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CN106232321A - 蓄压器制造方法 - Google Patents

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Publication number
CN106232321A
CN106232321A CN201580021738.9A CN201580021738A CN106232321A CN 106232321 A CN106232321 A CN 106232321A CN 201580021738 A CN201580021738 A CN 201580021738A CN 106232321 A CN106232321 A CN 106232321A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chamber
parison
housing
accumulator
bladder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580021738.9A
Other languages
English (en)
Inventor
埃里克·布克
大卫·希尔
维尔弗里德·莱玛松
皮埃尔·兰蔻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nergy Automotive Systems Research SA
Original Assignee
Nergy Automotive Systems Research SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nergy Automotive Systems Research SA filed Critical Nergy Automotive Systems Research SA
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

在一种车辆用蓄压器的制造方法中，基于热塑性材料型坯来围绕着室形成壳体，这通过使该型坯的至少一部分贴抵在该室的至少一部分上以将该型坯固定到室来实现，所述型坯的所述至少一部分至少部分地熔融。

Description

蓄压器制造方法
技术领域
本发明涉及车辆用蓄压器。
背景技术
某些类型的混合动力车辆包括能够给液压蓄能器充装油以便以压强储备的形式来存储该能量的液压泵/发动机系统。连接到车辆驱动轮的液压机器能够作为发动机运行，以通过提取在液压蓄能器中存储的能量为这些轮子提供机械功率；或作为泵运行，以在车辆制动时重新充装这些蓄能器，以便至少部分地回收车辆的动能。
活塞式蓄能器包括其内部布置有活塞室的壳体(enceinte)。活塞式活动组件被安装为在该室中滑动。该室一般被连接到将气体送入该室并封闭该室以维持所存在的气体的量恒定的气体回路。活动组件在发送油以压缩气体(例如氮气)时在一个滑动方向上移动，并为了将油送回到蓄能器外部而在另一滑动方向(即相反方向)上移动。
另一类型的液压蓄能器是囊式蓄能器，该囊式蓄能器包括其内部布置有囊的壳体，该囊能够包含气体(优选地：氮气)。在回收能量时，将油送入壳体围绕该囊。由此充满气体的囊被油压缩。在想要提取在蓄能器壳体中存储的能量时，可减小由油施加在囊上的压强。如果该压强比囊施加的压强小，则油被排出壳体。该蓄压器还包括围绕其壳体的丝状线圈。
将室安装到蓄能器的壳体中是困难的，这是因为该安装在已经制造好的壳体中必须通过装配和螺固众多元件来进行。该安装是人工进行的，因此非常复杂、耗时，甚至是危险的，这是因为该安装对操作人员存在切断手指和肌肉并发症的风险。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于方便蓄压器的制造。
为此，设想出一种车辆用蓄压器的制造方法，在该方法中，基于热塑性材料型坯来围绕着室形成壳体，这通过使该型坯的至少一部分贴抵在该室的至少一部分上以将该型坯固定到该室来实现，所述型坯的所述至少一部分至少部分地熔融。
由此，在型坯阶段将壳体固定到室。这降低了受伤的风险。特别地，一旦壳体形成，就不再需要为了将室固定到壳体而进入壳体内部。
“热塑性材料”指任何热塑性聚合物(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)。这样的共聚物的例子有(非限制性地)：无规共聚物、序列共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物。
熔融温度小于分解温度的任何类型的热塑性聚合物或共聚物都是合适的。熔融范围覆盖至少10个摄氏度的的合成热塑性材料尤其合适。这样的材料的例子包括在其分子量方面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。也可以使用聚合物或共聚物的混合物，同样地也可以使用具有无机、有机和/或天然添加物(例如但非限制性地：碳、粘土、盐和其它无机衍生物、天然或聚合性的纤维)的聚合性材料的混合物。还可以使用由包括至少一种上述聚合物或共聚物的叠置联结层构成的多层结构。
一种经常使用的聚合物是聚乙烯。用高密度聚乙烯(PEHD)能够获得良好的结果。
壳体的壁可以由单个热塑性材料层或两个层构成。有利地，可以由对液体和/或气体构成屏障的材料形成的层构成一个或多个其它可能的额外的层。优选地，屏障层的性质和厚度被选择为最大程度地限制与壳体的内表面接触的液体和气体的渗透性。有利地，该层可以基于屏障树脂，即燃料不可渗透的树脂，例如EVOH(部分水解的乙烯-醋酸乙烯共聚物)。
在一个实施方式中，室包括囊。
在另一实施方式中，室包括至少一个活塞式组件。
由此，该方法能够被实施以用于前述两种主要类型的蓄能器。
有利地，将室固定到型坯的挤出头。
因此，在壳体形成期间由该挤出头确保对室的支承。
该固定可以借助于机器人进行。
这避免了形成设备中的人工干预，降低了对操作人员的事故风险。
优选地，围绕着室来挤出型坯。
有利地，在使型坯贴抵在室的所述部分或每个部分上之前加热该部分。
由此，方便了在室的所述部分上包覆成型壳体(surmoulage de l’enceinte)的操作。
优选地，该贴抵是通过按压来实现的。
由此，该贴抵更加高效，并且确保了室在其端部处的保持。
有利地，该贴抵是通过闭合基于型坯来形成壳体的模具来实现的。
由此，室与壳体的固定在型坯的吹制期间发生，这使得整体的制造更为迅速，并且该方法不需要大量的工具。
可以设置室的所述部分或室的所述部分中的至少一个部分形成室的上端部，尤其是阀门。
还可以设置室的所述部分或室的所述部分中的至少一个部分形成室的下端部，尤其是座阀(soupage)。
有利地，室的所述部分或室的所述部分中的至少一个部分构成由多个元件组成的组件，所述多个元件不能够被分开，除非破坏这些元件中的至少一个元件。也可以说该组件是单体(monobloc)的。
由此，该单体部分可以在型坯的吹制期间来固定，而不是作为多个部件来安装。也称之为“插件”。在闭合模具时型坯正是抵着该部分贴抵的。
优选地，室的所述部分或室的所述部分中的至少一个部分具有由热塑性材料形成的外表面，并通过使型坯贴抵在该表面上来实现所述贴抵。
由此，材料的兼容性允许将室的所述部分焊接到壳体。
优选地，在室的彼此远离的两个部分(例如室的端部)上进行该贴抵。
根据本发明，还设想了一种车辆用蓄压器，其包括：
-热塑性材料壳体，以及
-容置于该壳体中的室，该壳体至少部分地在该室的至少一部分上包覆成型。
有利地，该室包括囊。
已知存在I、III和IV型的活塞式蓄能器。I型蓄能器由金属制成，而III和IV型则具有由复合材料制成的外部结构。III型蓄能器不能良好地抵抗疲劳。存在IV型活塞式蓄能器。这些蓄能器被设置为用于竖直(相对于地面)的安装。这些蓄能器不适于安装到机动车上。实际上，对于该情况，期望蓄能器能平着(即相对于地面横向地)安装到车身下方。还提出了机动车用的活塞式蓄能器。这些已知的(所谓I型的)蓄能器使用钢制组装部件，这使其特别重、体积大并成本高昂。
因此想要提供一种在保持特别小的重量的同时提供合适的强度的IV型活塞式蓄能器。还想要提供一种紧凑的并具有低渗透性的这样的蓄能器。
这就是为什么在一个实施方式中，室包括活塞式组件，壳体的包覆成型在室的如下部分上进行：这些部分形成用于受压气体的进入和排出的第一端头的至少一部分和用于受压液体的进入和排出的第二端头的至少一部分。
尤其可以设想给活塞室配备向室的外部凸出的端头并在这些端头上包覆成型壳体的一部分。
而且，通过在这些端头上包覆成型壳体的一部分，使得活塞室与壳体联结，由于没有使用任何用于将壳体组装到室的钢制组装部件而减小了蓄能器的重量。而且，受压气体(例如氮气或氦气)能够经由所述第一端头进入和离开室，并且受压液体(例如油)能够经由所述第二端头进入和离开室。
在另一实施方式中，室包括活塞式组件，壳体的包覆成型在用于受压气体的进入和排出的外围第一端头的至少一部分上进行，室包括用于受压液体的进入和排出的中央第二端头，并且第一端头和第二端头被布置在蓄能器的同一侧。
有利地，第一和第二端头是同心的。
在一个具体实施方式中，可以以联结的方式(例如通过焊接或其它任何满足该功能的方式)将第一端头和第二端头固定到活塞室上。
在一个具体实施方式中，活塞室可以本身由复合材料制成并被组装到其它材料制成的端头上。
在一个具体实施方式中，活塞式系统可以通过组装两个半壳来形成，在这两个半壳之间预先布置了活塞式活动组件。例如，每个半壳都包括活塞室和第一及第二端头的一半。例如，每个半壳都可以通过模制金属材料或复合材料来获得。
在一个具体实施方式中，第一和第二端头是完全相对的(即面对面的)。这样的配置允许在将壳体在这些端头上包覆成型之后整体上具有良好的机械强度(即小振动)。
在另一具体实施方式中，第一和第二端头相对彼此偏离(désaxés)。
第一和第二端头可以具有任意形状。优选地，这些端头呈管状。这些端头可以具有相同或不同的直径。
在另一具体实施方式中，活塞室可以包括多于两个的端头。例如，活塞室可以包括连接到用作备用回路的另一受压气体回路的第三端头。
在一个有利实施方式中，壳体的外表面覆有复合材料覆层(即外层)。
优选地，该覆层基于高弹性模量纤维，其优选地是玻璃纤维或碳纤维。
活塞式活动组件优选地是密封的。
根据一个特别有利的实施方式，该蓄能器包括被配置为用于检测活塞式活动组件在活塞室内部的位置的传感器。该传感器可以是有接触或无接触式的。
在一个具体实施方式中，该蓄能器可以包括被安装在活塞室中的红外线传感器或超声波传感器，用于测量(例如但非穷举地)活塞(即活动组件)的准确位置。
在另一具体实施方式中，活塞室设有一系列开关(或将这些开关集成到其壳体中)或设有可变阻抗单元，并且活塞式活动组件可以设有被配置为用于控制开关的关闭的磁体。由此，活塞室/活塞式活动组件的组合能够作为电位器工作。实际上，活塞式活动组件在活塞室中的每个位置都可以对应于一个不同的阻抗值。
最后，根据本发明，设想了一种车辆用蓄压器的制造设备，其包括：
-模具，
-用于承载室以使得室在模具中伸展的装置，以及
-用于通过在模具中吹制型坯来围绕着室形成壳体和用于使该型坯的至少一部分贴抵在该室的至少一部分上的装置。
附图说明
现在将参照附图以非限制性举例的方式来描述本发明的实施方式，在附图中：
-图1至图3示意性地以轴向剖视图示出了根据本发明的第一实施方式的蓄压器的制造方法；
-图4示出了挤出头在囊上的钩挂系统的轴向剖视图；
-图5是室的下端部的轴向剖视图，其中该室被固定到该蓄能器的壳体；以及
-图6和图7是根据本发明的蓄能器的其它两个实施方式的轴向剖视图。
具体实施方式
第一实施方式
首先将参照图1至图3描述用于制造根据本发明的第一实施方式的蓄能器的方法和设备。
制造设备50包括允许挤出热塑性材料型坯9的挤出头11。该设备包括用于基于该型坯来成型壳体的模具，该模具包括例如两个模具部分7和8，这两个模具部分7和8被安装为能够相对于彼此(在这里是在水平方向上)并相对于挤出头11活动。该挤出头包括用于支承囊3以使得无论模具打开还是闭合该囊都在模具的各部分之间伸展的装置。该设备还包括下吹气管6，该下吹气管6沿着头部11的竖直方向延伸并允许在对型坯进行吹制以形成壳体时将气体注入型坯。该设备还包括机器人，该机器人包括能够通过囊的上下端部将囊固定到挤出头和吹气管的臂部2。
该方法如下地进行。
在外部工作站实现对囊3的其上将贴抵型坯的部分的加热。在该例子中，囊3包括由热塑性材料制成的端部5和相对的端部10。由此，通过加热这些端部5和10，使这些端部达到部分熔融的状态。在一个具体实施方式中，该加热可以是红外线类型的。替代地，该加热可以是激光类型的，或是通过热空气流的，甚至是借助于镜子的加热。该在外部工作站的加热有利地允许节省周期时间。实际上，该加热是独立于模具中的吹制操作地进行的。
在另一实施方式中，对囊的全部或部分的加热可以在模具处实现。例如，挤出头可以配备有加热装置，例如热空气吹送装置。该实施方式的优点在于设备紧凑。
然后，在设备50内部的一个步骤中，机器人臂部2将囊3的刚性单体上端部5固定到挤出头的下部部分4。该囊3也在相对的端部10处被该臂部固定到吹气管6。除了刚性单体端部5和刚性单体端部10之外，囊还包括形成用于气体的密封室的可变形柔性袋13。模具的两个部分位于囊、挤出头和吹气管的两侧。
在一个未示出的变形中，囊3的端部10未被固定到吹气管。
在随后的步骤(在图1中可见)中，热塑性材料型坯9(用虚线示出)被挤出并从挤出头11竖直地下落以围绕囊。由此，囊被包含在型坯9中。
一旦该挤出结束，就进行用于将型坯维持到模具中的位置上的贴合(drapage)和用于使型坯绷紧并避免型坯在随后的合模期间接触囊的预吹气。然后，在图2中所示的之后的步骤中，闭合模具：模具的两个部分7和8向着彼此移动。这两个部分的上端部和下端部在囊的如下两个预加热的各自端部上压缩型坯：在由挤出头抓持的端部5处和维持在吹气管6上的端部10处。
在一个未示出的随后的步骤中，吹气管将空气围绕着囊注入型坯。由此，型坯的壁被压向模具的壁12。型坯由此获得模具的形状以成为蓄能器的壳体并包含囊，型坯在该囊的端部5和10处被刚性地固定到该囊。
在图3中可见的随后的步骤期间，模具的两个部分7和8向相反方向移开，可获得包括所制造的壳体和被固定到该壳体的上下两个端部处的囊的组件。由此获得蓄压器30的基础元件。
囊的上端部5例如形成用于将囊连接到车辆管道以将气体引入囊的阀门，而端部6则可以形成座阀并将囊维持在蓄压器的壳体9中的位置上。
图4示出了用于将室的上端部5钩挂到挤出头11的钩挂系统。挤出头11包括被安装为相对设备框架固定的头部主体13和活动部分(例如冲子14)。该冲子被安装为相对于主体沿着竖直方向滑动。在高位置，该冲子围绕冲子14的整个周围与主体接触，在冲子和主体13之间不具有空间，因此阻止任何材料挤出，头部由此是关闭的。在低位置，在冲子和主体之间具有围绕竖直轴线回转对称的空间，以允许热塑性材料的挤出和型坯9的下落，头部由此是打开的。该设备包括被刚性地固定到冲子14的下表面的支承件41，该支承件具有用于接纳囊的上部部分5的容置位置，该容置位置向下开口，以便以可拆卸的方式来承载该上部部分5。囊与支承件的可拆卸连接可以通过各种传统装置(例如维持磁体和/或压力珠(billede pression))来实现。壳体9的包覆成型在室的端部的超出支承件下方的下部部分51上发生。
室3的下部端部在吹气管6上的钩挂通过未示出的传统装置进行。
图5示出了第一实施方式在形成插件的囊的下部端部10处的一个细节。插件10是单体的，即该插件不能够被分成多个元件，除非破坏这些元件中的至少一个。可区分蓄能器的壳体29和该插件的其上包覆成型该壳体的热塑性层21，该层被贴抵在金属部件20上。替代地，可以不使层21贴抵在部件20上，省掉层21，而直接在金属部件20上在槽、开口或其它类型的起伏和凹陷中实现壳体29的包覆成型，为该目的在部件20的表面处设置了所述槽、开口或其它类型的起伏和凹陷以方便该包覆成型。该插件还包括允许实现部件20与壳体29之间或者部件20与层21之间的密封的垫圈24。该垫圈可以由橡胶制成。
现在将参照图6和图7描述借助于根据本发明的方法制造的蓄压器的其它两种实施方式。与第一方式的蓄能器相反地，该蓄能器是活塞式蓄能器。
第二实施方式
图6示意性地示出了根据本发明的第二实施方式的蓄压器。
蓄压器130包括壳体101，在该壳体内布置有活塞室102，该活塞室包括被安装为在室102中滑动的活塞式组件103，该组件在图中被布置在第一位置处。附图标记103’示出了处于第二位置的同一活塞式组件。室102设有用于受压气体的进入和排出的第一端头104以及用于受压液体的进入和排出的第二端头105。这两个端头在蓄能器的彼此相对的轴向端部处延伸。该蓄能器包括被外部加强层106覆盖的壳体101。在一个具体实施方式中，该层106可以是碳纤维线圈。壳体101由热塑性材料制成。
如在图5的例子中所示，壳体101在第一端头104和第二端头105上包覆成型。第一端头104的包覆成型区域被标记为S1，而第二端头105的包覆成型区域则被标记为S2。这些所谓的“包覆成型”操作是借助于根据本发明的如在上述第一方式中实施的方法来进行的。由此，活塞室102在端头104处被固定到挤出头的下方。同样地，室的端头105被固定到吹气管。该方法的步骤在此还允许比现有技术更快速、更容易并且风险更低地制造蓄能器。
在壳体101和活塞室102之间形成空间107、108。空间107在这两个元件之间在轴向上延伸，而空间108则在这两个元件之间在周向径向方向上延伸。有利地，壳体101和活塞室102的尺寸可以被选择为使得在这些空间107、108中包含所期望的量的气体。活塞室102包括被配置为用于允许受压气体在室102与空间107、108之间流通的开孔109、110。
第三实施方式
在借助于根据本发明的方法制造的蓄能器的第三实施方式(在图7中示出)中，该蓄能器与第二实施方式的蓄能器相同，除了以下特征以外。必要时，类似的元件使用增大100的附图标记。
用于受压气体(例如氮气)的进入和排出的第一端头204位于外围，而用于受压液体的进入和排出的第二端头205则位于中央，这一次第一和第二端头被布置在蓄能器的同一侧。而且，在本例子中，这两个端头是同心的。
如在图7的例子中所示，壳体201在外围第一端头204上包覆成型。外围第一端头204的包覆成型区域被标记为S3。像在前一方式中一样，活塞室202包括被配置为用于允许受压气体在室202与空间207、208之间流通的开孔209。在某些配置中可以去除活塞室的该第二维持。
当然，能够不超出本发明的范围地对本发明进行众多改动。

Claims (14)

1.一种车辆用蓄压器(30；130；230)的制造方法，其特征在于，基于热塑性材料型坯(9)来围绕着室(3；102；202)形成壳体(29；101；201)，这通过使所述型坯的至少一部分贴抵在所述室的至少一部分(5；20)上以将所述型坯(9)固定到所述室(3；102；202)来实现，所述型坯的所述至少一部分至少部分地熔融。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述室包括囊(13)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述室包括至少一个活塞式组件(102；202)。
4.根据上述权利要求任一项所述的方法，其中将所述室固定到所述型坯(9)的挤出头(4)，这尤其借助于机器人(2)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中在将所述型坯贴抵在所述室(3；102；202)的所述部分或每个部分上之前加热该部分。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述贴抵是通过按压来实现的。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述贴抵是通过闭合基于所述型坯(9)来形成所述壳体(29；101；201)的模具(7、8)来实现的。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述室的所述部分或所述室的所述部分中的至少一个部分形成所述室的下端部或上端部(5；104；204)，尤其是阀门或座阀，并优选地在这两个端部上实现所述贴抵。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述室(3；102；202)的所述部分或所述室的所述部分中的至少一个部分构成由多个元件组成的组件(5)，所述多个元件不能够被分开，除非破坏这些元件中的至少一个元件。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述室(3；102；202)的所述部分或所述室的所述部分中的至少一个部分具有由热塑性材料(21)形成的外表面，并且通过使所述型坯(9)贴抵在该表面上来实现所述贴抵。
11.一种车辆用蓄压器(130；230)，其特征在于，所述蓄压器包括：
-热塑性材料壳体(101；201)，以及
-容置于所述壳体中的室(3；102；202)，所述壳体至少部分地在所述室的至少一部分上包覆成型。
12.根据前一权利要求所述的蓄能器，其中所述室包括囊(3)。
13.根据权利要求11所述的车辆用蓄能器(100)，其中：
-所述室包括活塞式组件(102)，以及
-所述壳体的包覆成型在所述室的如下部分上进行：这些部分形成用于受压气体的进入和排出的第一端头(104)的至少一部分(S1)和用于受压液体的进入和排出的第二端头(105)的至少一部分(S2)。
14.根据权利要求11所述的蓄能器(200)，其中：
-所述室包括活塞式组件(202)；
-所述壳体的包覆成型在用于受压气体的进入和排出的外围第一端头(204)的至少一部分上进行；
-所述室包括用于受压液体的进入和排出的中央第二端头(205)；以及
-所述第一端头和所述第二端头被布置在所述蓄能器的同一侧，并且例如是同心的。
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