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CN102131667A - 包含一个降噪挡板的塑料燃料储箱及其制造方法 - Google Patents

包含一个降噪挡板的塑料燃料储箱及其制造方法 Download PDF

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Abstract

塑料燃料储箱(1)，包括一个降噪挡板(6)和多个干扰片段(2)以用于抑制在对所述储箱施加负压情况下的储箱变形，这些干扰片段在该储箱内分别从它的一个上表面和一个下表面向内突出、并被安置为使得这些片段以其间的一个指定间距实质性地相对；这些片段之一是一个固定装置(5，7)的一部分，该装置将该挡板固定到该箱壁上。

Description

包含一个降噪挡板的塑料燃料储箱及其制造方法
本发明涉及一种配有降噪挡板的塑料燃料储箱(一种制造方法)。
不同类型车辆上的车载燃料系统通常包括一个用于储存燃料的储箱，并且该储箱通常包括至少一个内部配件。这类配件的一种具体情况是降噪挡板，其目的是为了吸收与车辆快速加速、制动、转弯等情况下在该储箱内部可能产生的波动相关联的噪声(“泼溅”噪声)。在汽车领域，这样的挡板也称作“防泼溅挡板”。
在某些国家，环境立法已经强制使用OBD系统(即车载诊断系统)来测试车辆燃料系统的密封性。这些测试通常意味着将储箱置于负压下一定的时间。因此，尤其是在塑料储箱的情况下，必须将这些设计为能承受这些负压。
在US 2006/0207991申请中所描述的方法使之有可能解决此问题，是通过提供多个干扰片段(interference section)，这些干扰片段分别在燃料储箱中从该燃料储箱的一个上表面和一个下表面向内突出、并被安置为使得这些片段以其间的一个指定间距实质性地相对。在一个具体的实施方案中，这些片段被模制成挡板的形状，这些挡板还充当了抑制泼溅噪声的档板。然而，这样一种解决方案具有若干缺点：
-所述这些挡板所占的体积是相当重要的，并且减少了可用于燃料的内部容积；
-它增加了储箱的总重量，每块挡板都是双壁类型的；
-它并不在形状和材料的意义上提供很多可能性，因为这些挡板是从箱壁上模制而成的。
本发明的目的在于通过提供一种方法来解决这些问题，该方法允许向一个燃料储箱提供一个降噪挡板和一个抗真空(负压)装置两者，并且这是一种简单且灵活的方式，不会限制该储箱的内部容积或增加它的重量。
为此目的，本发明涉及到一种塑料燃料储箱，该储箱包括一个降噪挡板和多个干扰片段以用于抑制在对所述储箱施加负压情况下的储箱变形，其中这些干扰片段在该储箱中分别从它的一个上表面和一个下表面向内突出、并被安置为使得这些片段以其间的一个指定间距实质性地相对，这些片段之一是一个将挡板固定到箱壁上的固定装置的一部分。
表述“燃料储箱”应理解为是指一种防漏的储箱，能够在多样的以及变化的使用和环境条件下储存燃料。这种储箱的一个实例是机动车辆所装配的。
根据本发明的燃料储箱被制造为带有一个塑料壁，该壁总体上包括在其凹陷部分上的一个内表面以及在其凸起部分上的一个外表面。
术语“塑料”应理解为是指包括至少一种合成聚合物树脂的任何材料。
任何类型的塑料都可能是适合的。特别适合的塑料属于热塑性塑料的类别。
术语“热塑性塑料”应理解为是指任何热塑性的聚合物，包括热塑性弹性体还以及它们的共混物。术语“聚合物”应理解为是指均聚物和共聚物(尤其是二元或三元的共聚物)二者。这类共聚物的实例是(非限制性地)：无规共聚物、直链的嵌段共聚物、其他嵌段共聚物以及接枝共聚物。
熔点在分解温度以下的任何类型的热塑性聚合物或共聚物都是适合的。具有分布在至少10摄氏温度以上的熔化范围的合成热塑性塑料是特别适合的。这类材料的实例包括在它们的分子量中呈现多分散性的那些材料。
具体地讲，有可能使用聚烯烃类、热塑性聚脂类、聚酮类、聚酰胺类以及它们的共聚物。还可以使用聚合物或共聚物的共混物，类似地还有可能使用带有无机的、有机的和/或天然填充剂的多种聚合材料的一种共混物，这些填充剂是(例如，但不限于)：碳、盐类以及其他无机衍生物，天然或者聚合的纤维。还有可能使用由堆叠层和结合层构成的多层结构，这些层包括以上所说明的这些聚合物或共聚物中的至少一种。
经常使用的一种聚合物是聚乙烯。用高密度聚乙烯(HDPE)已经获得了优异的结果。
优选地，本发明的方法所针对的储箱具有一种多层结构，该多层结构包括至少一个热塑性的层以及至少一个附加层，该附加层有利地可以由一种材料形成，这种材料是液体和/或气体的阻挡物。
优选地，对该阻挡层的性质和厚度进行选择，以使与该箱壁接触的这些液体和气体的渗透性减到最小。优选地，这个层是基于一种阻挡材料，即，一种不可渗透燃料的树酯，例如像EVOH(一种部分水解的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物)。可替代地，可以使该储箱经受一种表面处理(氟化作用或磺化作用)，其目的是使该储箱不可渗透燃料。
基于多个外部HDPE层以及一个内部EVOH层的燃料储箱是优选的。
“挡板”是指一种基本上平坦的部件，优选是一块板，该板可以具有任何形状，并且它优选在其中带有多个孔洞，以便允许燃料从中穿过。
优选地，该挡板用塑料制成，并且最特别优选的是，它是基于与形成该型坯(因此还有由它模制而成的储箱)相同的塑料。因此，它有利地是一个用高密度聚乙烯(HDPE)制成的挡板，高密度聚乙烯是一种比POM更便宜、并且显示出良好的对抗燃料阻力且具有良好耐用性(极小的老化)的材料。
可替代地，该挡板可与其固定装置(将在下面对其进行详述)合为一体，在此情况下，它优选地由一种弹性塑料像聚缩醛、特别是POM(聚甲醛)来制造。
术语“干扰片段”意在表示该储箱内的两个浮凸部分，这两个部分具有的形状和大小使得它们在该储箱上施加了负压时进行配合，从而防止储箱塌陷。通常，它们各自包括一个平坦表面，并且两个平坦表面在施加负压时相接触。优选地，两个表面接触了至少10cm2，优选是至少15cm2，并且甚至更为优选是：至少20cm2。在闲置时，这些表面之间有一个为几个mm的间距(空间)，(典型地是：从10到20mm)。
根据本发明，这些部分之一是一个将该挡板固定到该箱壁上的固定装置的一部分。这个固定装置可能与该挡板是一体的。然而，尤其是在该储箱包括若干个具有不同几何形状的挡板的情况下(这种情况通常是因为该储箱区段总体上发生变化)，优选的是单独地制造(并且优选地：用塑料进行模制)该挡板和它的固定装置，因而所述固定装置可能是标准的(对于所有的挡板都相同)。在这种情况下，该固定装置优选地由具有良好弹性的一种材料(像POM)来制造，而该挡板优选是由HDPE来制造。
该固定装置可以具有任何形状，只要它具有一个与另一个干扰片段的对应表面相匹配的表面。一种方形或圆柱形的杆给出了良好的结果。在一个优选的实施方案中，它是一个空心部件，该部件包括一个缝隙(优选是竖直的)，该挡板可被插入其中。在该实施方案中，该空心部件有一个盖板，该盖板充当了这些干扰片段之一，并且它可以与该挡板模制成一个整体件。优选地，所述盖板和该空心部件(杆)包括多个彼此匹配的装置，因而该盖板可以被牢固地固定到该杆上。该盖板上的一个挂钩(它与该杆上的一个具有适当形状和尺寸的缝隙(孔口)相匹配)给出了良好的结果。总体上，该缝隙是水平的。
该固定装置可以通过焊接、铆钉铆接或类似方式来固定到该储箱上。然而，给出了良好结果的一项技术是授予本申请人的专利EP 875411中所描述的这一项技术，并且该技术包括在该储箱壁中模制一种浮凸部分、并且在该固定装置上提供一些用来与之共同作用的装置。这些装置优选地包括弹性部分/延伸部分，它们可以具有任何形状。优选地，该箱壁中的浮凸部分具有一种鸠尾榫形状，而该固定装置的支脚具有一种星形夹具(spider clip)的形状(即具有多个弹性的延伸部分)。
根据本发明的一个优选的实施方案，另一个干扰片段(与固定装置上的一个是相对的)与该箱壁被模制成一体，优选地使用了适当形状的模具。它优选地具有一种带一个平坦表面的拱顶形状。优选地，这个表面要比另一个干扰片段的平坦表面更大，以得到这两个部分之间更稳定的匹配。优选地，该表面比另一个要大至少10％，甚至更多地大至少15％，并且甚至更优选地大至少20％。
优选地，这个片段与该储箱的上部内表面被模制在一起(即当在车辆中就位时“密封”该储箱)，而该挡板通过使用该固定装置被固定到该储箱的下部内表面上。
为了解决将该挡板附在该储箱内部而不在其中制作开口/切口的这个问题，可以在制造该挡板的同时通过在这样一个挡板的周围挤出一个管状型坯、然后通过对该型坯吹气模制、并将该挡板附接到这个型坯上而将所述挡板引入该储箱内。
术语“型坯”应理解为是指一个单独部件的预成型件，该预成型件一般是挤出的、并且总体上具有基本上管状的形状，它旨在于模制之后形成储箱的壁，即，在为了得到一个储箱而使用模具来将处于熔融物状态中的型坯成型为所要求的形状和尺寸的一个操作之后。可以最终将该管状型坯切割成两半，然后将其弄平，从而构成一些薄片，接着使用一种包括两个外空腔和一个内芯的模具来模制这些薄片。在该实施方案中，该内芯可以用来固定该挡板(通过其固定部件)，例如通过焊接或铆钉铆接。
在上述实施方案的情况下，其中根据该实施方案，在该箱壁上模制了一个浮凸部分，并且在该固定装置上提供了一些用于与之共同作用的装置，但在已模制了所述储箱后，将该挡板及其固定部件固定在该箱壁上(因为该浮凸部分必须是实心的)。上述这些鸠尾榫/星形夹具的装置使之有可能容易地仅仅通过将该夹具滑入该鸠尾榫之中来固定它们。在该实施方案中，该挡板及其固定装置(优选地经过预组装)是通过该储箱壁上的一个孔口插入该储箱中的，该孔口优选地已经存在于所述储箱上，例如：通过被提供来插入燃料传送模块(FDM)的这个开口。
本发明还涉及到一种用于制造塑料燃料储箱的方法，该储箱包括一个降噪挡板和多个干扰片段以用于抑制在对所述储箱施加负压情况下的储箱变形，这些干扰片段在该储箱中分别从它的一个上表面和一个下表面向内突出、并被安置为使得这些片段以其间的一个指定间距实质性地相对，所述方法包括以下步骤：
-对一个型坯给予该燃料储箱的形状，使用了一种带有两个空腔的模具：一个是用于该储箱的下部并且它包括将一个鸠尾榫与所述部分模制成一个整体件的装置；而另一个是用于该储箱的上部并且它包括一个将该箱壁与该上部干扰片段模制成一个整体件的装置
-允许该模制的储箱冷却下来并固化
-提供一个固定杆，该固定杆包括一个缝隙以及一个带有星形夹具的支脚
-将该挡板插入该杆的缝隙及一个盖板中，该盖板可能与所述挡板是整体件、被固定到所述杆上，以便提供该下部干扰片段
-将该挡板/固定杆/盖板组件通过一个开口插入该储箱中，并且将该固定杆的星形夹具插入该鸠尾榫中。
在该方法中，该储箱有利地是通过以下方式模制而成：
·吹气模制，即通过使该切割的型坯膨胀、并使用一种加压的液体将该型坯压靠在该模具空腔上(如申请EP 1110697中所述，为此目的将其内容通过引用结合在本申请中)；
·对该型坯进行热压成形，即通过将该型坯压靠在这些模具空腔上，例如通过在所述空腔后面提供抽吸(创造真空)。
优选地，该储箱是通过吹气模制而模制的，任选地是通过在这些模具空腔的后面抽出真空(为了在打开模具时将型坯压靠在其上)。这是因为热压成型通常涉及到将模具加热到接近于该塑料加工温度的一个温度，以便能够实现深的变形(例如储箱的拐角，在这里型坯被高度拉伸)。这导致周期时间比用吹气模制要长，在吹气模制中并不存在这种限制。
图1至3的目的在于展示本发明的某些具体方面，而并非想以任何方式来限制其范围。
图1示出了一个燃料储箱中的一个切口，在该燃料储箱中已经使用一个空心杆固定了一个挡板。图2示出了如何来组装该挡板和杆，而图3详细显示了如何将这个与挡板模制为整体件的盖板固定在该杆上。
图1示出了一个塑料燃料储箱(1)，该储箱已经模制为带有一个第一干扰片段(2)以及与之相对的一个鸠尾榫(3)。在该鸠尾榫中，可插入一个星形夹具(4)，该夹具被模制为带有一个空心固定杆(5)的支脚，该固定杆将一个挡板(6)固定到该储箱的(1)的下部。该挡板包括一个盖板，此盖板显示了一个平坦表面(7)，该平坦表面用作第二个干扰片段。这些部件是以闲置状态示出的(并没有对该储箱施加负压)，因此在两个干扰片段(2，7)之间存在着一个小的间距。
图2显示了如何将该挡板(6)插入该空心固定杆(5)的一个竖直缝隙(8)之中，而图3详细显示了该盖板所支撑的挂钩(9)如何安装到该固定杆(5)之中的一个第二水平缝隙(10)之中。
在所描述的实施方案中：
-挡板(6)和盖板(7)由HDPE制成，而固定杆(5)由POM制成；并且
-上部的干涉表面(2)约为27.6cm2，而下部的干涉表面(7)约为22.3cm2。

Claims (10)

1.塑料燃料储箱，包括一个降噪挡板和多个干扰片段以用于抑制在对所述储箱施加了负压情况下的储箱变形，这些干扰片段在该储箱中分别从它的一个上表面和一个下表面向内延伸、并被安置为使得这些片段以其间的一个指定间距实质性地相对，其特征在于，这些片段之一是一个固定装置的一部分，该固定装置将该挡板固定到该箱壁上。
2.根据上一项权利要求所述的塑料储箱，其中该挡板及其固定装置是被单独制造并被组装的部件。
3.根据上一项权利要求所述的塑料储箱，其中该固定装置是由POM(聚甲醛)制成的，并且该挡板是由HDPE(高密度聚乙烯)制成的。
4.根据以上权利要求中任一项所述的塑料储箱，其中该固定部件是包括一个竖直缝隙的一种空心部件，该挡板被插入该缝隙中。
5.根据上一项权利要求所述的塑料储箱，其中该空心部件具有一个盖板，该盖板用作这些干扰片段之一，并且该盖板包括一个挂钩，该挂钩与该杆上的一个水平缝隙相匹配。
6.根据以上权利要求中任一项所述的塑料储箱，其中该箱壁包括一个浮凸部分，并且其中该固定装置包括与之共同作用的装置。
7.根据上一项权利要求所述的塑料储箱，其中该浮凸部分具有一种鸠尾榫的形状，并且其中该固定装置包括一个具有星形夹具形状的支脚。
8.根据以上权利要求中任一项所述的塑料储箱，其中另一个干扰片段(与该固定装置上的一个是相对的)与该箱壁被模制成一个整体件。
9.根据上一项权利要求所述的塑料储箱，其中该一体式干扰片段与该储箱的上部内表面被模制在一起，而该挡板被固定在该储箱的下部内表面上。
10.用于制造一种塑料燃料储箱的方法，该储箱包括一个降噪挡板和多个干扰片段以用于抑制在对所述储箱施加负压情况下的储箱变形，这些干扰片段在该储箱中分别从它的一个上表面和一个下表面向内突出、并被安置为使得这些片段以其间的一个指定间距实质性地相对，所述方法包括以下步骤：
-对一个型坯给予该燃料储箱的形状，使用了一种带有两个空腔的模具：一个是用于该储箱的下部并且它包括将一个鸠尾榫与所述部分模制成一个整体件的一种装置，而另一个是用于该储箱的上部并且它包括将该上部干扰片段与该箱壁模制成一个整体件的一种装置；
-允许该模制的储箱冷却下来并固化；
-提供一个固定杆，该固定杆包括一个缝隙以及带有一个星形夹具的一个支脚；
-将该挡板插入该杆的缝隙以及一个盖板中，该盖板可能与所述挡板是一个整体件、被固定到所述杆上，以便提供该下部干扰片段；
-将该挡板/固定杆/盖板组件通过一个开口插入该储箱中，并且将该固定杆的星形夹具插入该鸠尾榫中。
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