CN105555502B - 由塑料材料制成的燃料储箱的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于制造由塑料材料制成的燃料储箱的方法，该方法包括以下步骤：将由塑料制成的型坯(1)插入包括模具部分(3、4)的打开的模具中；将至少一个障碍元件引入模具的模具部分之间；以及将受压流体引入型坯内部以进行型坯的预先吹气并使型坯的一部分贴抵在障碍元件(5、6)上以阻止型坯的所述部分被夹在模具的模具部分之间。

Description

由塑料材料制成的燃料储箱的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造由塑料材料制成的燃料储箱的方法。本发明特别地适用于制造机动车用储箱。
背景技术
已知多种用于制造由塑料材料制成的燃料储箱的技术。一种已知制造技术按顺序包括以下步骤：
a)将由塑料材料制成的型坯插入打开的模具中，该模具包括两个模具部分；
b)通过使两个模具部分接合来关闭模具；
c)在模具完全关闭之前，将受压流体(即气体)引入型坯的内部，以进行型坯的预先吹气；
d)一旦模具完全关闭，通过借助于受压流体使型坯贴抵在模具的模具部分上来实现型坯的最终吹气；
e)打开模具并取出储箱。
通常，根据该已知技术制造的储箱在其外周上有突出的熔接缝(也被称为储箱的分模面)。该熔接缝是由于型坯被钳夹(即挤压)在模具的模具部分之间所导致的。该突出熔接缝的存在具有一些缺点。
通常，燃料储箱借助于一个(或多个)金属带被固定在车辆的底盘上。该突出的熔接缝妨碍该带子的通过，即该突出的熔接缝阻止该带子贴合储箱的外周。因此，储箱在车辆底盘上的固定不是最优的。
另一缺点在于一般不能够或至少极难地将构件固定在具有该突出熔接缝的储箱的外周上。然而，期望能够用该表面来例如在其上附接缆线或管。
此外，该突出熔接缝需要额外的材料来形成。该额外的材料不仅增加了储箱的生产成本，而且还增大了其重量。
发明内容
本发明旨在解决这些问题。
为此，在本发明的一个具体实施例中，提出一种用于制造由塑料材料制成的燃料储箱的方法，该方法按顺序包括以下步骤：
a)将由塑料材料制成的型坯插入包括模具部分的打开的模具中；
b)使模具部分靠近以(逐渐地)关闭模具；
c)在模具完全关闭之前，将受压流体引入型坯内部，以进行型坯的预先吹气；
d)一旦模具部分(沿着模具的分模面)接合，进行型坯的最终吹气，以借助于受压流体使型坯贴抵在模具的模具部分上；
e)打开模具并取出储箱。
该方法包括以下步骤：
-在型坯的预先吹气之前，将至少一个障碍元件引入模具的模具部分之间；以及
-在型坯的预先吹气期间，借助于受压流体使型坯的一部分贴抵在该障碍元件上，从而阻止型坯的所述部分被夹在模具的模具部分之间，从而获得不带有熔接缝(soudure)的外周区域。
由此，按照本发明的方法制造的储箱能够在其外周上设有一个(或多个)不带有突出熔接缝的区域(即部分)。由此，在型坯的预先吹气时(即在将受压流体引入型坯内部时)，型坯的一部分贴抵在障碍元件上。由此，该障碍元件阻止型坯的一部分与模具的模具部分接触。更准确地说，符合本发明的障碍元件能够将型坯的一部分维持在模具的分模面(即模具的模具部分之间的接合平面)之外。例如，符合本发明的障碍元件可以是纵梁或板片。例如，在该障碍元件是纵梁的具体情况中，按照本发明的方法制造的储箱能够在其外周上设有一个(或多个)不带有突出熔接缝的凹处(即区域)。
优选地，障碍元件在预先吹气之前被引入到模具的模具部分之间，从而使得该障碍元件在模具内部突出。优选地，该障碍元件在型坯的预先吹气和最终吹气期间留在相同位置上。
在一个具体实施例中，该障碍元件能够从相对于模具的模具部分收起的位置转变到相对于模具的模具部分展开的位置，反之亦然。
优选地，当模具打开时，障碍元件处于其收起位置。当模具关闭时，障碍元件处于其展开位置并且模具的模具部分在障碍元件上滑动直至接合。当模具关闭时，障碍元件重新处于其收起位置。
一旦预先吹气和最终吹气操作终止就打开模具。
在一个具体实施例中，障碍元件在模具打开时处于其收起位置。
在另一实施例中，障碍元件在模具打开时处于其展开位置。障碍元件留在其展开位置上以维持所制造的储箱的平衡。一旦所制造的储箱完全脱模，障碍元件就回到其收起位置。该实施例的优点在于该实施例允许不使用专门的退模系统；障碍元件因此替代了传统地用于储箱脱模的退出器(éjecteur)。
有利地，本发明的障碍元件的作用在于在预先吹气期间将所期望的形状赋予一个型坯部分并在最终吹气期间将该型坯部分维持在模具的分模面(即模具的模具部分之间的接合平面)之外。通过将该型坯部分维持在模具的分模面之外，阻止了该型坯部分被夹在模具部分之间并因此阻止了该型坯部分形成熔接缝。由此，获得了不包括任何熔接缝的外周区域。
例如，在障碍元件是纵梁的情况中，按照本发明的方法制造的储箱能够在其外周上设有一个(或多个)不带有突出熔接缝的凹处(renfoncement)。优选地，该凹处向储箱的内部延伸并向储箱的外部打开。
“塑料材料”指任何包括至少一种合成树脂聚合物的材料。
所有类型的塑料材料都可以是合适的。相当合适的塑料材料属于热塑性材料类别。
“热塑性材料”指任何热塑性聚合物，其中包括热塑性弹性体及其混合物。术语“聚合物”既指均聚物也指共聚物(尤其是二元或三元共聚物)。非限制性地，这些共聚物的例子为：无规分布共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物，以及接枝共聚物。
任何类型的熔融温度低于分解温度的热塑性聚合物或共聚物都是合适的。具有覆盖至少10个摄氏度的熔点范围的合成热塑性材料尤其合适。这些材料的例子有分子量具有多分散性的合成热塑性材料。
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。聚合物或共聚物的混合物也可以被使用，聚合性材料与无机、有机和/或天然填充物(例如但非限制性地：碳、盐和其他无机衍生物、天然或聚合性纤维)的混合物同样也可以被使用。还可以使用由包括至少一种上述聚合物或共聚物的叠置并联结的层构成的多层结构。
一种经常使用的聚合物是聚乙烯。用高密度聚乙烯(HDPE)已经获得了良好的结果。
优选地，符合本发明的方法所用于的储箱包括多层结构，该多层结构包括至少一个热塑性材料层和至少一个附加层，有利地该至少一个附加层可以由对液体和/或气体构成屏障的材料构成。
优选地，该屏障层的性质和厚度被这样地选择，以最大地限制与储箱壁接触的液体和气体的渗透性。优选地，该层基于屏障材料、即对燃料是不可渗透的树脂，例如EVOH(部分水解乙烯-乙酸乙烯共聚物)。可替代地，储箱可以经受表面处理(氟化或硫化)，其目的在于使得储箱对燃料是不可渗透的。
“型坯”指通常挤制并一般呈大致管状的单一部件的预成型件，该预成型件用于在模制之后、即在借助于用于获得储箱的模具使处于熔融状态的型坯形成所要求的形状和尺寸的操作之后构成储箱的壁。
符合本发明的方法优选地使用挤制的型坯。该型坯可以来自于带有累积头的挤出机，在该情况下，该方法一般使用在每个周期开始时打开以接收型坯的固定模具。可替代地，该方法可以利用连续挤出，要么使用周期性地在型坯上关闭的活动模具，要么向着模具操作型坯。
符合本发明的方法使用包括模具部分(即某种外周相同并且内表面设有对应于储箱外部形状的凸凹部的空心半壳体，通过借助于注入型坯中的受压气体使型坯贴抵在该表面上来模制储箱)的模具。在一个具体实施例中，可以借助于例如吹气管来注入受压气体。在一个具体实施例中，该吹气管可以从下方插入模具中。在另一实施例中，该吹气管可以从模具侧面插入。
符合本发明的方法可以使用能够拉伸(保持打开)型坯的工具。该工具可以包括能够夹持型坯的边缘并维持这些边缘分开的夹子、钳口或卡爪。
在步骤c)期间，型坯优选地在不接触模具的模具部分的情况下被预先吹气(即鼓气)。通常，在步骤c)结束时，型坯的有用部分的内容积至少等于储箱内容积的60％、优选地至少80％甚至至少90％。
至于最终吹气步骤d)，该步骤主要用于赋予型坯其最终凸凹部/形状。
在预先吹气步骤c)期间，模具没有关闭，并且型坯的下端部和上端部优选地被分别位于模具下方和上方的合适的设备以密封但不关闭(即没有使其边缘熔接而是相反地保持分开)的方式阻塞。在一个实施例中，这些所谓的密封设备可以由内部块件和两个外部活动部分构成，这两个外部活动部分将型坯夹在该块件上。尤其是对于下方的设备，该类型设备给出良好的结果。对于上方的设备，该设备可以由挤出头构成，即在该有利变型中，型坯在预先吹气时刻还没有被切割，而是一直连着挤出头。该变型允许省去预先吹气管：实际上为挤出头设置吹气设备就足够了。
在符合本发明的方法中，在脱模步骤e)之前，优选地让所模制的型坯冷却——一般通过借助于一个或多个吹气针使冷却气体流动来实现。模具的模具部分因此优选地也通过管道网络中的流体的流动而被冷却。
在本发明的一个具体实施例中，模具的模具部分每个都包括至少一个活动部件。这些活动部件被配置为在模具关闭期间相互靠近并在型坯的预先吹气之前组装在一起。一旦组装在一起，这些活动部件就构成障碍元件。“组装”指使活动部件接触或使活动部件相互接合(即连接)。每个活动部件都优选地是一种圆柱形梁，其移动方向和速度是可控的。在一个具体实施例中，可以借助于可控液压或气动装置使活动部件和模具的模具部分移动。
有利地，符合本发明的方法包括这样的步骤，根据该步骤，将附件安装在不带有熔接缝的外周区域中。优选地，将该附件安装为与不带有熔接缝的外周区域的表面形成弹性接触(contact résilient)。在一个具体实施例中，将固定带安装为与不带有熔接缝的外周区域表面形成弹性接触。由此，该固定带可以具有与凹处互补的形状。在另一具体实施例中，通风管(或燃料系统的任何其他类型的构件)可以被焊接在不带有熔接缝的外周区域中。在另一具体实施例中，一条或多条电缆可以(通过焊接或夹固)附接在不带有熔接缝的外周区域中。
在本发明的一个具体实施例中，障碍元件在其外表面上包括凸凹部(relief)。由此，能够形成不带有熔接缝并设有凸凹部的外周区域。在一个具体实施例中，障碍元件可以设有呈叶片(ailette)状的凸凹部。由此，不带有熔接缝的外周区域可以设有叶片，这些叶片被配置为例如用于加速不带有熔接缝的外周区域与外部环境之间的热交换。在另一具体实施例中，障碍元件可以设有呈鱼鳞状的凸凹部。由此，不带有熔接缝的外周区域可以设有呈鱼鳞状的凸凹部。例如，这些鳞片可以与可以位于固定带上的鳞片朝向相反。这允许该带子更好地钩在储箱上。在另一具体实施例中，障碍元件可以设有构成标记的凸凹部。由此，本发明的障碍元件可以被用于容易地在储箱上获得凸出的标记。在另一具体实施例中，不带有熔接缝的外周区域可以设有用作局部加固件或增强件的凸凹部。
在本发明的一个具体实施例中，障碍元件包括热调节装置。例如，障碍元件可以集成加热装置，该加热装置适于将贴抵在障碍元件上的型坯部分的温度维持在给定温度值。
在本发明的一个具体实施例中，障碍元件包括抽吸和/或吹气开孔。这些抽吸和/或吹气开孔可以被用于在型坯在模具中进行吹气操作期间局部地获得更好的材料分布。该更好的材料分布体现为所制造的储箱的重量的减轻。
在一个有利实施例中，障碍元件(或构成障碍元件的活动部件)由铝制成。在另一实施例中，障碍元件可以由钢或铜制成。
本发明还涉及一种由塑料材料制成的借助于上述方法制造的储箱。由此制造的储箱可以在其外周上设有一个(或多个)不带有突出熔接缝的区域(即部分)。
附图说明
图1至图8的目的在于作为示意性且非限制性的例子，示出符合本发明的一个具体实施例的制造方法的原理。
具体实施方式
在下述图1至图8的例子中，符合本发明的障碍元件为圆柱形纵梁。当然，在其他实施例(未示出)中，符合本发明的障碍元件可以是板片或方形梁。
如在图1的例子中所示，由塑料材料制成的型坯1被引入到处于打开位置的模具2的两个模具部分之间。型坯1被引入到模具2中，该模具同时保持打开/分开。模具2包括模具部分3、4。模具的模具部分3、4具有内表面3’、4’，它们对应于待模制的储箱的外表面。图5是沿着图1的A-A的剖视图。在该实施例中，模具的模具部分3、4每个都包括如在图5中所示的活动部件5、6。如将在下文中可见，一旦组装好，这一对活动部件5、6就构成纵梁(即障碍元件)。在另一实施例(未示出)中，模具的模具部分3、4可以设有多个布置在模具的不同高度处的活动元件对。在另一实施例(未示出)中，纵梁(该纵梁在该情况下为一整体件)可以这样地被安装在模具中，使得模具的模具部分3、4能够在模具关闭和打开期间在纵梁上滑动。在另一实施例(未示出)中，该纵梁能够被外部机器人引入并维持在模具中。
在图2a中可见处于第一中间关闭位置的模具2，该位置使得活动部件5、6被引入到模具的模具部分3、4之间。活动部件5、6相对于模具的模具部分处于展开的位置，并在模具的内部突出。在图2b中可见处于第二中间关闭位置的模具2，该位置使得借助于板片7(也被称为预先吹气夹)关闭型坯的底部。活动部件5、6沿着模具的模具部分3、4的关闭方向(由箭头F1、F2表示)向着彼此移动。活动部件5、6向着彼此接近，直至接触。如在图6中所示，该接触在型坯的预先吹气之前发生。
图3示出了型坯的预先吹气步骤。在该步骤中，将受压流体引入型坯1的内部，以对型坯进行鼓气，但型坯不与模具的模具部分3、4的内表面3’、4’发生接触。由此，型坯的一部分贴抵在由一对活动部件5、6构成的纵梁上。图7为沿着图3的B-B的剖视图。
图4示出了型坯的最终吹气步骤。在该步骤期间，模具完全关闭。可见模具的模具部分通过其周边接合。在该最终吹气步骤期间，纵梁处于与在预先吹气步骤期间相同的位置。由此，如在图8(沿着图4的C-C的剖视图)中所示，在最终吹气步骤期间，将所述型坯部分维持在模具的分模面(即模具的模具部分之间的接合平面)之外。通过将该型坯部分维持在模具的分模面之外，阻止该型坯部分被夹在模具部分之间，并因此阻止该型坯部分形成熔接缝。当整体冷却时，储箱可以脱模。由此制造的储箱有利地包括不带有突出熔接缝的凹处。

Claims (10)

1.一种用于制造由塑料材料制成的燃料储箱的方法，该方法按顺序包括以下步骤：
a)将由塑料材料制成的型坯(1)插入打开的模具中，所述模具包括模具部分(3、4)；
b)使所述模具部分相互靠近以关闭所述模具；
c)在所述模具完全关闭之前，将受压流体引入所述型坯内部以进行所述型坯的预先吹气；
d)一旦所述模具部分接合，进行所述型坯的最终吹气以借助于受压流体使所述型坯贴抵在所述模具的模具部分上；
e)打开所述模具并取出所述储箱；
所述方法的特征在于该方法包括以下步骤：
-在所述型坯的预先吹气之前，将至少一个障碍元件(5、6)引入到所述模具的模具部分之间；以及
-在所述型坯的预先吹气之前，借助于受压流体使所述型坯的一部分贴抵在所述障碍元件上，以阻止所述型坯的所述部分被夹在所述模具的模具部分之间，从而获得不带有熔接缝的外周区域。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述模具的模具部分每个都包括至少一个活动部件，并且所述活动部件被配置为在所述模具关闭期间彼此靠近并在所述型坯的预先吹气之前组装在一起。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述模具的模具部分中的至少一个包括至少一个活动障碍元件。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：将附件安装在所述不带有熔接缝的外周区域中。
5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于所述障碍元件为纵梁。
6.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于所述障碍元件在其外表面上包括凸凹部。
7.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于所述障碍元件包括热调节装置。
8.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于所述障碍元件包括抽吸和/或吹气开孔。
9.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于所述障碍元件由金属制成。
10.一种通过如权利要求1至9中任一项所述的方法制造的由塑料材料制成的燃料储箱。
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