CN109177725A - 一种传统吹塑油箱的围板焊接式防浪板及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传统吹塑油箱的围板焊接式防浪板，所述防浪板包括围板、连接板、减重孔和焊接立柱，所述围板通过连接板进行连接，所述连接板上设置有减重孔，所述焊接立柱设置在防浪板连接板上；该技术方案围板焊接式防浪板采用围板式结构相较于片状式结构使其强度明显增加，增长使用寿命；解决了燃油箱在汽车底盘下布置受限问题，不管是纵置还是横置，都可设计围板焊接式防浪板解决降噪问题，应用范围广泛。

Description

一种传统吹塑油箱的围板焊接式防浪板及其焊接方法

技术领域

本发明涉及一种防浪板，具体涉及一种传统吹塑工艺成型油箱的围板焊接式防浪板，属于中空体结构部件技术领域。

背景技术

汽车油箱内的液体燃油晃动将会产生燃油晃动噪音，其具体表现为在车辆加速或减速的情况下，液体燃油撞击汽车油箱内壁或者油箱内置件而产生的声音。为了减少燃油晃动、降低噪音，目前比较常用的解决方案有如下几种：在油箱上表面或者下表面增加深槽特征即吹塑特征降噪；在油箱上表面增加倒三角特征目的是将晃动过程中的浪瞬间打散，使其能量分散从而降噪；当然目前应用最广泛效果最好的还是在油箱内布置防浪板从而起到立竿见影的降噪效果。防浪板的主要功能是减少液体在车辆加速或减速时产生的动能，降低液体的相对运动速度，从而减弱液体对油箱表面的冲击以及液体自身碰撞产生的声音。但是针对传统工艺吹塑的油箱，现有的技术是在油箱内部焊接片状防浪板。油箱大多呈长方体状，大部分主机厂会将油箱横置在汽车底盘下，这样的布置相对比较好，会减少因为车辆加速或减速，爬坡或者下坡产生的噪音。所谓横置就是油箱的长度方向与汽车坐标系的前进方向即-X向垂直见图1。此时片状焊接式防浪板在横置的油箱内时与油液撞击流动方向垂直因此会起到明显的降噪效果见图2。但是仍有很多主机厂会因为底盘布置原因将油箱纵置在汽车底部，此时片状式防浪板与油液运动方向平行显然起不到任何的降噪作用见图3。因此需迫切针对传统吹塑油箱发明设计一款新型焊接式防浪板，无论主机厂将油箱横置还是纵置到底盘下时都能起到显著的降噪效果。

发明内容

本发明正是针对传统吹塑油箱设计的一款围板焊接式防浪板，此防浪板既能满足传统吹塑工艺要求，达到降噪目的，又能解决油箱在汽车底部放置方向受限的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种传统吹塑油箱的围板焊接式防浪板，其特征在于，所述防浪板是一体注塑件包括围板、连接板、减重孔和4个焊接立柱，所述围板通过连接板进行连接，所述连接板上设置有减重孔，所述4个焊接立柱设置在连接板上。连接板X向分别设置有两个不同尺寸的限位孔。

作为本发明的一种改进，所述围板设置为矩形和方形，围板Z向上下面与油箱上下内壁间隙要求不低于25mm，围板与油箱在X与Y向即油箱侧壁间隙要求不低于80mm。

作为本发明的一种改进，所述焊接立柱的数量至少为4个，对称的设置在防浪板上。

作为本发明的一种改进，所述连接板上设置有大小不同的减重孔，主要目的为了降低防浪板注塑材料成本。每个减重孔周边设置加强筋，增加强度，避免薄壁导致的开裂。

作为本发明的一种改进，所述焊接立柱包括立柱本体、加强筋、4个漏油孔、4个长腰孔、焊接麻点盘、排气溢料槽以及排气孔，所述加强筋均匀设置在立柱本体的周围，所述麻点盘上设置有排气孔、排气溢料槽，所述长腰孔均匀分布在麻点盘的周围。

作为本发明的一种改进，在每个加强筋围板内部设计4个漏油孔。其目的是防止油液堆积在连接板上部从而导致可用油液容积减少；每个麻点盘上会设计4个等分的长腰孔。其目的是为了增加麻点盘本身的柔性。可保证常温防浪板和高温达200°的油箱料坯合模后，麻点盘有足够的柔性和油箱一起完成各个方向的冷缩过程。

作为本发明的一种改进，X及Y方向上的两麻点盘中心的距离需要在X和Y方向都要放收缩率，此收缩率即为油箱冷缩的收缩率，具体数值为3％；Z向根据油箱Z向放收缩率，值为2.5％；麻点盘45上的麻点个数N要根据验证要求的每个麻点盘与油箱焊接内壁的焊接拉拔力F计算确定，每个麻点能承受的拉拔力为25.2N，麻点个数N＝F/25.2。

作为本发明的一种改进，所述防浪板还包括上下两个顶杆限位孔，所述顶杆限位孔设置在连接板上。

作为本发明的一种改进，所述顶杆限位孔设置为D形尺寸，上侧的D形孔外形尺寸小于下侧的D形孔。

一种围板焊接式防浪板焊接方法，所述方法包括以下步骤：首先是用机械手将防浪板放置在顶杆举升装置上，顶杆举升装置在气缸作用下具有升降功能，其D字造型需与防浪板的限位孔形状一致起到止转目的，在顶杆举升装置上设置两个台阶61和62与限位孔上下两侧孔分别配合起到上下限位目的；当料坯下行时，顶杆会再气缸作用下同步竖直上升将防浪板运送到料坯内，待麻点盘位置与左右油箱吹塑模中的麻点焊接内壁位置水平对齐时，立即合模，合模过程中完成了防浪板麻点与油箱麻点焊接内壁的相融焊接过程，在左右模完全闭合前，顶杆举升装置6需在气缸的作用下立即收缩至油箱本体外。

相对于现有传统吹塑油箱所用的片状焊接式防浪板技术，本发明具有如下优点，1)围板焊接式防浪板采用围板式结构相较于片状式结构使其强度明显增加，增长使用寿命2)解决了燃油箱在汽车底盘下布置受限问题，不管是纵置还是横置，都可设计围板焊接式防浪板解决降噪问题。3)围板式防浪板上的焊接立柱结构既能保证其强度又能保证麻点盘柔性解决其冷缩问题，避免收缩不到位导致的麻点焊接缺陷，增加防浪板使用寿命。4)围板焊接式防浪板的焊接工艺既通俗可行，又能保证整个防浪板的麻点焊接质量，保证防浪板功能稳定性。

附图说明

图1为汽车坐标系详图；

图2-1—图2-3为一种常规的片状焊接式防浪板及油箱横置示意图；

图3为一种常规的片状焊接式防浪板纵置示意图；

图4、图5、图6为本发明整体结构示意图；

图7为本发明不同侧面结构示意图；

图8为焊接立柱结构示意图；

图9、图10防浪板焊接过程示意图；

图11为顶杆举升装置示意图。

图中：1、围板，2、连接板，3、减重孔，4、焊接立柱，5、顶杆限位孔，6、顶杆举升装置，

41、立柱本体，42、加强筋，43、漏油孔，44、长腰孔,45、焊接麻点盘，46、排气溢料槽，47、排气孔，61、第一台阶，62、第二台阶，7、油箱本体，8、油泵，9.围板焊接式防浪板，10、传统吹塑油箱，11、片状焊接式防浪板，12、油箱料坯,13、左半模具，14.右半模具。

具体实施方式：

实施例1：参见图4-图6，一种传统吹塑油箱的围板焊接式防浪板，所述防浪板是一体注塑件，包括围板1、连接板2、减重孔3和4个焊接立柱4，所述围板1通过连接板2进行连接，所述连接板上设置有减重孔3，所述4个焊接立柱设置在连接板上。连接板X向分别设置有两个不同尺寸的限位孔5，见图5；本实施例中的油箱是纵置在汽车底盘下；上述方案中，围板1是防浪板的主体部分用于实现防浪板降噪功能，围板1在油箱内的布置原则是必须避让油箱内置件。对于传统吹塑油箱来说，内置件仅有油泵及阀门且两者都是后期装配，其中油泵8体积较大。因此围板焊接式防浪板主要分两大类，第一类是整个围板区域远离油泵并保持与浮子间隙要求≥25mm,第二类是围板包围住整个油泵，即整个油泵最终装配在最大的减重孔3内，并保证减重孔内壁加强筋与油泵浮子保持≥25mm的间隙要求。该方案则以第一类作实施例进行详述。

围板1外轮廓长和宽尺寸越大、高度越高则越容易阻碍液体流动，降噪效果越明显。因此围板1设计的原则是满足与油箱内壁间隙要求的情况下尺寸最大化，围板一般设计为矩形、方形。考虑到吹塑油箱料坯的口模大小及工艺限制，围板Z向上下面与油箱上下内壁间隙要求不低于25mm。围板与油箱在X与Y向即油箱侧壁间隙要求不低于80mm。设计防浪板时除了要满足降噪效果同时还需考虑尽量减少防浪板材料成本问题，因此在设计防浪板之初要明确油箱是纵置还是横置安装，如若横置可以适当减小围板的宽度W，如若纵置可适当减小围板的长度L如本实施例所示见图4所示。围板1上布置有数量不定的圆孔和腰形孔用于油液的正常流通。孔大小及间隙并无特殊要求仅需设计均匀保证油液流通平缓。围板厚度一般设计2.5mm左右适宜，相对于片状防浪板来讲，围板焊接式防浪板在结构强度上有很明显的优势，因此可以通过适当减少壁厚弥补成本略高的不足，见图4。

连接板2作为注塑的主体结构作用是将连接围板1连接保持防浪板整体结构稳定性，其厚度为2mm足够，且可降低注塑材料成本。连接板2上需设计有的大小不同的减重孔3，主要目的为了降低防浪板注塑材料成本。每个减重孔周边需要设置加强筋31，增加强度，避免薄壁导致的开裂，见图6。加强筋31高度5mm左右，厚度2mm.连接板中心设置的最大减重孔除了起到减重作用外，还作为预留空间用于顶杆举升装置6与防浪板X向两限位孔的装配，避免干涉。当设计前面所述第二类围板焊接式防浪板时，则内置件油泵会正好装配在连接板中心最大减重孔内，油泵浮子需与减重孔上加强筋31保证≥25mm安全间隙。

本发明中所述焊接立柱4的数量必须为4个，上下各两个尽量均匀对称的分布在防浪板上，当防浪板麻点与油箱内壁麻点焊接面焊接相融后焊接立柱可保持防浪板在油箱内的稳定性，增长使用寿命。两两焊接立柱沿汽车坐标系X方向间距值为x1，Y方向值间距值为y1.上下两个麻点盘表面在Z向间距值为z1，见图7。进一步地，考虑到常温防浪板与温度高达200°的油箱内壁相融焊接后会一起冷缩，因此防浪板设计时x1、y1和z1值都需要考虑与油箱一起冷缩时的收缩率。油箱在冷却后即常温理论状态时内壁麻点盘焊接中心沿汽车坐标系X方向理论间距值为x2,Y方向间距为y2,上下两内壁麻点焊接面的在Z向间距为z2.油箱吹塑模具必须根据油箱理论数据状态在各个方向放收缩率后制造完成。油箱模具上内壁麻点盘焊接处中心沿汽车坐标系X方向理论间距值为X2,Y方向为Y2,上下两内壁麻点焊接面的在Z向距离为Z2.其关系如下：

x1＝X2＝(1+3％)x2,y1＝Y2＝(1+3％)y2,z1＝Z2＝(1+2.5％)z2.(其中3％、3％分别为油箱吹塑模具在X、Y向收缩率，2.5％为Z向收缩率)。

参见图8，该方案中，焊接立柱4包括立柱本体41、加强筋42、漏油孔43、长腰孔44、焊接麻点盘45、排气溢料槽46以及排气孔47，所述加强筋42需设置在立柱本体的周围且一般设计成围栏状，分别在每个加强筋围板内部设计4个漏油孔43其目的是防止油液堆积在连接板上部从而导致可用油液容积减少。在每个麻点盘45上中心处设计一个生产工艺所需的排气孔47，直径一般为每两排或三排麻点之间需要设计排气溢料槽46，槽深≥1mm,槽宽≥2mm。麻点盘的厚度一般为3.0-3.5mm之间。每个麻点盘45上的麻点排列均匀呈圆周散射状分布，麻点直径为麻点高度为1.75mm.麻点个数N要根据麻点盘与油箱内壁的焊接拉拔力F计算确定，F值则根据每个防浪板重量、油箱可用容积及油箱造型综合确定。每个麻点能承受的拉拔力为25.2N，麻点个数N＝F/25.2N。当油箱左右模具合模时，麻点会在高温下全部融入到油箱内壁的麻点焊接面内，完成焊接过程。每个麻点盘上会设计4个等分的长腰孔44的，其目的是为了增加麻点盘45本身的柔性。可保证常温防浪板和高温达200°的油箱料坯合模后，麻点盘有足够的柔性和油箱一起完成各个方向的冷缩过程。

参见图5，所述防浪板还包括顶杆限位孔5，所述顶杆限位孔设置在连接板2上，所述顶杆限位孔设置为D字形，从料坯下料方向看上侧的D形孔小于下侧的D形孔尺寸。

图9示意了如何在传统油箱吹塑过程中将围板焊接式防浪板焊接固定方法，一种围板焊接式防浪板焊接方法，所述方法包括以下步骤：首先是用机械手将防浪板放置在顶杆举升装置6上，顶杆举升装置6会在气缸的作用下进行升降，顶杆举升装置6的杆状截面轮廓也必须是D字造型且必需与防浪板的限位孔5形状一致起到止转目的，在顶杆举升装置6上设置两个台阶即第一61和第二62与限位孔上下两侧孔分别配合起到上下限位目的，见图10。当料坯12下行时，顶杆举升装置6在气缸作用下同步竖直上升至高温的油箱料坯内，待麻点盘位置上升至与左右吹塑模13和14中的麻点位置水平对齐时，程序会自动启动合模指令。在左右模具合模过程中完成了防浪板4个麻点盘上所有麻点同时与油箱内壁的四个麻点焊接面的相融焊接过程，在左右模完全闭合前，顶杆举升装置6会在气缸作用下立即抽离至油箱本体外。

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)

1.一种传统吹塑油箱的围板焊接式防浪板，其特征在于，所述防浪板包括围板、连接板、减重孔和焊接立柱，所述围板通过连接板进行连接，所述连接板上设置有减重孔，所述焊接立柱设置在防浪板连接板上。

2.根据权利要求1所述的传统吹塑油箱的围板焊接式防浪板，其特征在于，所述围板设置为矩形和方形，围板Z向上下面与油箱上下内壁间隙要求不低于25mm，围板与油箱在X与Y向与油箱侧壁间隙要求不低于80mm。

3.根据权利要求2所述的传统吹塑油箱的围板焊接式防浪板，其特征在于，所述焊接立柱的数量至少为4个，对称的设置在防浪板上下两侧。

4.根据权利要求3所述的传统吹塑油箱的围板焊接式防浪板，其特征在于，所述连接板2上设置有减重孔3，每个减重孔周边设置加强筋31。

5.根据权利要求3或4所述的传统吹塑油箱的围板焊接式防浪板，其特征在于，所述焊接立柱包括立柱本体、加强筋、4个漏油孔、4个长腰孔、焊接麻点盘、排气溢料槽以及排气孔，所述加强筋均匀设置在立柱本体的周围，所述麻点盘上设置有排气孔、排气溢料槽，所述腰孔均匀分布在麻点盘的周围。

6.根据权利要求5所述的传统吹塑油箱的围板焊接式防浪板，其特征在于，在每个加强筋围板内部设计4个漏油孔43；每个麻点盘上会设计4个等分的长腰孔44。

7.根据权利要求6所述的传统吹塑油箱的围板焊接式防浪板，其特征在于，X和Y方向上的两麻点盘中心的距离需要在X和Y方向都要放收缩率，此收缩率即为油箱冷缩的收缩率，具体数值为3％；Z向根据油箱Z向放收缩率，值为2.5％；麻点盘45上的麻点个数N要根据验证要求的每个麻点盘与油箱焊接内壁的焊接拉拔力F计算确定，每个麻点能承受的拉拔力为25.2N，麻点个数N＝F/25.2。

8.根据权利要求7所述的一种传统吹塑油箱的围板焊接式防浪板，其特征在于，所述防浪板还包括上下两个顶杆限位孔，所述顶杆限位孔设置在连接板上。

9.根据权利要求8所述的一种传统吹塑油箱的焊接式防浪板，其特征在于，所述顶杆限位孔设置为D形尺寸，上侧的D形孔外形尺寸小于下侧的D形孔。

10.权利要求1-9任意一项权利要求所述的围板焊接式防浪板焊接方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：首先是用机械手将防浪板放置在顶杆上，顶杆在气缸作用下具有升降功能，其D字造型需与防浪板的限位孔形状一致起到止转目的，在顶杆上设置两个台阶和与限位孔上下两侧孔分别配合起到上下限位目的；当料坯下行时，顶杆会在气缸作用下同步竖直上升将防浪板运送到料坯内，待麻点盘位置与左右油箱吹塑模和中的麻点焊接内壁位置水平对齐时，立即合模，合模过程中完成了防浪板麻点与油箱麻点焊接内壁的相融焊接过程，在左右模完全闭合前，顶杆6需在气缸的作用下立即收缩至油箱本体外。