专利名称：具有一体模制的细长元件的容器的制作方法
技术领域：
本公开内容总体涉及诸如燃料箱的流体容器。
背景技术：
用于机动车辆的燃料箱由金属和塑料材料制成。燃料箱按使用它们的各种应用的要求以各种尺寸和形状形成。乘用车辆中使用的燃料箱必须满足某些要求，这些要求例如关于受冲击时的抗破裂性和对于燃料蒸气中碳氢化合物的渗透性。典型的塑料燃料箱包括单个材料壁部，且该壁部可由单种材料或多层不同材料形成。
发明内容
一种形成燃料箱的方法可包括提供形成燃料箱的腔体；将一个或多个细长元件插入腔体内；将型坯置于腔体中；以及将流体压力施加到型坯上，从而使型坯变形且使细长 元件与型坯表面接合。一种形成燃料箱的方法可包括提供具有第一部分和第二部分的模具，第一部分和第二部分在它们之间共同地限定腔体；提供邻近模具的用于输送细长元件的源；将细长元件插入模具腔体中；将细长元件紧固在模具腔体中；将具有内表面和外表面的型坯插入模具腔体中；以及将压力施加到型坯内表面上，以便使型坯的外表面抵靠细长元件，以便使细长元件的至少一部分与型坯外表面接合且使型坯的一部分成形。一种用于形成燃料箱的系统可包括具有至少一个腔体的模具，该腔体形成表面，燃料箱通过熔融型坯抵靠该表面模制成，以及一个或多个位置，用于在模制燃料箱期间紧固细长元件；细长元件源，其能够将细长元件插入模具与型坯外表面之间的腔体中；以及流体压力源，其将型坯外表面推向模具的表面且进入细长元件中。流体容器包括限定流体容器外周的外壁和一个或多个细长特征，细长特征至少部分地嵌入流体容器的外壁内。
将参照附图来阐述示例性实施例和最佳模式的以下详细描述，在附图中
图l(a)-l(f)为用于形成燃料箱的系统的横截面轮廓视 图2为包括多个细长特征的燃料箱的透视 图3 (a)-3 (C)为用于形成燃料箱的系统的附加横截面轮廓视 图4为结合一段缆线的型坯的横截面；以及 图5为形成燃料箱的方法的流程图。
具体实施例方式例如但不限于燃料箱的容器可由塑料或其它类似材料模制成。容器可含有液体，且在燃料箱的情况下，液体为燃料，其可输送至发动机来支持发动机的操作。
如本文所公开的那样，在吹气模制燃料箱的过程期间，一个或多个细长特征可至少部分地嵌入燃料箱的表面中。细长特征可形成燃料箱中的结构肋条或加强肋条，且提供附加支承。在一种实施方式中，细长特征可置于一个或多个吹气模制模具或部分的成形表面与熔融型坯外表面之间。当在压力下向外朝向吹气模制模具表面推动型坯时，已置于模具与熔融型坯之间的细长特征就变为部分地或完全地嵌入型坯中。细长特征还可防止部分熔融型坯接触吹气成型模具的表面，导致在燃料箱中形成一个或多个肋条。当形成的型坯(例如，燃料箱)冷却，则细长特征变为结合到形成的燃料箱的壁部中。这可便于减小燃料箱壁部的厚度，从而减少用于构造该箱的材料量。此外，细长特征和由此形成的任何肋条都还可用作增大箱刚度和加强燃料箱。替代其它非一体附接方法或除其它非一体附接方法之夕卜，可使用将细长特征结合到燃料箱的壁部中，如通过喷溅形成的搭扣(金属或其它)或附接法兰，且燃料箱可通过其安装到车辆上。细长特征可采用多种可能形式中的任一种。例如，有可能的是，细长特征可使用各种成分和/或横截面形状和尺寸的缆线来实现。其它实例包括线缆、线绳、细丝或任何其它这种材料。尽管这些的横截面可很清楚地为圆形形状，但其它横截面形状是可能的，举例来说，如椭圆形、正方形和矩形。还有可能的是，细长特征可为具有矩形横截面的条带、带子、链条或绳。简言之，细长特征的横截面形状和构造不是本文所述的系统和/或方法所必要·的。为了说明的目的，细长特征作为可以交替地称为缆线或缆线部分。然而，该名称不应当认作是限制可能用于实现细长特征的材料或结构的种类。更为详细地参看附图，图l(a)-l(f)绘出了吹气模制设备10的横截面，吹气模制设备10可用于由熔融型坯12形成容器，如燃料箱。如图1(a)中所示，吹气模制设备10可包括具有第一部分16和第二部分18的模具14，第一部分16和第二部分18在一起闭合时，可用于在模制过程期间成形燃料箱的外表面。第一部分16可包括第一腔体20，而第二部分18可包括第二腔体22，当第一部分16和第二部分18定位成彼此相对以便第一腔体20和第二腔体22面对彼此时，第一腔体20和第二腔体22共同地限定形成表面，该形成表面限定燃料箱外表面的形状。此外，缆线源24可定位在模具14附近，用于提供缆线进入模具14穿过第一腔体20和/或第二腔体22，最终将至少一些部分的缆线结合到燃料箱的外表面中。为了保持缆线段，第一保持特征26和第二保持特征28可定位在第二部分18的相对侧上。第一保持特征26和第二保持特征28可将缆线部分可释放地紧固在保持特征26，28之间，以便缆线部分至少部分地设置在第二腔体22内。图I (b)示出了一部分缆线30插入穿过第二腔体22的模具14。部分缆线30可在第一保持特征26和/或第二保持特征28处附接到第二部分18上。在此情况下，部分缆线30的长度可小于将容许其处于与第二腔体22的表面齐平的量。该部分缆线30的长度可防止型坯12的外表面接触第二腔体22的表面。结果，紧固在第一保持特征26和第二保持特征28处的该部分缆线30可用于至少部分地形成熔融型坯12，从而在形成的燃料箱中产生肋条。图1(c)示出了插入该部分缆线30上方和第一腔体20与第二腔体22之间的型坯12。型坯12可具有内表面32和外表面34。在吹气模制过程期间，第一压力施加到型坯12的内表面32，从而将型坯12的外表面34移动至与第一腔体20和第二腔体22的表面以及该部分缆线30相接触。参看图1(d)，模具14的第一部分16和第二部分18可聚集在一起且围绕型坯12和该部分缆线30连结，以准备形成燃料箱。这里，在型坯12中至少部分地产生肋条的过程中，型坯12的外表面34可抵靠该部分缆线30。型坯12的外表面34可沿该部分缆线30偏转，该部分缆线30可使用第一保持特征26和第二保持特征28来张紧。型坯12中的偏转可从阴影区域36中认识到。有可能的是在压力施加到型坯12上之前产生偏转。在图1(e)中，流体压力施加到型坯12的内表面32上，从而使型坯12的外表面34与第一腔体20和第二腔体22以及该部分缆线30 —致。如可从图I (e)中认识到的那样，型坯的外表面34可在没有该部分缆线30的情况下抵靠第一腔体20的表面形成。然而，该部分缆线30防止型坯12的外表面34完全接触第二腔体22的表面，且在该过程中，形成燃料箱中的肋条42。转到图I (f)，第一部分16和部分18可被分开以便从模具中移去型坯12 (例如，形成的燃料箱)。缆线30可在此时或更早切割，如在模具部分16，18闭合在一起时。 参看图2，燃料箱50显示为具有结合到燃料箱50的外表面52中的多个缆线段30。在参照图I (a)-1(f)描述的型坯12已经从第一模具部分16和第二模具部分18移去且冷却之后，产物就是燃料箱50。图2中所示的燃料箱50的外表面52包括在吹气模制过程期间模制成箱50的多个缆线部分30。有可能的是，一个或多个缆线部分30可形成为一个或多个燃料箱安装点54。例如，可通过由一个或多个缆线部分30的端部形成环，或通过将缆线段附接到支架或其它安装特征或构件上来产生燃料箱安装点54。参看图3 (a)-3 (C)，缆线放置装置的一个实施方式显示在模具14附近。缆线放置装置示为具有可移动活塞40的气动装置38。图3 (a)中所示的活塞40处于收缩位置，且在此时，活塞40可使用抓握特征从缆线源24可释放地抓握缆线。图3(b)绘出了从气动装置38展开或延伸的可移动活塞40，从而携带缆线段30穿过第二腔体22，或利用缆线段30横穿第二腔体22，且将一部分缆线段30附接在第二保持特征28以及也可能的第一保持特征26处。尽管第一保持特征26和第二保持特征28这里示为模具14的一部分，但也有可能将特征26，28定位成远离模具14。在将缆线段30附接到一个或多个保持特征26，28上之后，活塞40可释放缆线段30，且可如图3 (c)中所示那样回缩至气动装置38中。还有可能的是，缆线放置装置可实现为可移动臂，其可将缆线段置于模具14中，且可从第一位置驱动至第二位置。转到图4，型坯12的横截面显示为结合了缆线段30。在此情况下，缆线段30已经完全围在型坯12的外表面34内。在此情况下，围住的缆线形成向内延伸至箱的内部容积中的肋条42。参看图5，示出了形成容器如燃料箱的方法500。还将关于各种元件而提到图
I(a)-1(f)。该方法始于步骤510处，提供了具有第一部分16和第二部分18的模具，第一部分16和第二部分18闭合在一起时在它们之间限定了腔体。以此方式，第一部分16和第二部分18中的每一个均可包括一部分腔体，腔体表面可至少部分地限定将形成的燃料箱的形状。当然，应当认识到的是，该方法500可应用于除燃料箱之外的其它容器。然而，为了说明的目的，该方法500将相对于车辆燃料系统中使用的燃料箱来描述。燃料箱可由任何适合材料制成的型坯12来形成。在一种形式中，燃料箱可由多层聚合物材料形成为所谓的〃多层〃燃料箱。〃多层〃箱可包括一个或多个结构层，结构层可形成高密度聚乙烯(HDPE)等的内层和外层，一个或多个粘合层，以及一个或多个阻挡层，阻挡层对与燃料箱内含有的流体相关的碳氢化合物或其它蒸气或液体的渗透通过具有所期望的阻力。示例性的阻挡层材料包括尼龙和EVOH(乙烯-乙烯醇)，但也可使用其它的。作为备选，箱可由单种材料形成，或可具有除本文明确指出的那些之外或不同于本文明确指出的那些的层。一般而言，第一模具部分16和第二模具部分18可被分开或打开来将熔融型坯12收纳在腔体内，且然后模具14的第一部分16和第二部分18可连结在一起或闭合。在闭合时，第一模具部分16和第二模具部分18的腔体还可包括吹气杆和/或吹气杆的开口，通过该开口，流体与型坯的内表面32连通，由此将压力施加到型坯12上，且推动型坯的外表面34朝向和进入与第一部分16和第二部分18的腔体接合。该方法500进行至步骤520。在步骤520处，缆线源24提供在模具14附近，且一部分缆线30插入模具14的腔体中。在型坯12插入模具14中之前或型坯12插入模具14中时，一个或多个缆线30部分可置于模具14的腔体内，且可定位在模具腔体的表面与熔融型坯12之间。该缆线30可具有能够插入吹气模具14中的柔性和耐热性，如由HDPE或其它类似材料制成的缆线。用于·方法500的缆线30可具有从大约2mm至IOmm的示例性直径。作为优选，缆线30可具有5mm直径。在一个实例中，缆线源24可将缆线30储存在线盘上，且旋转缆线30的线盘，使得缆线30可在吹气模制过程期间插入腔体中。线盘可基于计算机产生的指令旋转，计算机产生的指令涉及将缆线30的具体长度或部分插入模具14的腔体中。尽管相对于一部分缆线30描述了方法500，但有可能的是使用方法500来将多个独立缆线部分30插入腔体中。并且，多个独立缆线部分30可以以缆线部分30平行于彼此的方式插入腔体中。然而，独立的缆线部分30还可取决于它们如何置于模具腔体中来以预定角度彼此交叉。这将在下文中更为详细地描述。在另一实例中，缆线30之间的预定角度可通过使用从属缆线部分30来建立，如可使用缆线部分30的网或网络来产生，其中多个缆线部分30被连结来形成具有预定宽度的缆线网格。从属缆线部分30如缆线网可储存在线盘上，且从属缆线部分30可在成形过程期间很像独立的缆线部分30那样插入腔体中。为了将一个以上的缆线部分30插入模具腔体中，可使用一个以上的缆线源24，且各源24均可产生部分缆线30来插入模具14的腔体中。有可能的是，多个独立缆线部分30可由多个缆线源24产生。例如，多个缆线源24可分别包括连续的缆线束，多个独立缆线部分30可从连续的缆线束切割。然而，还可构想出的是，一个缆线源24可将多个独立缆线部分30供应到模具14腔体中。在一种形式中，细长管状形式或线轴可包括分别围绕线轴卷绕的多个连续缆线束。当线轴旋转时，可从连续缆线束切割出多个分离的独立缆线部分30。如果需要的话，还可从单条缆线切割出多个缆线段，且置于模具的不同部分中。为了将缆线部分插入模具14中，可使用缆线放置装置，其邻近模具和缆线源。在一个实例中，缆线放置装置可为气动的、液压的、伺服系统驱动的，或使用推杆、活塞或臂的其它装置，其在一端具有抓握特征来用于可释放地保持一部分缆线。上文参照图3 (a)-(c)描述了该装置(例如，缆线放置装置38)的实例。参看图3 (a)-(c)，气动活塞40可在第一位置与第二位置之间线性地行进-延伸和收缩。并且，抓握特征可为机械夹具，其能够可释放地抓握一段缆线，且该夹具可电地、机械地、液压地和/或气动地促动。在将缆线部分30插入模具14的腔体中之前，抓握特征可连接或连接到一段缆线部分30。该段缆线部分30可为缆线的端部或沿缆线长度的某个点。在抓握特征保持缆线之后，活塞40可延伸穿过模具14的腔体，从而利用缆线部分30、多个缆线部分30或缆线部分30网来横穿模具14的腔体。应当认识到的是，缆线部分30可以以多种方式插入模具14的腔体中。例如，缆线部分30可完全地穿过模具14的腔体。在另一实例中，缆线部分30可以以其不横穿模具14的整个腔体的方式部分地置于模具14中。在此情况下，缆线部分30可简单地终止于模具腔体内的某处，可为端部可选地延伸出模具14的置于模具14的腔体中的一个或多个缆线环，或缆线像蛇形那样置于模具14腔体中，这作为实例，而未限制缆线放置和布置的很多可能性。方法500进行至步骤530。在步骤530处，可紧固插入腔体中的缆线部分。当缆线部分30已经插入模具14的腔体中时，该部分可紧固在模具14中的一个或多个位置上。并且这可以以多个方式中的任一种实现。例如，模具的第一部分16或第二部分18可包括保持特征26，28，保持特征 26，28可紧固缆线部分30且防止其移动。保持特征26，28可采用形成在模具14的一部分的一侧上的V形槽口形式。可选的是，第二 V形槽口可形成在模具14的该部分的相对侧上。例如，第一部分16可包括一个V形槽口、两个V形槽口或更多。然而，有可能的是，缆线部分30可使用一个保持特征附连且使用缆线源24来适当地张紧。还有可能的是，基于保持特征26，28的角度来引导缆线部分30相对于模具14和/或燃料箱的角度。例如，如果缆线部分30旨在以预定角度载置于模具14的腔体中，则保持特征26，28如V形凹槽可以以预定角度插入模具14的第一部分16和/或第二部分18中。使用上文所述的缆线放置装置38，活塞40可使用定位在活塞40上的抓握特征来保持缆线部分30并延伸活塞40，直到抓握特征达到邻近V形保持特征的点。然后，活塞40可将缆线部分30移动至其由V形特征保持且抓握特征可释放缆线部分30的位置。然后，活塞40可收缩。还有可能的是使用机械臂或其它促动装置来执行活塞40的动作。并且如果多个缆线部分30插入模具14中，则多个保持特征26，28可用于第一模具部分16和/或第二模具部分18。除保持特征26，28之外，有可能以其它方式将缆线部分30紧固到模具14上。例如，一个或多个缆线30部分可插入模具14的腔体中。在此情况下，缆线部分30可完全横穿过模具14的第一部分16和第二部分18的腔体。然后，模具14的第一部分16和第二部分18可以以模具14的第一部分16和第二部分18将缆线部分30夹在模具14的第一部分16与第二部分18之间的方式闭合或聚集在一起来用于模制过程。在此情况下，模制过程期间将缆线紧固在腔体中可不需要特定的保持特征。燃料箱的形状可至少部分地基于插入模具14中的缆线部分30的长度限定。即是说，一个或多个缆线部分30可用于在形成燃料箱时对型坯12外表面34施加阻力。在一个实例中，可以将具有足够长度的缆线部分30插入模具14中，在形成燃料箱期间，缆线部分30将被压得与腔体的表面基本齐平。然而，除模具的腔体中所包括的之外，还可以将轮廓或肋条添加至燃料箱。例如，具有一定长度的缆线部分30可插入腔体中，该长度小于与模具腔体的表面齐平配合的长度。紧固到模具14上的缆线部分30的长度可取决于燃料箱中所期望的肋条的深度而变化。即是说，将较大部分的缆线30插入腔体中可导致产生较短的肋条高度。另一方面，减小模具14中的缆线部分30的长度将产生具有较大深度的肋条。方法进行至步骤540。
在步骤540处，具有内表面32和外表面34的型坯12插入模具14的腔体中。一旦缆线部分30插入模具14的腔体中，则型坯12也可插入模具14的腔体中。通常，型坯12可具有管状横截面，但应当认识到的是该横截面形状可变化。当插入时，型坯12可放置成邻近腔体内的一个或多个缆线部分30。这可由面对型坯12的外表面的一个或多个缆线部分30描述。当缆线部分30和型坯12已经插入模具14的腔体中时，第一部分16和第二部分18可聚集在一起来闭合模具14，以准备形成燃料箱。方法500进行至步骤550。在步骤550处，流体压力施加至型坯的内表面32上，以便使型坯的外表面34抵靠缆线部分30，以便将至少一部分缆线30嵌入型坯12的外表面34中且成形一部分型坯12。型坯12可变形，且一个或多个缆线部分30可至少部分地嵌入型坯12的表面中。在吹气模制过程期间，流体压力如压缩空气可用于朝模具14的腔体表面推动型坯12。这里，流体压力还将缆线部分30推入型坯12的外表面34中。当这发生时，型坯12的外表面34和缆线部分30至少部分地结合。这意味着，在一些应用中，即使在型坯12已模制成燃料箱形式且冷却之后，至少部分缆线部分30也可保留和/或从型坯12表面外可见。然而，在一些应用中，施加到型坯12内的流体压力可以将型坯12的外表面34推入缆线部分30中，使得缆线部分30可完全结合到型坯12中，使得缆线部分30不保留和/或从型坯外表面34外不可 见。此外，吹气模制过程还可以使型坯12外表面34抵靠线缆部分30，从而在燃料箱中产生肋条。在此情况下，至少某个部分的缆线部分30可不接触模具腔体的表面。当在压力下朝腔体的表面推动型坯12的外表面34时，缆线部分30可防止型坯12的至少一部分外表面34到达模具腔体的表面。这样，一个或多个肋条可沿缆线部分30形成。然后，该方法500结束。尽管本文所公开的本发明的形式构成了当前的优选实施例，但很多其它形式也是可能的。例如，尽管本公开内容总体涉及将细长元件置于模具与型坯的外表面之间，但也有可能将细长元件定位于两个型坯之间。在该形式中，细长元件将在内型坯外侧和外型坯内侦U。还有可能的是，如果期望的话，将细长元件置于单个型坯内或内侧，或如果使用多个型坯则置于最内侧的型坯内或内侧。这里并不旨在提到本发明的所有可能等同形式或分支。应理解的是本文所使用的用语仅为描述性的而非进行限制，且可在不脱离本发明的精神或范围的情况下产生各种变化。
权利要求
1.一种形成燃料箱的方法，包括以下步骤 (a)提供用于形成燃料箱的腔体； (b)将一个或多个细长元件插入所述腔体内； (C)将型坯置于所述腔体中；以及 (d)将流体压力施加到所述型坯上，从而使所述型坯变形且使所述细长元件与所述型还的表面接合。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过具有两个或多个部分的模具提供所述腔体的步骤。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述腔体包括至少部分地使所述型坯成形的表面。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，至少一个所述细长元件包括用于插入所述腔体内的单独的缆线部分。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括提供定位成邻近所述腔体的一个或多个保持特征的步骤。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过使所述细长元件进入所述型坯的表面中而在所述型坯中产生一个或多个肋条的步骤。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述细长元件完全封装在所述型坯的表面内的步骤。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用缆线插入装置将所述细长元件插入所述腔体中的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述缆线插入装置还包括从第一位置驱动至第二位置来将细长元件至少部分地置于所述腔体内的臂。
10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤 (e)提供具有第一部分和第二部分的模具，所述第一部分和所述第二部分在它们之间共同地限定所述腔体； (f)提供用于输送所述细长元件的邻近所述模具的源； (g)将所述细长元件紧固到所述模具的腔体中；以及 (h)将流体压力施加到所述型坯的内表面上，使所述型坯的外表面抵靠所述细长元件，以便使所述细长元件的至少一部分与所述型坯的外表面接合且使所述型坯的一部分成形。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述腔体包括至少部分地成形所述型还的表面。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将一个或多个单独的缆线部分提供在所述腔体内的步骤。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过将压力施加到所述型坯的内表面上而在所述型坯中产生一个或多个肋条的步骤。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述细长元件完全封装在所述型坯的表面内的步骤。
15.一种用于形成燃料箱的系统，包括模具，所述模具具有至少一个腔体，所述腔体形成表面，燃料箱由型坯抵靠所述表面模制成，所述模具还包括用于在形成所述燃料箱期间紧固细长元件的一个或多个位置； 细长元件源，所述细长元件源能够将所述细长元件插入所述模具与所述型坯的外表面之间的所述腔体中；以及 流体压力源，所述流体压力源将所述型坯的外表面推向所述模具的表面且进入所述细长元件中。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述系统还包括缆线插入装置，所述缆线插入装置使用可移动臂来将所述细长元件插入所述腔体中。
17.一种流体容器，包括 限定所述流体容器外周的外壁；以及 至少部分地嵌入所述流体容器的外壁内的一个或多个细长特征。
18.根据权利要求17所述的流体容器，其特征在于，所述流体容器还包括至少部分地由所述一个或多个细长特征形成的箱安装点。
全文摘要
本发明涉及一种形成燃料箱的方法，该方法可包括提供用于形成燃料箱的腔体；将一个或多个细长元件插入腔体内；将型坯置于邻近细长元件的腔体中；以及将流体压力施加到型坯上，从而使型坯变形且使细长元件与型坯的表面接合。
文档编号B60K15/03GK102825803SQ20121019779
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月15日 优先权日2011年6月17日
发明者A.J.贝克, A.W.多布迈尔, A.埃勒, P.格劳尔, M.B.奥尔布里希 申请人:Ti汽车技术中心有限责任公司