两端。端部和柱体可以是同种材料，也可以是不同种材料，材料是塑料，如POM、HDPE、PA、PPA、PBT、PPS、PEEK等。

作为本发明的一种改进，所述柱体组件包括立柱本体以及设置在立柱本体两端的基座，所述端部设置在基座上。立柱本体的两头是基座，与端部通过焊接、包胶、装配等方式连接。

作为本发明的一种改进，所述立柱本体由若干个相同的分柱体组成，所述分柱体中间有一个旋转对称轴，并围绕该轴分布。

作为本发明的一种改进，所述立柱本体端部截面的抗弯模量与立柱本体中部截面的抗弯模量（或抗弯模量之和）的比值至少为1.3，优选的至少为2。这样使得立柱在长度方向上所受应力相等，这样设计的好处是，在油箱本体变形相同的条件上，立柱承受弯矩随细腰处越细越小，所以为了保护焊接面，细腰要越细越好的，但是，细腰越细，同样的弯矩下，细腰处的应力也就越大，越容易断裂，所以细腰处也不能太细，经过多次实验证明，所述立柱本体端部截面的抗弯模量与立柱本体中部截面的抗弯模量的比值至少为1.3，优选的至少为2，此外这样设计，立柱中间比两头细，可以节省材料。在跌落、碰撞试验中，立柱断裂可以吸收撞击能量，减小油箱泄漏的风险。

作为本发明的一种改进，所述立柱本体由一个或者多个相同的分柱体组成，所述分柱体中间有一个旋转对称轴，并围绕该轴分布。

作为本发明的一种改进，所述柱体主体的两端均设置支脚，支脚的一端与基座连接，另一端汇合成一点，通过柱体主体将两个汇合点连接，其中连接部位设置为倒角，平滑过渡。

作为本发明的一种改进，所述端部的形状为圆形或者椭圆形或者多边形或者不规则图形中的一种，所述端部上设置有端部孔或/和端部槽，所述端部上设置有麻点结构。端部上可以开有若干端部孔，用于定位、排气，端部上也可以开端部槽，用于排气，端部根据需要也可以不开孔或槽，端面上布置有若干麻点结构，可与中空箱体进行熔接，端面也可以是光面，与中空箱体内壁焊接。

作为本发明的一种改进，所述基座上设置有基座孔，所述基座孔大于端部孔。基座上可以开有若干孔洞，在端部包胶时，端部的材料可以穿过或进入孔洞，使端部和基座的连接更为牢固。基座孔直径可以比端部孔的直径略大，二者结合起来可以与中空箱体材料形成铆接结构，即：在立柱的一侧与料坯连接时，模具上的凸台与端部的孔形成定位关系，同时将此处的材料依次挤进端部孔、基座孔，材料碰到基座孔的底部后向四周铺展开来，最终形成铆接结构。该铆接结构可进一步巩固熔接或焊接的连接效果，减小立柱一侧连接型坯时另一侧因重力作用而发生倾斜或立柱脱落的可能性。

作为本发明的一种改进，所述分柱体向旋转对称轴靠拢，互相形成一个整体或者分柱体之间设置一定距离，均匀的围绕在对称轴周围。两个底座中间连接有若干个相同的分柱体。这些分柱体有一个旋转对称轴并围绕该轴分布。分柱体的截面可以是圆形、椭圆形、方形等各种形状或这些形状的一部分。根据所受应力的不同，分柱体的截面形状、尺寸等可以在柱体长度方向上变化，例如，分柱体两端的截面积可以比中间部分的截面积大，反之亦可。这些分柱体可以向旋转对称轴靠拢，互相连接形成一个整体，也可以互相之间保持一定的距离。

中空箱体的生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）两片熔融型坯下料至预成型模板与两个模具之间形成的两个间隙内；2）下料到位后，模具半模与预成型模板闭合，内部高压吹塑，进行壳体预成型；3）预吹成型一定时间后，开模；4）将中间预成型模板装置移出，同时组件内置机构进入模具中间指定位置；5）组件内置机构将增强组件一侧端面连接到型坯的指定位置；（放置内部组件的动作也可以通过机器人来完成）6）将组件内置机构移出，7）模具再次合模，增强组件另一侧端面连接到另一侧型坯的指定位置，8）高压吹气完成中空箱体本体的最终成型；9）开模，取出产品。

作为本发明的一种改进，所述步骤5）中，在增强组件通过组件内置装置与中空箱体内壁连接时，增强组件端面的麻点插入中空箱体内壁材料并发生部分熔化形成熔接，或者没有麻点的端面在预热后，再与中空箱体内壁焊接；同时，中空箱体模具上的凸台和端面上的定位孔形成定位，并将中空箱体材料依次挤进端部孔、基座孔，材料碰到基座孔的底部后向四周铺展开来，形成铆接结构作为本发明的一种改进，所述半导体制冷/加热器由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型半导体材料，其中半导体材料为碲化铋。

相对于现有技术，本发明的优点如下：1）本发明内部增强组件结构设计巧妙，结构紧凑，实用性强，成本降低；2）该技术方案所设计的增强组件体积较小、容易制造，并且不会对壁厚造成影响，重量轻，可以防静电；3）该技术方案立柱结构能够很方便的固定在中空箱体内壁上，固定质量可靠，且不会对多层中空箱体的EVOH层造成任何影响，也不会减小中空箱体的额定容积，立柱各处所受应力大致相等，不容易失效，使中空箱体能承受较大的压力；4）该技术方案生产的中空箱体可以承受较高的压力，在跌落、碰撞试验中，立柱断裂可以吸收撞击能量，减小油箱泄漏的风险。

附图说明

图1-图6为端部结构示意图；

图7-图10为其中一个实施例结构示意图；

图11-图14为另外一个实施例结构示意图；

图15-图18为再一种实施例结构示意图；

图19为设置有支脚的中空箱体内部增强组件结构示意图；

图20-图24为生产方法各个步骤状态示意图；

图中：1、端部，2、柱体组件，21、立柱本体，22、基座，23、支脚，211、分柱体，11、端部孔，12、端部槽，13、麻点结构，221、基座孔，10、模具，12、预成型模板，14、组件内置机构。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述和介绍。

实施例1：参见图8，中空箱体内部增强组件，所述增强组件包括端部1和柱体组件2，两个端部1分别设置在柱体组件2的两端。端部1和柱体组件可以是同种材料，也可以是不同种材料，材料是塑料，如POM、HDPE、PA、PPA、PBT、PPS、PEEK等，所述柱体组件包括立柱本体21以及设置在立柱本体两端的基座22，所述端部1设置在基座22上，立柱本体21的两头是基座，与端部1通过焊接、包胶、装配等方式连接，整个增强组件结构简单，设计巧妙，在中空箱体内可以承受较高的压力。

实施例2：参见图7-图18，作为本发明的一种改进，所述立柱本体21端部截面的抗弯模量与立柱本体中部截面的抗弯模量（或抗弯模量之和）的比值至少为1.3，优选的至少为2。这样使得立柱在长度方向上所受应力相等，这样设计的好处是，在油箱本体变形相同的条件上，立柱承受弯矩随细腰处越细越小，所以为了保护焊接面，细腰要越细越好的，但是，细腰越细，同样的弯矩下，细腰处的应力也就越大，越容易断裂，所以细腰处也不能太细，经过多次实验证明，所述立柱本体端部截面的抗弯模量与立柱本体中部截面的抗弯模量的比值至少为1.3，优选的至少为2，此外这样设计，立柱中间比两头细，可以节省材料。在跌落、碰撞试验中，立柱断裂可以吸收撞击能量，减小油箱泄漏的风险。

实施例3：参见图7-图10，所述立柱本体由一个或者多个相同的分柱体组成，所述分柱体中间有一个旋转对称轴，并围绕该轴分布。所述分柱体向旋转对称轴靠拢，互相形成一个整体或者分柱体之间设置一定距离，均匀的围绕在对称轴周围。两个底座中间连接有一个或多个相同的分柱体。这些分柱体有一个旋转对称轴并围绕该轴分布。分柱体的截面可以是圆形、椭圆形、方形等各种形状或这些形状的一部分。根据所受应力的不同，分柱体的截面形状、尺寸等可以在柱体长度方向上变化，例如，分柱体两端的截面积可以比中间部分的截面积大，反之亦可。这些分柱体可以向旋转对称轴靠拢，互相连接形成一个整体，也可以互相之间保持一定的距离。参见图7-图10，该实施例中所述的分柱体211为一个整体，并且该分柱体的俯视图的形状类似3个围绕在旋转轴周围的花瓣为3个，该方案中端部是圆形，开有定位、溢料孔，端面上有麻点结构13，可与料坯熔接。端部将柱体两头的基座包胶。柱体是中空体，其截面类似于花瓣状，两头粗、中间细。在靠近基座的柱体上方开有小孔，可使液体自由进出。参见图11-14，该实施例中所述的分柱体也是一个整体，不同的是，从该分柱体的俯视图上可以看出，其俯视图的形状类似4个花瓣对称均匀的设置在旋转轴的周围。该方案中端部也是圆形，开有定位、溢料孔，端面上有麻点结构13，可与料坯熔接。端部将柱体两头的基座包胶。柱体是中空体，其截面类似于花瓣状，两头粗、中间细，在靠近基座的柱体上方开有小孔，可使液体自由进出。参见图15-18，该实施例中所述的分柱体可以设置为多个，图中显示为4个，也可以设置6个甚至更多，根据实际情况进行适当调整设置，端部是圆形，开有定位、溢料孔，端面上有麻点结构13，可与料坯熔接，端部将柱体两头的底座包胶。柱体主体由4个分柱体构成，4个分柱体互相不连接，围绕中心轴呈旋转对称分布，分柱体的截面呈直角状。

实施例4：参见图19，作为本发明的一种改进，所述柱体主体的两端均设置支脚23，支脚23的一端与基座22连接，另一端汇合成一点，通过柱体主体21将两个汇合点连接，该方案中的主体本体21设置为一个圆柱的杆体，其中连接部位设置为倒角，平滑过渡，端部是圆形，端面上有麻点结构，可与料坯熔接，端部将柱体两头的底座包胶。

实施例5：参见图1-图6，作为本发明的一种改进，所述端部1的形状为圆形或者椭圆形或者多边形或者不规则图形中的一种，所述端部上设置有端部孔11或/和端部槽12，所述端部上设置有麻点结构13。参见图2，端部上可以开有若干端部孔11，用于定位、排气，参见图6，端部上也可以开端部槽12，用于排气，参见图1、图3、图4、图5，端部根据需要也可以不开孔或槽，参见图1-图3端面上布置有若干麻点结构13，可与中空箱体进行熔接，端面也可以是光面，与中空箱体内壁焊接。

实施例6：参见图1-图6，作为本发明的一种改进，所述基座上设置有基座孔221，所述基座孔221大于端部孔11。基座上可以开有若干孔洞，在端部包胶时，端部的材料可以穿过或进入孔洞，使端部和基座的连接更为牢固。基座孔221直径或者宽度可以比端部孔11的直径或宽度略大，二者结合起来可以与中空箱体材料形成铆接结构，即：在立柱的一侧与料坯连接时，模具上的凸台与端部的孔形成定位关系，同时将此处的材料依次挤进端部孔、基座孔，材料碰到基座孔的底部后向四周铺展开来，最终形成铆接结构。该铆接结构可进一步巩固熔接或焊接的连接效果，减小立柱一侧连接型坯时另一侧因重力作用而发生倾斜或立柱脱落的可能性。

实施例7：参见图20-图23，中空箱体的生产方法，所述方法包括以下步骤：1）两片熔融型坯下料至预成型模板与两个模具之间形成的两个间隙内，参加图20；2）下料到位后，模具半模与预成型模板闭合，内部高压吹塑，进行壳体预成型，参见图21,；3）预吹成型一定时间后，开模，参见图22；4），参见图22，将中间预成型模板装置移出，同时组件内置机构进入模具中间指定位置；5），参见图23，组件内置机构将增强组件一侧端面连接到型坯的指定位置；（放置内部组件的动作也可以通过机器人来完成）6）将组件内置机构移出，7）参见图24，模具再次合模，增强组件另一侧端面连接到另一侧型坯的指定位置，8）高压吹气完成中空箱体本体的最终成型；9）开模，取出产品，所述步骤5）中，在增强组件通过组件内置装置与中空箱体内壁连接时，增强组件端面的麻点插入中空箱体内壁材料并发生部分熔化形成熔接，或者没有麻点的端面在预热后，再与中空箱体内壁焊接；同时，中空箱体模具上的凸台和端面上的定位孔形成定位，并将中空箱体材料依次挤进端部孔、基座孔，材料碰到基座孔的底部后向四周铺展开来，形成铆接结构作为本发明的一种改进，所述半导体制冷/加热器由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型半导体材料，其中半导体材料为碲化铋。

本发明还可以将实施例2、3、4、5、6所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (10)

1.中空箱体内部增强组件，其特征在于，所述增强组件包括端部和柱体组件，两个端部分别设置在柱体组件的两端。

2.根据权利要求1所述的中空箱体内部增强组件，其特征在于，所述柱体组件包括立柱本体以及设置在立柱本体两端的基座，所述端部设置在基座上。

3.根据权利要求2所述的中空箱体内部增强组件，其特征在于，所述立柱本体端部截面的抗弯模量与立柱本体中部截面的抗弯模量（或抗弯模量之和）的比值至少为1.3。

4.根据权利要求3所述的中空箱体内部增强组件，其特征在于，所述立柱本体由一个或者多个相同的分柱体组成，所述分柱体中间有一个旋转对称轴，并围绕该轴分布。

5.根据权利要求3所述的中空箱体内部增强组件，其特征在于，所述柱体主体的两端均设置支脚，支脚的一端与基座连接，另一端汇合成一点，通过柱体主体将两个汇合点连接，其中连接部位设置为倒角，平滑过渡。

6.根据权利要求5所述的中空箱体内部增强组件，其特征在于，所述端部的形状为圆形或者椭圆形或者多边形或者不规则图形中的一种，所述端部上设置有端部孔或/和端部槽，所述端部上设置有麻点结构。

7.根据权利要求5或6所述的中空箱体内部增强组件，其特征在于，所述基座上设置有基座孔，所述基座孔大于端部孔。

8.根据权利要求5或6所述的中空箱体内部增强组件，其特征在于，所述多个分柱体向旋转对称轴靠拢，互相形成一个整体或者分柱体之间设置一定距离，均匀的围绕在对称轴周围。

9.中空箱体的生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）两片熔融型坯下料至预成型模板与两个模具之间形成的两个间隙内；2）下料到位后，模具半模与预成型模板闭合，内部高压吹塑，进行壳体预成型；3）预吹成型一定时间后，开模；4）将中间预成型模板装置移出，同时组件内置机构进入模具中间指定位置；5）组件内置机构将增强组件一侧端面连接到型坯的指定位置；（放置内部组件的动作也可以通过机器人来完成）6）将组件内置机构移出，7）模具再次合模，增强组件另一侧端面连接到另一侧型坯的指定位置，8）高压吹气完成中空箱体本体的最终成型；9）开模，取出产品。

10.根据权利要求9所述的中空箱体的生产方法，其特征在于，所述步骤5）中，在增强组件通过组件内置装置与中空箱体内壁连接时，增强组件端面的麻点插入中空箱体内壁材料并发生部分熔化形成熔接，或者没有麻点的端面在预热后，再与中空箱体内壁焊接；同时，中空箱体模具上的凸台和端面上的定位孔形成定位，并将中空箱体材料依次挤进端部孔、基座孔，材料碰到基座孔的底部后向四周铺展开来，形成铆接结构。