用于由热塑性材料制造中空体的方法以及用于执行所述方法的装置的制造方法
【专利说明】用于由热塑性材料制造中空体的方法以及用于执行所述方法的装置
[0001]本分案申请是基于中国发明专利申请号201110168079.5、发明名称“用于由热塑性材料制造中空体的方法以及用于执行所述方法的装置”、申请日2011年6月22日的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种模制装置，以及一种用于由热塑性材料制造中空体的方法，所述方法包括模制至少两个塑炼热塑性材料的片状板形预成型件，而且本发明还涉及一种用于执行所述方法的装置。
[0003]本发明具体涉及一种用于通过挤压吹塑由热塑性材料制造中空体的方法。
【背景技术】
[0004]在塑料制品的挤压吹塑中，通常采用包括两个半模的模具，两个半模形成为彼此互补并一起限定模腔或腔室。热塑性挤压物通常以型坯形式引入到模具的打开半模之间。模具围绕所述预成型件闭合，使后者在模具内抵靠由模具形成的腔室的内壁，而且这样成品具有与模具的内轮廓对应的外形。通过利用气压使预成型件膨胀或者通过利用负压使预成型件抵靠在模具的内壁上(这通过模具的所述壁中的通道来施加)，预成型件在模具的腔室内再成形。
[0005]尤其是在制造诸如燃料箱之类的由热塑性材料以单件制造的技术构件中，必须将各种内构件紧固在中空体中。出于广泛的各种原因，有必要且有利地早在制造中空体期间将内构件引入到中空体中。在采用常规挤压吹塑制造中空体中，其中闭合型坯形式的挤压物被引到模具的打开半模之间，而且型坯在闭合模具内膨胀，以形成最终的中空体，内构件可例如通过在制造期间所谓的“吹塑包封”而引入。在这个方法中，在型坯于闭合模具内膨胀之前，待引入的构件利用恰当设计的保持装置插入到型坯中，而且当使预成型件抵靠于所述壁上时待引入的构件能借助模具内的另外的活动构件而紧固于腔室壁。这些方法非常复杂而且在相对大程度上受限，尤其对于内构件在成品燃料箱中的后续位置和数量。因此，在通过挤压吹塑管状挤压物而制造燃料箱中，依然有必要在燃料箱已完成之后将某些内构件紧固于燃料箱中。出于此目的，可能需要破坏燃料箱壁。
[0006]例如，为了紧固排气阀、安全阀等等，常必须在燃料箱壁中设置圆形切口或孔口，以使得所述阀能牢固地固定在燃料箱壁上的合适位置处。
[0007]公知地，用于制造燃料箱的热塑性材料不完全耐碳氢化合物，而且因此燃料箱壁必须设计成带有针对碳氢化合物的阻挡层的多层挤压物。可替代地，能使燃料箱内壁受到化学处理，例如氟化或磺化。由于燃料箱要求抗渗透性，所以不希望为了制造孔、圆形切口等等而对燃料箱壁造成任何损坏，因为随后必须对这种类型的开口进行复杂的密封。
[0008]尤其针对与将内构件和功能构件引入到用于机动车辆的燃料箱中相关的上述问题的背景，已证实尤其适于制造这种类型燃料箱的方法为那些如下所述的方法，即，其中至少两个塑炼热塑性材料的片状板形预成型件在多部件式模具中再成型，多部件式模具利用执行相对于彼此的打开运动和闭合运动的两个外模和至少一个中心模形成模腔，其中内构件经由中心模或芯状件紧固于待制造的中空体的内壁。出于此目的，模具初始围绕芯状件闭合。内构件利用芯状件以预定布局紧固于预成型件，芯状件从半模之间取出，半模随后再次闭合且将燃料箱吹塑成最终形状。一种这种类型的方法根据例如WO 2007/088200A1而已知。另一可相似的方法根据例如EP 1773570B1而已知。最后，一种这种类型的方法根据例如US 6,866, 812B2而已知。
[0009]上述方法提供的特别优点在于，在待制造的燃料箱结构相对复杂的情况下，在待制造的燃料箱的内部，内构件能以任何所需布局装配在燃料箱壁上的其实际任何所需位置处，而无需借助穿孔、孔口或圆形切口而损坏燃料箱壁。
[0010]出于广泛的各种原因，在也用于由型坯进行常规挤压吹塑的现有挤压技术上，当采用这样的方法来拉拔时是有利的。这尤其有利，因为能在现有挤压机和挤压模头上进行拉拔，而且因为存在有相对简单的途径来控制挤压物的径向及轴向壁厚。对于在挤压模头中进行相对复杂的熔化控制的共挤压多层预成型件而言，这是特别有利的。
[0011]出于此原因，例如在US 6，866，812B2中提出在直径上相对的位置处将挤压的管状预成型件分开或分离，以形成板形板状预成型件，并提出通过在模具之上沿重力方向连续挤压来精确地将这些腹板状预成型件带到模具的打开部件之间。
[0012]依赖于待引入到燃料箱中的内构件的位置和布局，用于此目的芯状件必须具有相对大的结构深度，这最终预先限定待分开的板形预成型件之间的最小距离。出于此目的，如同样在US 6，866，812B2中说明的那样，必须通过复杂的辊输送机来使预成型件运动并在模具的打开部件之间使它们彼此间保持距离。
[0013]另外，芯状件或中心模具具有相对复杂的设计。具体地，除了能够采用液压的或气动的能缩回并能伸出的构件保持器、加热装置、冲压模等等，它必须设计成也能可靠地密封模具的腔室。最后，中心模具必须抵抗模具的整个闭合压力，因为一般在第一步骤，当再成型并模制预成型件以便形成半壳时，必须施加至少5巴的吹塑压力。结果，所需的中心模具相对昂贵，其重要原因是它必须完全根据模具质量来进行设计。
【发明内容】
[0014]因此，本发明基于这样的目的，S卩，提供一种用于由片状板形预成型件制造热塑性材料的中空体，尤其是燃料箱的方法，所述方法克服了上述不足。特别地，出于此目的，所述方法应容易执行且需在将提供的设备上投资较少。
[0015]所述目的首先通过一种由热塑性材料制造中空体的方法来实现，所述方法包括在形成腔室的多部件式模具中模制至少两个塑炼热塑性材料的片状板形预成型件，以形成两个互补的壳，而且所述方法还包括将所述壳连接在一起来形成基本闭合的中空体，其中所述预成型件被引入到所述模具的各具有腔室部件的打开部件之间，随后将所述模具的所述部件闭合靠在布置在所述预成型件之间的模具分隔件上，且利用压差将所述预成型件插入到所述腔室部件中并模制所述预成型件，在所述方法的另外的分离步骤中，将所述模具再打开并将待制造的中空体的内构件紧固于所述壳，且最后通过将所述模具再闭合而将所述壳连接在一起，以形成闭合中空体。
[0016]在本发明的上下文中，闭合不必理解为指的是通过施加显著的闭合力而闭合，至少在初始闭合的情况下。而且，在本上下文中它足以使模具移动，以将所述腔室密封，这使得所述预成型件能被模制以便形成壳。
[0017]根据本发明，板形预成型件既可通过在直径上相对位置处分离先前挤压的型坯也可通过从彼此间隔开的狭缝模中挤压板形预成型件来提供。出于此目的，例如可采用按照DE 102006042065A1的挤压模头，该文献由此通过参考而全部合并，也出于公开的目的。
[0018]合适的挤压物优选为带有用于碳氢化合物的阻挡层的热塑性材料的共挤压物。然而，在本发明的上下文中，也能由单层挤压物加工板形预成型件。优选在HDPE基础上挤压腹板状预成型件。作为实例，以HDPE为基材并以EV0H为阻挡材料的六层共挤压物是合适的。
[0019]在另一优选改进中，所述方法包括在所采用的所述模具的所述打开部件之上沿重力方向连续挤压至少两个片状板形预成型件。
[0020]根据本发明根据所述方法，本发明可总结说明为，再成型并模制所述预成型件来形成壳形元件并将内构件连接于由此制造的所述壳的内壁的所述方法的步骤以两个独立的方法步骤来执行且就模具而言在功能上彼此独立。对于使用所述模具的腔室内的压差模制所述壳而言，由此仅必须以所述互补的壳不熔合在一起的方式密封所述模具的腔室。
[0021]在本发明的上下文中，互补将理解为指的是，在各种情况下成型的至少两个壳形构件以当它们连接在一起或结合时提供成品中空体的方式被安装在一起。
[0022]根据本发明所述的方法具有的特别优点在于，仅需要简单的模具分隔件来模制所述壳，而且这个模具分隔件必须满足仅一个密封功能。所述模具分离器的结构深度能够与待引入到所述中空体中的内构件的位置和布置无关，而且由此不再必须引导沿重力方向在所述模具之上被挤压的片状或板形预成型件。这些(预成型件)能以一定间隔被挤压(该间隔由挤压模头预定)而不必保持在彼此相距的距离处或被引导，尤其是通过使用辊输送机、操纵器、夹具、加热杆等等。当使用挤压模头时，这是尤其有利的，如DE 102006042065A1所述，其中，通过在挤压模头内合适形成的流动通道，共挤压物的管状熔流被分开成两个基本片状板形平面熔流。
[0023]所述方法具有的另外的优点在于，待引入到所述中空体或燃料箱中的所述内构件