DE102006037556A1 - Verfahren und Blasform zum Herstellen von miteinander verbundenen Kunststoffrohren - Google Patents
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Abstract
Miteinander
verbundene Kunststoffrohre können
in einer geteilten Blasform (1, 2) hergestellt werden, die Schieber
(7a, 7b; 8a, 8b) umfasst, welche so ausgebildet sind, dass sie im
eingefahrenen Zustand zusammen mit feststehenden Teilen der Blasformteile
(1, 2) eine erste Kavität
(12) und eine zweite Kavität
(13) begrenzen, und zwar derart, dass sich beim Ausblasen eines schlauchförmigen Vorformlings
(35) zwei über
den größten Teil
ihrer Länge
durch einen Steg verbundene Rohre ausbilden, deren Innenräume jedoch
an mindestens einer Stelle miteinander kommunizieren.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Artikels aus einem ersten Kunststoffrohr und mindestens einem zweiten Kunststoffrohr, deren Innenräume an mindestens einer Stelle miteinander verbunden sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Blasform zur Durchführung dieses Verfahrens.
- Derartige Artikel aus einem ein- oder mehrschichtigen Kunststoffrohr, auch in sogenannter 3D-Form, mit dem ein zweites Kunststoffrohr von in der Regel kleinerem Durchmesser an mindestens einer Stelle kommunizierend verbunden ist und im Übrigen zumindest weitgehend parallel zu dem dickeren Rohr verläuft, werden in großen Stückzahlen z.B. als Füll- und Entlüftungsrohr für Kraftstofftanks benötigt. In diesem Fall ist das zweite Rohr das Entlüftungsrohr und mündet mit seinem einen Ende nahe dem gleichseitigen Ende des ersten Rohres in letzteres ein.
- Während die Herstellung einzelner Kunststoffrohre aus einem schlauchförmigen Vorformling im Saugblasverfahren Stand der Technik ist, müssen bisher zur Herstellung z.B. der Kombination eines Füllrohres mit einem Entlüftungsrohr die beiden Rohre in eigenen Blasformen erzeugt und anschließend an der Einmündungsstelle des dünneren in das dickere Rohr miteinander verschweißt oder in anderer Weise einstückig miteinander verbunden werden. Zur Fixierung des übrigen Teils der Länge des dünneren Entlüftungsrohrs an dem di ckeren Füllrohr sind weitere Maßnahmen, z.B. aufgeschnappte Halteklammern, notwendig.
- Die Herstellung eines solchen Artikels aus einem ersten und einem mit diesem an mindestens einer Stelle einstückig verbundenen, zweiten Rohr in einer üblichen, längsgeteilten Blasform, deren zum öffnen und Schließen der Blasform auseinander- und zusammenfahrbaren Teile („Hälften") als Kavitäten jeweils (etwa) das halbe Negativbild des fertigen Artikels umfassen, scheitert daran, dass der übliche, schlauchförmige Vorformling bei noch offener Blasform auf den dem größten Quermaß des fertigen Artikels entsprechenden Durchmesser geblasen werden müsste, mit der Folge, dass beim anschließenden Ausformen der endgültigen Kontur des Artikels durch Zusammenfahren der Blasformteile Dünnstellen, vor allem aber Materialverluste durch Überquetschungen entstünden. Bei Rohren, deren Achsverlauf große und/oder enge Krümmungen beschreibt, würde das Materialgewicht der nach dem Entformen zu entfernenden Überquetschungen z.B. das drei- bis vierfache des Gewichts des fertigen Artikels betragen. Deshalb wäre ein solches Verfahren völlig unwirtschaftlich. Hinzu kommt, dass an den Quetschnähten das Risiko einer mangelhaften Verschweißung und bei mehrschichtig koextrudierten schlauchförmigen Vorformlingen die Gefahr einer Beeinträchtigung der Funktion, der gewöhnlich die äußerste Schicht bildenden Barriereschicht bestünde.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend angegebenen Gattung und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die es ermöglichen einen derartigen Artikel in funktionssicherer Qualität kostengünstig herzustellen.
- Diese Aufgabe ist verfahrensmäßig durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und vorrichtungsmäßig durch die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.
- Bei einem Verfahren nach dem Anspruch 1 werden zwei Kunststoffrohre, deren Innenräume an mindestens einer Stelle miteinander verbunden sind, aus einem einzigen, schlauchförmigen Vorformling in einem Blasformverfahren zumindest weitgehend überquetschungsfrei hergestellt. Dadurch werden Materialverluste drastisch reduziert.
- Zum weitgehend überquetschungsfreien Herstellen der beiden Kunststoffrohre wird der Vorformling in eine längsgeteilte, geschlossene Blasform eingebracht. Die Blasform hat eine erste Kavität entsprechend der Negativform des ersten Kunststoffrohres und eine zweite Kavität entsprechend der Negativform des zweiten Kunststoffrohres. Die beiden Kavitäten stehen an mindestens einer Stelle ständig in Verbindung und sind an mindestens einer (anderen) Stelle durch Einfahren von Schiebern voneinander trennbar. Während der Vorformling in die Kavität eingebracht wird, sind die Schieber zumindest weitgehend eingefahren. Der Vorformling befindet sich nach dem Einbringen in nur einer der beiden Kavitäten, und zwar zweckmäßig in derjenigen mit dem größeren Querschnitt. Anschließend werden die Schieber ausgefahren und der Vorformling wird auf einen ersten Durchmesser vorgeblasen, so dass er nun zumindest einen Teil des Querschnitts der ersten Kavität und zumindest einen Teil des Querschnitts der zweiten Kavität einnimmt. Nun werden die Schieber eingefahren und die in der ersten und der zweiten Kavität befindlichen Querschnittsbereiche des Vorformlings werden zu den beiden Kunststoffrohren fertig geblasen.
- Zum Einbringen kann der Vorformling beispielsweise über einen ersten toten Blasraum in die Blasform und weiter bis zu einem zweiten toten Blasraum gesaugt werden. Alternativ kann der Vorformling mittels eines Roboterarmes in die eine Kavität der zuvor geöffneten Blasform eingelegt werden.
- Das Vor- und/oder Fertigblasen der Kunststoffrohre kann mit einer Blaspinole oder auch mit mindestens einer eingestochenen Blasnadel erfolgen. Die Verwendung einer Blasnadel hat dabei den Vorteil, dass die verlorenen Endstücke des fertigen Artikels entsprechend kleiner ausfallen. Die Blasnadel wird am Besten in ein verlorenes Endstück des ersten und/oder zweiten Rohres eingestochen.
- Werden die Schieber vor dem Fertigblasen der Kunststoffrohre so weit in die Blasform eingefahren, dass nach dem Fertigblasen das erste mit dem zweiten Rohr zumindest abschnittsweise über einen Steg verbunden ist, so wird ein mechanisch besonders belastbares Bauteil erzeugt. Beispielsweise zur Anbringung einer Schelle oder Klammer kann der Steg unterbrochen sein.
- Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise mit einer Blasform mit zwei längs einer Formtrennebene geteilten Formteilen, die zum Öffnen und Schließen der Blasform auseinander- und zusammenfahrbar sind, durchgeführt werden. Die beiden Formteile begrenzen zusammen mit mindestens je einem Schieber in mindestens einem der Formteile bei geschlossener Blasform und eingefahrenem Schieber eine erste Kavität und eine zu der ersten Kavität im wesentlichen parallele zweite Kavität. Die erste Kavität entspricht der Negativform des ersten Kunststoffrohres und die zweite Kavität der Negativform des zweiten Kunststoffrohres. Die beiden Kavitäten stehen vorzugsweise an mindestens einer Stelle ständig miteinander in Verbindung. Bei ausgefahrenem Schieber bilden die beiden Kavitäten eine gemeinsame Kavität.
- Zum Vor- und Fertigblasen hat die Blasform vorzugsweise mindestens eine einstechbare Blasnadel.
- Die Blasnadel kann so angeordnet sein, dass sie in einen verlorenen Blasraum am eintrittseitigen Ende der Kavität oder in einen zweiten verlorenen Blasraum am austrittsseitigen Ende einsticht.
- Insbesondere wenn die Blasform als Saugblasform ausgebildet ist, ist es sinnvoll, wenn die Blasform eintritts- und/oder saugseitig beispielsweise durch Absperrschieber verschließbar ist.
- Anhand der schematischen Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft erläutert. Es zeigt:
-
1 eine Aufsicht auf eine „Hälfte" einer Blasform, -
2 und3 einen teilgeschnittenen Ausschnitt der Blasform in1 -
4 bis9 die Blasform in1 im Querschnitt entsprechend der Linie B-B in2 , -
10 einen Ausschnitt der Blasform aus1 im Schnitt A-A in1 -
1 zeigt ein Formteil1 einer Blasform zur Herstellung eines Doppelrohres111 aus einem mehrschichtigen Kunststoff, z.B. zum Verbinden eines Kraftstofftanks mit einem Einfüllstutzen. Das fertige Doppelrohr111 umfasst entsprechend den dargestellten Konturen der Kavitäten des Formteils1 ein dickeres Füllrohr112 und ein dünneres Entlüftungsrohr113 . Das dünnere Rohr113 ist über einen Steg116 mit dem dickeren Rohr112 verbunden und mündet bei112.1 in das dickere Rohr112 ein. Die für die Rohre verwendeten Bezugszeichen gelten (auch in2 bis9 ) ohne die führende Ziffer „1 " für die entsprechenden Kavitäten der Blasform. - Das vorstehend beschriebene Doppelrohr, das durch entsprechende Kavitäten in dem Formteil
1 und einem entsprechenden Formteil2 (vgl.2 ) erzeugt wird, hat keine planebene Mittelebene sondern ist ein sogenanntes 3D-Teil, wie der Vergleich der1 und2 zeigt. Deshalb umfasst die Blasform nicht zwei (symetrische) Blasformhälften sondern gemäß2 zwei Formteile1 und2 , die entsprechend dem Verlauf des Doppelrohres längs der Linie T geteilt und durch nicht dargestellte, übliche Antriebe zum Entformen des hergestellten Artikels, zutreffendenfalls auch zum Einlegen eines schlauchförmigen Vorformlings, auseinander- und anschließend wieder zusammenfahrbar sind. - In der beschriebenen Ausführungsform 1 ist die Blasform zur Durchführung des an sich bekannten Saugblasverfahrens ausgebildet. Deshalb sind die Eintrittsseite und die Austrittsseite durch Absprerrschieber verschließbar, von denen in
1 ein eintrittsseitiger Absperrschieber20a dargestellt ist, dem gemäß2 ein eintrittsseitiger Absperrschieber20b in dem anderen Formteil2 entspricht. In1 ist desweiteren austrittsseitig ein Absperrschieber21a angedeutet. - Im Anschluss an die eintrittsseitigen Absperrschieber und vor den austrittsseitigen Absperrschiebern hat die Blasform tote Blasräume, in denen zunächst, wie in
1 angedeutet, ein Anfangsstück118 und ein Endstück119 des Doppelrohres111 entstehen. Im Bereich eines oder beider toten Blasräume18 ,19 werden zum Blasformen des zunächst schlauchförmigen Vorformlings eine oder ggf. auch zwei Blasnadeln (nicht dargestellt) eingestochen. Die Einstichstellen sind in1 mit22 bzw.23 angedeutet. Nach dem Entformen des geblasenen Artikels werden die in den toten Blasräumen ausgebildeten Teile des Artikels längs der in1 dargestellten dünnen Linien wie üblich abgetrennt um das Doppelrohr111 mit der vorgegebenen Solllänge und beidseitig sauberen Rohrmündungen zu erhalten. - Abhängig von der Länge und dem Achsenverlauf des Doppelrohres
111 ist die Blasform in mehrere Segmente oder Abschnitte gegliedert. - Die
2 und3 zeigen eine ersten Blasformabschnitt I mit zwei zusammenwirkenden und gegenläufigen Schiebern7a ,7b mit je einen Hydraulikzylinder9 als Antrieb, sowie weitere Blasformabschnitte II und III mit entsprechenden Schiebern8a ,8b im Abschnitt II. Das Schieberpaar im Abschnitt III ist verdeckt. Alle Schieber wie7a ,7b ,8a ,8b sind in2 eingefahren und in3 ausgefahren. Die ausgefahrenen Schieber begrenzen mit ihren innenliegenden Flächen zusammen mit den inneren, feststehenden Wandflächen der Formteile1 ,2 eine gemeinsame Kavität11 , vgl.5 bis6 . Die Kavität11 wird durch Einfahren der Schieber in zwei miteinander kommunizierende Kavitäten12 und13 aufgeteilt, siehe4 ,8 und9 . - Die Absperrschieber
20a ,20b in2 und3 werden jeweils mittels eines Zylinders24 betätigt. Unterhalb der Absperrschieber in den2 und3 befindet sich ein toter Blasraum18 , in welchem nach erfolgtem Fertigblasen das verlorene Endstück118 liegt (vgl.1 ) - Im ersten Schritt wird in die geschlossene Blasform bei eingefahrenen Schiebern
8a ,8b ein Vorformling35 eingesaugt, damit er etwa die in4 gezeichnete Lage in der Kavität12 einnimmt. Der Vorformling besteht wie üblich aus einem extrudierten Schlauch. Letzterer umfasst normalerweise mehrere konzentrische Schichten, die dem fertigen Artikel wie üblich die geforderten Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Temperaturbeständigkeit, Diffusionsdichtigkeit usw. verleihen (nicht dargestellt). Das Einfahren der Schieber ist nicht erforderlich, wenn der Vorformling nicht eingesaugt sondern bei auseinander gefahrenen Formteilen1 ,2 in die größere Kavität des einen Formteils eingelegt wird. - Im nächsten Schritt wird die Blasform an ihrem oberen und an ihrem unteren Ende bzw. eintritts- und austrittsseitig mittels Absperrschiebern wie
20a ,20b in2 bzw. entsprechend21a in1 abgeschlossen. Etwa gleichzeitig werden die Schieber wie8a ,8b ausgefahren. Dieser Schritt ist in5 dargestellt. - Dann wird der Vorformling
35 mittels mindestens einer eingestochenen Blasnadel (vgl. Einstiche22 ,23 in1 ) vorgeblasen. Der erhaltene, vorgeblasene Vorformling35' nimmt dann etwa den Querschnitt und die Lage in der gemeinsamen Kavität11 ein, wie in6 dargestellt. - Im nächsten Schritt werden die Schieber wie
8a ,8b eingefahren.7 zeigt eine Zwischenstellung. Man erkennt, dass die zur Trennung der gemeinsamen Kavität11 in die späteren Einzelkavitäten12 und13 bestimmten, einander gegenüberliegenden Flächen8a.1 und8b.1 der Schieber8a und8b beginnen, den vorgeblasenen Vorformling35' einzuschnüren. Wenn die Schieber8a und8b vollständig eingefahren sind, stehen sich ihre Flächen8a.1 und8b.1 in einem Abstand gegenüber, der etwa gleich der doppelten Wandstärke des vorgeblasenen Vorformlings35' ist. An der der späteren Einmündungsstelle112.1 in1 entsprechenden Stelle der Blasform ist der Abstand zwischen den den Flächen8a.1 und8b.1 entsprechenden Stellen der entsprechenden Schieber jedoch so groß bemessen, dass sich dort kein Steg116 ausbildet. Infolgedessen kommuniziert an dieser Stelle des fertigen Doppelrohres111 der Innenraum des dünneren Rohrs113 mit dem Innenraum des dickeren Rohrs112 . - Je nach Materialeigenschaft des Vorformlings und abhängig von der Komplexität der Form des herzustellenden Doppelrohres wird der Vorformling schon während des Einfahrens der Schieber wie
8a ,8b oder erst nach dem diese vollständig eingefahren sind, fertig geblasen, entweder mittels der schon eingestochenen Blasnadel(n) oder auch mittels einer üblichen Blaspinole. In den nun voneinander getrennten Kavitäten12 und13 werden dadurch das erste Rohr112 und das zweite Rohr113 vollständig ausgeblasen, wie in8 dargestellt. Die Rohre112 und113 sind in diesem Abschnitt der Blasform über den Steg116 miteinander verbunden. - In dem Querschnittsbereich der Blasform in Höhe der freien Enden der späteren Rohre
112 ,113 haben die zusammenwirkenden Schieber, z.B. die Schieber7a ,7b , je eine der Form des Zwischenraums117 in1 entsprechende Schneidkante7a.2 bzw.7b.2 , vgl.9 . Zwischen den Schneidkanten7a.2 und7b.2 ist eine Freistellung entsprechend einem Hohlraum17 , der so bemessen ist, dass er das verdrängte Kunststoffmaterial aufnehmen kann. Infolgedessen sind in diesem Bereich die Kavitäten12 ,13 bei eingefahrenen Schiebern7a ,7b vollständig voneinander getrennt. Dieser Bereich entspricht dem Zwischenraum117 in1 . - Nach dem Abkühlen und Entformen des Fertigteils wird das in den Hohlraum
17 verdrängte Kunststoffmaterial zusammen mit den beidseitigen Endstücken118 ,119 entfernt.
Claims (13)
- Verfahren zum Herstellen eines ersten Kunststoffrohres (
112 ) und eines zweiten Kunststoffrohres (113 ), deren Innenräume an mindestens einer Stelle (112.1 ) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Kunststoffrohr (112 ,113 ) aus einem einzigen, schlauchförmigen Vorformling (35 ) in einem Blasformverfahren zumindest weitgehend überquetschungsfrei hergestellt werden. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass der Vorformling (
35 ) in eine längsgeteilte, geschlossene Blasform eingebracht wird, die eine erste Kavität (12 ) entsprechend der Negativform des ersten Kunststoffrohres (112 ) und eine zweite Kavität (13 ) entsprechend der Negativform des zweiten Kunststoffrohres (113 ) hat, wobei die zweite mit der ersten Kavität (12 ,13 ) an mindestens einer Stelle (12.1 ) ständig in Verbindung steht, im Übrigen jedoch von der ersten Kavität (12 ) durch Einfahren von Schiebern (7a ,7b ,8a ,8b ) abtrennbar ist, – dass die zweite Kavität (13 ) während des Einbringens des Vorformlings (35 ) durch Einfahren der Schieber (7a ,7b ,8a ,8b ) von der ersten Kavität (12 ) getrennt wird, – dass nach dem Einbringen des Vorformlings (35 ) die Schieber (7a ,7b ,8a ,8b ) ausgefahren werden, – dass anschließend der Vorformling (35 ) auf einen ersten Durchmesser vorgeblasen wird, bis er einen Teil des Querschnitts der zweiten Kavität (13 ) einnimmt, – dass dann die Schieber (7a ,7b ,8a ,8b ) eingefahren werden – und dass nun die in der ersten und der zweiten Kavität (12 ,13 ) befindlichen Querschnittbereiche des Vorformlings (35 ) zu dem ersten und dem zweiten Kunststoffrohr (112 ,113 ) fertiggeblasen werden. - Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling (
35 ) über einen ersten toten Blasraum (18 ) in die Kavitäten (12 ,13 ) der Blasform und weiter bis zu einem zweiten toten Blasraum (19 ) gesaugt wird. - Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling (
35 ) mittels eines Roboterarms eingelegt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling (
35 ) in der geschlossenen Blasform mittels mindestens einer eingestochenen Blasnadel zumindest vorgeblasen wird. - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasnadel in ein verlorenes Endstück (
118 ,119 ) des ersten und/oder des zweiten Rohres (112 ,113 ) eingestochen wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgeblasene Vorformling (
35 ) mittels einer Blaspinole fertiggeblasen wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber (
7a ,7b ,8a ,8b ) so weit in die Blasform eingefahren werden, dass nach dem Fertigblasen das erste mit dem zweiten Rohr (112 ,113 ) zumindest abschnittweise über einen Steg (116 ) verbunden ist. - Blasform mit zwei längs einer Formtrennebene geteilten Formteilen (
1 ,2 ), die zum Öffnen und Schließen der Blasform auseinander- und zusammenfahrbar sind, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Formteile (1 ,2 ) zusammen mit je mindestens einem Schieber (7a ,7b ,8a ,8b ) in jedem Formteil (1 ,2 ) bei geschlossener Blasform und eingefahrenen Schiebern (7a ,7b ,8a ,8b ) eine erste Kavität (12 ) entsprechend der Negativform eines ersten Kunststoffrohrs (112 ) und eine zu der ersten Kavität (12 ) im wesentlichen parallele, zweite Kavität (13 ) entsprechend der Negativform eines zweiten Kunststoffrohrs (113 ) begrenzen, dass die Kavitäten (12 ,13 ) an mindestens einer Stelle (12.1 ) ständig miteinander in Verbindung stehen und dass die erste und die zweite Kavität (12 ,13 ) bei ausgefahrenen Schiebern (7a ,7b ,8a ,8b ) eine gemeinsame Kavität (11 ) bilden. - Blasform nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavitäten (
11 ,12 ,13 ) an einem eintrittsseitigen, ersten verlorenen Blasraum (18 ) beginnen und an einem zweiten verlorenen Blasraum (19 ) enden. - Blasform nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch mindestens eine in einen der verlorenen Blasräume (
18 ,19 ) einstechbare Blasnadel. - Blasform nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch mindestens eintrittsseitig angeordnete Absperrschieber (
20a ,20b ,21a ) - Blasform nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Saugblasform ausgebildet ist.
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