CN104755248A - 由热塑性材料生产容器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由热塑性材料生产容器(2)的方法，在容器壁(1)中具有至少一个用于容器开口的边框(4)。所述边框(4)包括以下结构，所述容器壁(1)的部分在该结构的后面延伸和/或者被该一部分穿透。该方法使用具有至少两个模具零件的多零件吹塑模具，各模具零件具有至少一个空腔，边框作为插入物而放置于吹塑模具(7)的空腔(10)中。该方法包括以下步骤：用被引导支承于预型件(12)的远离空腔(10)的一侧的工具，将已被拉入空腔(10)的预型件挤压入所述边框(4)的结构中。

Description

由热塑性材料生产容器的方法
技术领域
本发明涉及一种由热塑性材料生产容器的方法，在容器壁中具有至少一个用于容器开口的边框。
本发明尤其涉及一种用于由热塑性材料制造例如作为用于机动车辆的燃料箱、刮水器容器或油箱的固定容器的方法。用于机动车辆的燃料箱和上述辅液箱通常设置有具有例如卡口环或凸缘环形式的金属边框的填充孔或检查孔。该金属边框在生产容器期间被成形，从而使得边框的套环完全嵌入容器壁的热塑性材料中。为此，边框包括例如穿孔的环的形式的结构，该穿孔的环供容器壁的热塑性材料穿过。
背景技术
在容器上整体模制成形的塑料套环或塑料卡口通常不适合于接收相应的闭合系统，特别是当容器基于聚乙烯制造时，更特别是因为在受到相应的力作用时聚乙烯发生蠕变的倾向。
在通过挤出吹塑成形制造容器时，该边框作为插入物被放置在模具中。在闭合该模具后，必须施加相应的高吹塑压力，以确保在模具中扩展开了的预型件的热的塑性材料以这样的方式穿过或者通过边框，使得该边框被最终成品容器的壁可靠地包围。
由于热的塑性化合物的粘性，这样的制造方法不仅需要在生产周期的早期阶段施加较高的吹塑压力，而且必须在一个特定时间内保持吹塑压力，以确保塑料在边框或插入物周围能不留间隙地被吹到。
当用一种其中具有多个板条形式的预型件成形为壳体形的半成品的方法制造中空体时，在壳体接合之前需要以合适的压力和合适的保持时间进行预吹塑，以使边框紧密连接于容器壁。
该操作在生产周期上比较耗时。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种由上述类型的热塑性材料生产容器的方法，在生产所要制造的容器所需的作业周期时间方面，该方法相比已知的方法得到了改进。
作为本发明基础的目的是通过一种用于由热塑性材料制造在容器壁中具有至少一个用于容器开口的边框的容器的方法来实现的，其中，边框包括以下结构，容器壁的部分在该结构的后面延伸和/或该结构被该容器壁的部分穿透，其中，该方法使用具有至少两个模具零件的多零件吹塑模具进行，各模具零件具有至少一个构成模腔的空腔，其特征在于，该方法包括以下步骤：
-将所述边框放置并固定于模具零件的空腔中，
-提供至少两个板条状(web，片状)的热塑性预型件，
-在打开的吹塑模具的模具零件之间布置预型件，
-优选地通过对空腔抽气，将预型件拉入空腔中，和
-用被引导到支靠在预型件背离空腔的一侧上的工具，将已被拉入空腔的预型件的一定区域挤压入所述边框的结构中，所述挤压动作限于预型件的接收边框的区域。
根据本发明的板条形式的预型件的提供，既可以由预挤出管从直径方向上的相对位置分切开来提供，也可通过由彼此间隔开的凹槽模挤出板条形式的预型件来提供。
由具有对烃的阻挡层的热塑性材料制成的共挤出件优选作为挤出件。然而，在本发明的范围内，也可以加工由单一层状挤出件构成的板片形式的预型件。板片形式的预型件优选基于HDPE(高密度聚乙烯)挤出。例如，以HDPE作为基材和以EVOH作为阻挡材料的6层共挤出件是适合的。
根据本发明的该方法具有如下优点：不需要将边框“吹塑”入容器壁，只通过对空腔施加真空就可将预型件拉进空腔。不需要将吹塑成形模具的模具零件相对于用于预吹塑的中央模具关闭。因此，不需要预吹塑、保持超压、对空腔的排气，从而使得作业周期时间显著减少。
可替代地，可以提供不完全取消预吹塑而是以具有仅仅降低了的预吹塑压力且在适当情况下同时对空腔抽气的方式进行预型件的预成形，从而也实现了作业周期时间的减少。
此外，预型件中材料的分布可以以这样的方式选择，使得与材料必须在合适的气体超压作用下流过边框的结构时所需的材料相比，在待封闭的边框的区域中材料的过剩量更小。而且还提高了嵌入在容器壁中的边框的区域中的密封表面的质量。
在根据本发明的方法的一个有利的变形中，由成形压头来完成在边框的区域中对预型件的挤压，成形压头具有与边框互补的挤压表面。成形压头例如可以为轮廓环等形式。
可替代地，可由钟罩件来完成挤压，该钟罩件被引导到围绕边框地支靠在预型件上，然后由加压气体充气。
通过这样一个钟罩件，可以使得在边框的区域中只有一定区域中发生非常有限的压力，在钟罩件产生的超压力挤压预型件的热、塑料材料而使其通过边框的结构。这样的系统要快得多，因为在空间上只有非常有限的区域需要设置在压力下。另外，利用钟罩件的挤压对作业周期时间几乎没有影响，因为可以在模具打开的情况下进行挤压。
另外，当通过使用成形压头来压入时以及当使用钟罩件来压入时，都消除了本来需要的随后的通过复杂的通风系统的对空腔的排气。
在根据本发明的方法的一个有利的、优选(适当)的实施例中，成形压头或钟罩件设置于内装支架上，该内装支架被引导至打开的吹塑模具的打开的模具零件之间。
根据本发明的方法包括：将内装件导入到已被拉入到空腔中的预型件的尚为热、塑性的壁中的，在例如通过熔接和/或铆接的各种情况下，背离空腔的一侧上。
例如，可以与将内装件引入已预成形为半壳体的预型件大约在同一时间地将预型件压入边框区域。
在此，例如可以设置成，成形压头或钟罩件相对于内装支架移动以用于将预型件压入，或者可以设置成，吹塑模具的至少一个模具零件相对于内装支架移动以用于将预型件压入。这可以与使用吹塑模具的关闭运动进行的内装件的接合同时来实现。
优选地，成形压头或钟罩件通过气动移动。可替代地，它们可以是液压或机械式地移动。
优选地，边框由与预型件不相容的材料构成。所述边框例如可以设计成作为卡口式接头的零件的金属凸缘环。
在根据本发明的方法的另一有利的变形中设置成：在将预型件拉进模具零件的空腔中以后，容器的至少一个内装件固定在至少一个预型件的背离空腔的一侧，然后通过将模具零件彼此相对地关闭，将预型件接合到一起以形成基本上封闭的中空体。
在优选的实施例中，该方法还包括：在所使用的吹塑模具的打开的部件上方沿重力方向以板条的形式连续挤出至少两个片状的预型件。
预型件的拉入吹塑成形模具的空腔和在其中的成形、以及接合成成品中空体，都优选地在采用挤出件的初始热量的同时进行，即在使用来自挤出过程的塑化热量的同时进行。
附图说明
下面参照附图所示的实施例对本发明进行说明。
在附图中：
图1示出了边框被嵌入到壁中的所要生产的容器的壁的示意图；
图2a示出根据本发明的吹塑模具的示意图，图示出了边框的布置，其中设置了一个钟罩件用于在边框的区域压入预型件；
图2b示出了根据图2a的吹塑模具的变型，其中，设置有一个成形压头以将预型件压入边框的结构；
图3示出了预型件被拉到空腔中以前的吹塑模具的图；
图4示出被拉入空腔中的预型件的挤压的图；
图5示出了壳体形预型件接合到一起以形成一个封闭的中空体的图。
具体实施方式
首先参考图1，示出由热塑性材料制成的容器2的容器壁1的、在容器2的开口3的区域中的一部分。开口3例如可以设计成为可以用盖进行密封的检查孔。开口3包括金属边框4，该边框4被设计为凸缘环或卡口环。边框4可以替换地被设计成为引线的套筒。边框4上设置有带孔的环形边5，在环形边5的圆周上设有多个孔6，供容器壁1的热塑性材料穿过。容器壁1例如由基于HDPE的单层或多层挤出物制成。边框可以由钢或铝制成。如下所述，边框在容器2的生产期间成形于容器壁1中，开口3是在从模具移除容器2后通过圆形机切出或加工形成。
容器2的制造是使用在图2—图5中示出的吹塑模具7进行。吹塑模具7包括两个模具零件8(模具部件)，它们分别固定在夹模板9上，且可以以开启和闭合运动彼此朝向和远离地移动。模具零件8分别限定空腔10，模具零件8的空腔10在闭合吹塑模具7时限定成模腔，该模腔的轮廓与所要制造的容器2的轮廓大致对应。
根据以简化形式示出的实施例，吹塑模具7还包括可导入模具零件8之间的内装支架11。
该方法包括挤出和/或提供两个由熔化温度下的热塑性材料制成的预型件12，该两个预型件12被导入两个模具零件8之间，如图2a和图3中的顺序所示出的。预型件被通过真空拉入到腔体10中，成形为半壳体。随后，给半壳体13设置内装件，如果合适的话，将这两个半壳体13接合到一起而形成容器。
在将预型件12拉入模具零件8的空腔10中之前，上述的边框4作为插入件被插入至少一个空腔10中。该边框4被固定在为此设置的、相应的空腔10的凹部14中。
在所描述的实施例中，预型件被连续地从布置在吹塑模具7的上方的挤出装置沿重力方向挤出。当这些预型件到达其全长时(图3)，该吹塑模具7被关闭而靠压在内装支架11上，然后对空腔10抽真空，从而使预型件12被拉入空腔10，如图4中所示。在此，设置在模具零件8之间的内装支架11只是具有将预型件12在边缘侧靠置在模具零件8上的功能，以确保它们完全覆盖空腔10，从而使得通过模具零件8中的适当通路施加的真空负压能够发挥作用。
在进一步的方法步骤中，设置于气动缸14上的钟罩件15从内装支架11延伸出，并被使得支靠于覆盖边框4的预型件12。钟罩件15的直径仅比边框的带穿孔的环边部5的直径稍大一些。如此，钟罩件15被置于压力下密封地与预型件的背离空腔10的一侧接靠，并被施加加压气体(鼓风)。钟罩件15内的压力被维持，直到预型件12的仍为热的塑性材料推压通过边框4的带穿孔的环边部5的孔6，从而使容器壁1与边框4之间形成紧密的基于形状的刚性闭合连接(positive connection)。
另一种工序是在图2b中示意地性示出。代替钟罩件15，在内装支架11中设置有成形压头16，该成形压头16在内装支架11上设置成可利用气动缸14缩回和伸出或调节入和出。成形压头16设置有端部轮廓，例如轮廓环，它设计成与边框4的背离空腔10的一侧互补。通过成形压头10，在预型件12被拉进空腔10之后，该相应的预型件12被压入边框4，以使预型件12的仍然热的塑性的材料穿过边框的带孔的环形边5的孔6。这个过程以完全机械的方式发生，具有如下优点：该材料的在成形压头16与边框4之间的分布得到控制并均匀地发生而无缩孔和折皱。然后，从模具零件8的移动路径移除内装支架11，并将模具零件8彼此相对地闭合，以使得半壳13结合在一起以形成一个封闭的容器，并且可以在边缘侧进行熔接。
在上述的方法中，内装支架11可以，例如，另外容纳要引入到容器2中的内装件，其由相应的致动器/缸装置等连接至预型件12。所述内装件可与预型件12以基于材料和/或形状的方式连接，例如通过熔接或所谓的原位铆接(in-situriveting)，在铆接过程中铆钉材料被相应的内装件推压出预型件12，从而与成品容器的容器壁1一体地形成相应的铆钉。
在不同于所示出的方法步骤中，图中所示的内装支架可以仅当预型件12已被拉入腔10中之后才在模具零件8之间移动。预型件12可以，例如，通过单独的方法步骤被拉入空腔10中，例如通过如DE 102010025006A1中描述的分模装置。该分模装置可以布置成与内装支架11设在一个共同的机架上，从而分模装置或内装支架11可交替地导入模具零件8之间。
可替代地，预型件12的旨在将其拉入到空腔中的布置可以通过单独的布置装置来完成。
附图标记列表
1 容器壁
2 容器
3 开口
4 边框
5 带孔的环形边
6 孔
7 吹塑模具
8 模具零件
9 夹模板
10 空腔
11 内装支架
12 预型件
13 半壳体
14 气动缸
15 钟罩件
16 成形压头

Claims (11)

1.一种由热塑性材料生产容器(2)的方法，在容器壁(1)中具有至少一个用于容器开口的边框(4)，其中，所述边框(4)包括如下结构，容器壁(1)的部分在该结构的后面延伸和/或该结构被该容器壁(1)的部分穿透，其中，该方法使用具有至少两个模具零件(8)的多零件吹塑模具(7)进行，各模具零件(8)具有至少一个构成模腔的空腔(10)，
其特征在于，该方法包括以下步骤：
-将所述边框(4)放置并固定于模具零件(8)的空腔(10)中，
-提供至少两个板条状的热塑性预型件(12)，
-在打开的吹塑模具(7)的模具零件(8)之间布置预型件(12)，
-将预型件拉入空腔(10)中，和
-用被引导到支靠在预型件的背离空腔(10)的一侧上的工具，将已被拉入空腔(10)的预型件挤压入所述边框(4)的结构中，其中，所述挤压动作限于预型件(12)的接收边框(4)的区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由成形压头(16)来完成在所述边框(4)的区域中对所述预型件(12)的挤压，所述成形压头(16)具有与所述边框(4)互补的挤压表面。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，由钟罩件(15)来完成所述挤压，该钟罩件被引导到围绕所述边框(4)地支靠在所述预型件上并且然后由加压气体充气。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述成形压头(16)或所述钟罩件(15)设置于内装支架(11)上，该内装支架(11)被引导至打开的吹塑模具(7)的打开的模具零件(8)之间。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述成形压头(16)或所述钟罩件(15)相对于所述内装支架(11)移动以用于对所述预型件(12)的挤压。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，吹塑模具(7)的至少一个模具零件(8)相对于所述内装支架(11)移动以用于对所述预型件(12)的挤压。
7.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述成形压头(16)或所述钟罩件(15)通过气动移动。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述边框(4)由与所述预型件(12)不相容的材料构成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述边框(4)设计成作为卡口式接头的零件的金属凸缘环。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，在将预型件(12)拉进模具零件(8)的空腔(10)中以后，容器的至少一个内装件固定在至少一个预型件的背离空腔(10)的一侧，然后通过将模具零件(8)彼此相对地关闭，将预型件(12)接合到一起以形成基本上封闭的中空体。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，只通过在预型件和空腔之间抽真空来将预型件拉入空腔(10)中。
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