CN1263491A - 塑料容器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种塑料容器(1)包括一至少部分与其壁相连的导管(2),该导管与塑料容器(1)构成一体。为了制造塑料容器(1),在一模腔和一插入该模腔中的内模之间注塑该塑料容器,其中,模具具有一槽(22)。在该槽中形成一作为导管(2)的原始材料的浇注件。在该浇注件完全凝固之前,借助于气体内压技术或压力吹制技术经设置在模具中的通道将材料从浇注件中吹出,这样就在那里形成要求的导管。该导管可以设置在外面和/或里面和与容器壁平行和/或弯曲地设置。

Description

塑料容器及其制造方法

本发明涉及一种具有一引导介质的导管的塑料容器，尤其是一种汽车的燃料箱。此外，本发明涉及一种这种塑料容器的制造方法。

这种设计为燃料箱的塑料容器被应用在当今的汽车中，因此是已知的。它包括引导介质的导管，这些导管目前是在容器制造后经加料孔或经专门的安装孔插入容器内腔中并必须固定在其内。一根导管必须例如作为燃料泵的吸管引到燃料箱的容器底部的范围。为了保证在所有可能的运行条件下提供足够的燃料，该导管必须引到燃料箱的最深部位，在行驶中也不应该改变其位置。这一点在当今的塑料容器中只能用很大的费用才能做到，因此，这种容器的制造较贵。

然而，在野蛮行驶作业中存在改变这一内置件位置的危险。这样，例如在燃料箱实际排空之前，就不再吸出燃料。这类塑料容器当今用吹制工艺制造。其中，在一模腔中用内压对一刚挤出的管子加载，这样，管子的壁就贴在模腔的壁上。这种工艺具有的缺点是，内腔只能在很有限的范围内形成，尤其是不能实现牢固的内置导管。

如果要在注塑容器的内壁形成零件，则迄今由至少两个用注塑工艺制成的壳体形成这种容器。为了制造每一壳体使用了一模腔，在该模腔中插入一内模，使得只空出在塑料注射后应形成壁或零件的区域。即使在这种注塑工艺中迄今也不能在塑料容器的内部构成空心的零件。

在制造塑料注塑模制件的已知方法(EP 0745468)中，通过用注塑材料注满一模腔的内腔并接着用压缩气体(气体内压技术)对模具的内腔加载来形成一空心体。这里将尚是软的注塑材料挤到注塑工具的内侧。在注塑材料在模具壁上凝固后，气体经过一通道和一可开关的阀向外排出。其中，流入塑料容器的壁内的气流撕开一向外引导的出口。这一出口只用于快速排出压缩气体。因此不能产生材料的排出或一与容器壁平行的空腔分布。

在所述方法中不利的是，为了用气体注满或排空整体的空心体至少需要另外两个在空心体壁中的孔。这些孔必须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体的内部设置其它的零件，例如沿内壁的导管，而不在围绕容器的壁上打孔。需要的导管如在上述的现有技术中必须在一附加的工序中敷设和固定在内部，为此需要多个在导管段和紧固件之间的连接件。

本发明的目的在于，改进上述类型的、能价廉地制造的塑料容器，其中能可靠地固定内置导管的位置。此外说明了一种制造这种容器的方法。

上述目的按照本发明是这样实现的，即引导介质的导管的至少一段在塑料容器的壁上形成。该导管可以位于内部或外面和/或穿过壁。

按照本发明的这种塑料容器由于与塑料容器的壁构成一体的导管只需要很少数目的连接件。通过大量取消安装工作可以尤其廉价地制造塑料容器。此外，通过一体结构实现了导管被强制地固定在其位置上，并且不能改变这一位置。因此，本发明的塑料容器尤其适用于燃料箱。对于用作燃料箱要有几条导管，尤其是燃料箱内部的燃料管、送风管和排气管。这些导管应在很大的倾斜度和温度波动时在同时有很高安全要求时保证向发动机供给足够的燃油。

此外，既不应在事故中又不会通过渗透流出燃料。这一点可以通过本发明的塑料容器的特殊的性能实现。这一塑料容器具有高刚度的区域和高弹性的区域，同时减少了连接件的数量。

在本发明的塑料容器中也可以将导管设置在不能在迄今的塑料容器中事后安装或只能费用很高地事后安装的地方。最终取消了由安装误差带来的错误的导管分布。

此外，按照特别有利的方式可以通过将导管直接地加强连接在塑料容器的壁上而改善了塑料容器的机械性能。壁的强度尤其可以通过有目的地设计导管和使导管部分平行于壁的分布而提高了几倍。

如果引导介质的导管在中间有接片的情况下形成在塑料容器上时，能够附加明显地提高改善了的机械性能的效果。通过接片构成的筋状加固的作用对于明显提高塑料容器有关部分的壁的强度起到了作用。其中，接片可用于其它的任务，例如影响导管中的流动方向或用于安装目的。

如果接片至少具有一断口，则可以按特别有利的方式在导管的任意段影响其机械性能。在这一区域减小了的刚度尤其允许塑料容器的结构具有特殊弹性的性能。因此，可以使塑料容器在一部分区域具有高的刚度，而在另一部分区域同时可以特别良好地变形。在接片相对于导管横截面的可能后切或底切的范围形成具有相应间距的形状。

本发明的另一实施例实现了导管的很大程度上任意的布置。在这一实施例中，接片在其整个纵向分布上具有在不同区域的不同厚度或高度。因此，在大体为平的导管分布时也能通过接片的加厚而实现有目的的加强。其中，尤其可以考虑对导管内引导的介质的流动性能的要求，而不影响加强效果。首先，人们可以按简单的方式制成具有固定设置的倾角的斜度或坡度。

按照要求重要的是，塑料容器通过连接的零件不被加固。这例如是在塑料容器要承受变形力时的情况。本发明的一特别的实施例满足了这些要求，这时导管仅仅在接口范围具有与塑料容器的连接。其中，导管很大程度上在内腔中自由延伸并仅仅在其穿过壁的地方与塑料容器的壁相连或设有一连接件。这样，在容器的原始成形过程中已经形成绝对密封的导管。

本发明的另一特别有利的改进在于，为引导介质的导管形成一连接件。由此减少了安装费用，因为可以省去麻烦的事后固定各连接件。因此，其它的接头件例如可以借助于作成插接连接的连接件毫无问题地连接在导管上。其中，同时在很大程度上避免了错误的安装。

这里，一个特别合利的实施例在于，连接件具有一与接头连接的插头。通过这一形状确定的连接形成了很大程度上密封的连接，这一连接也可以作成可拆卸的。其中，也可以这样设置一误差量，即能实现轴向移动。这样不仅能补偿加工误差，也能补偿塑料容器在运行时引起的变形，因此尤其不会损害连接件或使连接件不密封。

如果连接件设计成用来连接喷射泵，也是有利的。因此，作为单独的零件插入塑料容器中的喷射泵可以设计成具有相应连接件的预制的零件，这样喷射泵可以直接插入塑料容器中。其中，喷射泵可以通过整体成型的连接件和因此很大程度为刚性的结构而容易连接，因为连接件为此不必附加地固定。

如果连接件同时被设计用来固定已连接的零件，也是特别有意义的。为此，连接件可以同时用于将零件连接在引导介质的导管上和用于零件的定位。这样就可省去其它的固定装置并减少安装费用。

如果引导介质的导管设在塑料容器的第一半壳内，而连接件被设计成用来连接另一根设置在第二半壳内的引导介质的导管，则本发明的改进就尤其合理。由此，设置在两个暂时分开的半壳中的导管在这两半壳组装成塑料容器时同时相互连接。导管尤其也可以与塑料容器内腔的可接近性无关地设置，这样就可以省去否则需要的安装孔。因此实现了塑料容器明显简单化的结构。

第二个问题，即提出一种制造塑料容器，尤其在汽车燃料箱的方法，这一塑料容器包括一部分与其壁相连的引导介质的导管。按照本发明，这一问题是这样解决的，即塑料容器由两个半壳组成，这两个半壳分别在一模腔中借助于一个插入该模腔中的作成冲头的内模周注塑工艺制成，其中，通过模具的结构沿着塑料容器的壁至少形成一与容器壁一体的浇注件，或者该浇注件与容器壁通过材料相连；该浇注件接着经模具中的通道通过输入和排出一种压缩气体借助于气体内压技术构成一形成导管的空心体。在注塑材料和模具之间接触面的那一边(即远离接触面)的材料冷却相对较慢，因此还可以被去除。

在这一本发明的方法中，本身已知的注塑方法和普通的气体内压技术按尤其有利的方式相互结合，也可用来制造内置的导管。通过用注塑材料注满模腔和内模之间的空腔就形成了半壳。

所述的容器是大批量的零件。因此，模具制造时的相当高的费用与事后安装导管的工序相比自然要便宜些，尤其是考虑到明显减少了出错率。通过采用本发明的方法可以在内部在单一的工序中直接形成所有需要的导管，省去了安装和连接导管的附加步骤。此外，通过一件的或整体的结构消除了各种密封问题。

在该方法的一种改进中，所述浇注件在模具中的周面或周围优先被冷却，因此其外壁优先被硬化，然后将压缩气体吹入相应的模具通道中，并沿着要求的线路吹出浇注件的核心。此外有优点的是，模具或浇注件中空腔的分布按照一种改进不仅可以是直线的，而且也可以是弯折的或弯曲的。

本发明的塑料容器和本发明的方法允许不同的改型。为了进一步说明本发明，下面将参照附图。其中：

图1具有一内置导管的本发明塑料容器的透视图；

图2带有一具有断口的接片的导管段；

图3具有连接件的塑料容器的剖面图；

图4用于制造容器的半壳除了气体通道外的两部分模具的剖面图；

图5具有一连接件的图2所示导管段的剖面图；

图6具有另一连接件的导管段的剖面图。

图1表示具有一段内置导管2的塑料容器1。导管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内部靠近其底部9的孔5。导管2从孔4首先竖直沿着塑料容器1的外侧延伸，然后引入容器的内腔。从另一孔4导管2首先靠近塑料容器1的底部9延伸，该导管通过一接片3与容器底部9相连。

只是示意表示的一内置件7，例如一燃料输送装置与导管2的一段相连。在朝向内置件7的升高段6中，导管2借助于接片3连接在容器底部9上。

图2表示导管8的局部。导管8设置在其余不再示出的塑料容器1的底部9的片段上，并与容器底部平行延伸。导管8的连接具有几个断口10、11、12来实现容器底部9的有目的加固或有弹性。其中，与窄的断口11、12相比，宽的断口10与特别窄的断口12或没有断口的接片13的强的加固相反只起到小的加固作用。

图3表示具有容器内壁16和容器外壁15的塑料容器14的剖面图。在容器外壁15上形成一接口18，而一导管17直接与容器内壁15相连并平行于壁延伸。这样，导管17可以逐段在容器内部和其壁的外面延伸，而后者作为导管通过。

为了说明制作方法，现在参照图4。图4表示一模腔19，其内从上放入作为冲头的内模20。内模20在其底面21上具有一大致平行于外模的壁延伸的槽22，该槽与要在容器底部制作的导管的外形相符。在内模20中设有一压缩气体通道23，该通道一直引至槽22的端侧。此外，内模20具有终止在模22的另一端侧之前的排气通道24。

为了制作塑料容器的半壳，在模腔19和内模20之间的空腔内注入塑料材料，这样，槽22也充满了塑料材料，这一塑料材料形成了纵向的注塑件或浇注件。在这一浇注件完全硬化之前，通过压缩气体通道23在一端侧引入压缩气体。这一压缩气体然后将在该浇注件内部尚是液态的塑料经过排气通道24向外吹，从而在其内部形成一可用作导管的空腔。如上所述，必要时可以在模具19、20中设置这里没有示出的冷却剂通道或空腔。

浇注件也可以用这一方法作为穿过壁的件来设置，然后吹制成空心的。为了通过吹出有关浇注件的核心而制作直线穿过的或如图3所示弯曲延伸的导管，当然不仅要在内模，而且要在外模中设置不同于图4的压缩气体的通道。在外模和内模的内部也可以设置相应的未示出的冷却剂通道或空腔。浇注件或待制作的导管的壁部通过冷却剂通道在塑料材料注射后优先被冷却。这样，壁部要比已知导热差的塑料材料的内部堆积的材料凝固明显要快。在吹入压缩气体时，压缩气体通过尚是液态的，或者至少是软的核心材料而占据最小阻力的途径，然而，不涉及已经硬化的壁。在两个半壳完全硬化后，按已知的方式结合成一完整的容器，例如通过一条沿着它们相邻的边缘延伸的焊缝不可拆卸地相互连接。

图5用剖面图表示图2所示的与容器底部9相连的塑料容器1的导管8的一段。这里，借助于接片13设置在容器底部9上的导管8具有一个设有插头25的连接件26。该连接件用来实现与设置有接头27的零件28的连接。零件28例如可以是一喷射泵。这里，插头25直接形成在导管8上，因此通过插头25与接头27的简单插装实现了零件28的安装。插头25具有一能在燃料系统的低压范围足以实现密封连接的密封唇29，其中，尤其也可以通过选择统一的材料来改善连接件26的密封。为了提高对密封的要求可以在插头25上附加安装一未示出的密封圈。插头25在所示的实施例中这样可移动地安装在接头27中，即存在一轴向间隙，尤其用来补偿加工误差，这样可以进一步简化安装或拆卸。

图6以剖面图表示直接在塑料容器1的底部9上形成的导管8的一段。这里，导管8具有一其上形成有作为插头25构成的连接件26的端段30。这里，一仅仅局部示出的零件31设有一孔32。插头25可以通过孔32密封地插入，并同时将零件31固定在其安装位置。为此，插头25除了密封唇29外具有一用作插入在上述孔中的插头25止挡的加宽部33。在槽34中可装入一未示出的密封圈，这样在用在燃料系统的高压回路中时也能满足对密封性的更高的要求。插头25也可设有卡紧件例如一弹簧夹，这样不用其它的辅助件就可实现已连接的零件31的可拆卸的或不可拆卸的固定。

Claims (16)

1.塑料容器，尤其是汽车的燃料箱，具有一至少一部分与其壁相连的引导介质的导管，其特征为，引导介质的导管(2，8，17)的至少一段直接通过注塑形成在塑料容器(1，14)的壁(9，16)上。

2.按照权利要求1的塑料容器，其特征为，形成的导管(2，4，8，17)至少一部分平行于各壁(9，15，16)延伸。

3.按照权利要求1或2的塑料容器，其特征为，导管(2，8，17)的至少一段在容器的内部延伸，并形成在内壁(9，16)上。

4.按照权利要求1、2或3的塑料容器，其特征为，导管(4)的至少一段在外面延伸并形成在外壁(15)上。

5.按照前述权利要求之一的塑料容器，其特征为，在壁(9，15，16)和一与该壁平行延伸的导管段(2，4，8，17)之间形成一接片(3，13)。

6.按照权利要求2的塑料容器，其特征为，接片(3，13)至少具有一断口(10，11，12)。

7.按照权利要求2或3的塑料容器，其特征为，接片(3，13)在其整个延伸段具有不同的厚度和/或高度。

8.按照权利要求1的塑料容器，其特征为，导管(2，4，6，17)只在接口(18)的范围内与塑料容器(1，14)材料连接。

9.按照前述权利要求中至少之一的塑料容器，其特征为，为引导介质的导管(2，8，17)形成一连接件(26)。

10.按照权利要求9的塑料容器，其特征为，连接件(26)具有一形状确定的与接头(27)连接的插头(25)。

11.按照权利要求9或10的塑料容器，其特征为，连接件(26)作成与喷射泵连接。

12.按照前述权利要求中至少之一的塑料容器，其特征为，连接件(26)同时作成用来固定已连接的零件(28，31)。

13.按照前述权利要求中至少之一的塑料容器，其特征为，引导介质的导管(2，8，17)设置在塑料容器(1，14)的第一半壳内，连接件(26)作成用来连接另一个设在第二半壳中的、引导介质的导管(2，8，17)。

14.如前述权利要求至少之一所述的塑料容器的制造方法，尤其是汽车燃料箱的制造方法，该容器至少包括一引导介质的导管，其特征为，该塑料容器由至少两个壳体制成，这两壳体分别借助于一模腔和一插入该模腔内的作成冲头的内模在注塑工艺中制成；其中，通过模具的结构在至少一个壳体的一内壁和/或外壁上至少形成一浇注件，接着，在该浇注件内借助于气体内压技术构成一形成导管的空腔，其中，压缩气体经至少一条通道供给模具，吹出该浇注件的核心材料并随气体排出，然后，壳体密封地相互连接。

15.按照权利要求14的方法，其特征为，所述浇注件在模具中的周面或周围优先被冷却，然后，压缩气体吹入相应的模具通道，将浇注件的核心沿着要求的线路吹出。

16.按照权利要求15的方法，其特征为，该浇注件沿着弯曲的或弧形的线路优先被冷却，而产生非直线延伸的空腔。

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