JPH11501876A - 多次元寸法を有するブロー成形体を製作する方法とその方法を行う装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、多数の次元寸法を有するブロー成形された中空体を次の工程により製作する方法に関する：ａ）中空構成部品（１０）の内部へのガスの射出と成形器（１２，１３）による中空構成部品の係合とにより、前部において閉じられた中空構成部品の押し出し成形、ｂ）可塑状態の成形された中空構成部品の高位置にある半開き型部分（１５）への付着、ｃ）高位置半開き型部分（１５）の高さより低い高さに配置された低位置半開き型（１８）への中空構成部品の一部の自由降下、ｄ）半開き型の型締めとブロー成形。本発明はさらに、多数次元寸法を有するブロー成形された中空体を製作する装置に関しており、次の装置から構成している：半開き型（１５，１８）への付着の前に、中空構成部品（１０）の形状を形成する成型器（１２，１３）；押し出し成形中に中空構成部品（１０）の内部へガスを射出するノズル（２１）；押し出し成形中に中空構成部品（１０）を送り成型器（１２，１３）の係合を可能にする送り器（２２）。

Description

【発明の詳細な説明】 多次元寸法を有するブロー成形体を製作する方法とその方法を行う装置 本発明は、多次元寸法を有するブロー成形体を製作する方法とその方法を 行う装置に関する。 例えば、最初に一つの次元寸法へ、次に、第二の次元寸法へ、最後に第三 の次元寸法へ指向された軸を有し、従って、車の強制換気ダクトなどの多次元寸 法を含んでいる、複雑な形状を有する非対称の部品をブロー成形することが可能 であることは知られている。 これらの部品を成形する最も簡単な方法は、その直径が、成形されなけれ ばならない部品の全外形を含むに十分である非常に大きい中空の構成部品を押し 出し加工することである。この場合、明らかに、成形された部品は、それが得ら れる中空部品の直径よりはるかに小さい直径を有する。従って、廃棄材が、３０ ０〜１０００％程に非常に高い。廃棄材は明らかに間接費により、再び粉砕され 、混合され、洗浄されなければならないばかりでなく、これらの処理の全工程に おいて、その品質はかなり低下し、従って、リサイクルされた廃棄材を除いて、 適切なバージン材が多くの製品に必要とされる。その上、この方法において、熱 シール継ぎ目が必ず、制御が難しい多様な成形変数に依存し、特に、成形型の形 状に依存して、大体満足される完成した中空成形体の二つの向かい合った縁に沿 って形成するが、どのような場合でも、この完成体を弱体化する難しい要因を構 成する。最後に、同じ直径の真っ直ぐな部品を成形するに必要な機械より数倍大 きい機械が、必要なことは明らかである。この方法では、機械、材料、消耗品、 電気などのコストは、著 しく上昇する。 バッテンフェルト・フィッシャーおよびクラップ・コーテックスは、まだ 可塑状態の中空構成部品を成形型の形状に合わせて変形するように構成された一 連のロボット化された機械装置により分解される型の内部に押し出し成形された 中空構成部品が配置される装置を開発した。この方法では、浪費の問題が初めに 解決されるが、非常に高価な型が使用されなければならない。特に、モジュール 型は、中空構成部品が機械的装置により希望の形状に曲げられるとき、段階的に 閉じなければならない多くの部品から構成されているので、モジュール型は非常 に高価である。 パルコ会社は、成形型組立体が移動し、従って、製作される部品の最終形 状に対応する事前に設定された経路を追随する装置を開発した。明らかに、この 場合、成形型組立体の移動は、極めて複雑で、非常に費用がかかる。その上、巨 大な移動する質量の観点から、工程の速度を遅くすることを余儀なくさせる問題 が起こる。遅くすることは、明らかに生産性を制約しないが、このタイプの生産 に固有の問題を発生する。時間が余り長いと、型の半分に付着した押し出し成形 中空構成部品は、ブロー成形の前に冷えがちであり、その上、不均一にである。 これは明らかに、特に薄い部品に関し、急速な冷却を受ける問題を生ずる。実際 に、型は冷却され、金属材料で製作されており、従って、優れた熱伝導体である ことを考慮しなければならない。この方法の場合、ブロー成形中に、中空構成部 品の低温部分は確かに、高温部分と同じ拡張性を有することが出来ず、従って、 比較的に過度の厚さを維持し、高温部分は、大きい引っ張りと、それに対応する 完成本体を弱体化する厚さの減少とを受ける。その上、小さい曲率半径を得るこ とが一層難しい。最後に、成形型組立体の移動速度を中空構成部品の降下速度と 同期化するために、機械をケース・バイ・ケースで調節することに困難な問題が ある。 ＩＨＩ住友は、中空構成部品が、すでに閉じている型へ吸引により引き込 まれる機械を開発した。この装置は、ある好条件においてのみ働く。さらに、中 空構成部品が挿入中に型の壁へ付着するのを防止するため気を付けることが必要 である。 ドイツ特許出願ＤＥ４３０５７３５．７は、押し出し成形と同時に、移動 フレームが所望の形状に中空構成部品を仕上げ、次に、フレームは閉止領域へ送 られて、開き、中空構成部品を半開き型へ付着させる。しかし、この工程を行う ために、フレームの移動を降下速度と同期化することが必要である。これには、 異なる部品が成形されなければならない度毎に、特別な要員が必要である。これ はすべて、解決するのが容易でない問題を伴う。さらに、押し出しヘッドが垂直 であるので、中空構成部品は混合曲線を追随しなればならない。この曲線は、プ ログラミング中に考慮されている。その上、小さい曲率半径を得ることがむしろ 困難である。 従って、本発明の目的は、多軸を有する部品を簡単で低コストの装置によ り成形することが出来る方法と装置により、上記欠点を克服することである。 目的は、精密な電子制御の使用を避けることである。 他の目的は、問題がなくどのような長さの部品でも成形出来ることである 。 他の目的は、限定されたコストのほかに高速度を確実にするため、限定さ れた重量と寸法を有する部品だけを移動することである。 他の目的は、型が変更されなければならないときは何時でも、低変換コス トを可能とすることである。 他の目的は、剛性の高い管の場合でも、小さい曲率半径 を得ることが出来ることである。 他の目的は、個々に適応する必要がなく、現存の従来のブロー成形をすべ て使用することが出来ることである。 本目標、これらの目的、およびそのほかのものは、次の工程から成る本発 明による方法により達成される： ａ）中空構成部品内部へのガスの射出と、中空構成部品の成形器との係合 とにより前部で閉じられている中空構成部品の押し出し成形； ｂ）可塑状態にある成形された中空構成部品の、高位置にある半開き型へ の付着； ｃ）高位置半開き型より低い高さに配置された、低位置半開き型への中空 構成部品の一部の自由降下； ｄ）半開き型の型締めとブロー成形。 本発明はさらに、多次元寸法を有するブロー成形中空体を製作する装置に 関しており、その装置は、半開き型に付着する前に中空構成部品を成形する成形 装置、押し出し成形中に中空構成部品内にガスを射出するノズル、押し出し成形 中に中空構成部品を送り、成形装置の係合を可能にする送り装置から成っている 。 本発明は、本発明による方法と装置の多数の実施態様の非限定実施例によ り呈示された付属図面を参照して明らかになるであろう。 図１は、本発明の第一実施態様の平面図である。 図２は、図１の装置の前面図である。 図３は、本方法の他の段階における図１の装置の前面図である。 図４は、図３の装置の平面図である。 図５は、本方法の次の工程における図３の装置の部分断面前面図である。 図６は、本方法の次の工程における図５の装置の部分断面前面図である。 図７は、本方法の次の工程における図６の装置の斜視図である。 図８は、本方法の次の工程における図７の装置の部分断面前面図である。 図９は、本発明による装置の第二実施態様の平面図である。 図１０は、本方法の次の工程における図９の装置の平面図である。 図１１は、本方法の次の工程における図１０の装置の平面図である。 図１２は、本発明による装置の第三実施態様の平面図である。 図１３は、本方法の次の工程における図１２の装置の平面図である。 図１４は、本発明による装置の第四実施態様の平面図である。 図１５は、図１４の装置の細部の前面図である。 図１６は、本発明による装置の第五実施態様の平面図である。 図１７は、図１６の装置の細部の部分断面前面図である。 図１８は、本発明による装置の第六実施態様の平面図である。 図１９は、図１８の装置の細部の前面図である。 図２０は、本方法の次の工程における図１９の装置の細部の部分断面前面 図である。 図２１は、本発明による装置の第七実施態様の平面図である。 図２２は、本方法の次の工程における図２１の装置の平面図である。 図２３は、図２１の装置の細部の前面図である。 図２４は、本方法の次の工程における図２２の装置の平面図である。 図２５は、図２４の装置の細部の前面図である。 図２６は、図５の装置の他の実施態様である。 図２７は、図５，６の装置の他の実施態様である。 図２８は、図６の装置の他の実施態様である。 図２９は、図８の装置の他の実施態様である。 図１〜８に関し、本発明による方法と装置の第一実施態様が示されている 。詳細に言えば、工程（ａ）において、中空構成部品１０は、ガス、一般には空 気が逃げるのを防止するように、端部１１において前部が閉じられており、空気 は、構成部品の壁を互いに離れるようにその中へ射出される。実際には、中空構 成部品は、可塑状態のままであり、壁の間の接触は、直接に付着し合うことにな る。 押し出し成形の終わりに、中空構成部品は１０は密封／切断のピンチャー ２４により切断され、密閉される。中空構成部品１０は成形器１２，１３により 係合され、成形器１２，１３は、矢印１４で示された方向へ移動することにより 中空構成部品を係合する。詳細には、成形器の二つの部分１２，１３は、少なく とも一つのアクチュエータのシリンダー１６，１７により相互に移動される。 工程（ｂ）により、成形器１２，１３（これらも、また加熱される）によ り支持された中空構成部品１０は、高温で可塑状態のままであり、高位置にある 半開き型の部分１５に付着される。半開き型は、多くの部分から構成されており 、これらの部分は、本発明による据え付け面からの距離（高さ）により 識別される。具体的には、高位置半開き型の部分１５は、低位置に配置された低 位置半開き型の部分１８より高い位置にある。工程（ｂ）は、図５，６，および ７に個々に関して説明される。 工程（ｃ）により、中空構成部品１０は、なおも可塑状態であり、成形器 １２，１３との係合から自由になり、上昇した半開き型部分１５に置かれ、点線 で示された突出部分１９を有しており、一点鎖線で示された位置に達するまで、 重力により矢印９の方向へ低位置半開き型部分１８へ自由に降下する。工程（ｃ ）は、図７に関し説明される。 工程（ｄ）により、図８に関し、型２０の上部分が閉じられ、型の空洞が 完全に充満されるまで、ニードルを挿入することにより、中空構成部品はブロー 成形される。 成形器１２，１３は、主に、ほぼ水平な平面上で二つの次元寸法へ働く。 中空構成部品１０の部分１９の自由降下は、第三のほぼ垂直な次元寸法へ起こる 。 本発明による装置は、半開き型への付着の前に中空構成部品を成形する成 形器１２，１３；押し出し成形中に中空構成部品１０の内部へガスを導入するノ ズル２１；および、押し出し成形中に中空構成部品１０を送り、成型器１２，１ ３の係合を可能にする送り装置２２から成っている。成形器１２，１３は、ほぼ 水平方向へ移動する部品により駆動される。成形器１２，１３は、中空構成部品 １０の相対する側部を係合する二つの相補体１２，１３により形成されている。 送り装置２２は、ほぼ水平方向へ働き、図１〜４に示された実施態様によ り、好適に水平面上で働くコンベアにより形成されている。 半開き型１５，１８は、押し出し成形領域の下方に水平に配置されており 、従って、中空構成部品１０を水平に移動する必要はない。 水平な押し出し成形が出来るように、押し出し成形ヘッド２３が水平に配置され 、従って、中空構成部品１０は、そのまま、それを半開き型に付着するのに適切 な位置にある。 上述の実施態様は、装置と方法の実施の両方に関し、特に単純で信頼性が あるので、この実施態様は好適である。 好適に、図２６〜２９に関し、成形器１２，１３が、二つの部分４０，４ １，４２，４３から成り、これらの一つの他に対する相対運動を可能にしている 。詳細には、側方部分４０，４２は、中空構成部品１０を側方へ支持し、従って 、アクチュエータ装置１６，１７により支持される。下方部分４１，４３は、下 方領域において、中空構成部品１０を支持する。下方部分４１，４３は、例えば 、一組の空気圧シリンダー４４，４５により形成されている補助アクチュエータ ４０，４２により、側方部分４０，４２に対して移動する。この実施態様は、中 空構成部品と成形器１２，１３との間の付着の可能性を低減し、従って、最良の 動作信頼性を提供するので、本実施態様は好適である。図２６〜２９はさらに、 引き続いて、中空構成部品を下方半開き型１５，１８に適切に配置することを可 能とするように、側方部分の相対運動の展開を示している。 他の実施態様により、図９〜１１に関し、送り具２５が、中空構成部品１ ０の外部に配置されている引っ張り留め具により形成されている。この場合、図 面に示されているように、成型器１２，１３は、送り具２５の係合の前でも閉じ られる。しかし、摩擦を低減するため、特に複雑な形状に関し、最初に送り具２ ５を作動し、次に、成形器１２，１３を作動することが好適である。 さらに一般的に、本発明により、最初に、中空構成部品を押し出し中に成 形せずに、中空構成部品を押し出し成形し、次に、押し出しが完了すると、中空 構成部品を成形し、最後に それを型へ送ることが好適である。 他の例として、図面に示されていないが、本分野の技術者には理解出来る 実施態様により、送り具が中空構成部品内部に配置された押しロッドにより形成 される。詳細には、押しロッドは、押し出しヘッドの内部に配置されており、中 空構成部品が押し出されている時、中空構成部品を前方へ押し出す。この最後の 実施態様により、中空構成部品は、真っ直ぐである場合にのみ押し出され、成形 器１２，１３は押し出しの終わりにおいてのみ中空構成部品を係合することが出 来る。 図１２と１３に関しそれぞれ説明されている他の実施態様により、成型器 が、多数の移動可能で平行な本体２６により形成され、その外形は、テンプレー ト２７との係合により変えられる。この実施態様は、テンプレート２７を単に変 えることにより外形の敏速で低コストの変更を可能とする利点を有する。 図１４〜１７に関しそれぞれ示されている他の実施態様により、成形器が 、垂直軸を有する、多数のモーター駆動ローラー２８と２９により形成されてい る。この場合もまた、成型器は、二つの相補部分３０と３１，３２と３３により 形成されており、これらは、成形された中空構成部品が型の真上にあるとき分離 され、従って、図１７により詳細に示されているように、中空構成部品を半開き 型に付着する。 図１８〜２０に関しそれぞれ説明されている他の実施態様により、成型器 が、水平軸を有する、多数のモーター駆動ローラーにより形成されている。この 場合、ローラー上方の成形された中空構成部品が、それを支持し、それを半開き 型部分１５に付着することが出来る多数の留め具３５によりつまみあげられる。 図２１〜２５に関しそれぞれ説明された他の実施態様により、成型器は、 中空構成部品の押し出し成形およびまたは進 行の方向３７とほぼ直角の方向３６へベルト２２を移動する装置により形成され ている。方向３６への移動装置は、図面に示されていないが、方向３６へ配置さ れた一組のラックにベルトを取り付け、中空構成部品１０に必要な曲がりに相当 する範囲だけ油圧モーターによりラックを移動することにより、移動装置を構成 することが出来る。この方法において、移動と押し出しは、同時に起こり、従っ て、中空構成部品１０の必要な外形を形成することは可能である。ローラー３９ は、中空構成部品１０を正確な位置に維持し、従って、それはベルトの移動を追 随することが出来る。中空構成部品が成形されると、図２０に関しすでに説明し たとおり、中空構成部品１０は、留め具３８により摘み上げられ、半開き型１５ へ付着される。 本発明は、示されたように、幾つかの変形に適しており、そのすべては、 同じ発明性概念の範囲内にある。従って、発明の目的に関して、これらの変形の 部分を相互に組み合わせるか、または、他の同等の手段でそれらを置き換えるこ とは可能である。従って、例えば、アクチュエータ装置１６，１７は、図面に示 されたピストン−シリンダー装置による代わりに、ボールスクリューによるか、 トグル装置によるか、または、歯付きベルトにより形成することが出来る。特に 、歯付きベルトは、特に、それらが高速であり、騒音がなく、制御可能であるこ とにより、好適であることは認められている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ， ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．多数次元寸法を有するブロー成形中空体を製作する方法において： ａ）前記中空構成部品の内部にガスを射出し、前記中空構成部品の成形器 （１２，１３）との係合により、前部（１１）において閉じられた中空構成部品 （１０）の押し出し成形； ｂ）可塑状態で高位置半開き型部分（１５）への前記成形された中空構成 部品（１０）の付着； ｃ）前記高位置半開き型部分（１５）の高さより低い高さに配置された低 位置半開き型部分（１８）への前記中空構成部品の一部の自由降下；及び ｄ）前記半開き型の型締めとブロー成形； の工程を含んでいることを特徴とする前記方法。 ２．前記成形器がほぼ水平な平面において二つの次元寸法に主に作動し、 前記自由降下が第三のほぼ垂直な次元寸法（９）において起こることを特徴とす る請求項２に記載の方法。 ３．前記押し出し成形中に、前記中空構成部品（１０）が水平方向に好適 に動作する送り器（２２）と係合されることを特徴とする請求項１または２に記 載の方法。 ４．前記送り器が水平平面におい好適に作動する送りベルト（２２）によ り形成されていることを特徴とする請求項３に記載の方法。 ５．前記送り器が前記中空構成部品の内部に配置された引っ張り留め具（ ２５）により形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つ に記載の方法。 ６．前記送り器が前記中空構成部品の内部に配置された押しロッドにより 形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の方法 。 ７．前記成形器が前記中空構成部品（１０）の相対する側部を係合する二 つの相補体（１２，１３）により形成されていることを特徴とする請求項１ない し６のいずれか一つに記載の方法。 ８．前記成形器が、外形がテンプレート（２７）を使用することにより変 えられる多数の移動可能で平行な本体（２６）により形成されていることを特徴 とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の方法。 ９．前記成形器が、押し出し成形方向（３７）にほぼ直角である方向（３ ６）へ前記ベルト（２２）を移動する装置により形成されており、従って、前記 移動と前記押し出しが同時に起こり、このようにして、前記中空構成部品（１０ ）の外形が形成されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一つに記載 の方法。 １０．水平押し出し成形を行うように、押し出し成形ヘッド（２３）が水 平に配置されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載の 方法。 １１．前記半開き型（１５，１８）が押し出し成形領域のほぼ下方に配置 されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一つに記載の方法。 １２．最初に前記中空構成部品の全押し出し成形、次に成形動作、および 最後に半開き型（１５，１８）への前記付着を含んでいることを特徴とする請求 項１ないし１１のいずれか一つに記載の方法。 １３．半開き型（１５，１８）への付着の前に前記中空構成部品（１０） の形状を形成する成形器（１２，１３）と；押し出し成形中に前記中空構成部品 （１０）の内部にガスを射出するノズル（２１）と；前記押し出し成形中に前記 中空構成部品を送り、前記成形器（１２，１３）の係合を可能にする送 り器（２２）と；を含んでいることを特徴とする多数次元寸法を有するブロー成 形中空体を製作する装置。 １４．前記成型器（１２，１３）がほぼ水平方向へ移動出来る装置により 作動されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。 １５．前記送り器（２２）が水平方向へ実質的に作動することを特徴とす る請求項１３または請求項１４に記載の装置。 １６．前記送り器（２２）が水平平面において好適に動作する送りベルト により形成されていることを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか一つに 記載の装置。 １７．前記送り器が前記中空構成部品の外部に配置されている引っ張り留 め具（２５）により形成されていることを特徴とする請求項１３ないし１６のい ずれか一つに記載の装置。 １８．前記送り器が前記中空構成部品の内部に配置された押しロッドによ り形成されていることを特徴とする請求項１３ないし１７のいずれか一つに記載 の装置。 １９．前記成形器（１２，１３）が前記中空構成部品（１０）の相対する 側部を係合する二つの相補体（１２，１３）により形成されていることを特徴と する請求項１３ないし１８のいずれか一つに記載の装置。 ２０．前記成型器が、外形がテンプレート（２７）により変えられる、多 数の移動可能で平行な本体（２６）により形成されていることを特徴とする請求 項１３ないし１９のいずれか一つに記載の装置。 ２１．前記成形器が、押し出し成形方向（３７）にほぼ直角である方向（ ３６）へ前記ベルト（２２）を移動する装置により形成されており、従って、前 記移動と前記押し出しが同時に起こり、このようにして、前記中空構成部品の外 形が形成されることを特徴とする請求項１３ないし２０のいずれか一つ に記載の装置。 ２２．水平押し出し成形を行うように、押し出し成形ヘッド（２３）が水 平に配置されていることを特徴とする請求項１３ないし２１のいずれか一つに記 載の装置。 ２３．前記半開き型（１５，１８）が押し出し成形領域のほぼ下方に配置 されていることを特徴とする請求項１３ないし２２のいずれか一つに記載の装置 。 ２４．前記成型器が一つの部分の他の部分に対する相対移動を可能にする 二つの部分（４０，４１，４２，４３）を含んでいることを特徴とする請求項１ ３ないし２３のいずれか一つに記載の装置。 ２５．前記二つの部分が側方部分（４０，４２）と下方部分（４１，４３ ）とを含んでいることを特徴とする請求項２４に記載の装置。 ２６．すべての新しい特徴またはここに記述の特徴の新しい組み合わせ。