專利名稱：用于在塑料空心體模制過程中將輔件緊固到其上的方法和連接件的制作方法
用于在塑料空心體模制過程中將輔件緊固到其上的方法和
連接件本發(fā)明涉及使用一個特殊的連接件在通過模制的塑料空心體(并且具體地，旨在 用于一個機動車輛的一個空心體)的制造過程中用于將一個輔件緊固到其上的一種方法。在不同種類的車輛上的燃料儲箱總體上必須滿足與它們被設計用于的用途的類 型相關的密封和滲透標準以及它們必須滿足的環(huán)境要求。目前，在歐洲以及世界各地對于 這些有關在大氣中以及整體上在環(huán)境中的污染物排放限制的要求存在著一種實質性的緊 縮。為了限制這些排放物，特別予以注意的是在儲箱和/或加油管(具體見本申請人 名下的申請WO 2004/024487)內部放置這些輔件(通氣管線、閥門、擋板、加強件、等等)。 然而，當這些部件在被模制后被緊固到儲箱上時，總體上有必要在該儲箱中制作至少一個 開口，以便能夠將所述部件引入儲箱之中并將它們緊固到其上。由此在這個開口附近可能 有潛在的密封問題。因此，在幾年前本申請人開發(fā)了最初模制一個切開的型坯(切成2個部分)的方 法，以便在儲箱的實際模制過程中能夠將多個輔件引入其中并且緊固到其上并因此避免鉆 出多個開口(見本申請人名下的專利EP 1 110 697)。此外，已知的是使用多個中間部件或連接件以便實現(xiàn)這種緊固。的確，進行的這種 方式使之可能容易地緊固到該儲箱上，基于一種材料的部件不同于形成該儲箱內表面的材 料。為了做到這點，選擇由一種材料制成的一個連接件并且給其裝備用于附接到所述輔件 (緊固接片，一個“迅速連接”類型聯(lián)接的部件，等)上的裝置是充分的，該材料與該儲箱的 材料是相容的。因此，申請US 6，726，967提出了包括一個本體、多個焊接瓣、以及用于一個輔件 的聯(lián)接機構(附接裝置)的連接件，這些焊接瓣以一種花朵的形狀從這個本體展開。然而， 這個連接件具有幾個缺點-它是龐大的并且減少了該儲箱的工作高度，在這種(頻繁的)情況下，其中該輔 件必須位于該在該液體上面的氣體凹座中(并且不被浸沒)-它是相對重的并且不利地影響了該儲箱的重量(并且通過這樣做，影響了它旨 在用于的車輛的重量)-良好的焊接質量要求這些焊接瓣的一個相對復雜的設計。本發(fā)明目的在于通過提供一個連接件解決這些問題，該連接件的本體和重量是減 少的并且這使之可能獲得一個良好的焊接質量，盡管是一個簡單的設計。為此目的，本發(fā)明涉及一種使用一個塑料連接件用于將一個輔件緊固到通過模制 一個熔融的塑料型坯獲得的一個空心體上的方法，該連接件包括用于該輔件的聯(lián)接裝置以 及一個旨在限制該連接件穿透進入該熔融的塑料中的停止表面，根據該方法該停止表面配 備有一個彎曲的雙唇緣并且使用這個雙唇緣將該連接件焊接在該型坯的內壁上。這種雙唇緣(或者具有兩個同心的彎曲邊緣、即優(yōu)選位于其圓周處兩個隆起物的 一件式部件，它們是同心的并且相對于該部件的剩余部分在凸凹部中)的使用使之可能使焊接點的粘合強度加倍，這伴是隨著很少的材料并且經由一個部件，該部件容易與該聯(lián)接 件模制成一件或者緊固到其上。應該注意到該唇緣不必得是實心體但可以包括多個任何形 狀的槽縫或者其他開口/穿孔。還應該注意到它還不必得是圓形的并且它事實上總體上取 決于該停止表面的形狀，因此它優(yōu)選位于后者的圓周上。本發(fā)明應用到的空心體優(yōu)選是用于一個機動車輛的旨在裝燃料、一種污染控制添 加劑或者在該車輛上的任何其他液體的一個箱。它可以是一種燃料箱(FT)或者一個脲箱 (脲是一種添加劑，它用于純化NOx排放氣體)。它特別好地適用于FTs。術語“FT”應理解為是指一種不滲透儲箱，這種儲箱能夠在不同的和變化的使用以 及環(huán)境條件下儲存燃料。這種儲箱的一個實例是機動車輛裝備的儲箱。術語“塑料”是指包括至少一種合成樹酯聚合物的任何材料。所有類型的塑料都可能是適合的。特別適合的屬于熱塑性塑料的類別的塑料。術語“熱塑性塑料”應理解為是指任何熱塑性聚合物，包括熱塑性彈性體、以及它 們的共混物。術語“聚合物”應理解為是指均聚物和共聚物(尤其是二元或三元共聚物)二 者。這類共聚物的實例有(非限制性地)不規(guī)則的共聚物類、直鏈嵌部分共聚物類、其他 嵌部分共聚物類以及接枝共聚物類。熔點在分解溫度之下的任何類型的熱塑性聚合物或共聚物都是適合的。具有在至 少10攝氏溫度上分布的一個熔化范圍的合成的熱塑性塑料是特別適合的。此類材料的實 例包括呈現(xiàn)它們的分子量多分散性的那些材料。特別地，可使用聚烯烴類、熱塑性聚酯類、聚酮類、聚酰胺類以及它們的共聚物類。 還可以使用聚合物或共聚物的共混物；類似地還有可能使用帶有無機的、有機的和/或天 然填充劑的聚合體材料的一種共混物，這些填充劑是(例如，但不限于)碳、鹽類以及其他 無機衍生物類、和天然的或聚合的纖維類。還有可能使用多層結構，這些多層結構包括堆疊 層和結合層，這些層包括以上所說明的這些聚合物或共聚物中的至少一種。經常采用的一種聚合物是聚乙烯。用高密度聚乙烯(HDPE)已經獲得了優(yōu)異的結果。 該儲箱的壁可以包括一個單熱塑層、或者包括兩層。有利的是，一個或多個其他可 能的附加層可以由液體和/或氣體的一個阻擋層的材料制成的多個層來構成。優(yōu)選地，阻 擋層的性質和厚度被選擇為使與該儲箱的內表面接觸的液體和氣體的滲透性最小化。優(yōu)選 地，這個層是基于一種阻擋樹酯，即不滲透燃料的一種樹酯，例如像EV0H( —種部分水解的 乙烯/乙烯基乙酸酯共聚物)?？商娲兀搩ο淇梢越浭芤环N表面處理(氟化作用或磺化 作用)，其目的是使該儲箱不滲透燃料。當根據本發(fā)明的儲箱是一個燃料儲箱時，它優(yōu)選包括一個以基于EVOH的阻擋層， 該阻擋層位于這些基于HDPE的外層之間。鑒于此，根據本發(fā)明將該連接件使用其雙唇緣焊接在該型坯的內壁上，該雙唇緣 優(yōu)選基于與該儲箱的塑料相容的一種塑料(至少這兩個部件的表面的組分材料優(yōu)選是相 容的)或者甚至具有相同的性質的塑料。因此，當該儲箱包括一個外部的基于HDPE的層時， 優(yōu)選地該連接件是基于HDPE的。根據本發(fā)明，該儲箱是通過模制一個型坯來生產的。術語“型坯”應被理解為是指 一種總體上是熔融塑料擠出的預成型件，該預成型件是旨在模制成要求的形狀和尺寸之后形成該儲箱的壁。這個預成型件不必得是一種一件式的預成型件。因此，有利的是該型坯事實上是由兩個單獨件制成的，例如，它們可以是兩個薄 片。然而，這些件優(yōu)選地如在上述申請EP 1110697中所說明的是從同一個擠出的管狀型坯 中切割而產生的，為此目的，該申請的內容通過引用結合在本申請之中。根據這個變體，一 旦一個單個的型坯已被擠出，將這個型坯沿在直徑上相對的兩條線經過其整個長度切割， 以獲得兩個單獨的部件(薄片)。與具有恒定厚度的兩個單獨擠出的薄片的模制相比較，這種途徑允許具有一個可 變厚度(即在其長度上不是恒定的一個厚度)的型坯的使用，這通過一個適合的擠出裝置 而獲得(總體上配備有一個模具的一個擠出機，該模具具有一個位置上可調整的心軸)。這 樣一個型坯考慮到由于在模具中該材料的非恒定的變形水平而在模制過程中在該型坯的 某些點發(fā)生厚度的減少。在一個型坯已經模制成兩件之后，這些件通常對應地形成了該燃料儲箱的下壁和 上壁，這些壁各自具有一個內表面(指向該儲箱的內部)；以及一個外表面(指向該儲箱的 外部)。用在根據本發(fā)明的這個變體的方法中的模具優(yōu)選包括一個內芯，即一個具有合適 的尺寸和形狀的部件，它能夠在該型坯被定位在模具中時被插入模具的這些空腔之間、并 且將儲箱內的這些部件緊固到其上而未將型坯的這些邊緣焊接(因為該內芯在最終模制 該儲箱之前必須被拆除，在這一步驟的過程中進行這些型坯部分的焊接)。例如，在專利GB 1 410 215中說明了這樣一個部件(內芯)，其內容為此目的通過引用結合在本申請之中。該模具優(yōu)選包括兩個空腔，這兩個空腔旨在與該型坯的外表面接觸，該型坯是通 過吹氣制模(使用注入該型坯內部的一種增壓氣體將該型坯壓靠在這些空腔上)和/或通 過熱成形(將這些模具空腔的后面抽成真空)進行模制的。優(yōu)選地，它是通過吹氣制模來進行的，但優(yōu)選同時還在這些空腔后面提供了吸氣 (抽出一個真空)以便在型坯未被關閉并增壓時使后者保持在模具中。因此，它優(yōu)選在該 方法的步驟6之前包括一個排氣步驟，該方法將在以下進行說明。總體上講，為了做到這一 點，首先將該型坯刺穿(例如用針來刺破它)并且然后使流體從該模具中排出(例如使用 一個閥門)。 在根據本發(fā)明的方法中，憑借一個連接件將該輔件緊固到該型坯的內表面上，優(yōu) 選地在該型坯已經被預吹氣模制了，即被粘到該模具的這些空腔上。在以上說明的變體中， 根據其該型坯是處于2個區(qū)段并且使用一個包括多個空腔和一個內芯的模具來模制，有利 的是使用一個附接到內芯上的裝置將這種連接件焊接到該型坯的內壁上，該芯部總體上包 括一個致動器。因此，根據本發(fā)明方法的一個特別優(yōu)選的變體包括以下這些步驟1)將該型坯引入這些模具空腔之中；2)將該內芯引入該型坯的內部，所述內芯已經首先裝配了該輔件及其連接件；3)關閉該模具，這樣使得這些空腔與該內芯形成密封接觸；4)通過經由該內芯吹氣和/或在這些空腔后面施加一個真空來將該型坯壓靠在 這些空腔上；5)使用一個附接在該內芯上的裝置通過焊接該連接件將該輔件緊固到該型坯
6)打開該模具以撤出該內芯；7)通過吹氣模制(通過在該型坯內部注入一種加壓的液體)和/或加熱成型(通 過在這些空腔后面施加一個真空)對該型坯進行最終模制。在該連接件與該輔件之間的聯(lián)接機構優(yōu)選使之可能提供這兩個元件之間的一種 快速連接件。這可以是緊固接片(優(yōu)選它們是相對柔性的)、一個“揪樹”連接件、或者任何 其他類型的快速連接件。根據本發(fā)明的一種優(yōu)選的變體，該連接件是處于一個夾子的形式， 該夾子包括多個緊固接片，這些緊固接片從包括所述停止表面的基本上平坦的板延伸。這 個板優(yōu)選具有一個基本上圓形的截面。最特別優(yōu)選地，這個板在其中心處是空心的，即它事 實上是一個平坦的拱頂(或者變平的環(huán))。這個變體是特別有利的，因為它使之可能獲得 該連接件與一個最小量材料的高粘合強度。特別最優(yōu)選地，因為它在設計上非常簡單的，所 以該雙唇緣事實上是由該拱頂的這些外和內邊緣的一個延伸部分構成的，這些邊緣優(yōu)選是 錐形的(即它們在圓周處的厚度是小于該拱頂的厚度)。這個唇緣是特別輕的并且易于模 制，例如通過注塑模制。使用這個唇緣的一種方式在于提供該輔件中的一個開口(或者在該輔件的制造 過程中直接地，或者通過隨后的機加工，這一般是更實際的)穿過其而插入的是所述的夾 子，然后該夾子通過其雙唇緣焊接到型坯上，在例如使用其緊固接片(當適當時，配備有一 個適合于這個目的的幾何形狀)已經將其連接到該孔口的邊緣上之后。在本發(fā)明的背景下正在討論的輔件可以是一個閥、一個渦旋罐、一個泵/量規(guī)模 塊(支架)、一個液體/蒸氣分離容器等。它可以具體是一個閥支架、量規(guī)支架、渦旋罐或一 個泵/量規(guī)模塊支架。在根據本發(fā)明的方法中，在該連接件被焊接在該型坯上之前，該連接件和該輔件 優(yōu)選使用聯(lián)接機構附接。然而，當它是多個部件的問題時，這些部件的尺寸和位置是為使得 它們可以隨后安裝在該連接件上，例如在位于FT附近的一個維修開口(例如由一個泵/ 量規(guī)模塊的安裝板密封的孔口)的多個通風閥的情況下，這是不必要的情況。根據本發(fā)明的方法可以使用僅一個如上述的單個的連接件，如果該輔件的尺寸和 重量允許它的話，或者在相反的情況下使用幾個連接件。對于體積龐大的和/或大尺寸的物體，根據本發(fā)明的一個有利的變體，既通過該 連接件雙唇緣的焊接又通過卡扣鉚接將該輔件緊固到該型坯上。冶金學領域中常見的這種 技術在于由熔融的材料在原位模制一個鉚釘，已經使該熔融的材料流入和/或流入過有待 被緊固的部件的一個孔口并且然后留在那里以便凝固，以使得原位形成一個卡扣鉚釘或一 種鉚釘/螺栓。在這種情況下，該連接件的雙唇緣必須位于這樣一個位置并且具有多個尺寸為使 得在該卡口鉚接過程中它至少部分地熔化并且使該連接件的焊接能夠進行。根據一個變體這是一個特別優(yōu)選的(因而它使這些變形減少了，這些變形可以發(fā) 生在卡扣連接的過程中該材料的局部壓縮之后和/或在該型坯已經冷卻之后在其收縮之 后)，該卡扣連接在定位儲箱壁中的一個凸凹部(一種拱頂)的地方發(fā)生，當從該儲箱的外 部看時該凸凹部是凹形的并且當從該內部看時是凸形的。實際上，這個凸凹部可以借助于 在模具的這些空腔中的一個凸臺進行生產。其尺寸取決于該儲箱和該輔件的幾何形狀，具體地講在該卡扣鉚接孔口的區(qū)域中?？傮w上，它具有幾厘米例如從2至5cm的直徑以及范 圍從1至15mm、優(yōu)選從2至8mm的高度。該卡扣鉚接孔口本身優(yōu)選具有大于Icm甚至至少 等于2cm的直徑。在這個變體中，該輔件的卡扣鉚接區(qū)域優(yōu)選相對于該連接件的停止表面退后，這 樣使得當使該輔件與該型坯相接觸從而有待緊固到其上時，該凸凹部(拱頂)中的區(qū)域中 的卡扣鉚接和焊接同時發(fā)生。在以下情況下，其中根據本發(fā)明的儲箱具有一個多層結構，該多層結構包括一個 阻擋層，該唇緣的這些尺寸和形狀優(yōu)選為使得后者不會刺透該阻擋層。具體地講，優(yōu)選的是 該隆起物相對該輔件的表面不會伸出(不會突出)超過2mm、或者甚至1. 5mm。本發(fā)明還涉及一個如前面說明的塑料連接件并且它是處于一個夾子的形式，該夾 子包括多個緊固接片，這些緊固接片從配備有一個雙唇緣的一個平坦的板或者拱頂上延 伸，該雙唇緣由該板或者拱頂的外和內邊緣的一個延伸部分構成，其外和內邊緣優(yōu)選是錐 形的?？傮w上，這個連接件具有cm級別的直徑，典型地是在20與50mm之間。其厚度總體 上屬于mm級別，典型地是在1與4mm之間。附

圖1以一種非限制性的方式展示了本發(fā)明。在該附圖中，通過舉例給出了這些 尺寸，并且相同的數字表示相同的或類似的部件。事實上它展示了一個優(yōu)選的連接件幾何構形，它是具有一個夾子的連接件，該夾 子具有多個緊固接片1以及處于一個平坦的拱頂2”與一個彎曲的且錐形的雙邊3”形式的 一個蓋件，這些緊固接片旨在有待插入有待緊固的輔件的一個孔口(未示出)中并且該雙 邊使焊接點的粘合強度加倍(由于所獲得的雙焊點)。
權利要求
1.用于使用一個塑料連接件將一個輔件緊固在一個通過模制一個熔融的塑料型坯而 獲得的空心體中的方法，該塑料連接件包括用于該輔件的聯(lián)接裝置以及旨在限制該連接件 穿透進入該熔融的塑料中的一個停止表面，根據該方法該停止表面配備有一個彎曲的雙唇 緣(或者具有兩個同心彎曲的邊緣即兩個優(yōu)選位于其圓周處的隆起物的一件式部件，這兩 個隆起物是同心的并且相對于該部件的剩余部分是在凸凹部中)并且使用這個雙唇緣將 該連接件焊接到該型坯的內壁上。
2.根據前一權利要求所述的方法，其特征在于，該型坯是由兩個單獨的件制成，這兩個 件源自同一個被擠出的管狀型坯，該管狀型坯沿著在直徑上相對的兩條線在其整個長度上 被切開，并且該型坯是使用包括多個空腔以及一個內芯的一個模具進行模制，所述方法包 括以下這些步驟1)將該型坯引入這些模具空腔之中；2)將該內芯引入該型坯的內部，所述內芯已經首先裝配了該輔件及其連接件；3)關閉該模具，這樣使得這些空腔與該內芯形成密封的接觸；4)通過經由該內芯吹氣和/或在這些空腔后面施加一個真空來將該型坯壓靠在這些 空腔上；5)使用一個附接在該內芯上的裝置通過焊接該連接件將該輔件緊固到該型坯上；6)打開該模具以撤出該內芯；7)通過吹氣模制(通過在該型坯內部注入一種加壓的氣體)和/或加熱成型(通過在 這些空腔的后面施加一個真空)對該型坯進行最終模制。
3.根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于該連接件是處于一個夾子的 形式，該夾子包括多個緊固接片，這些緊固接片從包括該停止表面的基本上平坦的板延伸。
4.根據前一權利要求所述的方法，其特征在于，該板是處于一個平坦拱頂(或者變平 的環(huán))的形狀。
5.根據前一權利要求所述的方法，其特征在于，該雙唇緣是由該拱頂的這些外和內邊 緣的一個延伸部分構成的，這些內和外邊緣是錐形的。
6.根據以上權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，既通過該連接件雙唇緣的 焊接又通過卡扣鉚接將該輔件緊固到該型坯上。
7.根據前一權利要求所述的方法，其特征在于，該卡扣鉚接在該儲箱壁中的一個凸凹 部處發(fā)生，該凸凹部當從該儲箱的外部看時是凹形的，并且當從該內部看時是凸形的。
8.根據前一權利要求所述的方法，其特征在于，該型坯是使用一種包括多個空腔的模 具模制的并且在于該凸凹部是使用這些空腔中的一個凸臺制成的。
9.根據權利要求6至8中的任一項所述的方法，其特征在于，該輔件包括一個鉚釘穿孔 區(qū)域，該鉚釘穿孔區(qū)域相對于該連接件的停止表面退后了。
10.處于一個夾子形式的塑料連接件，該夾子包括多個緊固接片，這些緊固接片從配備 有一個雙唇緣的一個平坦的拱頂延伸，該雙唇緣具有由該拱頂的內和外邊緣的一個延伸部 分制成的兩個同心的部件，其內和外邊緣優(yōu)選是錐形的。
全文摘要
用于使用一個塑料連接件將一個輔件緊固在一個通過模制一個熔融的塑料型坯而獲得的空心體中的方法，該塑料連接件包括用于該輔件的聯(lián)接裝置以及旨在限制該連接件穿透進入該熔融的塑料中的一個停止表面，根據該方法該停止表面配備有一個彎曲的雙唇緣(或者具有兩個同心彎曲的邊緣即兩個優(yōu)選位于其圓周處的隆起物的一件式部件，這兩個隆起物是同心的并且相對于該部件的剩余部分是在凸凹部中)并且使用這個雙唇緣將該連接件焊接到該型坯的內壁上。
文檔編號B29C51/12GK102112286SQ200980130166
公開日2011年6月29日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權日2008年8月7日
發(fā)明者弗雷德里克·雅諾, 拉爾夫·波爾曼, 比約恩·克里埃爾, 皮埃爾-弗朗索瓦·塔迪 申請人:因勒紀汽車系統(tǒng)研究公司