径流式压缩机的塑料外壳

申请号 CN201080017889.4 申请日 2010-04-20 公开(公告)号 CN102414450B 公开(公告)日 2014-04-02
申请人 帝斯曼知识产权资产管理有限公司; 发明人 西田健次; 安东尼厄斯·玛丽亚·维特;
摘要 本 发明 涉及径流式 压缩机 的 外壳 (1),其包括入口管(4)、压缩机管道(7)和出口管(5),其中外壳包括外壳主体(基本结构),该外壳主体至少包括由 纤维 加强热塑性 聚合物 合成物制成的上外壳构件(3)和下外壳构件(2),并且其中所述构件(2,3)在组合两步式 注塑成型 工艺 中被制造、组装在一起并且相互固定。本发明还涉及用于制造径流式压缩机的外壳的工艺,所述外壳包括入口管、压缩机管道和排气管,所述工艺是包括以下步骤:a)对纤维加强热塑性聚合物合成物进行 熔化 处理从而形成聚合物熔体,b)将聚合物熔体在包括至少两个腔体的成型模具中注塑成型,从而形成至少包括上外壳构件和下外壳构件的至少两个构件,c)将至少两个构件组装在一起,从而形成限定了入口管、压缩机管道和出口管的壳体,以及d)将组装后的至少两个构件相互固定。
权利要求

1.一种径流式压缩机外壳,其包括入口管、压缩机管道和出口管,所述外壳的特征在于,
所述外壳包括外壳主体,所述外壳主体至少包括由纤维加强热塑性聚合物合成物制成的上外壳构件和下外壳构件,并且其中所述构件在组合两步式注塑成型工艺中制造、组装在一起并相互固定,
其中,所述组合两步式注塑成型工艺包括用于制造所述构件的所述纤维加强热塑性聚合物合成物的注塑成型、以及用于将所述构件相互固定的第二次注入的热塑性成型合成物的注塑成型。
2.根据权利要求1所述的外壳,其中所述上外壳构件包括一体形成的入口管。
3.根据权利要求1所述的外壳,其中所述构件至少包含三个构件,所述三个构件包括漏斗构件、所述上外壳构件和所述下外壳构件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的外壳,其中如在空气中根据JIS K6257的老化实验来确定,纤维加强热塑性聚合物合成物在150℃具有至少3000小时的拉伸强度半衰期
5.根据权利要求4所述的外壳,其中如在空气中根据JIS K6257的老化实验来确定的,在180℃具有的所述拉伸强度半衰期大于等于3000小时。
6.根据权利要求1至3、5中任一项所述的外壳,其中所述纤维加强热塑性聚合物合成物按重量计包含:相对于所述纤维加强热塑性聚合物合成物的重量的20%至80%的量的加强纤维。
7.根据权利要求1至3、5中任一项所述的外壳,其中所述纤维加强热塑性聚合物合成物包含从由以下各项构成的组中选取的热塑性聚合物:聚酰亚胺、酚树脂、聚醚醚、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚苯硫化物和聚酰胺。
8.根据权利要求7所述的外壳,其中所述热塑性聚合物是聚酰胺46。
9.一种用于制造径流式压缩机的外壳的工艺,所述外壳包括入口管、压缩机管道和出口管,其中所述工艺是包括以下步骤的组合工艺:
a.对纤维加强热塑性聚合物合成物进行熔化处理从而形成聚合物熔体,
b.将所述聚合物熔体在包括至少两个腔体的成型模具中注塑成型,从而形成至少包括上外壳构件和下外壳构件的至少两个构件,
c.将所述至少两个构件组装在一起,从而形成限定了所述入口管、所述压缩机管道和所述出口管的壳体,以及
d.通过第二次注入的热塑性成型合成物的注塑成型,使组装后的所述构件相互固定。
10.根据权利要求9所述的工艺,其中通过外部成型和/或填充成型来完成固定。
11.根据权利要求9所述的工艺,其中所述外壳是根据权利要求1至8中任一项所述的径流式压缩机的外壳。
12.一种利用根据权利要求9至11中任一项所述的工艺得到的径流式压缩机的外壳。
13.一种使用方法,将根据权利要求1至8以及12中任一项所述的外壳用于汽车所用的涡轮增压器。

说明书全文

径流式压缩机的塑料外壳

技术领域

[0001] 本发明涉及径流式压缩机的外壳,特别用于汽车涡轮增压器,并且更具体地涉及由塑料制成的外壳。本发明还涉及用于制造塑料外壳的工艺。

背景技术

[0002] 为了在气缸中提供最大可能量的新鲜空气,在机动车辆的进气管道(intake tract)区域中安装诸如涡轮增压器之类的径流式压缩机。以这种方式,空气在气缸的外部已经被预压缩。基于在径流式压缩机的外壳内产生的巨大压,该外壳应该被构造得足够坚固。
[0003] 现在汽车通常设置有涡轮增压器。涡轮增压器的传统的外壳由制成。近年来,为了减轻重量并能够得到进一步的功能集成,由金属制成的汽车部件倾向于被由塑料制成的部件代替。然而,利用塑料来形成涡轮增压器的外壳尚未实际操作。这主要是因为涡轮增压器的外壳要求抵抗相对高温的长期耐热性、疲劳强度和耐压性,并且还追求尺寸稳定性和性能稳定性。
[0004] 此外,为了能够在外壳的内部保持期望的高压,增压器外壳被设计成流体密封的。对于这种外壳的抗渗性,通常使用单件制造的涡轮增压器外壳。由于没有连接间隙,单件涡轮增压器不太容易形成泄露。
[0005] 这样的外壳从专利申请US-2009/0053051-A1中可知。该文件描述了一种塑料增压器外壳,其包括用于设置入口管的至少一个热固性体、压缩机管道和出口管、以及在热固性体上注塑成型并至少部分地覆盖热固性体的热塑性材料。
[0006] 根据US-2009/0053051-A1,热固性塑料外壳具有容易被损坏的缺点,尤其是当用在涡轮增压器中时、在涡轮增压器中扇式叶轮碎裂的情况下。这可能造成损坏其中安装了涡轮增压器的机动车辆的风险,以及伤害人的风险。当利用热塑性塑料以类似于罩的形式至少局部地覆盖热固性塑料体时,可降低这些风险并且提高外壳的结构强度。这种热塑性加强部对于在锚定元件(anchoring elements)上的可靠安装尤其重要。热固性塑料外壳安装在杆形式的锚定元件上。这些杆和热固性塑料外壳的形状共同决定了压缩机管道的形状。必须采取专措施,以设置在两个构件之间的持久粘接。如US-2009/0053051-A1所述,使热塑性加强部在热固性塑料体上滑动是不够的,并且热固性塑料体必须在高温下回火的情况使其不可能与热塑性加强部一起加工。
[0007] 从DE-10112764-A1可得知一种由热塑性聚合物制成的单件涡轮增压器外壳。这种径流式压缩机通过应用失芯注塑成型技术来制造,其中使用了由低熔点金属合金制成的模压模型(molded shapes),该模压模型在热塑材料的注塑成型之后被熔融并去除。对于这样的外壳具有如下缺点,即,对于复杂的外壳构造需要耗时的模压工作和后续的加工,这导致较高的制造成本。在这种情况下,可以使用耗时的芯熔化过程,该过程不能提供外壳的足够精确的尺寸(尤其是在热固性塑料材料的情况下)。虽然可以使用具有复杂形状的失芯模压模型,例如来生产具有圆形截面的压缩机管道的外壳,但是在扩大规模时,这种制造外壳的技术是非常复杂并且非常昂贵的。除此之外,如US-2009/0053051-A1所述,由于其稳定性不足,热塑性外壳并不适合用作涡轮增压器外壳。
[0008] 从US2004/0223847A1中可知一种用于径流式压缩机的两件式外壳。US2004/0223847A1中的外壳具有彼此稳固连接的第一和第二外壳部件。设置了通道系统,其中每个外壳部件中具有通道系统的至少一部分,从而在两个外壳部件连接在一起的条件下形成通道系统。在通道系统中设置了固化密实材料,使得通道系统与密实材料一起将第一和第二外壳部件相互粘接。该密实材料根据其形状插入在通道系统中以后达到一定的坚度,其中所述通道系统使两个外壳部件互。由密实材料引入到外壳部件中的所产生的楔作用力防止外壳部件松开。
[0009] 流处理器的两件由热固性材料制成,而密实材料由热塑性材料制成。应该注意,第二部件仅仅是被插入的部件,以限定压缩机管道的内部形状。承受加载在外壳内部的高压的外壁完全由第一部件形成,而第二部件插入在第一部件的内部,然后通过固化的密实材料固定在所述位置处。第二部件以及固定装置不承受任何压力负载。此外,通道部件由第一和第二部件中的底切口(undercut)形成。这些底切口显著增大了制造复杂度。

发明内容

[0010] 鉴于上述问题以及在所有汽车零部件中减轻重量的迫切需求,需要坚固耐用、可以更容易地生产并且可以成形为更复杂的形状的、用于汽车涡轮增压器以及其他径流式压缩机的外壳。
[0011] 本发明的目的是解决这些问题的至少一部分。本发明一个目标是提供一种用于径流式压缩机的外壳,其能够承受径流式压缩机的高抗渗要求,并且保证简单地可生产性和外壳的高精度尺寸。本发明的另一目的是提供比前文所述工艺简单的用于制造外壳的工艺或方法,同时所制造的外壳具有这里提到的需要的性能。
[0012] 本发明的一个实施例涉及一种径流式压缩机的外壳,其包括入口管、压缩机管道和出口管。根据本发明的外壳至少包括外壳主体,外壳主体至少包括由纤维加强热塑性聚合物合成物制成的上外壳构件和下外壳构件,并且其中所述构件在组合两步式注塑成型工艺中被制造、组装在一起并相互固定。
[0013] 本发明的另一实施例涉及用于制造用于径流式压缩机的外壳的工艺。根据本发明的工艺是包括以下步骤的组合工艺:
[0014] a.对纤维加强热塑性聚合物合成物进行熔化处理从而形成聚合物熔体,[0015] b.将聚合物熔体在包括至少两个腔体的成型模具中注塑成型,从而形成至少包括上外壳构件和下外壳构件的至少两个构件,
[0016] c.将至少两个构件组装在一起,从而形成限定出入口管、压缩机管道和出口管的壳体,以及
[0017] d.通过第二次注入的热塑性成型合成物的注塑成型,使所组装的构件相互固定。
[0018] 根据本发明的用于径流式压缩机的、特别是用于汽车涡轮增压器的外壳,具有作为由铝制成的传统外壳的替代物的实用性能,但重量要轻得多。根据本实施例的外壳包括上外壳构件和下外壳构件的结果是,该外壳在外壳的外壁上具有组装线。其中构件由纤维加强热塑性聚合物合成物制成并且在组合两步式注塑成型工艺中被组装在一起的、根据本发明的外壳的效果是,确保了简单的可生产性及其高精度的尺寸。而且,外壳能够被制造成,使其可以承受径流式压缩机的高抗渗性需求。根据本发明的外壳的效果是,其能够例如通过在多腔单模具中通过注塑成型简单地生产,能够以多样和复杂的形状制造,并且能够通过选择合适的纤维加强热塑性聚合物合成物来设置足够的稳定性。
[0019] 这里公开了克服了如上所述现有技术的问题中的一个或多个问题的、根据本发明的塑料外壳以及用于制造所述塑料外壳的工艺的各种实施例。
[0020] 应该注意,从下述的实施例中将明白,外壳的上构件是外壳的最靠近入口管的或者甚至是与入口管一体形成的那部分,并且下构件是进一步远离入口管的部分。
[0021] 在第一实施例中,在塑料外壳中的构件包括上外壳构件和下外壳构件,其中入口管构成上外壳构件的一体部分,而出口管构成上外壳构件或下外壳构件的一体部分。压缩机管道由上外壳构件和下外壳构件的组装来界定。压缩机管道的形状可以更加自由地设计并且可以更复杂。出口管与上外壳构件的一体形成具有可获得更坚固的结构的优势。
[0022] 此外,可以在上外壳的设计中,结合同时加强入口管和上外壳构件的加强肋。
[0023] 在第二实施例中,在塑料外壳中的构件包括上外壳构件,上壳体构件包括一体形成的出口管,漏斗构件为分立的构件。上外壳构件包括用于容纳漏斗构件的开口。漏斗构件是构成入口管的分立构件。压缩机管道由上外壳构件结合安装装置来限定,其中上外壳构件必须安装在所述安装装置上。分立的上外壳构件和入口管的优势是,可以在不增大生产工艺的复杂性的条件下,限定具有更复杂的形状和底切口的压缩机管道。
[0024] 在第三实施例中,在塑料外壳中的构件包括至少三个构件,这三个构件包括漏斗构件、上外壳构件和下外壳构件。漏斗构件限定了入口管。
[0025] 组装后的上外壳构件和下外壳构件一起限定可压缩机管道。该实施例的优势是,可以设计具有形状甚至更复杂的压缩机管道的外壳。可选地,上外壳构件或下外壳构件包括一体形成的出口管。否则,通过上外壳构件和下外壳构件的组合来形成出口管。出口管作为上外壳构件或下外壳构件的一体部分的结构产生更强的结构一体性。
[0026] 在根据本发明的外壳的优选实施例中,漏斗构件是具有两个不同端部——大端部和小端部的锥形形状,其中大端部比在上外壳构件中的开口大,并且另一端部即小端部比所述开口小。小端部具有常规的管的形状,而该漏斗构件中的大端部适当地具有类似于喇叭的形状。该实施例的优势是,包括所述漏斗构件的外壳可以被设计成与压缩机叶轮很好地配合,使得在漏斗构件与压缩机叶轮之间具有窄小的间隙,同时得到该间隙的高尺寸精度和稳定性。这些方面在很大程度上使外壳具有更好的性能。
[0027] 在所述优选实施例中,漏斗构件和上外壳构件被组装,使得大端部位于外壳的内部并且共同限定压缩机管道,并且使小端部位于外部位置。该实施例的额外优势是,入口管被更加牢固地固定到外壳结构上,并且在外壳内的内部压力较高的情况下,降低了入口管从上外壳构件脱离的风险。
[0028] 在本发明的另一实施例中,外壳包括漏斗构件,其中至少大端部包括金属嵌入物,或者其中漏斗构件由金属制成。大端部适当地具有类似于喇叭的形状。能够使金属嵌入物,或者适用的金属漏斗构件容易地成形为期望的形状,例如,类似于喇叭的形状。可以从金属管件开始并且深度拉伸金属管件或其一部分来完成成形。可以利用纤维加强热塑性合成物来对金属嵌入物进行外部成型(overmold),从而形成其中结合有金属嵌入物的漏斗构件。
[0029] 包括金属漏斗构件或其中漏斗构件在大端部中包括金属嵌入物的实施例的优势是,外壳具有甚至更好的尺寸稳定性,并且在模拟压缩机叶轮破裂事件的容器测试期间,能够承受甚至更高的冲击。
[0030] 根据本发明的、用于制造塑料外壳中的构件的纤维加强热塑性聚合物合成物,可以是适合于注塑成型并且在高温下具有良好的耐久性性能的任何纤维加强热塑性聚合物合成物。
[0031] 在优选实施例中,根据在空气中的老化测试所确定的,纤维加强热塑性聚合物合成物在150℃具有1000小时的拉伸强度半衰期,更优选地,在150℃具有至少2000小时或更好地具有至少3000小时的拉伸强度半衰期。其优势是塑料压缩机外壳具有提高的耐久性。
[0032] 对于老化测试,在空气中的纤维加强热塑性聚合物合成物的拉伸强度半衰期,是通过根据在JIS(日本工业标准)K6257中所述的硫化橡胶测试方法来确定的。首先,制造根据纤维加强热塑性聚合物合成物的ISO527的哑铃标本,并且在23℃下进行拉伸测试以得到初始拉伸强度TS0。对随着成型而干燥的样本进行拉伸测试和其他测试。其后,将拉伸测试所需要的大量哑铃标本放入被设置到预定温度的空气加热炉中。在一定时间后,取出小部分的标本,使其冷却到室温,其后在23℃下对其进行拉伸测试以得到第一时间段的拉伸强度TS1,以这样的方式,得到不同时间段的TS1、TS2等等以及TSX。把达到TSN/TS0=0.5所需要的时间N定义为在预定温度下的半衰期。拉伸强度半衰期优选地在180℃下是至少1000小时,更优选地在180℃下是至少3000小时。
[0033] 纤维加强热塑性聚合物合成物包含加强纤维。加强纤维原则上可以是适合在用于高温应用的纤维加强热塑性聚合物合成物中使用的任何加强纤维。适当地,加强纤维从玻璃纤维、纤维、金属纤维、芳酰胺纤维(又称芳纶纤维)中选取。优选地,加强纤维包含玻璃纤维和/或碳纤维或者完全由玻璃纤维和/或碳纤维构成,更优选的是碳纤维。这些纤维的优点是,它们相对于金属纤维减轻了重量,具有良好的热稳定性并且对热塑性聚合物合成物的整体强度有很大的帮助。
[0034] 加强纤维以在较大范围上变化的量存在于热塑性聚合物合成物中。适当地,相对于纤维加强热塑性聚合物合成物的重量、纤维加强热塑性聚合物合成物包含按重量20%至80%的量、优选地按重量30-70%、或者更优选地按重量40-60%的量的加强纤维。
[0035] 纤维加强热塑性聚合物合成物包含热塑性聚合物。热塑性聚合物原则上可以是适合在用于高温应用的可注塑成型的热塑性聚合物合成物中使用的任何热塑性聚合物。适当地,从由以下各项构成的组中选取热塑性聚合物:聚酰亚胺、酚树脂、聚醚醚、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚苯硫化物和聚酰胺。优选地,热塑性聚合物是具有至少220℃、更优选的是至少250℃的玻璃态转变温度(Tg)的无定形聚合物,或者是具有至少220℃、更优选的是至少250℃的熔化温度(Tm)的半结晶聚合物。这里将术语熔化温度理解为,根据通过DCS的ASTM D 3418-97以10℃/min的升温速率所测量的、落在熔化范围内并且示出了最高的熔化速率的温度。这里将术语玻璃太转变温度理解为,根据通过DSC的ASTM E 1356-91以10℃/min的升温速率所测量的、并且被确定为在原热力曲线的时间的一阶导数的峰值(与原热力曲线的拐点对应)处的温度。
[0036] 合成物可能还包括一种或多种添加剂。这些添加剂可以是适合用在纤维加强热塑性聚合物合成物中的任何添加剂。适当地,添加剂包括例如热稳定剂、抗化剂和紫外线稳定剂等通常的添加剂,诸如润滑剂脱模剂、颜料和着色剂、成核剂、阻燃剂和填料之类的加工助剂。例如,在“ Müller,Kunststoff-Additive,3Ausgabe,Hanser-VerlagMünchen,Wien,1989” 和“Plastics Additives Handbook 第 五 版,Hanser-Verlag,München,2001”中描述了所提到的以及其他适合的添加剂。添加剂可以单独地或以组合的形式使用,并且能够以纯净物的形式或以母料的形式得到。
[0037] 在优选实施例中,聚合物是聚酰胺,更优选地是包括聚酰胺-46的聚酰胺(仅聚酰胺-46,或聚酰胺-46与其他聚酰胺的组合)。
[0038] 更优选的是,纤维加强聚合物合成物是热稳定合成物,其包含聚酰胺,或者聚酰胺以及包含金属颗粒和/或铁氧化物的稳定系统的混合物。在专利申请WO-2005/007727-A1和WO-2006/074934-A1中描述了这样的热稳定聚酰胺合成物,这些专利申请通过引用结合于此。
[0039] 根据本发明及其各种实施例的径流式压缩机的外壳,包括入口管、压缩机管道和排气管,可以通过包括以下步骤的组合工艺制成:
[0040] a.对纤维加强热塑性聚合物合成物进行熔化处理从而形成聚合物熔体,[0041] b.将聚合物熔体在包括至少两个腔体的成型模具中注塑成型,从而形成至少包括上外壳构件和下外壳构件的至少两个构件,
[0042] c.将至少两个构件组装在一起,从而形成限定出入口管、压缩机管道和出口管的壳体,以及
[0043] d.通过第二次注入的热塑性成型合成物的注塑成型,将组装后的构件相互固定。
[0044] 根据本发明的工艺,在多腔单模具中形成至少两个构件具有如下优势,构件经历相同的温度历程,从而可以最佳地保证两个构件的良好的尺寸配合和最佳装配。
[0045] 在根据本发明的工艺中,步骤a)、b)、c)和d)被组合在单个工艺中,并且通过用于制造构件的聚合物熔体的注塑成型,以及然后用于固定的第二次注入的热塑性成型合成物的注塑成型,将注塑成型、组装和固定在同一个模具中完成。通过根据本发明、在组合工艺中以分立的构件的形式使外壳注塑成型,能够有效地制造甚至具有复杂形状的外壳。这种工艺的优势是,其可以全自动化,并且使导致不同构件之间不配合的任何构件的尺寸变化的风险最小。这种组合工艺可以最好地控制外壳(或者其中的漏斗构件)与被外壳所包含的压缩机叶轮之间的间隙。
[0046] 在组合工艺中被组装的构件的固定可以通过各个构件中的至少一部分的外部成型和/或填充成型或其组合来完成。这样的成型方法可以通过两步式注塑成型工艺来完成。根据本发明的外壳可以通过包括以下步骤的工艺来生产,其中通过使成型合成物在多腔模具中注塑成型来制造第一和第二塑料外壳构件以及可选的其他塑料部件,改变第一和第二塑料构件以及可选的其他塑料部件的位置使得第一构件的第一边缘部分与第二构件的第二边缘部分相对布置,并且通过在第二注塑成型步骤中通过热塑性成型合成物、使第一和第二边缘二次成型或者连接并接合。
[0047] 通过应用这样的工艺,获得构件之间的高接合强度。对于第二注塑成型步骤,可以使用相同的纤维加强热塑性聚合物合成物(1合成物成型,或1-C成型)或者使用其他的热塑性聚合物合成物(2合成物成型,或2-C成型)来完成外部成型和/或填充成型。优选地采用2-C成型,其中注入熔化温度Tm高于纤维加强热塑性聚合物合成物的Tg或Tm的其他热塑性聚合物合成物来作为聚合物熔体。这使得构件本身之间以及构件与其他聚合物之间更好地粘接。
[0048] 可以有利地使用外部成型来产生额外的加强构件以及额外的锚定构件,例如用于在承重结构上的安装或流体引导元件的安装。
[0049] 根据本发明的工艺中的外壳可以是根据本发明(包括其全部实施例)的用于径流式压缩机的任何外壳。
[0050] 本发明还涉及利用根据本发明及其任意实施例的工艺所获得的用于径流式压缩机的外壳。本发明还涉及用于汽车涡轮增压器的根据本发明及其任意实施例的外壳的使用。附图说明
[0051] 图1是根据本发明的外壳的立体图。
[0052] 图2是根据本发明的外壳的横截面图。
[0053] 图3是成型模具的上外壳部分(其中形成上外壳构件)的横截面图。
[0054] 图4是成型模具的下外壳部分(其中形成下外壳构件)的横截面图。
[0055] 图5是示出将漏斗构件、上外壳构件和下外壳构件组装在模具中的成型模具的装配状态的横截面示图。

具体实施方式

[0056] 图1是本发明的外壳(1)的立体图,外壳(1)由下外壳构件(2)、上外壳构件(3)和用作入口管的漏斗构件(4)构成。虚线示出了各个构件的边界。上外壳构件(3)包括一体形成的出口管(5)。
[0057] 图2示出了由下外壳构件(2)、上外壳构件(3)和漏斗构件(4)构成的外壳(1)的截面图。漏斗构件具有喇叭形状的大端部分。这三个构件全部在一个模具中成型,被移动为彼此接近,并且通过在边界处进行焊接而相互结合并接合,从而形成外壳。焊接已经通过漏斗构件的注塑成型、沿着焊接线的粘接材料完成。下外壳构件(2)、上外壳构件(3)和漏斗构件(4)共同限定了压缩器管道(7)的形状。在该实施例中,如图2的示意性图示,压缩机管道具有类似于圆形的截面。下外壳构件(2)包括与下外壳构件(2)一体形成的凸缘(8)以及安装座(9),其有助于外壳的结构强度。涡轮增压器中的压缩机叶轮被外壳包含在漏斗构件的喇叭形状部分的内部和下方的开口空间中。
[0058] 图3示出了用于形成上外壳构件的、成型模具(10)的上外壳部分的横截面。数字11表示用于在腔体(12)中形成的主要成型(即,上外壳构件的成型)的浇道。
[0059] 图4示出了用于形成下外壳构件的、成型模具(10)的下外壳部分的横截面。数字13表示用于在腔体(14)中形成的主要成型(即下外壳构件的成型)的浇道。
[0060] 用于三个构件的腔体分别设置在单个成型模具中。这里省略了模具的漏斗部分的横截面示图。在注塑成型工艺期间,熔化的含加强纤维的聚合物合成物经由浇道注入到用于各个构件的腔体中。在被注塑的含加强纤维的聚合物合成物的温度降低到注塑件不会丧失其形状的适合温度时,打开模具。接着,通过传输装置将上外壳构件和漏斗构件插入在下外壳部分中。该状态如图5所示。
[0061] 图5示出了将独立成型的下外壳构件(2)、上外壳构件(3)和漏斗构件(4)组装在一起而重组的模具。
[0062] 然后,经由用于二次成型的浇道15、注入第二次含加强纤维的聚合物合成物以充满构件之间的边界,从而将构件固定在一起。在成型体的温度降低到适当温度时,打开模具并取出产品。
[0063] 上面的描述仅仅是说明性的,并且本发明不限于此。也可以通过两步式注塑成型方法以其他方式来制造本发明的用于汽车涡轮增压器的外壳。例如,第二注塑成型步骤可用来对构件的较大部分进行外部成型(overmold)并且产生进一步的肋、凸缘等,以在保持外壳的重量比金属外壳的重量小的同时,进一步加强外壳。
[0064] 以下面的示例进一步说明本发明。
[0065] 示例1
[0066] 使用纤维加强热塑性且热稳定的PA46合成物——Stanyl Diablo OCD2100作为材料。用于直径约10cm的压缩机外壳的成型的、具有用于上外壳部件和下外壳部件的腔体的、模具滑动注塑成型式的双腔模具被结合在包括注塑成型挤出机的注塑成型构件组中。将注塑成型挤出机的温度设置和注入压力以及模具的温度设置调节为针对Stanyl材料的标准成型条件。将材料注入到两个腔体中,改变腔体的位置以使得两个注塑件彼此相邻布置,从而形成压缩机外壳的形状同时在两个注塑件的接触区域处留有开放通道,并且将第二次注入的材料在该通道中注塑成型。在根据通常的成型顺序、使这样形成的外壳在模具中冷却时,将外壳脱模。使注塑件冷却到室温。
[0067] 以相同的方式制造一系列外壳。
[0068] 关于外壳的抗压性,对外壳进行了测试。为此,将注塑件连接到压力装置,以使水进入。牢固地封闭注塑件中的任何其余的开口。慢慢增大水压并且记录爆裂压力。
[0069] 爆裂压力的平均值是2.8。这表明通过组合两步式注塑成型工艺制造的、由纤维加强热塑性聚合物合成物制成的、根据本发明的外壳,产生了坚固的耐高压压缩机外壳。
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