DE60100998T2

DE60100998T2 - Verfahren und vorrichtung zum extrusionsformen von hohlkörpern aus kunststoff

Info

Publication number: DE60100998T2
Application number: DE60100998T
Authority: DE
Inventors: Serge Dupont; Bjorn Criel; Pascal De Henau
Original assignee: Inergy Automotive Systems Research SA
Current assignee: Plastic Omnium Advanced Innovation and Research SA
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2021-02-21
Also published as: AU2001237404A1; JP4558254B2; US6916442B2; JP2003525146A; DE60100998D1; BR0108774B1; BR0108774A; EP1263566B1; BE1013334A3; ATE251982T1; US20040056391A1; WO2001064422A1; EP1263566A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Extrusionsformen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material, das insbesondere die Herstellung eines geformten Hohlkörpers mit komplexer dreidimensionaler Geometrie gestattet.
Diese Hohlkörper haben vielfache Anwendungsformen. Unter diesen kann man jene der Automobilbranche zitieren, wie beispielsweise Röhrchen zum Füllen von Behältern für Kraftstoff und für diverse Fluide, wie die Kühlflüssigkeit für den Motor, die Flüssigkeit für das hydraulische Steuersystem der Bremsen, die Flüssigkeit zum Waschen von Scheiben oder Scheinwerfern und die Kühlflüssigkeit für Airconditionungssysteme. Eine andere Gruppe wird durch Ventilationsschläuche oder Schläuche zum Transport diverser Fluide gebildet. Diese Füllröhrchen und diese Schläuche haben eine Anordnung und haben einen Verlauf, der häufig durch die komplexe Form und durch die Raumbeschränkungen zwischen den Bestandteilen und den diversen Systemen bestimmt ist, welche das Fahrzeug oder seinen Motor bilden. Daraus ergibt sich die wachsende Notwendigkeit, Hohlkörper in modernen Fahrzeugen mit einer dreidimensionen Geometrie, die häufig sehr komplex ist, gegebenenfalls mit großen Dimensionen, unterbringen zu müssen.
Diesem Problem ist mit verschiedenen bekannten Lösungen begegnet worden, von denen jede ihre besonderen Vorteile hat.
Es ist beispielsweise ein Verfahren zum Extrusionsblasen in der Patentanmeldung CA-2,241,595 offenbart worden, welches der Reihe nach die folgenden Arbeitsschritte aufweist:

– Extrudieren eines Rohlings aus thermoplastischem Material durch einen Extrusionskopf,
– Ergreifen des oberen Teiles des Rohlings durch einen Handhabungsroboter,
– Verlagern des Rohlings mit Hilfe des Roboters in die Nähe einer dreidimensionalen Modellführung in Form eines Trichters, die oberhalb des Hohlraumes eines horizontalen Teiles der Form angeordnet ist,
– Einführen des Rohlings in die Modellführung durch eine Abwärtsbewegung des Roboterarmes, gefolgt von einer Bewegung, die es gestattet, den Rohling entsprechend der Form der Modellführung derart anzuordnen, daß der Rohling die Form desselben annimmt,
– Überführen des vorgeformten Rohlings von der Modellführung in den Formhohlraum,
– Schließen der Form,
– Auf lasen des Rohlings im Inneren der Form,
– Öffnen der Form,
– Entformen des Gegenstandes.

Dieses bekannte Verfahren wendet jedoch kein Vorformungswerkzeug an, das befähigt wäre, dem Rohling eine komplexe dreidimensionale Form aufzuerlegen.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das Ablegen des Rohlings in der Modellführung sich nicht mit dem Blasvorgang des vorhergehenden Rohlings in der Form überschneidet, was zur Folge hat, daß die Produktivität des Gesamtverfahrens zum Herstellen von Gegenständen beschränkt ist.
Anderseits führt das Ablegen des Rohlings in der Modellführung zu einem heterogenen Abkühlen des, Rohlings in Richtung des Ablegeverlaufes infolge der abnehmenden Kontaktzeit von Teilen des Rohlings mit der Modellführung, derart, daß der abgelegte Rohling beim Blasformen in der Form ebenfalls zu heterogenen Dimensionen des hergestellten Gegenstandes fuhrt.
Es ist auch aus dem US-Patent US-4,777,006-A ein Verfahren zur Extrusionsblasformung von gekrümmten Hohlkörpern aus thermoplastischem Kunststoff bekannt, bei welchem eine vertikale Extrusion eines Rohlings nach unten erfolgt, der sodann durch Haltemittel erfaßt wird (9, 14 4 und 27, 28, 31, 32 9 bis 11), und die Vorkrümmung des Rohlings durch Veränderung der Form der Haltemittel vorgenommen wird (Anspruch 1 c)).
Die Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile zu vermeiden, gleichzeitig aber die Vorteile der Handhabungsflexibilität und der Herstellungskosten der Formen beizubehalten, die durch die Anwendung eines Handhabungsroboters gegeben sind.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Extrusionsformen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material mit dem folgenden Schrittzyklus:

a) ein schlauchförmiger Rohling wird in einer vertikalen Richtung extrudiert und erstreckt sich unter dem Eigengewicht nach unten,
b) der Rohling wird in einem Roboter erfaßt,
c) der Rohling von dem Roboter in einem Vorformungswerkzeug angeordnet,
d) der vorgeformte Rohling wird mit Hilfe dieses Vorformungswerkzeuges oberhalb eines unteren Teiles einer Form transferiert,
e) der Rohling wird von dem Vorformungswerkzeug im unteren Teil der Form angeordnet,
f) die Form wird geschlossen und der Rohling wird geformt,
g) die Form wird geöffnet,
h) der Hohlkörper wird aus der Form entfernt.

Unter Extrusionsformung versteht man eine Technik der Formung von Gegenständen aus thermoplastischem Kunststoff, wobei ein Extrusionsschritt oder eine Koextrusion eines ein- oder mehrlagigen Vorformlings und ein Schritt des Formens dieses Vorformlings erfolgen. Vorteilhaft wird das Formen durch Blasen im Inneren einer geschlossenen Form durchgeführt. Im Falle von Gegenständen, welche die Form eines Hohlkörpers haben, sind die Vorformlinge Rohlinge mit einem geschlossenen Querschnitt, insbesondere rohrförmigem Querschnitt, ohne irgendwelche vorspringenden Ecken. Im allgemeinen ist der Querschnitt dieser Vorformlinge kreisförmig oder elliptisch.
Mit Hohlkörper wird hier jeder Aufbau bezeichnet, dessen Oberfläche zumindest einen hohlen oder konkaven Teil aufweist. Man bezeichnet unter „Hohlkörper" auch Rohre, Flakons oder Vorratsbehälter, welche ein Volumen begrenzen, das geschlossen ist oder nicht. Insbesondere eignet sich das Verfahren gemäß der Erfindung gut zum Herstellen von Hohlkörpern, welche die Form eines Rohres oder Röhrchens annehmen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung richtet sich auf das Herstellen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material, d. h. aus einem Material, das zumindest ein Kunstharzpolymer aufweist.
Alle Arten von thermoplastischen Materialien können sich eignen. Jene Kunststoffmaterialien, die sich besonders gut eignen, gehören zur Kategorie der thermoplastischen Materialien.
Unter thermoplastischem Material wird jedes thermoplastische Polymer verstanden, einschließlich thermoplastischen Elastomeren sowie deren Mischungen. Man bezeichnet mit dem Ausdruck „Polymer" sowohl Homopolymere als auch Copolymere (insbesondere binäre oder ternäre). Beispiele solcher Copolymere sind in nicht einschränkender Weise: Copolymere mit willkürlicher Verteilung, sequentielle Copolymere und Block-Copolymere sowie Propf-Copolymere.
Alle Arten von Polymeren oder thermoplastischen Copolymeren, deren Schmelztemperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur liegt, eignen sich. Thermoplastische Kunststoffe, die einen Schmelzbereich von zumindest 10°C aufweisen, eignen sich besonders gut. Als Beispiel für diese Materialien findet man jene, die eine Polydispersion ihrer Molekularmasse aufweisen.
Insbesondere kann man Polyolefine verwenden, Propf-Polyolefine, thermoplastische Polyester, Polycetone, Polyamide und ihre Copolymere.
Ein Polymer, das häufig angewendet wird, ist Polyethylen. Ausgezeichnete Resultate wurden mit einem hochdichten Polyethylen erhalten (PEHD).
Ein häufig verwendetes Copolymer ist Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH). Eine Mischung der Polymere oder Copolymere kann ebenfalls verwendet werden, sowie eine Mischung von Polymermaterialien mit anorganischen Ladungen, organischen und/oder natürlichen, wie beispielsweise, aber nicht einschränkend: Kohlenstoff, Salze und andere anorganische Derivate, Naturfasern oder Polymerfasern. Es ist auch möglich, mehrlagige Strukturen zu verwenden, die aus übereinandergelegten Schichten bestehen, welche fest miteinander verbunden sind und zumindest eines der Polymere oder Copolymere enthält, die vorstehend beschrieben worden sind. Solche mehrlagigen Strukturen können mit Hilfe eines Koextrusionskopfes oder durch eine Überzugstechnik erhalten werden, wobei eine Substratschicht vollständig oder teilweise mit einer oder mehreren Schichten überzogen wird. Ein Beispiel der Überzugstechnik ist das Auftragen von thermoplastischem Material auf die Substratlage mittels einer Pistole.
Gemäß der Erfindung umfaßt das Verfahren eine bestimmte Anzahl von Schritten, die in einem Zyklus ausgeübt werden, d. h. einer besonderen Folge aufeinanderfolgender Schritte.
Durch Extrusion eines schlauchförmigen Rohlings wird der Durchgang einer Zusammensetzung aus zumindest einem thermoplastischen geschmolzenen und homogenisierten Material durch eine Düse in einer Extrusionsmaschine bezeichnet, deren Kopf in der Düse endet, um einen Rohling mit geschlossenem Querschnitt, insbesondere kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt, zu erhalten. Wenn der Rohling mehrlagigen Aufbau hat, werden mehrere Extruder angewendet, wobei je einer für eine Schicht in dem mehrlagigen Aufbau vorgesehen ist.
Der Extrusionsvorgang kann kontinuierlich sein. Es kann sich aber bei einer Variante auch um ein Extrusionsverfahren durch Speichern von thermoplastischem Material in geschmolzenem Zustand in einem geeigneten Reservoir han deln, das an der Extrusionsmaschine vorgesehen ist. Dieses Extrusionsverfahren durch Speichern gestattet es vorteilhaft, die Extrusion des Rohlings durch die Düse stillzusetzen und rasch wiederaufzunehmen und an die Extrusions-Formungszyklen sehr genau anzupassen. Das Extrusionsverfahren durch Speichern ist besonders geeignet für fluide thermoplastische Harze, welche die Tendenz haben, sich unter ihrem Eigengewicht während des Ausstoßens aus dem Extruder stark zu verlängern. Es ist auch möglich, durch dieses Speicherverfahren Rohlinge zu erzeugen, die über ihre Länge Abschnitte aus verschiedenen Materialien aufweisen. Diese Technik wird sequentielle Koextrusion genannt, im Gegensatz zur klassischen kontinuierlichen Koextrusion, die zu einer mehrlagigen konzentrischen Struktur führt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich besonders gut, wenn es sich um die kombinierte Anwendung einer Anzahl von Extrudern handelt, die mit einer Anzahl von Formungsvorrichtungen kombiniert sind, derart, daß die entsprechenden Schrittfolgen jeder Extrusionseinheit und der Formeinheit respektiert werden und auf genaue Weise zusammenwirken, um die Produktivität zu erhöhen. Man kann auf diese Weise die Anwendung mehrerer Extruder mit einer einzigen Formungsvorrichtung kombinieren oder im Gegensatz dazu einen Extruder mit mehreren Formungsvorrichtungen kombinieren, je nach den Bedürfnissen. Es ist auch möglich, mehrere Extruder mit mehreren Formungsvorrichtungen zu kombinieren.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Rohling durch einen Roboter erfaßt. Diese Operation hat zum Ziel, eine bestimmte Länge des schlauchförmigen Rohlings anzuheben. Dies kann beispielsweise mittels eines Messers erfolgen, welches den extrudierten Schlauch in einer Ebene senkrecht zu seiner Extrusionsrichtung periodisch durchschneidet, wobei der abgeschnittene Schlauch von dem Greiforgan des Roboters erfaßt wird. Eine andere Technik besteht darin, den Schnitt des Rohlings unter Verwendung einer Vertikalbewegung des zentralen Kernes des Extrusionskopfes auszuführen (der normalerweise zum Modulieren der Dicke des Rohlings während seiner Extrusion verwendet wird), und sodann den Rohling, sobald er abgeschnitten ist, mit Hilfe des Roboter-Greiforganes zu erfassen. Eine andere mögliche Technik besteht beispielsweise darin, mit Hilfe des Roboter-Greiforganes eine vorgegebene Länge des Rohlings bei der Extrusion zu erfassen, in der Umgebung nahe der Düse zusammenzuklemmen und abzulösen.
Das Erfassen des Rohlings erfolgt mit Hilfe eines Armes des mechanischen Handhabungsroboters. Der Roboter kann durch eine Bedienungsperson manuell gesteuert werden. Er kann aber auch für zumindest einen Teil seiner Bewegungen durch eine Steuer- und Regelvorrichtung gesteuert werden. Diese letztere kann in einer offenen oder geschlossenen Schleife unter der Wirkung eines Computerprogrammes arbeiten und/oder seine Tätigkeit in Abhängigkeit von Signalen ändern, die von Fühlern für verschiedene Situationen kommen, wobei die Fühler insbesondere den Extrusionsformungsvorgang oder den extrudierten Rohling selbst überwachen.
Der Roboter kann aus irgendeinem Material, das mit den Rohlingen kompatibel ist, hergestellt werden, deren Temperatur sich zwischen der Umgebungstemperatur und der Schmelztemperatur des thermoplastischen Materials befindet, aus welchem der Rohling besteht. Ein metallisches Material wird bevorzugt. Insbesondere bevorzugt sind Metalle und leichte Metalllegierungen, wie Aluminium und seine Legierungen.
Gemäß der Erfindung überführt und legt der Roboter den Rohling in einem Vorformungswerkzeug ab. Dieses Werkzeug dient dazu, die Geometrie des extrudierten Rohlings zu verändern, bevor dieser in die Form eintritt, in welcher er geformt wird.
Dieses Werkzeug ist ein Gegenstand, der verschiedene Ausführungsformen annehmen kann. Es ist vorteilhaft, daß jene seiner Teile, die in direktem Kontakt mit dem Rohling kommen, eine Form haben, welche die definitive Form vorwegnehmen, die der zu erzeugende Hohlkörper erhalten soll, derart, daß man dem aufgrund seiner Temperatur noch weichen Rohling die gewünschte Vorform erteilt, wobei die Temperatur nahe der Austrittstemperatur aus der Extrusionsdüse liegt. Das Vorformungswerkzeug kann dazu eine Ebene oder gekrümmte Oberfläche gemäß einer bestimmten Form in Abhängigkeit von der für den Rohling vor dessen Eintritt in die Form gewünschten Gestalt aufweisen. Diese Eigenschaft ist insbesondere wichtig, wenn man Rohlinge mit dreidimensionaler Vorform erzeugen möchte. Sie ist besonders vorteilhaft für die Erzeugung von Hohlkörpern mit komplexer dreidimensionaler Geometrie.
Ein Beispiel eines solchen Werkzeuges ist jenes in Form einer geradlinigen Rinne oder einer Rinne mit aufeinanderfolgenden Krümmungen, dessen Boden eben ist oder die Form einer regelmäßigen Oberfläche hat, senkrecht zur Achse des Rohlings. Die Wände der Rinne können eine ebene Oberfläche haben, beispielsweise eine plane Oberfläche. Sie können im Gegensatz dazu durch Elemen te gebildet werden, die untereinander derart zusammenwirken, daß sie Hohlräume in den Wänden hinterlassen. Man kann auf diese Weise Wände in Form von Gittern, von Rosten oder auch einfach durch eine Ausrichtung von geradlinigen oder gekrümmten Stäben mit mehr oder weniger regelmäßigem Abstand.
Es ist vorteilhaft, daß der Boden eines solchen Werkzeuges, auf welchem der Rohling ruht, derart ausgebildet ist, daß er sich in gesteuerter Weise bewegen kann, um den vorgeformten Rohling unter der Wirkung seines Eigengewichtes außerhalb des Werkzeuges anzuordnen.
Das Vorformungswerkzeug kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt werden, das mit dem Rohling kompatibel ist, wie dies vorstehend für das Material des Roboters beschrieben worden ist.
Entsprechend dem Verfahren gemäß der Erfindung ist das Vorformungswerkzeug befähigt, den Rohling oberhalb des unteren Teiles der Form zu transferieren. Das Werkzeug ist mit Verlagerungsmitteln ausgestattet, mit deren Hilfe es oberhalb des unteren Teiles der geöffneten Form angeordnet werden kann, die einen Hohlraum aufweist, der eine zur Aufnahme des Rohlings entsprechende Form hat.
Man kann beispielsweise ermöglichen, daß sich das Werkzeug im freien Raum zwischen den beiden Formteilen in deren geöffneten Gestalt bewegt.
Das Vorformungswerkzeug kann wie der Roboter durch eine Bedienungsperson manuell gesteuert werden oder Gegenstand einer Steuerung sein, wie sie vorstehend beschrieben worden ist.
Der Rohling wird sodann in den unteren Teil der Form eingesetzt. Dieses Einsetzen des Rohlings kann mit irgendeinem geeigneten Mittel erfolgen, das sicherstellt, daß der Rohling die ihm durch das Vorformungswerkzeug erteilte Form beibehält.
Es ist möglich, beispielsweise eine Umkehr des Werkzeuges oberhalb der Form durchzuführen, um den Rohling in diese einzubringen.
Ein anderes Mittel ist die Anwendung eines mechanischen Roboters zur Handhabung des Rohlings, welcher den vorgeformten Rohling erfaßt und ihn in den unteren Teil der Form ablegt, ohne seine Geometrie zu verändern.
Ein bevorzugtes Mittel besteht darin, ein Vorformungswerkzeug zu verwenden, das mit einem durch eine Steuerung verschiebbaren Boden ausgestattet ist, derart, daß man den Rohling einfach im unteren Teil der Form über den offenen Boden des korrekt positionierten Werkzeuges absetzen kann. Diese An des Vorgehens gestattet es vorteilhaft, direkt in den Hohlraum des unteren Teiles der Form zu gelangen und jede Verformung der Geometrie des Rohlings bei seinem Absetzen in der Form zu vermeiden.
Sobald der vorgeformte Rohling im unteren Teil der Form an Ort und Stelle ist, wird die Form geschlossen, indem der untere Teil der Form auf den oberen Teil der Form gepreßt wird. Der vorgeformte Rohling wird sodann geformt, beispielsweise mit Hilfe des Einbringens eines Blasfluids in den Rohling im Inneren der geschlossenen Form. Man kann beispielsweise dieses Einbringen des Blasfluids durch Einführen zumindest einer hohlen Nadel in die geschlossene Form durchführen, welche den Rohling an einem seiner Enden durchdringt, worauf Blasfluid über die Nadel unter einem ausreichenden Druck eingeblasen wird, um die Wände des Rohlings an die Gesamtheit der Oberfläche des Formhohlraumes anzulegen. Dieses Blasformen kann vorteilhaft auch über zwei Nadeln durchgeführt werden, die jeweils an einem Ende des zu blasenden Stückes angeordnet sind. Der Strom des Blasfluids zwischen den beiden Öffnungen gestattet es auch, die Wirksamkeit der Abkühlung wesentlich zu erhöhen. Das Blasfluid kann ein Gas, eine Flüssigkeit oder eine Dispersion von zumindest einer Flüssigkeit in einem Gas sein. Als Druckfluid liefert Druckluft gute Resultate.
Man kann auch ein Spülfluid unter Druck verwenden, das ein reaktives Gas enthält. Ein solches reaktives Gas kann Fluor sein.
Man kann auch ein inertes Gas wie Stickstoff verwenden. Eine Mischung verschiedener Gase kann ebenfalls verwendet werden, insbesondere eine Mischung, die zumindest zwei der vorstehend erörterten Gase enthält. Unter den Flüssigkeiten verwendet man vorteilhaft Wasser. Ein Fluid, das besonders vorteilhafte Resultate erzielen läßt, ist eine Dispersion (ein „Spray") von Wasser in Druckluft.
Es ist auch möglich, eine zusätzliche Oberflächenbehandlung des Hohlkörpers in der Form vorzunehmen. Man kann in diesem Fall beispielsweise ein reaktives Gas wie Fluor verwenden.
Nach dem Formen wird die Form geöffnet, und der erzeugte Hohlkörper wird aus der Form entfernt.
Die Gesamtheit der Verfahrensvorgänge kann gesteuert werden, sequentiell und/oder geregelt in einer offenen oder geschlossenen Schleife, wie dies weiter oben unter Bezugnahme auf den Roboter und das Vorformungswerkzeug beschrieben worden ist. Der geschlossene Regelkreis wird bevorzugt.
Vorteilhaft werden die Schritte b und c des Zyklus, der unmittelbar auf einen gegebenen Zyklus folgt, zumindest teilweise gleichzeitig mit einem der Schritte des gegebenen Zyklus ausgeführt, um zumindest teilweise eine zeitliche Arbeitsüberschneidung zu erzielen.
Auf diese Weise kann man vorzugsweise zumindest teilweise die Schritte b und c des unmittelbar auf einen gegebenen Zyklus folgenden Zyklus gleichzeitig wie den Schritt f des gegebenen Zyklus ausführen.
Man kann auch vorteilhaft zumindest teilweise den Schritt h des gleichen gegebenen Zyklus gleichzeitig wie den Schritt e des auf diesen Zyklus unmittelbar folgenden Zyklus durchführen.
Vorzugsweise kombiniert man die beiden Möglichkeiten der vorstehend erläuterten Zeitüberschneidung. Auf diese Weise soll die Gesamtproduktivität der Anlage zur Erzeugung von Hohlkörpern wesentlich erhöht werden.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird der Schritt h in einer Auffangvorrichtung ausgeführt. Gemäß dieser besonderen Ausführungsform kann man beispielsweise vorsehen, daß der Hohlkörper am oberen Teil der Form nach dem Öffnen derselben befestigt bleibt und ein Auffangbehälter im unteren Teil der Form anordnen. Dieses Resultat kann auf natürliche Weise erzielt werden, als Funktion der bevorzugten Entformung des Gegenstandes, oder über bewegliche Einsätze von kegelstumpfförmiger Form, die im Hohlraum des oberen Formteiles angeordnet werden. Diese Einsätze halten den Hohlkörper im oberen Hohlraum beim Öffnen der Form und bewirken bei ihrem Zurückziehen den Fall des Hohlkörpers in dem Auffangbehälter.
Die An des die Auffangvorrichtung bildenden Materials wird so gewählt, daß es kompatibel mit dem Transport der Hohlkörper bei deren Austrittstemperatur aus der Form ist.
Ähnliche Materialien, wie sie weiter oben für das Vorformungswerkzeug beschrieben worden sind, eignen sich auch für die Ausführung der Auffangvorrichtung.
Man kann auch diese besondere Ausführungsform der Auffangvorrichtung für Hohlkörper zur Ausbildung einer Auftrangvorrichtung für Hohlkörper verwenden, um diese durch Schwerkraft in die Auffangvorrichtung fallen zu lassen. Ein Beispiel, das sich für die Auftragvorrichtung eignet, umfaßt das Eindringen zumindest zweier kleiner Kolben in das Innere des oberen Formhohlraumes, derart, daß sie die Hohlkörper aus diesen Hohlraum ausstoßen und ihren Fall aus dem Hohlraum bewirken.
Vorteilhaft wird das Verfahren gemäß der Erfindung zum Ausbilden von Röhrchen aus thermoplastischem Material verwendet, die für den Transport von Kraftstoff bestimmt sind. Insbesondere eignet sich die Erfindung gut für die Ausbildung von Füllröhrchen für Kraftstoffbehälter. Es ist insbesondere interessant, wenn diese Füllröhrchen eine komplexe dreidimensionale Gestalt haben.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Extrusionsformung von Hohlkörpern mit einem Extruder, der in der Vertikalen einen schlauchförmigen Rohling aus thermoplastischem Material liefern kann, der sich unter seinem Eigengewicht nach unten erstreckt, und eine zweiteilige Form zur Aufnahme dieses Rohlings und zu seiner Formung, die einen Roboter aufweist, der befähigt ist, den Rohling am Ausgang des Extruders zu erfassen, ihn zu überführen und in ein Vorformungswerkzeug abzusetzen. Wenn der Rohling einen mehrlagigen Aufbau hat, werden mehrere Extruder, einer für jede Lage der mehrlagigen Struktur verwendet.
In der hier gegebenen Beschreibung dieser Vorrichtung bedeuten die Ausdrücke Extrusionsformung, Hohlkörper, schlauchförmiger Rohling, thermoplastisches Material, Form, Blasen, Roboter, Vorformungswerkzeug dasselbe, wie vorstehend unter Bezugnahme auf das Verfahren angegeben.
Vorzugsweise ist das Vorformungswerkzeug mit Mitteln zum Überführen des vorgeformten Rohlings in einem Teil der offenen Form ausgestattet. Diese Überführmittel des Vorformungswerkzeuges sind die gleichen, wie sie weiter oben für das Verfahren beschrieben worden sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung weist einen Roboter auf, ein Vorformungswerkzeug und Formteile, die sich zumindest teilweise gleichzeitig bewegen können.
Vorteilhaft kann das Vorformungswerkzeug auch mit einem Temperaturkonditioniersystem ausgestattet sein. Dieses gestattet, eine zu starke Abkühlung des Vorformlings sowie jede thermische Heterogenität desselben zu vermeiden.
Eine andere interessante Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, sie mit einer Auffangvorrichtung für die Hohlkörper beim Öffnen der Form auszustatten.
Diese Auffangvorrichtung ist ähnlich jener, wie sie vorstehend für das Verfahren beschrieben worden ist.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung eignet sich gut zum Ausbilden von extrudierten und geformten Hohlkörpern, die als Röhrchen für Kraftstoff dienen. Solche Röhrchen sind beispielsweise Leitungen oder Transportschläuche für Kraftstoff in Kraftfahrzeugen mit thermischen Motoren. Sie können auch Füllröhrchen für Kraftstoff sein, die an den Kraftstoffbehältern montiert sind. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere gut, wem die Röhrchen komplexe dreidimensionale Formen haben.
Beispiel
Das nachstehend als Illustration dienende Beispiel der Erfindung hat keine einschränkende Bedeutung.
Bei einer konkreten Ausführungsform des Verfahrens wendet man eine Vorrichtung an, wie sie in 1 (Untersicht) und 2 (Seitenansicht) gezeigt ist: ein mehrlagiger Extrusionskopf (1) wird von fünf Extrudern (2) gespeist. Zum Ausstoßen einer vorgegebenen Länge des Rohlings wird dieser in seinem oberen Teil durch einen Roboter (3) erfaßt, welcher ihn in dem Vorformungswerkzeug (6) absetzt; am Ende des Absetzens wird das Vorformungswerkzeug durch eine Horizontalbewegung in die Presse (4) derart eingeführt, daß der Rohling im unteren Teil der Blasform (5) angeordnet wird. Am Ende des Zyklus wird der Teil, der beim Öffnen der Form in dem oberen Hohlraum gehalten wird, über die Auffangvorrichtung (7) entformt.

Claims

Verfahren zum Extrusionsformen von Hohlkörpern aus thermoplastischem Material mit dem folgenden Schrittzyklus: a) ein schlauchförmiger Rohling (1, 2) wird in einer vertikalen Richtung extrudiert und erstreckt sich unter dem Eigengewicht nach unten, b) der Rohling wird in einer mechanischen Handhabungsvorrichtung (3) erfaßt, c) der Rohling wird transferiert und durch die Vorrichtung (3) in einem Vorformungswerkzeug (6) angeordnet, d) der vorgeformte Rohling wird mit Hilfe des Vorformungswerkzeuges (6) oberhalb eines unteren Teiles einer Form (5) transferiert, e) der Rohling wird von dem Vorformungswerkzeug (6) im unteren Teil der Form (5) angeordnet, f) die Form (5) wird geschlossen und der Rohling wird geformt, g) die Form (5) wird geöffnet, h) der Hohlkörper wird aus der Form (5) entfernt, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorformungswerkzeug (6) von der mechanischen Handhabungsvorrichtung (3) verschieden ist, wobei eine bestimmte Länge des Rohlings vor dem Ergreifen durch die mechanische Handhabungsvorrichtung bereitgestellt wird, und daß das Ergreifen des Rohlings sowie das Anordnen im Vorformungswerkzeug mit Hilfe eines Armes der mechanischen Handhabungsvorrichtung erfolgt, der als Roboter wirkt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte b und c des Zyklus, der unmittelbar auf einen gegebenen Zyklus folgt, zumindest teilweise gleichzeitig mit einem der Schritte des gegebenen Zyklus ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte b und c des Zyklus, der unmittelbar auf einen gegebenen Zyklus folgt, zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Schritt f des gegebenen Zyklus ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt h eines gegebenen Zyklus zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Schritt e des auf den gegebenen unmittelbar folgenden Zyklus ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Auftragvorrichtung für den Hohlkörper betätigt, um den Hohlkörper durch Schwerkraft in eine Auffangvorrichtung (7) fallen zu lassen.
Vorrichtung zum Extrusionsformen von Hohlkörpern mit zumindest einem Extruder (1, 2), der einen schlauchförmigen Rohling aus thermoplastischem Material in einer vertikalen Richtung abgibt, welcher sich unter dem Eigengewicht nach unten erstreckt, wobei eine mechanische Handhabungsvorrichtung, ein Vorformungswerkzeug und eine Form (5) aus zwei Teilen vorgesehen sind, die zur Aufnahme eines solchen Rohlings und zu seiner Formung bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabungsvorrichtung ein Roboter (3) ist, der mit einem Arm ausgestattet ist, welcher befähigt ist, eine bestimmte Länge des Rohlings am Ausgang des Extruders aufzunehmen, zu transferieren und in einem Vorformungswerkzeug (6) anzuordnen, das vom Roboter verschieden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorformungswerkzeug (6) mit Mitteln zum Überführen des vorgeformten Rohlings in einen offenen Teil der Form (5) ausgestattet ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Roboter, das Vorformungswerkzeug (6) und die Teile der Form (5) gleichzeitig bewegen können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorformungswerkzeug (6) ein temperaturkonditioniertes Werkzeug ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper, die extrudiert und geformt werden, Rohre für Kraftstoff sind.