CN104105587A - 用于制造塑料制品的方法以及吹塑模具的部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造塑料制品(9)的方法，其包括：挤出由挤出物制成的大致软管形的预成形件(1)，以及在应用压差的情况下在吹塑模具(2、53)内部将预成形件(1)改形为空心体，其中，在完全成形待完成的塑料制品(9)之前将至少一个装入件(6)引入到部分成形的塑料制品(9)的内部，并且软管形的预成形件(1)借助中间框架(4)布置在吹塑模具的至少两个半体(2、3)之间。

Description

用于制造塑料制品的方法以及吹塑模具的部件

技术领域

本发明涉及一种用于制造塑料制品的方法，其包括：挤出由挤出物制成的软管形的预成形件，以及在应用压差的情况下在带有至少两个半体的吹塑模具内部将预成形件改形为空心体，其中，至少一个装入件引入塑料制品的内部。

此外，本发明还涉及用于吹塑模具的中间框架。

背景技术

尤其在通过挤压吹塑制造大型塑料容器时通常期望的是，将装入件引入到要完成的容器中。例如，用于机动车的由热塑性塑料制成的燃料容器通常配设有功能性构件/装入件。装入件可以在制造容器之后通过一个或多个设置在这个容器中的修正开口()手动地引入。尤其在由热塑性塑料制成的燃料容器中存在如下问题：为此使用的塑料(通常为HDPE)对于烃而言不是扩散密封的。因此，由热塑性材料制成的燃料容器由带有用于烃的屏障层的共挤出物制造。由此可以实现，在最大程度上确保燃料容器的密封性，然而其中，在多层的壁结构中屏障层被容器壁中后来安装的开口损坏/中断，从而在容器壁中的开口的区域中产生了潜在的泄露位置，在容器完工之后必须对所述位置耗费地进行密封。尤其为了在容器中引入大于待设置的修正开口的装入件，根据在DE 602 18 237 T2中公开的方法，装入件在容器成形期间通过挤压吹塑一同吹鼓(mit umblasen)。其中一些装入件例如阀门的紧固一如既往地仍然需要容器壁上的多个开孔。

目前努力的方向在于，在制造燃料容器期间尽可能将所有的装入件引入到该燃料容器中，以便使容器壁中所需开口的数量保持得尽可能少。

在现有技术中公知了：在吹塑中使用中间框架。DE 102 31 866 A1描述了用于制造塑料空心体的类属的方法，其中，软管形的塑料预成形件被切开为两个面式的半成品，并且半成品通过能取出的中间框架分离地置入吹塑模具中。随后，形成两个半壳，其中，模具半体通过能取出的中间框架彼此分离，从而半壳彼此不接触。在打开模具半体和取出中间框架之后，装入件安装在至少一个半壳的内侧上。随后，半壳与塑料空心体连接。

这个方法在处理要划分为面式的半成品的预成形件时产生困难。由于对塑料的强烈加温而造成预成形件非常不稳定。插入面式的半成品是额外困难的，即，两个半成品既不允许在向着吹制模具的运输中又不允许在吹制模具中互相接触，因为否则它们将会彼此粘接。中间框架在这里仅有限地有所补救。

根据DE 10 2009 030 492 A1建议的是，将软管形的预成形件开槽为C形的横截面并且插入到吹塑模具中。通过这个C形的横截面尽可能保留了形状较稳定的圆形横截面形状。通过槽可以达到预成形件的内部，从而可以在完成吹制之前引入插入件。然而，由于预成形件的局部开口而限制了用以引入尤其是大型插入件的运动范围。

发明内容

本发明的任务在于，提供前述方法的备选方案，其也可以实现在改进的挤出物处理中毫无困难地置入大型的插入件。

由用于制造前文提到的类型的塑料制品的方法出发，该任务如下地来解决，即：

-在软管形的预成形件中布置中间框架，

-软管形的预成形件借助中间框架布置在吹塑模具的至少两个半体之间，

-软管形的预成形件借助中间框架在吹塑模具中部分地预成形，

-随后，软管形的预成形件被分离成至少两个部分，

-用以引入至少一个装入件的吹塑模具以如下方式被打开，即，分离的预成形件的一部分保留在吹塑模具的任一半体中，接着的方法步骤为：

(a)从吹塑模具的至少两个半体之间取出中间框架，

(b)将至少一个装入件引入部分成形的塑料制品的内部，

(c)闭合带有预成形件的部分和至少一个装入件的吹塑模具，并且

(d)预成形件完全成形为空心体。

利用这个建议的解决方案可以实现，借助夹具从吹制头接收空心的塑料制品并置入吹塑模具中，其中，在运输期间预成形件尽可能地保持稳定，因为为了从挤出头到吹塑模具的运输，软管形的预成形件的起稳定作用的、尽可能圆形的横截面形状得以保持。通过在预成形之后才进行的将预成形件切为至少两个部分而很好地确保了可达到预成形件的内部区域。可以将全部的期望的插入件引入，这些插入件与膏状的预成形件粘接并且在闭合吹制模具和完成对塑料空心体吹制之后牢固地置入已完成的吹塑制品中。

但是，软管形的预成形件也已经作为部分分离的预成形件而可以引入吹塑模具中。在此，带有大致C形横截面的软管形的预成形件能够置入吹塑模具中，其中，为此相应地分开由挤出头排出的或者已经排出的挤出物。预成形件的尽可能圆形的横截面在这里也得以保持，该尽可能圆形的横截面给予预成形件一定的自稳定性。

不依赖于软管形的预成形件是否具有封闭的或C形的横截面，为了如下目的而插入中间框架，即，至少两个构成预成形件的部分能彼此分离地处理并且彼此不粘接。

为了这个目的，在预成形件分离为至少两个部分之前，中间框架布置在预成形件中，尤其将中间框架引入预成形件中或者将软管形的预成形件送至中间框架上。

预成形件以如下方式放置在中间框架上，即，展开预成形件。在已经分开的C形预成形件中可以采用刚性的中间框架，于是可以借助相应地移动的模具前置件来使预成形件贴靠在中间框架上。在使用能展开的中间框架的情况下也可以设置：采用模具前置件。模具前置件理解为吹塑模具的部件，这些部件前置于实际的吹塑件并且与滑块相类似地向阴模(Gegenform)(在此是中间框架)挤压预成形件，因此例如简化了预吹制，而不必整体上闭合吹塑模具。

因此设置了：要么借助夹具将预成形件罩在中间框架上，要么将中间框架推入由夹具保持的预成形件中。在此，中间框架如下地实施，即，在该中间框架处于预成形件内部之后，其可以展开，直到预成形件围绕中间框架延伸并贴靠在该中间框架上。在此，具有将其围绕的预成形件的中间框架如下地布置，即，其在吹塑模具闭合之后处于吹塑模具的两个半体之间。如上文已实施的那样，可以附加地置入模具前置件。

可以对中间框架附加地调节温度，由此支持了预成形件在中间框架上的贴靠。

根据改进方案设置了，预成形件的预成形通过布置在中间框架中的吹嘴来进行。其优点为，两个模具半体可以不依赖于用于吹制过程的供应管线地运动，因为它们整体地布置在中间框架上。

按照有利的方式，借助布置在中间框架中的分离设备将预成形件分为至少两个部分。在此，分离设备可以如此地布置在中间框架中，即，该分离设备环绕框架一圈或者在周边布置多个分离设备并且仅环绕部分区域。分离设备同样可以布置在吹塑模具的其中一个半体之中或之上，或者单独地从外部输入，如其在下文按照示例阐述的那样。

例如，在这里可以设置刀具、热分离装置、激光器或在模具半体中借助相应的切割棱边的去除装置作为分离设备。

但是，也能想到的是，借助从外部抵靠在中间框架的区域中的分离设备将预成形件分离为至少两个部分。因此，例如建议了，使一个或多个刀具从外部抵靠在中间框架的区域中，以便分离预成形件并因此使用中间框架近似地作为剖面底板(Schnittunterlage)。

在另一改进方案中设置了，借助中间框架在预成形件和中间框架之间形成两个分离的空腔。

在这种情况下，中间框架具有分隔壁，其中，要么与C形预成形件相关联地使用刚性的框架，要么在使用能折叠的中间框架的情况中针对随同折叠的分隔壁需要稍微复杂一些的结构。然而，在两种情况中实现的是，预成形件现在形成两个分离的空腔，所述空腔可以通过吹嘴以不同的压力来加载并因此使预成形件预成形。在此，吹嘴可以布置在中间框架中。

当应产生其半体具有较复杂的表面轮廓的塑料空心体时，例如会需要在两个腔室中施加不同的压力。

在另一改进方案中设置了，借助优选多轴线的操纵器将装入件引入部分成形的预成形件的部分中。

为此，首先彼此分离地移动两个吹塑模具半体并取出中间框架。

因为带有布置在其中的预成形件的部分的两个模具半体可以借助根据本发明的方法尽量无限制地打开并移动，所以可以达到塑料制品的内部空间中的每个位置。从简单到较复杂的所有期望的插入件可以相应地在其中定位并插入。相应地为此编程的多轴线机器人可以毫无困难地胜任该任务，其中设置了：插入件单独、共同或依次地插入到两个成形半体中。

特别有利的是，在吹塑模具的两个半体中的至少一个上布置有机构，在取出塑料制品前如下地移动这些机构，即，去除预成形件的多余部分(对于塑料制品的常规使用不必要的所谓的余料)，其中，多余的部分保留在其中一个吹塑模具半体上。

可以考虑，在塑料制品成形之前就已经去除多余部分，其保留在中间框架上并连同中间框架取出。如下是可能的，即，在分开预成形件时就已经去除了余料。

根据这个改进方案建议的是，在模具中已经将围绕塑料制品的、对制成的制品来说不再需要的环形边缘去除。这使针对已完成吹制的塑料空心体的相应的再处理时间最小化，因为已经去除了全部无用的塑料部分。例如，为了从吹塑模具中取出塑料部分夹具可以如下地设计，即，夹具也直接地一同取出去除的且残留在模具中的多余的余料份额，保存制成的塑料空心体并且为了回收塑料而将余料份额输送给再利用装置。

由此，该任务附加地通过根据权利要求11的前序部分的中间框架来解决，即，中间框架配设有柔性的接合机构，由此中间框架能在其周几何形状上发生变化。根据改进方案设置了：在中间框架中设置有用以引入吹制空气的开口。

因此建议的是，中间框架在其形状方面是能折叠或能摆转的，以便要么可以将中间框架简单地引入预成形件中，要么可以将预成形件简化地罩在中间框架上。在单个框架部件折叠或枢转后才产生了中间框架的最终的周几何形状，由此可以实现，围绕该中间框架布置的预成形件近似地如封装膜那样围绕中间框架地包围。在此，中间框架的周几何形状如下地实施，即，中间框架的端面尽可能与吹塑模具应用的半体的端面相同，因为在具有放置在其间的中间框架的吹塑模具闭合之后，中间框架的端侧和吹塑模具的两个半体的端侧形成密封面。

按照有利方式，将吹嘴拧入到用于吹制空气的开口中。

因此，根据要求，可以将用于不同吹制压力的不同吹嘴拧入到布置在中间框架中的开口中，而不必随同地变动按照有利方式安装在中间框架的外侧上的供应管线。

按照有利方式，中间框架由多个接片组成，这些接片与接合机构连接，其中，根据本发明建议的是，在此采用铰链。但是也可以考虑接合机构的各种其它的形式，这些接合机构可以实现中间框架的展开或折叠。

根据改进方案设置了，中间框架具有分隔壁，其可以实现将预成形件划分为两个分离的腔室，其中，两个腔室能以不同的压力来加载。在采用分隔壁的情况下中间框架也可以是一件式的，也就是不能折叠或不能摆转。但是，这不是强制性的，因为在采用例如柔性的分隔壁的情况下也可以考虑能折叠的中间框架，该分隔壁根据中间框架的折叠机制的设计方案一起摆转或一起折叠。

附图说明

在附图中示意性示出了根据本发明的设备以及阐述了该方法：

图1示出用于对带有闭合的预成形件和能折叠的中间框架的插入件的塑料制品进行吹塑的装置的立体视图；

图2示出用于对带有C形的预成形件和刚性中间框架的塑料制品进行吹塑的装置的立体视图；

图3示出打开的吹塑件的立体视图，插入件引入该吹塑件中；

图4示出吹塑模具的剖面，其中，预成形件贴靠在中间框架上；

图5示出吹塑模具的剖面，其中，对预成形件进行了预吹制；

图6示出在分开预成形件之后半打开的吹塑模具的剖面；

图7示出带有模具前置件的图5的变型方案；

图8示出在预成形和去除余料之后根据图7的变型方案；

图9示出打开的吹制模具的剖面，插入件引入该吹制模具中；

图10示出带有插入件的闭合的吹制模具的剖面；

图11示出闭合的吹制模具和带有插入件的完成吹制的塑料制品剖面；

图12示出带有附着在一个半体中的塑料制品的、打开的吹制模具的剖面；

图13示出吹塑模具的剖面，其中，取出了塑料制品；

图14示出能展开的中间框架；

图15示出中间框架的剖面；以及

图16示出带有分隔壁的中间框架。

具体实施方式

图1示出典型的吹塑装置的立体视图，在该吹塑装置中，软管形的预成形件1借助夹具插入吹塑模具的第一半体2和第二半体3之间。夹具5的枢转可能性通过半圆的双箭头来指示。能折叠或能枢转的中间框架4布置在预成形件1中。要么可以将这个中间框架4从下方推入该预成形件中，要么将预成形件罩在已经定位的中间框架4上。

图2相应于如图1那样的布置，其中，相同的位置编号代表了相同的部件。

图2与图1的区别在于，预成形件1具有C形的横截面，并且采用了刚性的框。因此，预成形件在置入到两个吹塑半体之前至少在一侧已经被开槽。所使用的中间框架4是刚性的并且侧向地在开槽区域中移入到预成形件1中。显而易见地，在这里也可以实现的是，将C形的预成形件送至刚性的中间框架4上。

在两种情况下，夹具5都从未示出的挤出头抓取预成形件1，并且移动到两个模具半体2和3之间的区域中。

图3示出吹塑模具的两个翻开的模具半体2、3，开槽的预成形件1的每一部分8都布置在这些模具半体中。例如，插入件6借助未示出的机器人的机械臂7插入模具半体3中的预成形件1的部分8中，并且压向预成形件1的部分8的仍旧软的内壁。能取出的中间框架4示出接合机构11，所述接合机构对于中间框架的枢转或折叠是必需的。箭头仅表示，可以取出吹塑模具的两个半体2和3之间的中间框架4，而不表示中间框架4的移动方向。

在另外的图4至图13中以吹塑模具的剖面视图示意性地说明了各个方法步骤。在图1中描绘了剖面平面20。

图4示出闭合的吹塑模具半体2和3，其中，中间框架4布置在两个半体之间，以便预成形件1延伸。

图5再次示出带有两个吹塑模具半体2、3和布置在它们之间的中间框架4的闭合的吹塑模具，其中，预成形件1在这里通过未示出的吹嘴在中间框架4中预成形并且在很大程度上已经贴靠在吹塑型腔的内壁上。

图6再次示出两个吹塑模具半体2和3，但是它们处在部分打开的状态中。预成形件1已经分离为两个部分8，所述部分位于两个模具半体2和3的每一个之中。中间框架4不再在与模具半体或预成形件1连接并可以被取出。

图7示出在应用了模具前置件(Formvoreiler)18情况下的变型方案。如在图5中那样，预成形件1包围中间框架4，但是，不是吹塑模具半体2和3，而是布置在吹塑模具半体上的模具前置件18使预成形件1相对于中间框架4密封。

图8示出带有分成三个部分的预成形件1的吹塑模具半体2和3。两个部分8位于模具半体2和3中，第三部分10作为多余的且对制品而言非必需的塑料废料(所谓的余料)附着在中间框架4上并且利用这个中间框架来取出。

图9再次示出根据由图4至图6的实施例的打开的吹塑模具，其中，预成形件1的部分8仍处于吹塑模具半体3中并且预成形件1的另一部分8处于吹塑模具半体2中。插入件6布置在预成形件1的每一部分8中。要注意的是，两个吹塑模具半体2和3不必强制地在一条轴线上打开。由于预成形件分离为至少两个部分8，所以可以实现在任一轴线上打开模具。

图10示出再次闭合的吹塑模具，其中，在这里中间框架4被取出，从而预成形件1的带有处于其中的插入件6的部分8现在通过闭合两个吹塑模具半体2和3彼此连接。

塑料制品9根据图11中所示来成形，也就是说，预成形件1的部分8借助吹制压力被完全地送至吹塑模具的内壁上并因此将插入件6包含在其内部。此外，在图11中可以看到去除器17，借助这些去除器，之前的预成形件1的不再需要的部分可以通过如下方式去除，即，在模具内部移动这些去除器。

如在图12中可以看出的那样，已完成吹制的塑料制品9保留在两个模具半体的一个之中，在这里是保留在模具半体3中，并且通过去除器17从塑料制品9上去除的多余的余料10同样保留在这个模具半体上。在吹塑模具半体2被移动得足够远之后，可以取出塑料制品9。

图13示出该步骤。在这里，再次示意性地示出吹塑模具半体3，余料10仍附着在该吹塑模具半体上。已完成吹制的塑料制品9借助夹具19和未示出的机器人的机械臂7来取出。余料10要么可以直接在相同的工作进程中通过机器人取出，要么在随后的工作进程中借助机械臂取出。

图14纯示意性地示出能摆转的中间框架的原理。图14表示了带有至少两个固定的接片12和多个能摆转的接片13的中间框架。接合机构11在这里以铰链形式布置在接片之间。这可以实现，能摆转的接片13可以如下地翻折，即，使得两个刚性的接片12之间的间距增大并因此例如围绕中间框架拉紧预成形件。这在图14b中示意性地示出，其中，在这里应该仅说明原理，因为中间框架必定在很大程度上反映出吹塑模具的端面，并且因此在极少情况下形成矩形。

图15示出中间框架4的剖面，其中，在这里分隔壁14布置在中间框架的中间。在中间框架的一部分中设置有开口15，吹嘴16装入所述开口中。

为了说明原理，在图16中再次仅示意性地示出了带有分隔壁14、开口15和吹嘴16的标准中间框架4，其中，在这里为了说明原理也仅矩形地示出了中间框架4。

结合根据本发明的中间框架，利用根据本发明的方法可以实现的是，尤其制造较大的吹塑的塑料制品，较复杂的和/或大的插入件也可以简单地置入到所述塑料制品中，由于预成形件分成至少两个部分并且吹塑模具随后能很大程度上地打开，因此引入插入件是无阻碍的。同时显著改进了对预成形件的处理。

附图标记列表

1  预成形件

2  吹塑模具的第一半体

3  吹塑模具的第二半体

4  中间框架

5  夹具

6  插入件

7  机械臂

8  1的半体

9  塑料制品

10 余料

11 4中的接合机构

12 4的接片

13 4的能摆转的接片

14 4中的分隔壁

15 用于吹制空气的开口

16 吹嘴

17 用于10的去除器

18 模具前置件

19 另一夹具

20 剖面

Claims (14)

1.一种用于制造塑料制品(9)的方法，其包括：挤出由挤出物制成的软管形的预成形件(1)，以及在应用压差的情况下在带有至少两个半体(2、3)的吹塑模具(2、3)的内部将所述预成形件(1)改形为空心体(9)，其中，至少一个装入件(6)引入到所述塑料制品(9)的内部，

其特征在于，

-在所述软管形的预成形件(1)中布置中间框架(4)，

-所述软管形的预成形件(1)借助所述中间框架(4)布置在所述吹塑模具的所述至少两个半体(2、3)之间，

-所述软管形的预成形件(1)借助所述中间框架(4)在所述吹塑模具(2、3)中部分地预成形，

-随后，所述软管形的预成形件(1)被分离成至少两个部分(8)，

-为了引入所述至少一个装入件(6)而如下地打开所述吹塑模具(2、3)，即，使得所述分离的预成形件(1)的部分(8)保留在所述吹塑模具的任一半体(2、3)中，接着的方法步骤为：

(a)从所述吹塑模具的至少两个半体(2、3)之间取出所述中间框架(4)，

(b)将所述至少一个装入件(6)引入到部分地成形的塑料制品(9)的内部，

(c)闭合带有所述预成形件(1)的部分(8)和所述至少一个装入件(6)的吹塑模具(2、3)，并且

(d)所述预成形件(1)完全成形为空心体(6)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，带有大致C形的横截面的所述软管形的预成形件(1)插入到所述吹塑模具(2、3)中，其中，为此相应地分开由挤出头排出的或者已经排出的挤出物。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预成形件(1)通过如下方式贴靠到所述中间框架(4)上，即，展开所述中间框架(4)和/或相应地移动模具前置件(18)。

4.根据权利要求1至3中至少一项所述的方法，其特征在于，所述预成形件(1)的预成形通过布置在所述中间框架(4)中的吹嘴(16)来进行。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，借助布置在所述中间框架(4)中的分离设备来将所述预成形件(1)分离为所述至少两个部分(8)。

6.根据权利要求1至5中至少一项所述的方法，其特征在于，借助从外部抵靠在所述中间框架(4)的区域中的分离机构来将所述预成形件(1)分离为所述至少两个部分(8)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，借助所述中间框架(4)，在所述预成形件(1)和所述中间框架(4)之间形成两个分离的空腔。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过吹嘴(16)对所述预成形件(1)进行预成形，其中，每个由所述中间框架(4)构成的空腔可以以不同的压力来加载。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在所述吹塑模具的所述两个半体(2、3)中的至少一个上布置有分离机构(17)，如下地移动所述分离机构，即，将所述预成形件(1)的多余的部分(10)去除。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多余的部分(10)保留在所述中间框架(4)上并能连同所述中间框架被取出。

11.一种用于尤其根据上述权利要求中任一项所述的方法制造塑料制品(9)的吹塑模具(2、3)的中间框架，其中，所述中间框架(4)能布置在软管形的预成形件(1)中且布置在所述吹塑模具的至少两个半体(2、3)之间，其特征在于，所述中间框架(4)配设有柔性的接合机构(11)，由此，所述中间框架(4)能在其周几何形状上发生变化。

12.根据权利要求11所述的中间框架，其特征在于，在所述中间框架中设置有用于引入吹制空气的开口(15)。

13.根据权利要求11或12所述的中间框架，其特征在于，设置有铰链作为所述中间框架(4)中柔性的接合机构(511)。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的中间框架，其特征在于，所述中间框架(4)配设有分隔壁(14)。