專利名稱：塑料容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有一引導介質(zhì)的導管的塑料容器，尤其是一種汽車的燃料箱。此外，本發(fā)明涉及一種這種塑料容器的制造方法。
這種設計為燃料箱的塑料容器被應用在當今的汽車中，因此是已知的。它包括引導介質(zhì)的導管，這些導管目前是在容器制造后經(jīng)加料孔或經(jīng)專門的安裝孔插入容器內(nèi)腔中并必須固定在其內(nèi)。一根導管必須例如作為燃料泵的吸管引到燃料箱的容器底部的范圍。為了保證在所有可能的運行條件下提供足夠的燃料，該導管必須引到燃料箱的最深部位，在行駛中也不應該改變其位置。這一點在當今的塑料容器中只能用很大的費用才能做到，因此，這種容器的制造較貴。
然而，在野蠻行駛作業(yè)中存在改變這一內(nèi)置件位置的危險。這樣，例如在燃料箱實際排空之前，就不再吸出燃料。這類塑料容器當今用吹制工藝制造。其中，在一模腔中用內(nèi)壓對一剛擠出的管子加載，這樣，管子的壁就貼在模腔的壁上。這種工藝具有的缺點是，內(nèi)腔只能在很有限的范圍內(nèi)形成，尤其是不能實現(xiàn)牢固的內(nèi)置導管。
如果要在注塑容器的內(nèi)壁形成零件，則迄今由至少兩個用注塑工藝制成的殼體形成這種容器。為了制造每一殼體使用了一模腔，在該模腔中插入一內(nèi)模，使得只空出在塑料注射后應形成壁或零件的區(qū)域。即使在這種注塑工藝中迄今也不能在塑料容器的內(nèi)部構(gòu)成空心的零件。
在制造塑料注塑模制件的已知方法(EP 0745468)中，通過用注塑材料注滿一模腔的內(nèi)腔并接著用壓縮氣體(氣體內(nèi)壓技術(shù))對模具的內(nèi)腔加載來形成一空心體。這里將尚是軟的注塑材料擠到注塑工具的內(nèi)側(cè)。在注塑材料在模具壁上凝固后，氣體經(jīng)過一通道和一可開關(guān)的閥向外排出。其中，流入塑料容器的壁內(nèi)的氣流撕開一向外引導的出口。這一出口只用于快速排出壓縮氣體。因此不能產(chǎn)生材料的排出或一與容器壁平行的空腔分布。
在所述方法中不利的是，為了用氣體注滿或排空整體的空心體至少需要另外兩個在空心體壁中的孔。這些孔必須在另一工序中被封住。此外，不利的是，用所述的方法不能在空心體的內(nèi)部設置其它的零件，例如沿內(nèi)壁的導管，而不在圍繞容器的壁上打孔。需要的導管如在上述的現(xiàn)有技術(shù)中必須在一附加的工序中敷設和固定在內(nèi)部，為此需要多個在導管段和緊固件之間的連接件。
本發(fā)明的目的在于，改進上述類型的、能價廉地制造的塑料容器，其中能可靠地固定內(nèi)置導管的位置。此外說明了一種制造這種容器的方法。
上述目的按照本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，即引導介質(zhì)的導管的至少一段在塑料容器的壁上形成。該導管可以位于內(nèi)部或外面和/或穿過壁。
按照本發(fā)明的這種塑料容器由于與塑料容器的壁構(gòu)成一體的導管只需要很少數(shù)目的連接件。通過大量取消安裝工作可以尤其廉價地制造塑料容器。此外，通過一體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了導管被強制地固定在其位置上，并且不能改變這一位置。因此，本發(fā)明的塑料容器尤其適用于燃料箱。對于用作燃料箱要有幾條導管，尤其是燃料箱內(nèi)部的燃料管、送風管和排氣管。這些導管應在很大的傾斜度和溫度波動時在同時有很高安全要求時保證向發(fā)動機供給足夠的燃油。
此外，既不應在事故中又不會通過滲透流出燃料。這一點可以通過本發(fā)明的塑料容器的特殊的性能實現(xiàn)。這一塑料容器具有高剛度的區(qū)域和高彈性的區(qū)域，同時減少了連接件的數(shù)量。
在本發(fā)明的塑料容器中也可以將導管設置在不能在迄今的塑料容器中事后安裝或只能費用很高地事后安裝的地方。最終取消了由安裝誤差帶來的錯誤的導管分布。
此外，按照特別有利的方式可以通過將導管直接地加強連接在塑料容器的壁上而改善了塑料容器的機械性能。壁的強度尤其可以通過有目的地設計導管和使導管部分平行于壁的分布而提高了幾倍。
如果引導介質(zhì)的導管在中間有接片的情況下形成在塑料容器上時，能夠附加明顯地提高改善了的機械性能的效果。通過接片構(gòu)成的筋狀加固的作用對于明顯提高塑料容器有關(guān)部分的壁的強度起到了作用。其中，接片可用于其它的任務，例如影響導管中的流動方向或用于安裝目的。
如果接片至少具有一斷口，則可以按特別有利的方式在導管的任意段影響其機械性能。在這一區(qū)域減小了的剛度尤其允許塑料容器的結(jié)構(gòu)具有特殊彈性的性能。因此，可以使塑料容器在一部分區(qū)域具有高的剛度，而在另一部分區(qū)域同時可以特別良好地變形。在接片相對于導管橫截面的可能后切或底切的范圍形成具有相應間距的形狀。
本發(fā)明的另一實施例實現(xiàn)了導管的很大程度上任意的布置。在這一實施例中，接片在其整個縱向分布上具有在不同區(qū)域的不同厚度或高度。因此，在大體為平的導管分布時也能通過接片的加厚而實現(xiàn)有目的的加強。其中，尤其可以考慮對導管內(nèi)引導的介質(zhì)的流動性能的要求，而不影響加強效果。首先，人們可以按簡單的方式制成具有固定設置的傾角的斜度或坡度。
按照要求重要的是，塑料容器通過連接的零件不被加固。這例如是在塑料容器要承受變形力時的情況。本發(fā)明的一特別的實施例滿足了這些要求，這時導管僅僅在接口范圍具有與塑料容器的連接。其中，導管很大程度上在內(nèi)腔中自由延伸并僅僅在其穿過壁的地方與塑料容器的壁相連或設有一連接件。這樣，在容器的原始成形過程中已經(jīng)形成絕對密封的導管。
本發(fā)明的另一特別有利的改進在于，為引導介質(zhì)的導管形成一連接件。由此減少了安裝費用，因為可以省去麻煩的事后固定各連接件。因此，其它的接頭件例如可以借助于作成插接連接的連接件毫無問題地連接在導管上。其中，同時在很大程度上避免了錯誤的安裝。
這里，一個特別合利的實施例在于，連接件具有一與接頭連接的插頭。通過這一形狀確定的連接形成了很大程度上密封的連接，這一連接也可以作成可拆卸的。其中，也可以這樣設置一誤差量，即能實現(xiàn)軸向移動。這樣不僅能補償加工誤差，也能補償塑料容器在運行時引起的變形，因此尤其不會損害連接件或使連接件不密封。
如果連接件設計成用來連接噴射泵，也是有利的。因此，作為單獨的零件插入塑料容器中的噴射泵可以設計成具有相應連接件的預制的零件，這樣噴射泵可以直接插入塑料容器中。其中，噴射泵可以通過整體成型的連接件和因此很大程度為剛性的結(jié)構(gòu)而容易連接，因為連接件為此不必附加地固定。
如果連接件同時被設計用來固定已連接的零件，也是特別有意義的。為此，連接件可以同時用于將零件連接在引導介質(zhì)的導管上和用于零件的定位。這樣就可省去其它的固定裝置并減少安裝費用。
如果引導介質(zhì)的導管設在塑料容器的第一半殼內(nèi)，而連接件被設計成用來連接另一根設置在第二半殼內(nèi)的引導介質(zhì)的導管，則本發(fā)明的改進就尤其合理。由此，設置在兩個暫時分開的半殼中的導管在這兩半殼組裝成塑料容器時同時相互連接。導管尤其也可以與塑料容器內(nèi)腔的可接近性無關(guān)地設置，這樣就可以省去否則需要的安裝孔。因此實現(xiàn)了塑料容器明顯簡單化的結(jié)構(gòu)。
第二個問題，即提出一種制造塑料容器，尤其在汽車燃料箱的方法，這一塑料容器包括一部分與其壁相連的引導介質(zhì)的導管。按照本發(fā)明，這一問題是這樣解決的，即塑料容器由兩個半殼組成，這兩個半殼分別在一模腔中借助于一個插入該模腔中的作成沖頭的內(nèi)模周注塑工藝制成，其中，通過模具的結(jié)構(gòu)沿著塑料容器的壁至少形成一與容器壁一體的澆注件，或者該澆注件與容器壁通過材料相連；該澆注件接著經(jīng)模具中的通道通過輸入和排出一種壓縮氣體借助于氣體內(nèi)壓技術(shù)構(gòu)成一形成導管的空心體。在注塑材料和模具之間接觸面的那一邊(即遠離接觸面)的材料冷卻相對較慢，因此還可以被去除。
在這一本發(fā)明的方法中，本身已知的注塑方法和普通的氣體內(nèi)壓技術(shù)按尤其有利的方式相互結(jié)合，也可用來制造內(nèi)置的導管。通過用注塑材料注滿模腔和內(nèi)模之間的空腔就形成了半殼。
所述的容器是大批量的零件。因此，模具制造時的相當高的費用與事后安裝導管的工序相比自然要便宜些，尤其是考慮到明顯減少了出錯率。通過采用本發(fā)明的方法可以在內(nèi)部在單一的工序中直接形成所有需要的導管，省去了安裝和連接導管的附加步驟。此外，通過一件的或整體的結(jié)構(gòu)消除了各種密封問題。
在該方法的一種改進中，所述澆注件在模具中的周面或周圍優(yōu)先被冷卻，因此其外壁優(yōu)先被硬化，然后將壓縮氣體吹入相應的模具通道中，并沿著要求的線路吹出澆注件的核心。此外有優(yōu)點的是，模具或澆注件中空腔的分布按照一種改進不僅可以是直線的，而且也可以是彎折的或彎曲的。
本發(fā)明的塑料容器和本發(fā)明的方法允許不同的改型。為了進一步說明本發(fā)明，下面將參照附圖。其中

圖1具有一內(nèi)置導管的本發(fā)明塑料容器的透視圖；圖2帶有一具有斷口的接片的導管段；圖3具有連接件的塑料容器的剖面圖4用于制造容器的半殼除了氣體通道外的兩部分模具的剖面圖；圖5具有一連接件的圖2所示導管段的剖面圖；圖6具有另一連接件的導管段的剖面圖。
圖1表示具有一段內(nèi)置導管2的塑料容器1。導管2具有一位于塑料容器1外面的孔4和一位于塑料容器1內(nèi)部靠近其底部9的孔5。導管2從孔4首先豎直沿著塑料容器1的外側(cè)延伸，然后引入容器的內(nèi)腔。從另一孔4導管2首先靠近塑料容器1的底部9延伸，該導管通過一接片3與容器底部9相連。
只是示意表示的一內(nèi)置件7，例如一燃料輸送裝置與導管2的一段相連。在朝向內(nèi)置件7的升高段6中，導管2借助于接片3連接在容器底部9上。
圖2表示導管8的局部。導管8設置在其余不再示出的塑料容器1的底部9的片段上，并與容器底部平行延伸。導管8的連接具有幾個斷口10、11、12來實現(xiàn)容器底部9的有目的加固或有彈性。其中，與窄的斷口11、12相比，寬的斷口10與特別窄的斷口12或沒有斷口的接片13的強的加固相反只起到小的加固作用。
圖3表示具有容器內(nèi)壁16和容器外壁15的塑料容器14的剖面圖。在容器外壁15上形成一接口18，而一導管17直接與容器內(nèi)壁15相連并平行于壁延伸。這樣，導管17可以逐段在容器內(nèi)部和其壁的外面延伸，而后者作為導管通過。
為了說明制作方法，現(xiàn)在參照圖4。圖4表示一模腔19，其內(nèi)從上放入作為沖頭的內(nèi)模20。內(nèi)模20在其底面21上具有一大致平行于外模的壁延伸的槽22，該槽與要在容器底部制作的導管的外形相符。在內(nèi)模20中設有一壓縮氣體通道23，該通道一直引至槽22的端側(cè)。此外，內(nèi)模20具有終止在模22的另一端側(cè)之前的排氣通道24。
為了制作塑料容器的半殼，在模腔19和內(nèi)模20之間的空腔內(nèi)注入塑料材料，這樣，槽22也充滿了塑料材料，這一塑料材料形成了縱向的注塑件或澆注件。在這一澆注件完全硬化之前，通過壓縮氣體通道23在一端側(cè)引入壓縮氣體。這一壓縮氣體然后將在該澆注件內(nèi)部尚是液態(tài)的塑料經(jīng)過排氣通道24向外吹，從而在其內(nèi)部形成一可用作導管的空腔。如上所述，必要時可以在模具19、20中設置這里沒有示出的冷卻劑通道或空腔。
澆注件也可以用這一方法作為穿過壁的件來設置，然后吹制成空心的。為了通過吹出有關(guān)澆注件的核心而制作直線穿過的或如圖3所示彎曲延伸的導管，當然不僅要在內(nèi)模，而且要在外模中設置不同于圖4的壓縮氣體的通道。在外模和內(nèi)模的內(nèi)部也可以設置相應的未示出的冷卻劑通道或空腔。澆注件或待制作的導管的壁部通過冷卻劑通道在塑料材料注射后優(yōu)先被冷卻。這樣，壁部要比已知導熱差的塑料材料的內(nèi)部堆積的材料凝固明顯要快。在吹入壓縮氣體時，壓縮氣體通過尚是液態(tài)的，或者至少是軟的核心材料而占據(jù)最小阻力的途徑，然而，不涉及已經(jīng)硬化的壁。在兩個半殼完全硬化后，按已知的方式結(jié)合成一完整的容器，例如通過一條沿著它們相鄰的邊緣延伸的焊縫不可拆卸地相互連接。
圖5用剖面圖表示圖2所示的與容器底部9相連的塑料容器1的導管8的一段。這里，借助于接片13設置在容器底部9上的導管8具有一個設有插頭25的連接件26。該連接件用來實現(xiàn)與設置有接頭27的零件28的連接。零件28例如可以是一噴射泵。這里，插頭25直接形成在導管8上，因此通過插頭25與接頭27的簡單插裝實現(xiàn)了零件28的安裝。插頭25具有一能在燃料系統(tǒng)的低壓范圍足以實現(xiàn)密封連接的密封唇29，其中，尤其也可以通過選擇統(tǒng)一的材料來改善連接件26的密封。為了提高對密封的要求可以在插頭25上附加安裝一未示出的密封圈。插頭25在所示的實施例中這樣可移動地安裝在接頭27中，即存在一軸向間隙，尤其用來補償加工誤差，這樣可以進一步簡化安裝或拆卸。
圖6以剖面圖表示直接在塑料容器1的底部9上形成的導管8的一段。這里，導管8具有一其上形成有作為插頭25構(gòu)成的連接件26的端段30。這里，一僅僅局部示出的零件31設有一孔32。插頭25可以通過孔32密封地插入，并同時將零件31固定在其安裝位置。為此，插頭25除了密封唇29外具有一用作插入在上述孔中的插頭25止擋的加寬部33。在槽34中可裝入一未示出的密封圈，這樣在用在燃料系統(tǒng)的高壓回路中時也能滿足對密封性的更高的要求。插頭25也可設有卡緊件例如一彈簧夾，這樣不用其它的輔助件就可實現(xiàn)已連接的零件31的可拆卸的或不可拆卸的固定。
權(quán)利要求
1.塑料容器，尤其是汽車的燃料箱，具有一至少一部分與其壁相連的引導介質(zhì)的導管，其特征為，引導介質(zhì)的導管(2，8，17)的至少一段直接通過注塑形成在塑料容器(1，14)的壁(9，16)上。
2.按照權(quán)利要求1的塑料容器，其特征為，形成的導管(2，4，8，17)至少一部分平行于各壁(9，15，16)延伸。
3.按照權(quán)利要求1或2的塑料容器，其特征為，導管(2，8，17)的至少一段在容器的內(nèi)部延伸，并形成在內(nèi)壁(9，16)上。
4.按照權(quán)利要求1、2或3的塑料容器，其特征為，導管(4)的至少一段在外面延伸并形成在外壁(15)上。
5.按照前述權(quán)利要求之一的塑料容器，其特征為，在壁(9，15，16)和一與該壁平行延伸的導管段(2，4，8，17)之間形成一接片(3，13)。
6.按照權(quán)利要求2的塑料容器，其特征為，接片(3，13)至少具有一斷口(10，11，12)。
7.按照權(quán)利要求2或3的塑料容器，其特征為，接片(3，13)在其整個延伸段具有不同的厚度和/或高度。
8.按照權(quán)利要求1的塑料容器，其特征為，導管(2，4，6，17)只在接口(18)的范圍內(nèi)與塑料容器(1，14)材料連接。
9.按照前述權(quán)利要求中至少之一的塑料容器，其特征為，為引導介質(zhì)的導管(2，8，17)形成一連接件(26)。
10.按照權(quán)利要求9的塑料容器，其特征為，連接件(26)具有一形狀確定的與接頭(27)連接的插頭(25)。
11.按照權(quán)利要求9或10的塑料容器，其特征為，連接件(26)作成與噴射泵連接。
12.按照前述權(quán)利要求中至少之一的塑料容器，其特征為，連接件(26)同時作成用來固定已連接的零件(28，31)。
13.按照前述權(quán)利要求中至少之一的塑料容器，其特征為，引導介質(zhì)的導管(2，8，17)設置在塑料容器(1，14)的第一半殼內(nèi)，連接件(26)作成用來連接另一個設在第二半殼中的、引導介質(zhì)的導管(2，8，17)。
14.如前述權(quán)利要求至少之一所述的塑料容器的制造方法，尤其是汽車燃料箱的制造方法，該容器至少包括一引導介質(zhì)的導管，其特征為，該塑料容器由至少兩個殼體制成，這兩殼體分別借助于一模腔和一插入該模腔內(nèi)的作成沖頭的內(nèi)模在注塑工藝中制成；其中，通過模具的結(jié)構(gòu)在至少一個殼體的一內(nèi)壁和/或外壁上至少形成一澆注件，接著，在該澆注件內(nèi)借助于氣體內(nèi)壓技術(shù)構(gòu)成一形成導管的空腔，其中，壓縮氣體經(jīng)至少一條通道供給模具，吹出該澆注件的核心材料并隨氣體排出，然后，殼體密封地相互連接。
15.按照權(quán)利要求14的方法，其特征為，所述澆注件在模具中的周面或周圍優(yōu)先被冷卻，然后，壓縮氣體吹入相應的模具通道，將澆注件的核心沿著要求的線路吹出。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其特征為，該澆注件沿著彎曲的或弧形的線路優(yōu)先被冷卻，而產(chǎn)生非直線延伸的空腔。
全文摘要
一種塑料容器(1)包括一至少部分與其壁相連的導管(2),該導管與塑料容器(1)構(gòu)成一體。為了制造塑料容器(1),在一模腔和一插入該模腔中的內(nèi)模之間注塑該塑料容器,其中,模具具有一槽(22)。在該槽中形成一作為導管(2)的原始材料的澆注件。在該澆注件完全凝固之前,借助于氣體內(nèi)壓技術(shù)或壓力吹制技術(shù)經(jīng)設置在模具中的通道將材料從澆注件中吹出,這樣就在那里形成要求的導管。該導管可以設置在外面和/或里面和與容器壁平行和/或彎曲地設置。
文檔編號B29C45/00GK1263491SQ98807078
公開日2000年8月16日 申請日期1998年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月9日
發(fā)明者D·克勒, M·馬爾斯茲, K·?？? C·科克斯梅爾 申請人:曼內(nèi)斯曼Vdo股份公司