具有安裝特征的容器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有安裝特征的容器。一種形成容器的方法可包括提供具有成型表面的模具和限定該成型表面的一部分的凹部區(qū)域，模具具有可分離以打開模具和一起關閉以閉合模具的部分。當模具打開時，熔融的塑料型坯可供給到模具內，模具可關閉，并且型坯可抵靠著成型表面膨脹以使該型坯的一部分進入凹部區(qū)域。通過相對于模具和型坯移動輔助成型特征以限定安裝特征的方式，可形成凹部區(qū)域內的型坯的一部分。
【專利說明】具有安裝特征的容器
[0001]共同待決申請的引用
本申請要求2013年8月7日提交的申請?zhí)枮镹0.13/961,455的美國專利的優(yōu)先權，并且其是2011年5月26日提交的申請?zhí)枮镹0.13/116，390的美國專利的部分繼續(xù)申請，其在此處通過引用被全文并入全文。

【技術領域】
[0002]本發(fā)明總體上涉及容器的制造。

【背景技術】
[0003]容器可包括在它們內部容積內、或連接到它們外部的元件。舉例來說，用作車輛的燃料箱典型地包括連接到燃料箱的燃料加注器頸部，燃料經該頸部添加到燃料箱中。該容器也可包括安裝在載體上或放置在燃料箱內其他支撐物上的部件，或者該部件可附接到固定在已成型燃料箱壁上的法蘭，例如通過夾具或焊接。


【發(fā)明內容】

[0004]一種形成容器的方法可包括提供具有成型表面的模具和限定該成型表面一部分的凹部區(qū)域，所述模具具有可分離以打開模具和關閉在一起以閉合模具的部分。當模具打開時，熔融的塑料型坯可供給到所述模具內，模具可被關閉，所述型坯可抵靠著成型表面膨脹以使型坯的一部分進入所述凹部區(qū)域。通過相對于所述模具和型坯移動輔助成型特征以限定安裝特征的方式，可形成所述凹部區(qū)域內的型坯的一部分。
[0005]形成容器的另一方法可包括提供具有成型表面、通道和通向該通道的鏜孔的模具，其中通道和鏜孔二者限定所述成型表面的一部分，所述模具具有可被分離以打開模具和關閉在一起以閉合模具的部分。當模具打開時，將熔融的塑料型坯供給到模具內，關閉模具，使型坯抵靠著成型表面膨脹以使得型坯的一部分進入通道和鏜孔。所述方法可進一步包括通過相對于所述模具移動主體和進入與鏜孔相鄰的型坯一部分，以在所述主體和模具之間限定安裝特征的方式，在所述通道內形成所述型坯的一部分，其中所述主體限定成型表面的一部分，所述型坯抵靠著成型表面成型以限定所述容器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]參照附圖，將對下面的示例性實施例和最佳方式做出詳細說明，其中:
圖1是用于形成塑料容器的裝置的一部分的概略的、部分的截面圖，其示出了用于形成所述容器的模具的一部分和用于在所述容器上形成安裝特征的輔助成型特征；
圖2是與圖1相似的視圖，其示出了在第二位置處，其中主體前進和形成安裝特征的輔助成型特征；
圖3是與圖1相似的視圖，其示出了在第三位置處，其中銷相對于主體前進和穿過容器的材料中的孔的輔助成型特征； 圖4是與圖1相似的視圖，其示出了在第四位置處，其中銷縮回的輔助成型特征；
圖5是與圖1相似的視圖，其示出了在第五位置處，其中主體縮回的輔助成型特征；
圖6是可包括輔助成型特征的工具的部分透視圖，其示出了用于形成容器的模具的一部分的部分截面圖；
圖7是圖6中示出的工具和模具的放大的部分視圖；
圖8是圖6和7中示出的模具的一部分的放大的部分視圖；
圖9是燃料箱的平面圖，其具有附接到燃料箱的安裝特征的燃料加注器頸部；
圖10為半模的內部的側視圖，其顯示了形成由半模承載的裝置的頸部；以及圖11為模具的一部分的部分截面圖以及包括輔助成型特征和吹氣銷。

【具體實施方式】
[0007]更詳細地參照附圖，圖1-8圖解說明了用于形成塑料容器12 (圖9)的裝置10和方法。在一個實例中，容器12可包括中空的內部和可借助吹塑工藝來形成。在這樣的工藝中，塑料材料的熔融型坯16可在具有一個或多個的模具部分14的模具內定位，這些模具部分共同限定腔，該腔的輪廓限定容器12的期望的外形。一個或多個模具部分14可相對于其他模具部分14移動，以打開模具和允許型坯16被接納在所述腔內。此后，所述模具部分14可一起關閉以限定基本上完整的外殼。當模具部分14被一起關閉時，可在壓力下和所述型坯16內部內，提供像空氣這樣的流體，以使所述型坯膨脹到與該腔接合。
[0008]在模制成型工藝過程中，型坯材料可被切割、撕裂或以其他方式分離，以在型坯材料最終冷卻和成型之前，允許其進入到容器內部。隨著模具部分14的打開或分離以暴露部分成型容器12的內部，各種各樣的裝置可插入到所述容器內部，然后模具部分14可被關閉以重新結合容器的部分和允許容器12進一步成型或冷卻，至少在某些實施方式中，以限定可接納液體的基本上完整的外殼。液體可包括，但不限于像可用于汽車中對內燃發(fā)動機提供動力的燃料。
[0009]用于形成容器12的型坯16可包括不同材料的多個層。如果需要，層可共擠得到和可為容器提供不同的性能或特點。以汽車燃料箱為例，所述容器12或燃料箱可從一個或多個結構層(例如HDPE)、蒸汽阻隔層(例如EVOH)、和促進所述結構層和蒸汽阻隔層粘合在一起的一個或多個粘合劑層中形成。通常的容器模制成型工藝和可由此工藝形成的示例性容器在2009年6月25日提交的、申請系列號為12/491,964的美國專利中公開，其公開內容通過引用全文并入本文。
[0010]更詳細地，圖1-5圖解說明了用于形成容器12和輔助成型特征20的模具組件的一部分。模具組件可包括具有腔的一個或多個模具部分14 (有時候是兩個部分或半模)，該腔由適于被形成容器的材料外部接合的內部成型表面和開口 22限定。開口 22可延伸至限定通道26的凹部區(qū)域24或由所述凹部區(qū)域24部分限定。凹部區(qū)域24也可包括通向該通道26的第一鏜孔28，該第一鏜孔28可轉而通向第二鏜孔30。插入件32可布置在第二鏜孔30內。所述插入件32可為環(huán)狀的和可限定第二鏜孔30的至少一部分，也提供所述插入件32下游(被隔開遠離成型面)的臺階34。在這個示例性的實施方式中，型坯16的材料被迫使進入通道26內和抵靠通道26的內表面和鏜孔28，30，如圖1所示。開口 33可設置在模具部分14內以允許所述輔助成型特征的至少一部分移入、移出模具部分14，和/或相對于模具部分14移動。
[0011]如圖所示，可包括通道26和鏜孔28，30 (也參見圖6_8)的凹部區(qū)域可限定在型坯16內，并且在最后在最終形成的容器12內，在形成容器12后，連接到安裝特征36的部件可連接到容器12。在一個實施方式中，安裝特征36包括作作為其整體部分的、與容器12形成為一體的加注接管，和具有由通道26限定的伸長頸部38和由鏜孔28，30限定的連接特征或肩部39。在使用中，加注器頸部37 (圖9)可與加注接管連接，以及液體可通過所述加注器頸部和加注接管供應到容器12內。其他的安裝特征36可接收一個或多個閥(像排氣閥，滾翻閥(roll-over valve))或管/管道，通過其液體和/或蒸汽可被引導。連接特征可提供肩部或其他輪廓，該肩部或輪廓通過諸如夾具、焊接、粘結劑或類似物的方式促進部件到容器12的物理連接。
[0012]輔助成型特征20可設置成模具14的一部分或與其分離和用于形成容器12的相關裝置。如有需要，在形成容器12的過程中，輔助成型特征20可用于進一步形成安裝特征36。在所示的實施方式中，輔助成型特征包括主體40和銷42。
[0013]主體40可從第一(縮回)位置被移動到第二 (前進)位置，并且其可獨立于模具部分14的移動而移動。在圖1所示的其第一位置處，主體40可以比當主體40處于其第二位置時離通道26和鏜孔28，30更遠，如圖2所示。在主體40的第二或前進位置處，主體40可接合型坯16的一部分和進一步形成抵靠模具14內的相鄰表面(此處以鏜孔28，30示出)的型坯材料。在示出的實施方式中，主體40在平行于通道26的軸線的線性路徑移動。當然，主體40可沿非線性路徑移動，并且路徑可相對于通道26朝向任何期望的方向定向(例如其無需與其平行)。主體40可以由氣動的、電動的、液壓的或其他致動器驅動。
[0014]為了形成期望的型坯16，主體40可包括頭部44，所述頭部44面向凹部區(qū)域24并且所述頭部具有所期望的尺寸、形狀和方向的成型特征。在示出的實施方式中，頭部44包括環(huán)狀的、大致軸向延伸的凹部46、切削或切割邊48、連接特征50、和一個或多個階梯式的環(huán)狀邊緣52、54，該環(huán)狀邊緣徑向和軸向地限定型坯16和最終容器12中的階梯表面。凹槽46和邊緣52、54限定了容器材料中的臺階或肩部，該臺階或肩部可由相似形狀的部件接合，以徑向和軸向重疊部件的部分和促進安裝特征36和部件之間的強力連接。在示出的實施方式中，連接特征包括一個或多個空隙，例如向主體40的側面56徑向向內延伸的外周槽50。該槽50適于接納一些型坯材料，以促進材料與主體40之間的物理連接。頭部44和主體40可是環(huán)狀的，以提供銷42可經此延伸的通道58。
[0015]銷42可具有切割或穿孔的端部60和圓柱體62。銷42可被接納在通道58內并且可從圖1所示的第一或縮回位置被移動到如圖3所示的第二或前進位置。在其縮回位置處，銷42可與型坯材料分開并且不與型坯材料接合。在銷42的前進位置處，銷42可接合任何跨主體40的通道58或通道26或模具14的鏜孔28、30的材料。銷42可移動(例如穿過、推開或其他不同的移動/移除方式)跨越或阻塞通道26或58的一部分的材料，以限定型坯和容器12中的開口 64 (圖4和圖5)。該開口 64可與模具14中的通道26對齊或以其他方式相通，使得安裝特征36包括朝向容器12內部的開放通道65。銷42可以分開地驅動或與主體40 —起驅動。如果需要，可經銷42提供加壓流體以進一步吹塑成型或形成容器12，以保持型坯16抵靠成型表面，和/或促進型坯/容器材料的冷卻。
[0016]為了形成安裝特征36，模具部分14可打開，熔融型坯16可被接納在模具內，模具部分14可被關閉，型坯16可向模具部分14的成型表面膨脹和抵靠成型表面。有些型坯材料可進入到圖1所示的通道26和鏜孔28，30內。當所述型坯16膨脹時或膨脹后，主體40可從其第一位置被移動到第二位置，如圖1和圖2所示。在所述移動過程中，前端或頭部44可接合一些仍然至少有些熔融的型坯材料，并且使那些材料朝著通道26往回移動。型坯材料可填充凹部46和與頭部44上的其他特征(例如邊緣52，54)形狀一致。在其完全前進位置處，切削邊48可接合模具部分14或接近這樣，以切斷或至少減薄和削薄型坯材料的一部分。除設置在頭部44上的切削邊之外，或取而代之的，能夠在模具部分14上設置邊緣或其他特征。頭部44的其余部分可從模具部分14分離，以為安裝特征36、和其各種特征(臺階，鏜孔等)提供期望的厚度。
[0017]在主體40的側壁56和插入件32之間的間隙也可由型坯16的材料填充或包含所述材料。當工藝完成時，該材料可在切削邊48的外側并可限定廢料68。有些這種廢料68可至少填充一些外周槽50，并且插入件32的尺寸可以確保廢料進入槽50。于是，在主體40的完全前進位置處，型坯的一部分可收集在主體40與模具部分14和插入件32之間，以提供安裝特征36的期望構造。有些型坯材料可跨越主體40的通道58并且因此阻隔或關閉模具的通道26的全部或一部分。
[0018]如圖3所示，為了打開模具的通道26和進一步限定安裝特征36的開放的、環(huán)形的、大致圓柱形的頸部，銷42可被移動到其前進位置以移動跨越或至少部分阻塞通道26的材料。有些這種材料可被迫使向外移動并且與那個區(qū)域中的其他材料一起被壓進頸部38。如圖4所示，當銷42縮回時，通道65是打開的，以提供經安裝特征36到成型的容器12內部的通入。
[0019]在銷42縮回到其第一位置之后或同時，主體40可向其第一位置縮回。在所述移動過程中，廢料68可被撕裂和與型坯16的其余部分分離，或者，如果廢料68已經通過切削邊48與型坯16分離，由于廢料68例如經槽50連接至主體40，廢料68可從安裝特征36上移走。換句話說，當主體40軸向縮回時，廢料68借助槽50 (或某其他特征)與其連接，因此廢料68也從安裝特征36上被拉出或移走。
[0020]因為在示出的實施方式中，鏜孔28，30在直徑上大于通道26的直徑，模具部分14優(yōu)選沿著延伸穿過通道26和鏜孔28，30的平面開口，以促進從模具上移除容器12。這樣，通道26的一部分和鏜孔28，30可在不同的模具部分14中形成，使得當模具打開時，通道26的部分彼此分離，當模具被關閉以形成容器時，通道再次被限定。進一步地，當模具打開時，從安裝特征36上移除的廢料68能夠從模具移除。
[0021]在多層型坯材料的實施例中，例如在汽車燃料箱的應用中，安裝特征36也可由同樣的多層材料形成，作為容器的其余部分。期望地，這意味著蒸汽阻隔層可延伸至整個安裝特征36，甚至延伸至安裝特征36的暴露面或自由端，以限制或阻止蒸汽透過安裝特征。
[0022]更進一步地，當主體40朝著其第二位置前進時，跨越通道26的材料被推入或疊入到已經與通道26和鏜孔28，30排成一列的材料內，從而提供雙層型坯材料，其中雙層的每一層包括多個材料層。這在安裝特征36的那個區(qū)域中提供了兩個蒸汽阻隔層，其可進一步減少或幫助阻止蒸汽從其中穿透。這也暴露了在安裝特征36自由端處的材料外層，從而促進將元件焊接或以其他方式連接至安裝特征。這也可減少或消除多層型坯材料中的內層或中間層剝離的風險。之前，為了提供有輪廓的頸部或安裝特征，材料的內層圍繞吹氣銷向外移動，其將材料的內層暴露給可以被焊接的部件。另外，吹氣銷的使用限制了安裝特征將在模具部分、和模具底側之間的位置。使用輔助成型特征，可大大減少突然進入(flash)，安裝特征可與吹氣銷位置獨立地形成(這樣安裝特征可設置在模具的側部或頂部)，并且多個安裝特征可形成在燃料箱上。當然，這種列出的可能性不全包括于此，在特定的實施方式中可能獲得任何組合或沒有這些可能性。
[0023]更進一步地，頭部44可提供期望的幾何形狀，其對于安裝特征36來說可能相對復雜，同時其仍然保持那個區(qū)域中的足夠的壁厚以促進將部件焊接或以其他方式附接至容器12。安裝特征中改善的厚度與伸長頸部38是均勻的，并且在可以成型的安裝特征36的形狀和尺寸上可提供更大的靈活性，而無需過度減薄那個區(qū)域中的材料。進一步地，輔助成型特征20可包括作為單獨單元的主體40和銷42，以促進工具更換一一即，如果需要，這些部件可作為單獨的單元被移除和安裝。
[0024]圖10和圖11示出通過一個或兩個模具部分14 (兩個半模中僅有一個在圖10和圖11中示出)所承載的輔助成型特征100。為了便于描述和參照附圖，對于相同的或相似的部件使用與先前的圖中同樣的附圖標記。如所示出的，輔助成型特征100由一個模具部分14所承載。在此非限制性的實施例中，輔助成型特征100包括被固定至模具部分14的外圍或支撐部分的殼102，例如通過一個或多個類似螺栓或機器螺釘?shù)臋C械緊固件。因此，輔助成型特征100直接由至少一個模具部分承載，而不是由用于模具部分的支撐件122，或者用于輔助成型特征的單獨的支撐結構所承載。而且當模具部分朝其被連接處移動時(如果在容器成型工藝過程中特定的模具部分移動)，輔助成型特征100移動。
[0025]致動器組件104由殼102所承載，如由致動器組件104所驅動的工具106。工具106可包括主體108和可滑動地容納在主體108內的銷42。銷和主體可參照圖1_8描述，或者具有任何其他合適的構造和布置。在所示的示例中，主體包括空隙110，其以開口的槽或凹陷被示出，形成在其側壁中，在凹部46的區(qū)域中?？障?10在容器成型工藝過程中被填充型坯材料，并且在容器的安裝特征中限定相應的突起。突起可以幫助安裝部件至安裝特征，可提供用于被安裝至安裝特征的部件的防旋轉部件，和/或在其他的可能的使用中，可幫助保持部件在安裝特征上。頭部44以及其特征(例如凹部46、切割邊48等等)可以被提供在可維修的和/或可置換的部件中，如圖11所示，套筒112被裝配至內管114和箍或連接器116。如圖所示，套筒112的遠端可以被連接到箍116，例如通過匹配的螺紋。因此，如果頭部44變得磨損，其可容易地被置換而不必更換輔助成型特征100的任何重要的部分。
[0026]通過僅舉例而不是作為限制的方式，致動器組件104可包括液壓的或氣壓的裝置，其被設計以相對于模具部分移動主體108和銷42 二者。兩個致動器可被提供在組件104中，其中第一致動器118被連接至主體108，以及第二致動器120被連接至銷42。通過此方式，主體和銷可獨立地或彼此相對地被驅動一一它們不需要一致地一起移動。
[0027]在一個示例中，主體108可以初始地相對于模具14移動以初始地形成在模具部分中成型的容器上的頸部或其他特征，并且銷42可隨后相對于主體108和模具部分14移動。當然，如果需要，此移動的所有或部分可同時發(fā)生。銷42可刺穿容器中的開口，諸如加壓空氣或其他氣體的流體可通過銷被引入容器，如上所述。
[0028]通過將輔助成型特征100和其致動器組件104直接安裝在其中形成容器的模具上，保持和控制輔助成型特征相對于模具部分對齊的必要性被消除，以及用于與模具分開的這些裝置的任何支撐結構也能夠被省略。進一步地，工具和一個或多個致動器能夠如所需的更容易維修和更換。在模具部分形成容器的正常移動過程中，在模具部分被關閉或將近關閉的任何時間，由于精確對齊的輔助成型特征不需要相對于模具部分被前進或縮回，且處于就位以及準備好致動，循環(huán)時間也可被縮短。即，在作為整體的輔助成型特征與其被固定至的模具部分之間沒有相對運動。由于成型特征不被安裝至模具部分，安裝特征可需要相對于模具部分的移動，其在成型工藝中為了形成容器需要額外的步驟，并且工藝的時間和復雜度增加。
[0029]盡管在此公開的本發(fā)明各種形式構成了當前的優(yōu)選實施例，許多其他形式是可能的。在此無意于敘及本發(fā)明所有可能的等同形式或分支?？梢岳斫獾氖牵颂幩玫男g語只是描述性的，而非限定，并且在不脫離本發(fā)明精神或范圍情況下可做出各種變形。
【權利要求】
1.一種用于形成模制成型的容器的裝置，其包括: 模具，其具有模具部分，所述模具部分在兩個位置之間可移動以限定模具的打開位置和模具的關閉位置，所述模具限定成型表面，所述容器抵靠著所述成型表面形成，并且所述模具具有凹部區(qū)域，所述凹部區(qū)域限定所述成型表面的一部分；以及 輔助成型特征，其由所述模具部分中的至少一個承載，并且具有相對于至少一個模具部分可移動的本體并具有限定所述模具的成型表面的一部分的頭部，所述容器的一部分抵靠著所述模具的成型表面形成，所述頭部面向所述凹部區(qū)域，并且從自所述凹部區(qū)域縮回的第一位置和前進到鄰近所述凹部區(qū)域的第二位置可移動，以形成所述容器的一部分。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述頭部包括連接特征，所述連接特征通向所述本體的外部，并且適于接納由其來使容器模制成型的材料的一部分，以將所述本體連接至材料的所述部分。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中，材料的所述部分限定廢料，并且本體遠離其第二位置朝向其第一位置的移動，利用所述本體從所述凹部區(qū)域帶走至少一些所述廢料。
4.根據權利要求1所述的裝置，其還包括由所述輔助成型特征承載的銷，所述銷相對于所述本體在第一位置和第二位置之間可移動，其中所述銷的端部延伸超出本體。
5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述本體包括通道，所述銷在所述通道中被接納。
6.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述輔助成型特征包括殼，并且所述殼被固定至模具部分。
7.根據權利要求6所述的裝置，其中，所述輔助成型特征包括致動器，所述致動器相對于模具部分移動所述本體，所述殼被固定至所述模具部分，并且所述致動器由所述殼承載。
8.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述輔助成型特征包括殼，所述殼由模具部分承載，致動器，所述致動器相對于所述殼被固定至的所述模具部分移動本體且由所述殼承載，以及第二致動器，所述第二致動器相對于所述本體移動銷，并且其中所述第二致動器由所述殼承載。
9.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述輔助成型特征具有殼，所述殼固定到所述模具部分中的至少一個。
10.根據權利要求9所述的裝置，其還包括致動器以移動本體，并且其中所述致動器由所述殼承載。
11.根據權利要求9所述的裝置，其還包括由所述輔助成型特征承載的銷，所述銷相對于本體在第一位置和第二位置之間可移動，其中所述銷的端部延伸超出本體，并且其還包括致動器以移動銷，并且其中所述致動器由所述殼承載。
12.根據權利要求9所述的裝置，其中，所述殼通過機械緊固件被固定至模具部分。
【文檔編號】B29C49/48GK104494121SQ201410383000
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權日:2013年8月7日
【發(fā)明者】希爾特 K., 孔斯 M. 申請人:Ti汽車技術中心有限責任公司