CN104191597B - 制造塑料容器的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制造塑料容器的装置，其中，所述装置包括具有第一半模(2)的第一压台(1)，并且包括具有第二半模(4)的旋转臂(3)，其中，加热的和热成型的塑料半壳可被容纳在第一和第二半模(2，4)内，其中，当旋转臂(3)处于第一压台(1)上的第一位置时，第一和第二半模(2，4)相互朝向地开启，从而由于第一半模(2)被挤压在第二半模(4)上，容纳在其中的塑料半壳可在它们的交叠边缘相互熔接，其中，当旋转臂(3)处于第二位置时，第一和第二半模(2，4)被相互邻近地设置并向上开启，其中旋转臂(3)在第一和第二位置之间的旋转运动通过弹簧装置(12)而被辅助，所述弹簧装置(12)利用旋转臂(3)的重量来抬升旋转臂(3)，以及制造塑料容器的方法。
Description
技术领域
本发明涉及用于制造塑料容器、特别是塑料箱、例如机动车油箱的装置。本发明还涉及用于制造塑料容器、特别是塑料箱的方法。
背景技术
对于塑料容器、特别是塑料箱的制造，使用热成型、以及由此热压成型的方法是已知的。所谓的双层热成型或双模具热成型也是已知的，其中塑料半壳在两个模具中被同时地热成型，随后所述的塑料半壳以热的和浆状的状态在它们的边缘相互熔接以形成中空体。
用于塑料油箱的双层热成型的方法以及用于制造塑料油箱的装置公开于WO2004/062889A1，其中两个加热的塑料层相互独立地移动至热成型工作站，其中单独的塑料层被降低至第一和第二压模内，其中第一和第二压模相互相邻地横向设置，其中每个塑料层被热成型以形成壳，并且其中压模中的一个与热成型的壳一起旋转并被设置在另一个压模上，并且最终，所述壳的交叠密封区域被挤压在一起并热熔接。
EP1 314 528A2公开了用于制造模制部件的热成型压机，包括悬挂在压模组件下方的框架上的模具支撑台，并且包括并排安装在模具支撑台上的一对模具，其中，提供了用于通过弓形的摆锤运动来旋转所述模具支撑台并用于利用压模组件定向和记录所述模具中的一个以及随后交替地定向和记录所述模具中的另一个的机构。
发明内容
本发明的目的在于提出用于制造塑料容器的改善的装置和改善的方法，由此特别地确保了塑料容器的节能生产。
所述目的通过制造塑料容器的装置的方式来实现，其中所述装置包括具有第一半模的第一压台并且包括具有第二半模的旋转臂，其中，加热的和热成型的塑料半壳可被容纳在第一和第二半模内，其中，当旋转臂处于第一压台上的第一位置时，第一和第二半模相互朝向地开启，从而由于第一半模被挤压在第二半模上，容纳在其中的塑料半壳可在它们的交叠边缘相互熔接，其中，当旋转臂处于第二位置时，第一和第二半模被相互邻近地设置并向上开启，其中旋转臂在第一和第二位置之间的旋转运动通过弹簧装置而被辅助，所述弹簧装置利用旋转臂的重量来抬升旋转臂。
所述目的还通过用于制造塑料容器的方法的方式来实现，其中加热的塑料面板被插入至第一、向上开启的半模内，并被插入至第二、向上开启的半模内，并且在第一和第二半模内，塑料面板被热成型以形成塑料半壳，其中第一半模被设置在第一压台上并且第二半模被设置在旋转臂上，其中旋转臂初始位于其中第一和第二半模相互邻接地设置并向上开启的第二位置中，其中，特别是在热成型之后，旋转臂被移至第一压台上的第一位置内，第一和第二半模在第一位置相互朝向地开启，其中，随后由于第一半模被挤压在第二半模上，容纳在其中的塑料半壳在它们的交叠边缘被相互熔接，其中旋转臂在第一和第二位置之间的旋转运动通过弹簧装置而被辅助，所述弹簧装置利用旋转臂的重量来抬升旋转臂。
根据本发明，据此提供了弹簧装置，如果其他的装置、例如齿轮电动机被提供以驱动旋转运动的话，那么通过弹簧装置的方式，旋转臂的旋转运动至少可被辅助。理想地，旋转运动通过弹簧装置在旋转臂的第一位置和第二位置之间的两个旋转方向均被辅助，尽管根据本发明还能够令弹簧装置仅在旋转臂的两个旋转方向中的一个提供辅助。通常高重量的旋转臂与位于其上的至少一个半模一起在降低旋转臂的过程中预加载弹簧装置，从而使得所述的弹簧装置帮助旋转臂随后的抬升。
本发明的改进在所附的权利要求、说明书和附图中指出。
弹簧装置优选为液压气动的或机械的弹簧装置。液压气动的弹簧装置特别地具有最优化的特征，例如高弹性，并且可被进一步被动地(通过恒定压力)以及主动地(通过可控压力)操作。
弹簧装置优选包括液压缸和蓄压器。液压缸的一端可以以这样的方式而被连接至旋转臂，即旋转臂的摆动旋转运动通过液压缸的部署而被辅助。
蓄压器特别地可被部分地填充高压气体，例如氮气，并部分地填充液压流体，其中隔板可被设置在蓄压器内的气体和液压流体之间。这样的蓄压器还可被涉及为“悬浮球”。
弹簧装置优选还包括液压泵。通过液压泵的方式，液压流体能够以恒定压力或者可控压力而被永久性地供给至蓄压器，从而使得例如作为液压缸的曲柄运动的结果或者作为蓄压器内气体膨胀的结果的非均匀性的出现可被补偿。
弹簧装置优选具有阻尼机构，从而防止旋转臂的共振摆动。
对于旋转臂来说，其例如能够在第一位置和第二位置之间通过齿轮电动机的方式或者通过液压电动机的方式旋转。
可替换地，对于旋转臂来说，其还能够在第一位置和第二位置之间仅通过主动控制的弹簧装置的力而旋转。动量致使旋转臂穿过止点90°。
旋转臂优选包括旋转臂架和可旋转的旋转台，其支撑第二半模。那么在本发明内容中，旋转臂的旋转运动是指旋转臂的可旋转的旋转台的旋转运动。
优选的是，液压缸在其第一端、优选在下端被安装在旋转臂架上，并在其第二端、优选在上端被连接至旋转台。
在优选的实施方式中，所述装置包括具有第三半模的第二压台，并且旋转臂具有第四半模，其中加热的和热成型的塑料半壳可被容纳在第三和第四半模中，其中，当旋转臂处于第二压台上的第二位置时，第三和第四半模相互朝向地开启，从而由于第三半模被挤压至第四半模上，容纳在其中的塑料半壳可在它们的交叠边缘相互熔接。
在这种情况中，提供了使用两个压台的构造，其中的每一个上设置有一个半模。两个相关的半模与压台上的半模互补并被设置在共用的旋转臂上。在这种方式中，通过旋转臂的单独的旋转运动的方式，例如第一和第二半模的一个模具对可被放置在一起并位于熔接的恰当位置，并且与此同时，例如第三和第四半模的第二半模对可被开启以移除熔接的容器。由此，还能够在一个半模对被闭合并且在其中熔接的容器被冷却的同时，加热的塑料面板已被同时插入至另一个半模对的半模内并热成型以形成塑料半壳。可在第一压台上的位置和第二压台上的位置之间来回旋转的旋转臂的旋转运动通过根据本发明的弹簧装置而被辅助。
优选令第一半模和/或第二半模和/或如果合适的话第三半模和/或如果合适的话第四半模为热成型工作站的形式，从而使得加热的塑料面板可被插入至各自的半模中，并且塑料半壳在各自的半模内由塑料面板而被热成型。
对于热成型工作站特别优选的是真空类型热成型工作站的形式，从而使得塑料面板通过真空而被牵拉至各自的半模内。
第二半模和第三半模优选被设置在旋转臂的相对侧上，从而使得每个半模的开口远离旋转臂指向。
旋转臂优选被大致安装在第一压台和第二压台之间的中部，并在第一位置和第二位置之间垂直旋转约180°。
第一和/或第二压台的挤压优选机械地、液压地和/或液压气动地操作。特别地，对于一个或者优选两个挤压来说能够以至少两个阶段的方式来操作，例如在高速阶段利用相对高的闭合速度和相对低的闭合力，和在力阶段利用相对高的闭合力。在这种方式中，例如可以提供的是高速阶段由机械驱动并且力阶段由液压驱动。
在根据本发明用于制造塑料容器的方法中，加热的塑料面板被插入至第一、向上开启的半模中并被插入至第二、向上开启的半模中，并且在第一和第二半模内，塑料面板被热成型以形成塑料半壳，其中第一半模被设置在第一压台上并且第二半模被设置在旋转臂上，其中旋转臂初始位于其中第一和第二半模被相互相邻地设置并向上开启的第二位置，其中旋转臂被移至第一压台上的第一位置内，第一和第二半模在第一位置相互朝向地开启，其中，随后由于第一半模被挤压在第二半模上，容纳在其中的塑料半壳在它们的交叠边缘而被相互熔接，其中旋转臂在第一和第二位置之间的旋转运动通过弹簧装置而被辅助，所述弹簧装置利用旋转臂的重量来抬升旋转臂。
优选提供的是，加热的塑料面板还被插入至第三、向上开启的半模内并被插入至第四、向上开启的半模内，并且在第三和第四半模中，塑料面板被热成型以形成第三和第四塑料半壳，其中第三半模被设置在第二压台上并且第四半模被设置在旋转臂上，其中，特别是在热成型之后，旋转臂被移至第二压台上的第二位置内，第三和第四半模在第二位置相互朝向地开启，其中，随后由于第三半模被挤压至第四半模上，容纳在其中的塑料半壳在它们的交叠边缘而被相互熔接。
塑料面板能够在被插入至第一和第二半模并优选还被热成型的同时，在第三和第四半模中熔接在一起的塑料半壳被冷却。塑料面板还可被插入至第三和第四半模内并优选还被热成型的同时，在第一和第二半模中熔接在一起的塑料半壳被冷却。由此优选在交替方式的情况中，在一个模具对内的塑料制品被制备并热成型的同时，在另一个模具对内的容器被冷却。
特别优选的是，在第一半模和/或第二半模和/或如果合适的话第三半模和/或如果合适的话第四半模内的塑料面板出于热成型的目的通过真空而被牵拉至各自的半模内。
优选的是，插入件在热成型塑料半壳之后并且在塑料半壳的配对熔接之前被插入至第一和/或第二和/或第三和/或第四半模内。插入件例如还可以在热成型过程之前而被插入至塑料半壳内。
特别优选的是，支撑第二和第四半模的旋转臂或旋转臂的可旋转的旋转台在压制过程之前优选通过机械方式、例如通过可被驱动至孔内的螺栓的方式、通过棘爪或旋转凸轮的方式、或者电的、液压的或气动的方式而被锁定在其恰当的位置，从而使得锁定的旋转臂可以承受压制过程中的力。
附图说明
本发明将在下文参考附图通过实施例的方式进行说明。
图1为根据本发明用于制造塑料容器的装置的三维描述。
图2为根据本发明用于制造塑料容器的装置的示意性描述。
图3为根据本发明装置的弹簧辅助装置的示意性描述。
图4为不具有弹簧辅助装置的旋转臂的扭矩曲线图形。
图5为具有弹簧辅助装置的旋转臂的扭矩曲线图形。
图6-图11示出根据本发明用于制造塑料容器的方法。
图12示出根据本发明用于制造塑料容器的其它装置的正视图。
图13示出根据图12装置的后视图。
具体实施方式
图1和2描述了根据本发明用于制造塑料容器的装置，其中所述装置包括第一压台1和第二压台5，以及位于两个压台1、5之间的旋转臂3。旋转臂3由旋转臂架9和可旋转地安装在旋转臂架9上的旋转台10组成。第一和第二压台1、5属于各自的压机13和14。在第一压台1上设置第一半模2(在图1中未描述该半模)，其与设置在旋转台10面向第一压台1的一侧上的旋转臂3上的第二半模4一起形成相互作用的模具对。加热的和热成型的塑料半壳可被容纳在第一和第二半模2、4内。对于此目的，如根据图6至11的方法所描述的，被保持为大致平面形式的塑料面板8被放置在半模2和4上并在半模2、4内热成型。所述装置还在第二压台5上具有第三半模6，并且旋转臂3具有第四半模7，其中加热的和热成型的塑料半壳还可被容纳在第三和第四半模6、7内。图1和图2分别描述了旋转臂3处于旋转臂3的第二位置，其中第三和第四半模6、7相互朝向地开启，从而由于第三半模6被挤压至第四半模7上，容纳在其中的加热的、浆状的塑料半壳可在它们的交叠边缘相互熔接以形成闭合的塑料容器20。
如在图1中所描述的，旋转臂3或者旋转台10主要通过齿轮电动机11的方式而被驱动。在这里，旋转臂3的旋转运动通过液压气动弹簧装置12而被辅助，从而使得齿轮电动机11可以以更小的尺寸而提供。旋转台10可以通过锁紧机构15而被固定在水平位置，从而令所述的旋转台能够在相互挤压半模的过程中承受力。
图3为根据本发明装置的弹簧辅助装置的示意性说明。旋转臂3的旋转运动的辅助通过使用液压缸16的液压气动弹簧装置12的方式而实现，旋转台10可以通过液压缸16而被移动。对于此目的，液压流体被存储在蓄压器17内。作为旋转台10向下运动的结果，液压缸16会将液压流体压至蓄压器17内，并由此构建随后用于抬升旋转台10的压力。液压流体的压力还可以例如通过液压泵18的方式而被主动地控制。为了防止旋转臂3的共振摆动，优选为弹簧装置12提供阻尼机构19。
图4描述了不具有弹簧辅助装置的旋转臂的扭矩曲线图形。在这里，扭矩以牛米绘制在y轴上，并且在旋转运动过程中(旋转臂和旋转台的抬升和降低)以秒表示的时间曲线被绘制在x轴上。在这里，MH为需要用于抬升整个重量的包括半模的旋转台的扭矩，并且MT为在加速和制动整个旋转台的过程中克服瞬时惯性所额外需要的扭矩。所需要的扭矩MH和MT的加合产生所需要的必须由齿轮电动机(或者某些其它的装置)所赋予的扭矩MG。高扭矩在初始时对于加速和抬升旋转台是所需要的(图形左侧)，并且在经过旋转台的最高位置(垂直)之后，必须赋予相应的制动力(图形右侧)。必须被赋予用于抬升过程的能量在抬升旋转台之后会丧失，并且被赋予用于制动过程的能量在制动旋转台之后同样会丧失。
图5描述了相应于图4的图形，但是旋转臂具有弹簧辅助装置。除了参见图4描述的所需要的扭矩MH和MT，例如由于预加载其而通过液压气动弹簧装置赋予的扭矩MF现在也起作用。由于扭矩MF由弹簧装置赋予，最终必须通过齿轮电动机赋予的用于抬升和制动过程的扭矩MG就会显著地降低，例如降低在弹簧装置不具有辅助装置时数值的约15％。
图6至11描述了根据本发明用于以多个不同的方法步骤来制造塑料容器的方法。在图6中，所述装置的旋转臂3在初始时保持在第二位置，其中第三和第四半模6、7的开口相互相对地定位。第一半模2和第二半模4的开口向上朝向，从而使得预加热的塑料面板8可被放置在其上，并且在它们的边缘可以通过合适的密封框架的方式相对于半模而被密封。塑料面板8于是在图7中通过真空而在半模2和4内热成型，从而使得所述的塑料面板被牵拉至半模2和4内。插入件于是可被插入至模制的塑料壳内并特别地通过熔接而被紧固至后者。在下一步中，如在图8中所描述的，旋转臂3旋转180°至图中的左侧，从而使得旋转臂3处于第一位置，其中第一和第二半模2、4的开口相互相对地定位。第一压台1向上运动并将两个塑料壳挤压在一起，所述的塑料壳由此在压力和热的作用下在它们的边缘相互熔接以形成塑料容器20。如在图9中所示的，预加热的塑料面板8于是能够相应地被放置在现在向上开启的半模6和7上，并且在它们的边缘通过合适的密封框架的方式相对于半模而被密封，同时在第一和第二半模2、4内的塑料容器20被冷却。参见图10，在第三和第四半模6、7上的塑料面板8现在被真空成型，并且插入件被再次插入至塑料壳内并熔接至后者。在该过程中，第一和第二半模2、4内的塑料容器20被进一步冷却。如在图11中所示的，第一压台1于是能够被再次降低，并且完成的塑料容器20被移除，同时旋转臂3被再次转回至第二压台5，并且另一个容器在所述的第二压机上被压制。所描述的过程现在可以根据需要不证自明地重复实施。基于旋转臂3的每个旋转运动，会释放另一个完成的塑料容器20。通过第一压机13的方式制造的塑料容器20可以是与在第二压机14上制造的塑料容器20相同的，所述的塑料容器由此以更高的生产率而被制造。然而，还能够在压台上使用不同的半模，从而使得两种不同的制品可被同时地制造。
图12为根据本发明用于制造塑料容器的装置的正视图，例如从容器被取出的一侧观察。
图13描述了图12装置的后视图，例如从塑料面板被供给的一侧。
附图标记
1 第一压台
2 第一半模
3 旋转臂
4 第二半模
5 第二压台
6 第三半模
7 第四半模
8 塑料面板
9 旋转臂架
10 旋转台
11 齿轮电动机
12 弹簧装置
13 压机
14 压机
15 锁紧机构
16 液压缸
17 蓄压器
18 液压泵
19 阻尼机构
20 塑料容器
MH 需要用于抬升重量的扭矩
MT 需要用于克服瞬时惯性的扭矩
MG 所需要的源自齿轮电动机的扭矩
MF 由弹簧装置赋予的扭矩
Claims (14)
1.用于制造塑料容器的装置，其中所述装置包括具有第一半模(2)的第一压台(1)并且包括具有第二半模(4)的旋转臂(3)，其中，加热的和热成型的塑料半壳可被容纳在第一和第二半模(2,4)内，其中，当旋转臂(3)处于第一压台(1)上的第一位置时，第一和第二半模(2,4)相互朝向地开启，从而由于第一半模(2)被挤压在第二半模(4)上，容纳在其中的塑料半壳可在它们的交叠边缘相互熔接，其中，当旋转臂(3)处于第二位置时，第一和第二半模(2,4)被相互邻近地设置并向上开启，并且其中，旋转臂(3)在第一和第二位置之间的旋转运动通过弹簧装置(12)而被辅助，所述弹簧装置(12)利用旋转臂(3)的重量来抬升旋转臂(3)，
其特征在于，所述装置包括具有第三半模(6)的第二压台(5)，并且旋转臂(3)具有第四半模(7)，其中加热的和热成型的塑料半壳可被容纳在第三和第四半模(6,7)中，其中，当旋转臂(3)处于第二压台(5)上的第二位置时，第三和第四半模(6,7)相互朝向地开启，从而由于第三半模(6)被挤压至第四半模(7)上，容纳在其中的塑料半壳可在它们的交叠边缘相互熔接。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述弹簧装置(12)为液压气动的或机械的弹簧装置(12)。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述弹簧装置(12)包括液压缸(16)和蓄压器(17)。
4.根据权利要求3的装置，其特征在于，所述弹簧装置(12)包括液压泵(18)。
5.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述弹簧装置(12)包括阻尼机构(19)。
6.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述旋转臂(3)可在第一位置和第二位置之间通过齿轮电动机(11)的方式旋转。
7.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述旋转臂(3)可在第一位置和第二位置之间仅通过弹簧装置(12)的方式旋转。
8.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述旋转臂(3)包括旋转臂架(9)和可旋转的旋转台(10)，所述可旋转的旋转台(10)支撑第二半模(4)。
9.根据权利要求3的装置，其特征在于，所述液压缸(16)在其第一端被安装在旋转臂架(9)上并且在其第二端被连接至旋转台(10)。
10.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述第一半模(2)和/或第二半模(4)和/或第三半模(6)和/或第四半模(7)为热成型工作站的形式，从而使得加热的塑料面板(8)可被插入至对应的半模(2,4,6,7)，并且从塑料面板(8)在所述对应的半模(2,4,6,7)内被热成型为塑料半壳。
11.根据权利要求10的装置，其特征在于，热成型工作站为真空类型热成型工作站的形式，从而使得塑料面板(8)通过真空而被牵拉至所述对应的半模(2,4,6,7)内。
12.根据权利要求1的装置，其特征在于，第二半模(4)和第三半模(6)被设置在旋转臂(3)的相对侧上，使得第二和第三半模(4,6)的开口分别远离旋转臂(3)指向。
13.用于制造塑料容器的方法，其中加热的塑料面板(8)被插入至向上开启的第一半模(2)内，并被插入至向上开启的第二半模(4)内，并且在第一和第二半模(2,4)内，塑料面板(8)被热成型以形成塑料半壳，其中第一半模(2)被设置在第一压台(1)上并且第二半模(4)被设置在旋转臂(3)上，其中旋转臂(3)初始位于第二位置中，其中，第一和第二半模(2,4)在所述第二位置中相互邻接地设置并向上开启，其中，旋转臂(3)被移至第一压台(1)上的第一位置内，第一和第二半模(2,4)在第一位置相互朝向地开启，其中，随后由于第一半模(2)被挤压在第二半模(4)上，容纳在其中的塑料半壳在它们的交叠边缘被相互熔接，并且其中，旋转臂(3)在第一和第二位置之间的旋转运动通过弹簧装置(12)而被辅助，所述弹簧装置(12)利用旋转臂(3)的重量来抬升旋转臂(3)，
其特征在于，随后，加热的塑料面板(8)被插入至向上开启的第三半模(6)内并被插入至向上开启的第四半模(7)内，并且在第三和第四半模(6,7)中，塑料面板(8)被热成型以形成塑料半壳，其中第三半模(6)被设置在第二压台(5)上并且第四半模(7)被设置在旋转臂(3)上，其中，旋转臂(3)被移至第二压台(5)上的第二位置内，第三和第四半模(6,7)在第二位置中相互朝向地开启，其中，随后由于第三半模(6)被挤压至第四半模(7)上，容纳在其中的塑料半壳在它们的交叠边缘被相互熔接。
14.根据权利要求13的方法，其特征在于，塑料面板在第一半模(2)和/或第二半模(4)和/或在第三半模(6)内和/或在第四半模(7)内出于热成型的目的通过真空而被牵拉至各自的半模(2,4,6,7)内。
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