KR20170054546A - 내부 액세서리가 구비된 연료탱크의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부 액세서리와 패리슨으로부터 제조된 플라스틱 벽을 가지는 연료탱크의 제조방법에 관한 것으로, 상기 방법은
a) 상기 액세서리가 상기 융용된 패리슨에 의해 둘러싸이도록 상기 액세서리와 상기 패리슨을, 적어도 하나의 이동식 부재가 구비되어 있는 공동부들을 포함하는 주형 내에 도입하는 단계;
b) 가압가스를 상기 패리스 내로 주입하여 상기 패리슨의 프리블로우성형을 수행하는 단계;
c) 상기 이동식 부재를 사용하여 상기 프리블로우성형된 패리슨을 상기 액세서리를 향해 국부적으로 가압함으로써, 상기 패리슨을 뚫지 않으면서 상기 패리슨과 상기 액세서리를 단단하게 부착시키는 단계;
d) 상기 가압가스를 사용하여 상기 패리슨을 상기 주형 공동부들에 대해 평평하게 만듦으로써 상기 주형을 폐쇄하고 상기 패리슨을 최종 블로우 성형하는 단계; 및
e) 상기 주형으로부터 상기 탱크를 제거하는 단계
를 순차적으로 포함한다.

Description

내부 액세서리가 구비된 연료탱크의 제조방법{PROCESS FOR MANUFACTURING A FUEL TANK EQUIPPED WITH AN INTERNAL ACCESSORY}

본 발명은 내부 액세서리 및 특히는 소음 저감용 배플이 구비된 연료탱크의 제조방법에 관한 것이다.

다양한 형태의 차량탑재형 연료 시스템류는 일반적으로 연료 저장용 탱크를 포함하며, 이 탱크에는 대개 하나 이상의 내부 구성요소가 포함된다. 통상적으로, 압출-블로우성형을 통해 얻게 되는 플라스틱 탱크의 경우에는, 탱크가 제조된 후 탱크 벽에 만들어진 개구부를 통해 이러한 구성요소가 탱크 내로 도입되어 부착된다. 그러나, 탱크 벽을 관통시키는 일에는 현재 환경기준들(예를 들어 LEV II 및 PZEV)에 의해 규정된 실링 요구조건들이 참작되어야 한다. 이 목적을 위해, 탱크 벽에 형성되어야 하는 개구부들의 수와 크기를 줄이는 것은 증발손실을 감소시키는 데에 유리한 요인으로 작용한다.

이러한 액세서리류의 하나의 특수 경우로서, 차량을 갑자기 가속시키고, 브레이크를 걸고, 방향을 바꾸기 등을 할 때, 탱크 내에서 생성되는 진동과 관련된 소음("출렁거리는(slosh)" 소리)을 흡수하는 목적으로 사용되는 소음 저감용 배플이 있다. 이 배플류는 그 분야의 특수용어로 출렁임-방지 배플로도 알려져 있다.

탱크에 개구부를 형성하거나 탱크를 절단하지 않고 이 액세서리들을 탱크 내에 부착하는 문제를 해결하기 위해, 이러한 배플 둘레로 관상의 패리슨(parison)을 압출함으로써 탱크를 제조하는 동시에 액세서리를 탱크 내에 도입한 후, 패리슨을 블로우 성형하고 배플을 이 패리슨에 부착하는 방법이 공지되어 있다.

이러한 방법에서, 배플은 패리슨이 블로우 성형되기 전후에 부착하여도 된다.

제 1 변형예에 따른 방법은 유럽특허 EP 103832에 기재되어 있으며, 이 방법은:

- 지지핀에 의해 고정된 배플 둘레로 관상의 패리슨을 압출하는 단계;

- 주형에 단단히 부착되어 있어 지지체의 역할을 하는 맨드릴로 패리슨을 뚫는 단계;

- 지지핀을 취출하는 단계;

- 패리슨을 블로우 성형하는 단계;

- 블로우 성형된 패리슨에 맨드릴을 사용하여 배플을 부착시키는 단계; 및

- 맨드릴을 취출하고 탱크를 이형시키는 단계

를 포함한다.

따라서 이 방법은 분할선의 바깥쪽에서 패리슨을 관통함으로써, 탱크를 이형한 후에 유출방지 방식으로 다시 밀봉해야 하는 개구부를 형성한다는 단점이 있다.

일본출원 JP 6143396에 기재된 방법은, 특히 주형 공동부에 있는 이동식 부재들 때문에, 패리슨이 블로우 성형되기 이전에 용접을 통해 배플이 패리슨에 부착되도록 함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다. 그러나 이 방법은 블로우 성형 이전에 배플이 용접되기 때문에 배플 둘레의 탱크 내부용적이 제한되고, 이로 인해 배플 주변에서의 패리슨 팽창이 제한받는다는 단점이 있다. 마찬가지로, 배플의 크기도 압출성형된 패리슨의 용적(블로우 성형된 탱크의 용적보다는 작음)에 의해 제한받는다.

본 발명은 이 문제들을 해결하기 위한 방법을 제공하고자 함이며, 이 방법에 따르면 패리슨을 관통/절단하지 않고 배플(또는 다른 내부 액세서리)을 패리슨에 부착하는 일이 반드시 배플 둘레의 탱크 용적을 한정시키는 것은 아니며 오히려 대형(따라서 더 효과적인) 배플을 삽입할 수 있게 허용한다.

이 목적을 위해, 본 발명은 내부 액세서리를 구비하고 패리슨으로부터 제조된 플라스틱 벽을 가지는 연료탱크의 제조방법에 관한 것으로, 상기 방법은

a) 상기 액세서리가 상기 융용된 패리슨에 의해 둘러싸이도록 상기 액세서리와 상기 패리슨을, 적어도 하나의 이동식 부재가 구비되어 있는 공동부들을 포함하는 주형 내에 도입하는 단계;

b) 가압가스를 상기 패래슨 내로 주입하여 상기 패리슨의 프리블로우성형을 수행하는 단계;

c) 상기 이동식 부재를 사용하여 상기 프리블로우성형된 패리슨을 상기 액세서리를 향해 국부적으로 가압함으로써, 상기 패리슨을 뚫지 않으면서 상기 패리슨과 상기 액세서리를 단단하게 부착시키는 단계;

d) 상기 가압가스를 사용하여 상기 패리슨을 상기 주형 공동부들에 대해 평평하게 만듦으로써 상기 주형을 폐쇄하고 상기 패리슨을 최종 블로우 성형하는 단계; 및

e) 상기 주형으로부터 상기 탱크를 제거하는 단계

를 순차적으로 포함한다.

"액세서리"란 용어가 본 발명의 문맥 내에서 의미하는 바는, 탱크 내에서 적극적인 역할, 예를 들어 통기(ventilate), 연료를 엔진에 전달, 수위 측정, 진동과 관련된 소음 저감 등등의 역할을 하는 구성요소 및 이러한 구성요소들의 집합이다. 특히는 전술된 바와 같이 소음 저감용 배플을 의미한다. 바람직하게, 이 배플은 플라스틱재로 만들어지며, 가장 특히 바람직하게는 상기 패리슨(및 이로부터 성형되는 탱크)을 형성하는 플라스틱과 동일한 플라스틱을 기초로 한다. 따라서, 유리하게는, 배플은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)로 만들어 진다: 이하를 참조하라.

"연료탱크"란 표현은 다양하고 가변적인 용도 및 환경 조건들 하에서도 연료를 저장할 수 있는 유출방지구조의 탱크를 의미하는 것으로 이해하면 된다. 이러한 탱크의 예로는 자동차용으로 적합한 연료탱크가 있다.

본 발명에 따른 연료탱크는, 일반적으로 볼록부 상의 내부면 및 오목부 상의 외부면을 포함하는 플라스틱 벽으로 만들어져 있다.

"플라스틱"이란 용어는 적어도 하나의 합성 고분자 수지를 함유하는 임의의 재료를 의미하는 것으로 이해하면 된다.

어떠한 유형의 플라스틱이라도 적합할 수 있다. 열가소성 물질의 범주에 속하는 플라스틱이 특히 적합하다.

"열가소성"이란 용어는 열가소성 엘라스토머류 및 이의 혼합물들을 포함하는 임의의 열가소성 중합체를 의미하는 것으로 이해하면 된다. "중합체"란 용어는 단일중합체류(homopolymers) 및 공중합체류(특히 이원- 또는 삼원공중합체류) 양쪽 모두를 의미하는 것으로 이해하면 된다. 이러한 공중합체들의 예로는 랜덤 공중합체류, 선형 블록 공중합체류, 기타 블록 공중합체류 및 그래프트 공중합체류가 있되 이들에 제한되지는 않는다.

분해 온도보다 낮은 용융점을 가진다면 어떠한 종류의 열가소성 중합체 또는 공중합체이든지 적합하다. 10 ^oC 이상의 온도들에 걸쳐 용융구간을 가지는 합성 열가소성 플라스틱류가 특히 적합하다. 이러한 재료들의 예로는 분자량에 있어서 다분산성(polydispersion)을 나타내는 재료들이 있다.

특히, 폴리올레핀류, 열가소성 폴리에스테르류, 폴리케톤류, 폴리아마이드류 및 이들의 공중합체류를 사용할 수 있다. 중합체류 또는 공중합체류의 혼합물도 사용할 수 있다. 마찬가지로, 무기-, 유기- 및/또는 천연 충전제들, 예컨대, 이들에만 제한되지는 않으나, 탄소, 염류 및 기타 무기 유도체류, 천연 섬유류 또는 고분자 섬유류와, 중합체성 재료들과의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 전술된 중합체류 또는 공중합체류 중 적어도 하나를 포함하는 층들이 적층 및 결합하여 구성된 다층구조를 사용할 수 있다.

자주 사용되는 중합체는 폴리에틸렌이다. 매우 우수한 결과들은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 통해 얻어져 왔다.

바람직하게, 본 발명의 방법을 위한 탱크는 적어도 하나의 열가소성층 및 적어도 하나의 추가적인 층을 포함하는 다층적 구조를 가지며, 이 층들은, 유리하게, 액체 및/또는 가스들에 대한 차단재로 형성될 수 있다.

바람직하게, 차단층의 성질과 두께는 탱크의 벽과 접촉하는 액체류와 가스류의 투과성을 최소화시키도록 선택된다. 바람직하게, 이러한 층은 차단 물질, 즉, 연료에 대한 불투과성 수지(예를 들어 EVOH(부분적으로 가수분해된 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체))를 기초로 한다. 대안으로, 탱크의 표면을 처리(불소화 또는 술폰화)하여 탱크가 연료에 불투과성이 되도록 할 수 있다.

"패리슨"이란 용어는, 일반적으로 압출되고 일반적으로 실질적 관상을 지닌 단일 부품의 예비성형체를 의미하는 것으로, 이는 성형단계 이후, 즉, 탱크를 얻기 위해 주형을 사용하여 용융상태의 패리슨을 원하는 형상과 치수로 형성하는 단계로 구성되는 공정 이후에, 탱크의 벽을 형성하고자 함이다.

바람직하게, 본 발명에 따른 방법은 압출된 패리슨을 사용한다. 이러한 패리슨은 저장헤드를 지닌 압출기에서 유도될 수 있으며, 이 경우에 일반적으로 본 발명의 방법은 각 사이클의 초기에 개방상태로 고정되어 패리슨을 수용하도록 하는 주형을 사용한다. 대안으로는, 주기적으로 이러한 패리슨 상에서 폐쇄되는 이동식 주형을 사용하거나 주형방향으로 패리슨을 조작하면서, 연속적 압출공정에 의지하여도 된다.

본 발명에 따르면, 패리슨 및 액세서리를 주형 내에 배치하되, 이때 액세서리는 (바람직하게는 연신된) 패리슨에 의해 둘러싸이게 한다. 일반적으로, 이는 적절한 장치에 의해 분리고정된 패리슨 내로 액세서리를 삽입시키거나, 패리슨이 압출기에서 빠져나갈 시의 움직임을 따르는 장치로 패리슨을 분리하면서 패리슨을 액세서리 둘레로 압출하여 이루어진다. 후자 경우의 변형예가 바람직하며, 가장 바람직하게는 저장헤드가 구비된 압출기를 병용하는 것이다.

어느 쪽 변형예를 사용하든 지, 본 발명에 따른 방법에는 따라서 패리슨을 연신시킬 수 있는(패리슨을 개방상태로 유지) 공구가 바람직하게 사용된다. 이 공구는 패리슨의 가장자리부들을 움켜쥐고 분리시킬 수 있는 클램프 또는 죠(jaw)로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 로봇에 의해 이 공구를 작동한다.

또한 본 발명에 따른 방법에는 공동부들, 즉, 일종의 중공형 하프-쉘들을 포함하는 주형이 사용되고, 여기서 공동부들은 동일한 주변길이를 가지고 있고, 이들의 내부표면에는 탱크의 외부 형상에 상응되는 릴리프(relief)가 구비되어 있으며, 일반적으로는 블로우핀을 통해 패리슨 내로 주입된 가압가스를 사용하여 패리슨을 이 표면을 향해 가압함으로써 탱크를 성형한다.

본 발명에 따르면, 주형 공동부는, 액세서리를 패리슨에 부착시키기 위해 패리슨을 액세서리로 국부가압할 수 있는, 적어도 하나의 이동식 부재를 포함하고 있다. 이러한 부착은 용접, 기계적으로 고정(mechanical anchoring), 스냅 리벳팅 등에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게, 액세서리의 재료와 패리슨의 재료가 (적어도 표면에서) 융합가능할 경우에는, 용접을 통해 부착한다.

일반적으로, 주형이 개방상태(즉, 공동부들이 분리되어 있음)에 있을 때, 이동식 부재는 주형 내로 돌출된다. 주형이 폐쇄상태에 있을 때, 이동식 부재는 패리슨을 밀어서 상기 구성요소와 접촉하게 하며; 그 후에는 제자리에 머물면서 주형 안으로 후퇴됨으로써, 주형이 폐쇄되면 그의 단부가 자신이 위치하는 공동부의 내부표면과 동형(연속적인 면을 형성)을 이룬다.

바람직하게, 이러한 이동식 부재는 액세서리에 부착되어 있는 위치에서의 패리슨에 자신이 가하는 동작과 압력이 제어가능한 막대(rod)형이다.

바람직하게는, 액세서리가 탱크에 균형있게 부착되도록(즉, 동작 중의 응력집중 방지를 확실시하도록) 여러 개의 이동식 부재들이 마련된다.

본 발명에 따른 방법에서, 특히 용접에 의해 액세서리를 부착할 때에는, 상기 패리슨 내에 배치하기 전에 상기 액세서리를 미리 예열시키는 것이 바람직하며, 상기 예열과정은, 바람직하게, 적어도 패리슨에 부착 대상이 되는 영역들 내에서 수행된다.

본 발명에 따른 방법에서, 액세서리는 바람직하게 지지체 상에 장착된 후에 패리슨 내로 배치된다. 일반적으로, 이 장착은 자동화작업(로봇이나 회전식 컨베이어 형태의 장치에 의해 수행됨)이다. 이러한 지지체로는, 적어도 프리블로우성형 단계 b) 동안에 가압가스(바람직하게는 공기)를 패리슨 내로 주입하는데 사용가능한 블로우 핀이 있다. 바람직하게는, 배플용 지지체가 다른 역할을 수행하지 않도록 함으로써 탱크의 최종 블로우 성형을 위한 주형이 폐쇄되기 전에 지지체를 빼낼 수 있게 한다.

단계 b) 동안, 패리슨은 단순히, 바람직하게는 주형의 공동부들을 접촉하지 않고, 프리블로우성형/팽창된다. 따라서, 패리슨의 프리블로우성형을 단지 상기 패리슨을 팽창시키는 것으로만 구성함으로써, 그의 "활성" 부재(주형의 공동부들 사이에 고정(clamp)되어 있으며 블로우 성형 이후 탱크를 형성하기 위한 의도로 사용됨)가 탱크와 실질적으로 동일한 크기를 가지게 되며, 최종 블로우 성형단계 d)는 주로 탱크에 최종 릴리프/형상을 부여하는 구실을 한다. 일반적으로, 단계 b)가 완료되면, 패리슨의 작동 부재의 내부용적은 탱크 내부용적의 적어도 70%와 동일, 바람직하게는 80% 이상, 심지어는 90%에 해당한다.

이 단계 동안, 주형은 폐쇄상태에 있지 않으며 패리슨의 하부 및 상부 단부들은 주형의 하부 및 상부에 각각 위치한 적합한 장치들에 의해, 폐쇄가 아닌(이들의 가장자리부들이 용접되어 있지 않고 분리되어 있음), 바람직하게는 유출방지 방식으로 밀봉되어 있다. 이 밀봉장치들은 내부 블록 및 상기 블록에 패리슨을 고정시키는 두 개의 외부 이동식 부재들로 구성될 수 있다. 이러한 유형의 장치는 특히 하부 장치에 대한 양호한 결과들을 제공한다. 상부 장치에 관하여 설명하자면, 이 장치는 (즉, 본 변형예에 따르면) 압출헤드로 형성(이 또한 유리함)될 수 있으며, 프리블로우성형 시 패리슨은 아직 절단되지 않고 압출헤드에 여전히 연결되어 있는 상태로 있다. 본 변형예는 프리블로우성형 핀이 없이 가능한데, 그 이유는 블로우성형 장치를 압출헤드에 구비시키는 것으로 충분하기 때문이다.

본 변형예에 따르면, 액세서리를 위한 지지체는 따라서 단계 c) 이후와 단계 d) 이전(주형을 마지막으로 폐쇄하고 프리블로우성형된 패리슨을 자신의 공동부들 을 향해 가압하여 최종 형상을 얻음)에 취출되어도 된다. 본 변형예에 따르면, 단계 d)의 블로우 성형공정을 수행하기 위해, 바람직하게는 이후 가공될 영역(예를 들면, 펌프/게이지 모듈(들)을 위한 개구부들)에서의 주형이 폐쇄상태에 있는 동안에 패리슨을 뚫는 하나 이상(바람직하게는 두 개의)의 니들(needle)을 사용할 수도 있다.

대안으로, 다른 변형예에 따르면, 단계 d) 동안, 주형의 공동부들은 서로를 향해 가압되어 그들의 주변부 (이는 탱크 주변부 둘레의 분리선에 대한 범위를 정함) 사이, 및 단계 a)에서 단계 d)동안에 액세서리를 위한 지지체로서 작용하다가 단계 e) 이전에 취출되는 블로우 핀의 둘레에 패리슨을 고정시킨다. 일반적으로, 블로우 핀은 하면을 통해 주형 내로 삽입된다.

본 변형예에 따르면, 주형은 결과적으로 단계 b) 내지 단계 d) 사이에 서서히 폐쇄되며, 이때 단계 c)에서 액세서리를 부착하는 막대들은 주형 안으로 돌출되고, 고정된 상태에 머물면서 바람직하게는 일정한 압력을 부착지점(들)에 가하며, 주형 내로 서서히 후퇴됨에 따라, 단계 d)에서는 공동부들의 내부표면과 동형을 이룬다.

본 변형예에 따르면, 핀은 결과적으로 분리선 지점에서(공동부들의 주변부에 의해 고정된 부분) 탱크에 한 개의 개구부를 남긴다. 이 개구부는 탱크를 이형하기 전에, 바람직하게는 핀을 제거하자마자, 주형 내의 적절한 장치(일종의 죠(jaw)들)에 의해 재밀봉될 수 있다.

본 발명에 따른 방법에 따르면, 이형단계 e) 이전에, 보통 하나 이상의 블로우-성형 니들을 통해 냉각가스를 순환시켜, 성형된 패리슨을 냉각하는 것이 바람직하다. 그리고 나서 유체를 덕트 망에 순환시킴으로써 성형된 공동부들을 또한 냉각하는 것이 바람직하다.

이형단계가 완료되고 후속 성형사이클이 시작되기 이전에, 일반적으로 주형이 폐쇄되었을 때 주형으로부터 넘쳐 나오는 패리슨 "플래쉬" 또는 찌꺼기가 포함되어 있는 중간 패리슨-밀봉 장치들을 세정(플래쉬의 제거)할 필요가 있을 것이다.

본 발명에 따른 방법은 임의의 액세서리를 연료탱크 내측에 부착시키는데 적합하다. 그러나, 소음저감용 배플을 부착시키는데 특히 적합하다.

바람직하게, 이 배플들은 일단 탱크가 성형되면 탱크 내에서 최대한의 공간을 차지할 수 있게 적합한 구조(geometry)를 가지게 된다. 다시 말하면, 이들은 가변적 구조를 가지며, 패리슨의 블로우 성형단계 이전에는, 탱크가 작동될 때보다 적은 용적을 차지한다.

가장 특히 바람직하게, 이러한 가변적 구조는

- 후속의 마무리 작업시 배치되는 슬라이딩 부재들을 포함하거나;

- 프리블로우성형 단계 b)가 완료될 때까지는 나란히 위치하고 있다가 단계 c)가 시작되기 직전에 분리되는 두 개의 분리형 부재들을 포함하거나;

- 접이식 구조를 가지고 있으며, 패리슨이 블로우 성형되기 이전에 패리슨 내에 접힌 형태로 놓여지는,

배플을 선택함으로써 얻어진다.

그러므로, 제 1 변형예에서, 상기 배플은 슬라이딩 부재들("드로워(drawer)"형)을 포함하며, 이들의 배치는 후속되는 마무리 작업시, 탱크에 형성된 하나/몇몇의 개구부(들)를 통해서,수동 또는 자동으로 수행된다.

각각의 공동부에 적어도 하나의 이동식 부재가 존재하도록 하는 제 2 변형예에 따르면, 배플은 각각 지지핀(holding pin)에 의해 지탱되는 두 개의 개별 부재들을 포함한다. 배플들이 패리슨 내로 도입될 시(또는 패리슨이 배플 둘레로 압출될 시), 이 부재들은 나란히 위치된다. 배플들을 분리시키는 동작은, 프리블로우성형 단계 b)가 완료되고 배플의 상기 부재들이 패리슨에 부착되기 직전에 공동부의 이동식 부재들을 통해서 이루어진다(단계 c)). 바람직하게, 이 핀들은 패리슨의 하부 밀봉 장치에 단단히 부착된다.

제 3 변형예에 따르면, 배플은 접이식 구조(예를 들어, '아코디언'형)를 가지고 있으며, 패리슨이 블로우 성형되기 이전에 패리슨 내에 접힌 형태로 놓여진다. 바람직하게, 이 구조는 적어도 두 군데의 지점들, 바람직하게는 배플이 패리슨에 부착되는 해당되는 지점들을 이동식 부재들을 사용하여 가압함으로써 배치된다. 이러한 가압동작(그리고 결과적으로 생기는 배치)은 배플을 패리슨에 부착시키는 단계(단계 c)) 동안 및/또는 최종 블로우 성형공정을 수행하기 위해 주형을 폐쇄시키는(단계 d)) 동안에 수행될 수 있다. 본 변형예에서, 이러한 접이식 구조는 이의 배치 도중에 액세서리를 패리슨에 부착하기 위한 새로운 지점들을 생성하도록 설계된다.

본 발명에 따르면 패리슨을 관통/절단하지 않고 배플(또는 다른 내부 액세서리)을 패리슨에 부착하는 일이 반드시 배플 둘레의 탱크 용적을 한정시키는 것은 아니며 오히려 대형(따라서 더 효과적인) 배플을 삽입할 수 있게 허용한다.

도 1 내지 도 10의 목적은 어떠한 방식으로든 본 발명의 범주를 한정하지 않으면서 본 발명의 특정한 구체적 측면들을 예시하고자 함이다.
도 1 내지 도 4의 목적은 본 발명의 일 변형예에 따른 방법의 원리를 도시하고;
도 5 및 도 6은 상기 방법 변형예의 제 1 하위변형예를 도시하며;
도 7 내지 도 9는 제 2 하위변형예를 도시하고;
도 10 및 도 11은 제 3 하위변형예를 도시한다.

도 1에는, 패리슨(5)이 개방/분리된 상태에서 패리슨(5)을 배플(2) 둘레로 도입하기 위해 장치(6)가 패리슨(5)을 가이드하는 방법이 나타나있다. 이때 배플(2)은 지지체(3) 상에 미리 장착되어 있는 상태이다. 이러한 장치는 로봇에 의해 작동되어, 도 2에 도시된 바와 같이, 밀봉장치(7,7')의 하부에서 멈춘다. 주형 공동부들은 성형대상인 탱크의 외부 표면에 상응하는 내부 표면(1')을 가지고 있다.

도 2에는, 내부 블럭(7)이 패리슨을 분리하고 배플과 패리슨 간의 접촉을 방지할 수 있게 하는 방법, 그리고 패리슨이 여전히 부착되어 있는 압출헤드(미도시)를 사용하여 유출방지 방식으로 프리블로우성형을 수행하도록 외부 부재들(7')이 패리슨(5)을 이 블럭(7)에 고정(clamp)시키는 방법이 나타나있다.

도 3에는, 주형(1)이 중간 폐쇄위치에 놓임으로써 이동식 부재들(4)이 국부적으로 패리슨을 밀어 배플(2)과 국부적 접촉을 이루도록 하는 것이 나타나있다. 접촉(본 변형예에서는 용접) 지점들이 일단 생기면, 배플 지지체(3)는 취출되어도 되고(따라서 도 3에는 더 이상 도시되지 않았음), 탱크의 최종 성형을 위해 주형(1)을 폐쇄할 수 있게 된다. 이러한 폐쇄동작 동안, 이동식 부재들(4)은 주형 내로 후퇴되어(비록 절대적 조건상 이들은 움직일 수 없고 용접 지점들에 압력을 가하게 되지만) 공동부들(1)의 표면과 함께 플러쉬가 된다.

그러면 블로우성형 니들들(점선으로 표시됨)은 패리슨을 뚫어서 블로우성형 동작을 수행한다.

도 4에는 폐쇄상태의 주형으로서 주형의 공동부들이 자신들의 주변부 위로 나란히 배치되어 있는 것이 나타나있다. 그 결과로 얻은 조립체가 냉각되면, 탱크를 이형하여도 된다.

도 1 내지 도 4에 도시된 배플은 "종래의" 용적이 크고 비압축성인 배플이다.

배플이 압축성을 가지고 있다면(즉, 패리슨에 삽입되었을 때보다 가동중일 때 탱크 내에서 더 큰 치수를 가지면) 가동중에 큰 치수를 가지는 배플을 사용하는 것이 용이할 수 있다(블로우 성형 이전에 패리슨과 배플 간의 접촉 위험을 감소시킴). 도 5 내지 도 10에 도시된 세 개의 하위변형예를 통해 이를 도시하였다.

도 5 및 도 6의 대상이 되는 제 1 하부변형예에 따르면, 배플(2)은 드로워들(21)을 포함하고 있으며, 이들은 탱크 제조과정 내내 폐쇄상태로 있다가(도 3) 하나 이상의 오리피스를 통해 수행되는 후속의 마무리 단계 동안에는 개방된다(수동 또는 자동으로; 도 4 참조). 이 오리피스들은, 두 개의 실선 화살표들에 의해 도 3에 표시된 마무리 선(finishing line) 상에서 절개되는, 펌프/게이지 모듈(들)용 개구부들일 수 있다.

도 7 내지 도 9의 대상이 되는 제 2 하부변형예에 따르면, 배플(2)은 사실 독립된 지지체들(3',3'')에 의해 각각 지지되는 두 개의 개별 부재들(22,23)로 구성되며, 이들 독립된 지지체들은 패리슨이 프리블로우성형될 때까지는 나란히 위치하고(도 7을 보라), 이동식 부재들(4)(도 9를 보면 수평방향 화살표들은 이 부재들의 이동을 나타내며 수직방향 화살표들은 지지체들의 취출이동을 나타냄)에 의해 배플들(22,23)이 부착되기 이전에는 분리된 상태에 있게 된다(도 8을 보라).

도 10 및 도 11의 대상이 되는 제 3 하부변형예에 따르면, 배플(2)은 접이식 구조로 구성되고, 이 구조의 (패리슨의 축에 대해 수직인 평면을 통한) 반경방향 모습이 도 10에 도시되어 있다.

이 구조에는, 단계 c) 동안이나 심지어는 후속의 주형 폐쇄 단계 동안에 주형의 이동식 부재들(4)을 위한 압축지점으로서 작용하는, 두 개의 단부 영역들(24,25)이 포함되어 있다. 벽들이 "희미하게" 표시되어 있는 성형된 탱크의 축방향 단면도를 나타내는 도 11에서의 중앙 화살표들로 이를 표시하였다. 주형(미도시)을 폐쇄하면 추가적인 부착지점들(도 11의 측면 화살표들로 표시됨)이 생성된다.

파열(burst)/낙하 시험(그리고 물론, 실생활에서, 충돌이 발생하는 경우) 도중에 쉘이 손상입는 것을 피하기 위해서는, 용접 영역들(즉, 주형 내 이동식 부재에 의해 배플과 탱크가 접합되는 지점들) 둘레에 적어도 하나의 약한 지점(노치)을 제공하는 것이 바람직하다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 용접 영역에 용접발을 마련하고, 상기 용접발과 액세서리 몸체 사이에 분열(break) 영역(약한 지점)을 제공함으로써 낙하/충돌이 발생하는 경우에 액세서리가 탱크를 손상시키지 않으면서 결국에는 탱크로부터 분리될 수 있도록 한다. 이러한 특징은 예를 들어 미국특허출원 제 2003/0201021 호에 개시되어 있으며, 이의 내용은 본원에 참조로써 인용된다.

또한, 용융된 패리슨에 부착될 때의 액세서리는 일반적으로 냉각 상태에 있고, 냉각 도중에 상기 패리슨은 보통 나중에 후퇴되기 때문에, 상기 후퇴현상이 탱크를 손상시키고/시키거나 위에 언급된 분열 영역들(약한 지점들)을 분열시키지 않도록 적절한 디자인의 액세서리를 제공하는 것이 바람직하다. 단, 액세서리 내의 부재들이 적절한 두께와 형상을 가짐에 따라 부재들이 유연하고 쉽게 변형될 수 있다면, 양호한 결과들이 주어진다.

도 12에는 위에 언급된 특성들, 즉: 용접발(26), 노치 영역(27) 및 향상된 유연성을 가지는 부재들(28)이 도시되어 있다.

도면들은 공통된 구성요소들, 즉:
1: 두 개의 공동부들을 포함하는 주형;
2: 소음저감용 배플;
3: 배플을 위한 지지체;
4: 공동부 내의 이동식 부재;
5: 패리슨;
6: 패리슨 분리 및 가이드 장치; 및
7 & 7': 내부 블록(7) 및 두 개의 외부 이동식 부재들(7')을 포함하는 패리슨 하부 밀봉 장치
를 보여준다.

Claims (12)

1. 내부 액세서리(2)를 가지며, 패리슨(5)으로부터 제조된 플라스틱 벽을 가지는 연료탱크를 제조하기 위한 장치로서, 상기 장치는
   - 두 개의 주형 공동부들을 포함하는 주형(1)으로서, 상기 주형 공동부들은 성형대상인 연료탱크의 외부 표면에 상응하는 내부 표면(1',1') 을 가지는, 주형(1),
   - 상기 주형(1)의 개방 위치, 중간 폐쇄 위치 및 폐쇄 위치를 제공하도록 배치된, 상기 주형(1)의 두 개의 주형 공동부들을 이동시키기 위한 수단,
   - 압출헤드로부터 상기 패리슨(5)을 압출하기 위한 수단,
   - 상기 내부 액세서리(2)를 지지하기 위한 수단 (3;3',3")
   - 상기 주형(1)의 개방위치에서 상기 주형(1)의 두 개의 주형 공동부들 사이의 상기 내부 액세서리(2) 둘레로 상기 패리슨(5)을 접촉없이 도입하기 위해, 상기 압출헤드로부터 상기 패리슨(5)을 분리하고 가이드하기 위한 수단(6),
   - 상기 주형(1)의 개방위치에서 상기 주형(1)의 하부의 상기 압출헤드의 반대측 단부에서, 상기 패리슨(5)을 밀봉하기 위한 수단(7,7'),
   - 각각의 주형 공동부에 연결되는 이동식 부재(4)로서, 상기 주형(1)의 중간 폐쇄 위치에서 상기 패리슨(5)을 상기 내부 액세서리(2)를 향해 가압하기 위해 상기 주형(1) 내로 도입되도록 조정되어, 상기 내부 액세서리(2) 및 상기 패리슨(5)을 부착시키기 위한, 이동식 부재(4),
   - 상기 패리슨(5)이 상기 내부 액세서리(2)에 부착되었을 때, 상기 내부 액세서리(2)를 지지하기 위한 수단(3;3',3")을 취출하기 위한 수단,
   - 상기 연료탱크를 형성하기 위하여 상기 주형(1)이 폐쇄 위치에 있을 때, 블로우성형 동작을 수행하기 위해 패리슨을 뚫도록 조정된, 블로우성형을 위한 수단,
   을 포함하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 패리슨(5)을 밀봉하기 위한 수단(7, 7')은,
   - 상기 패리슨(5)을 상기 주형(1)으로부터 분리하고, 내부 액세서리(2)와 상기 패리슨(5) 간의 접촉을 방지할 수 있도록 조정된 내부 블럭(7) 및,
   - 상기 패리슨(5)을 상기 내부 블럭(7)에 고정(clamp)시키도록 조정된 적어도 두개의 외부 부재들(7')을 포함하는, 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 블로우성형을 위한 수단은 블로우성형 니들인, 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 내부 액세서리(2)를 지지하기 위한 수단(3; 3', 3")은 나란히 배치되는 두 개의 분리형 부재들을 포함하고,
   상기 장치는 상기 두개의 분리형 부재들을 수직 방향으로 이동시키기 위한 수단을 포함하는, 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 패리슨(5)을 압출하기 위한 수단은 저장헤드를 구비하는, 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 주형(1) 방향으로 상기 패리슨(5)을 조작하기 위한 수단을 포함하는, 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 패리슨(5)을 분리하고 가이드하기 위한 수단(6)은, 상기 패리슨(5)을 개방상태로 유지하도록 조정된 공구를 포함하는, 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 공구는 상기 패리슨(5)의 가장자리부들을 움켜쥐고 상기 가장자리부들의 분리가 유지되도록 조정된 클램프 또는 죠(jaw)를 포함하는, 장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   상기 공구를 제어하기 위해 조정되는 로봇을 포함하는, 장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    프리블로우성형을 위한 수단은 블로우핀인, 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 주형(1)의 상부에 위치한, 패리슨(5)을 밀봉하기 위한 제 2 수단(7,7') 을 포함하는, 장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 주형(1)으로부터 상기 연료탱크를 제거하기 위한 수단을 포함하는, 장치.

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