MX2009000167A

MX2009000167A - Procedimiento para la produccion de cuerpos huecos de material termoplastico.

Info

Publication number: MX2009000167A
Application number: MX2009000167A
Authority: MX
Inventors: Matthias Borchert; Dirk Eulitz; Timo Kraemer; Harald Lorenz; Gerd Wolter; Markus Huetzen
Original assignee: Kautex Textron Gmbh & Co Kg
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2009-01-26
Also published as: EP2038103B1; KR20090023675A; DE102006031902B4; DE102006031902A1; CN101489759B; CN101489759A; WO2008003387A1; EP2038103B2; JP2009542480A; KR101073424B1; EP2038103A1; CA2654106A1; JP4948600B2; CA2654106C; BRPI0713920B1

Abstract

La invención se refiere a un procedimiento para la producción de cuerpos huecos de material termoplástico, en particular a un procedimiento para la producción de tanques de combustible de material plástico; en el procedimiento de conformidad con la invención las preformas en forma de malla o banda de material plástico plastificado se forman en una herramienta de partes múltiples que forma una cavidad de molde mediante expansión de las preformas y que provocan que se apoyen contra el contorno interno de la cavidad del molde; el procedimiento en primer lugar incluye la producción de dos productos intermedios mutuamente complementarios en forma de porciones de cubierta; posteriormente los componentes de accesorios integrados respectivos se aseguran a los interiores respectivos de las porciones de cubierta, que miran una hacia la otra en la posición de instalación, en donde al menos algunos componentes de accesorios integrados de porciones de cubierta mutuamente complementarios son respectivamente de configuración mutuamente complementaria, en el sentido de que pueden unirse para proporcionar un componente ensamblado o proporcionar una unidad funcional; las porciones de cubierta se ensamblan de tal manera que los componentes de accesorios integrados mutuamente complementarios se acoplen entre sí y/o entren en una relación de conexión operativa entres sí.

Description

PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCION DE CUERPOS HUECOS DE MATERIAL TERMOPLASTICO MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a un procedimiento para la producción de cuerpos huecos de material termoplástico. La invención se refiere en particular a un procedimiento para el moldeo por soplado de extrusión de material termoplástico para formar cuerpos huecos integrales, en particular tanques de combustible de material plástico para vehículos motores. Se sabe básicamente que el moldeo por soplado de extrusión de cuerpos huecos se realiza por medio de productos de extrusión en forma de malla o banda. Estos pueden obtenerse por ejemplo mediante la extrusión de una preforma tubular que se corta o divide en bandas o mallas. La extrusión de productos de extrusión en forma de malla y banda sin implementar la vía indirecta de utilizar la forma tubular también se conoce. Las preformas se remueven en el extrusor por medio de un manipulador y se alimentan a la herramienta o se extruyen directamente entre las porciones abiertas de una herramienta. En la producción de tanques de combustible u otros contenedores relativamente grandes que se proporcionan con componentes de accesorios integrados y fijaciones, el procedimiento implicado es normalmente tal que una preforma tubular se extruye en una condición de suspensión, en forma de un producto de extrusión de capas múltiples, ya sea continuamente o discontinuamente, en donde después de expulsarse a la longitud predeterminada el producto de extrusión se forma directamente dentro de una herramienta formada a partir de dos mitades de un molde para moldeo por soplado. La expansión de la preforma se realiza al someter la preforma a la acción de presión de gas dentro de un molde para moldeo por soplado cerrado. Si los componentes de accesorios integrados tal como por ejemplo componentes de regulación, bombas de combustible, emisores, vasijas de rodillo y similares deben ajustarse en el tanque de combustible, ya sea que puedan ajustarse mediante el material plástico que se moldea por soplado alrededor del mismo en producción del cuerpo hueco o puedan ajustarse subsecuentemente en el contenedor acabado a través de las aberturas del ensamble en el contenedor. El último procedimiento es menos deseable por varias razones. Más específicamente, por razones de emisión, las aberturas y orificios de recorte en la pared del contenedor deben evitarse lo más que se pueda o mantenerlos lo más chicos posible. Además, el gasto del ensamble manual en un tanque de combustible producido de esta manera es comparativamente elevado. La operación para introducir dichos componentes de accesorios integrados es particularmente difícil cuando el tanque de combustible es comparativamente resistente e irregular, es decir tiene una configuración espacial compleja. Por lo tanto, como una alternativa a los contenedores integrales que se producen por moldeo por soplado de extrusión, se conoce la posibilidad de producir dichos contenedores, por ejemplo, tanques de combustible, a partir de dos porciones moldeadas por inyección o porciones de semi-cubierta de embutido profundo. El procedimiento produce la ventaja de que los componentes de accesorios integrados pueden ajustarse en las porciones de semi-cubierta abiertas. Las dos porciones de semi-cubierta entonces se sueldan juntas para producir el contenedor cerrado. En ese caso la operación de ensamblar los componentes de accesorios integrados puede ser sustancialmente muy automatizada. Un problema con los tanques de combustible que se producen de esa forma son las líneas de unión soldadas en las ubicaciones de conexión de las porciones de semi-cubierta. Estas representan ubicaciones de derrame potencial en el contenedor para hidrocarburos gaseosos y requieren dispositivos adicionales para elaborar las conexiones soldadas. En principio también puede haber la posibilidad de colocar componentes de accesorios integrados en el interior de un contenedor cuando se producen contenedores mediante moldeo por soplado de extrusión de dos o más preformas en forma de malla o banda, por medio de manipuladores adecuados. Sin embargo, se notará que esto es relativamente complicado y costoso si la situación implica introducir en el contendor los componentes de accesorios que se extienden sobre toda la sección transversal del contenedor o que de hecho se destinan para unir las paredes interiores opuestamente colocadas de manera mutua del contenedor juntas. A este respecto el procedimiento que se presenta por sí mismo para ese propósito, es ensamblar los contenedores de las porciones de semi-cubierta que se prefabrican, por ejemplo se moldean por inyección o se embuten de manera profunda. El objetivo de la invención por lo tanto es proporcionar un procedimiento novedoso para la producción de cuerpos huecos de material termoplástico mediante moldeo por soplado de extrusión de preformas en forma de malla o banda, en donde los componentes de accesorios integrados puedan colocarse en el contenedor, en un nivel particularmente bajo de complicación y gasto de ensamble. En particular, la invención busca proporcionar que el procedimiento reduzca al mínimo el trabajo de acabado manual y en máquina en un contenedor proporcionado con componentes de accesorios integrados. Ese objetivo se logra mediante un procedimiento para la producción de cuerpos huecos de material termoplástico, en particular mediante un procedimiento para la producción de tanques de combustible de material plástico, en donde las preformas en forma de malla o banda de material plástico plastificado se forman en una herramienta de partes múltiples que forman una cavidad del molde mediante expansión de las preformas y que provoca que se apoyen contra el contorno interno de la cavidad del molde, en donde el procedimiento en primer lugar incluye la producción de dos productos intermedios mutuamente complementarios en forma de porciones de cubierta, al menos un componente de accesorios integrados respectivo se asegura a los interiores respectivos de las porciones de cubierta, que miran una hacia la otra en la posición de instalación, en donde al menos algunos componentes de accesorios integrados de porciones de cubierta mutuamente complementarias son respectivamente de configuración mutuamente complementaria, en el sentido de que pueden unirse para proporcionar un componente ensamblado o proporcionar una unidad funcional, y además las porciones de cubierta se ensamblan de tal manera que los componentes de accesorios integrados mutuamente complementarios se acoplan uno al otro y/o entran en relación de conexión operativa entre sí. La invención puede resumirse en el sentido de que, en el moldeo por soplado de extrusión de cuerpos huecos de bandas o mallas de un producto de extrusión termoplástico, durante la operación de la formación del cuerpo hueco o durante el paso de moldeo de los productos de extrusión en forma de malla, los componentes de accesorios integrados se ajustan en las porciones de cubierta que forman respectivamente productos intermedios, en donde los componentes de accesorios se colocan de tal manera y tienen tal naturaleza que, cuando las porciones de cubierta se juntan, los componentes de accesorios se acoplan entre si y se ponen en una relación de conexión operativa entre sí de tal manera que es posible una disposición especialmente compleja de casi cualquier configuración de los componentes de accesorios sobre toda la sección transversal del contenedor acabado.

Es particularmente deseable si los pasos de producción y unión de las porciones de cubierta se realizan en un primer calentamiento, es decir sin calentamiento adicional de las preformas. De esta manera es posible, por ejemplo, para las estructuras de poste de refuerzo, que los accesorios de regulación o líneas se ajusten en el contenedor en una manera particularmente simple, en donde el último puede extenderse sobre toda la sección transversal del contenedor. Las estructuras de poste de refuerzo sirven por ejemplo para contrarrestar la deformación del contenedor debido a una presión incrementada o una presión reducida. Las paredes del contenedor también pueden unirse por medio de estructuras de poste de refuerzo, sin la necesidad, para ese propósito, de producir soldaduras de pared a pared por medio de elementos deslizadores correspondientes en la herramienta. El contenedor puede equiparse de tal manera exclusivamente por medio de componentes de accesorios integrados adicionales en el contenedor. La configuración de diseño de las herramientas puede resultar ser correspondientemente más simple, por ejemplo es posible de esa manera evitar la necesidad de elementos deslizadores. Preferiblemente, las preformas se forman en una herramienta de molde de partes múltiples que incluye al menos dos moldes exteriores y al menos un molde central que realiza un movimiento de abertura y cierre entre sí, en donde los moldes exteriores respectivamente forman las sub-cavidades que predeterminan los contornos de las porciones de cubierta y el molde central se proporciona con al menos un sujetador del componente, en relación con el cual los componentes de accesorios se colocan o fijan en los interiores de las porciones de cubierta, después de la operación de la formación de las porciones de cubierta. En una modalidad de la invención, se proporciona un molde central que se remueve después de la colocación de los componentes de accesorios integrados entre los moldes exteriores y posteriormente los moldes exteriores se cierran uno con el otro de tal manera que las porciones de cubierta y al menos algunos de los componentes de accesorios dispuestos en la misma entren en relación de conexión operativa entre si. Por medio de ejemplo los elementos de poste de refuerzo para estabilizar el cuerpo hueco pueden utilizarse como los componentes de accesorios integrados mutuamente complementarios, los elementos de poste de refuerzo enganchándose cuando las porciones de semi-cubierta se unen. Alternativamente los elementos de sujeción pueden utilizarse como componentes de accesorios integrados mutuamente complementarios, cuyos elementos de sujeción reciben respectivamente acoplamientos de líneas eléctricas y líneas de fluido, en donde las disposiciones incluyendo respectivamente un elemento de sujeción y una porción de línea con acoplamiento se colocan en la parte interior de las porciones de cubierta de tal manera que los acoplamientos se acoplan entre sí cuando las porciones de cubierta se unen.

También es posible utilizar componentes de accesorios de regulación, preferiblemente en forma de paredes de regulación o disposiciones de pared de regulación que se acoplan entre sí como componentes de accesorios integrados mutuamente complementarios. La invención se describe de aquí en adelante por medio de dos modalidades por medio de ejemplo con referencia a los dibujos anexos en donde: Las figuras 1 a 12 muestran vistas esquemáticas de los pasos individuales en el procedimiento de producción, Las figuras 13 y 14 muestran vistas esquemáticas de elementos de sujeción mutuamente complementarios con acoplamientos así acomodados fuera del acoplamiento y en una relación conectada operativa entre si, y Las figuras 15 y 16 muestran un anclaje de acoplamiento que comprende dos elementos mutuamente complementarios que se ponen en acoplamiento entre sí cuando el molde se cierra cuado las porciones de cubierta se juntan.

Números de referencia 1 herramienta 2a, 2b moldes exteriores 3 molde central 4 portadora 5a, 5b sujetador del componente 6 cilindro neumático 7 componentes de accesorios integrados 8 preformas 9a, 9b sub-cavidades 10a, 10b porciones de cubierta 1 plano de separación 12 artículo 13a, 13b elementos de sujeción 14a acoplamiento 14b tapón 15a proyección de enganche 15b medios receptores de enganche 16a salientes de enganche 16b aberturas de enganche Las figuras 1 a 12 muestran esquemáticamente la herramienta identificada por el número de referencia 1 en sección transversal durante varias fases en el procedimiento de conformidad con la invención. La herramienta identificada por el número de referencia 1 en las figuras es de una naturaleza de tres partes y comprende dos moldes exteriores 2a, 2b y un molde central 3. Los moldes exteriores 2a, 2b se desplazan lejos uno del otro y uno hacia el otro en el sentido de un movimiento de abertura y cierre. El molde central 3 se desplaza con respecto a los moldes exteriores 2a, 2b transversalmente con respecto al movimiento de cierre y abertura de los moldes exteriores 2a, 2b. Los moldes cada uno se fija en una manera conocida per se a placas de montaje de molde respectivas conocidas que no se muestran en la presente para simplicidad. Las placas de montaje de molde se deslizan o se desplazan en una estructura de marco de cierre que tampoco se muestra. Un dispositivo de extrusión para producir preformas 8 en una forma de malla o banda también se ilustra únicamente por medio de indicación, por razones de simplificación. Por medio de ejemplo, con relación a la figura 1 , dos cabezales de extrusión adecuados con boquillas de ranura amplia pueden disponerse por arriba de la herramienta 1 fuera del plano del dibujo, en el lado que está hacia la persona que observa el dibujo. Es igualmente posible que una preforma en forma de tubo se divida en dos mallas por medio de herramientas adecuadas durante o inmediatamente después de la extrusión y que las mallas se alimenten a la herramienta 1 por medio de un manipulador. Dispuesto dentro del molde central 3 se encuentra un portador 4 que, en la modalidad ilustrada, para simplicidad, porta únicamente dos sujetadores del componente desplazable 5a, 5b que se desplazan con respecto al portador 4 por medio de cilindros neumático 6. El uso de cilindros hidráulicos es alternativamente posible. En la vista mostrada en la figura 1 , el molde central 3 está en la posición desplazada hacia afuera, puede desplazarse transversalmente con respecto al movimiento de abertura y cierre de los moldes exteriores 2a, 2b, el movimiento de abertura y cierre indicado por las flechas. En esa posición, el sujetador del componente 5a, 5b se ajusta con componentes de accesorios integrados 7 (véase figura 2). En un paso adicional en el procedimiento, el molde central 3 se mueve entre los moldes exteriores 2a, 2b. Dos preformas 8 en forma de malla entonces se introducen respectivamente entre el molde central 3 y los moldes exteriores 2a, 2b que están en una posición abierta uno con relación al otro. Como ya se mencionó en la parte de abertura de esta especificación, que puede efectuarse por extrusión a partir de boquillas de ranura amplia dispuestas arriba de la herramienta 1 , es decir por arriba del plano del dibujo en las figuras. Como una alternativa al mismo es posible que el extrusor o extrusores se dispongan espacialmente lejos de la herramienta 1 y que los productos de extrusión o preformas 8 se trasporten entre las porciones abiertas de la herramienta 1 por medio de un sujetador adecuado. Para la producción de un tanque de combustible se proporcionan por ejemplo, las preformas 8 cada una comprendiendo un producto de coextrusión de seis capas con capas de barrera para hidrocarburos. Un material de barrera adecuado es por ejemplo EVOH (copolímero de alcohol etilen vinílico). Tan pronto como se dispongan las preformas en la longitud deseada entre los moldes exteriores 2a, 2b y el molde central 3 respectivamente, los moldes exteriores 2a, 2b se cierran con respecto al molde central 3. Las preformas 8 entonces se expanden por medio de la acción de gas bajo presión en la cavidad del molde (véase figura 6) de manera que puedan cada uno apoyarse contra las sub-cavidades 9a, 9b de las herramientas 2a, 2b. Como puede observarse en particular de la figura 7, el portador 4 tiene una configuración de dos partes, en donde las dos partes del portador 4 se alejan entre sí en un siguiente paso en el procedimiento, más específicamente en la dirección de los moldes exteriores 2a, 2b respectivamente. Los componentes de accesorios 7 que se disponen en los sujetadores del componente 5a, 5b se presionan finalmente contra la pared interior de las porciones de cubierta 10a, 10b que ahora se producen, mediante la activación de los cilindros neumáticos 6. Existen varias formas posibles de conectar los componentes de accesorios 7 a la pared interior, que incluso es de plástico, de las porciones de cubierta 10a, 10b. Una conexión de bloqueo de fuerza y/o conexión que implica unión íntima de los materiales implicados puede contemplarse en la presente. Una conexión mediante unión íntima de los materiales implicados se logra por ejemplo mediante soldadura de los componentes de accesorios 7 a la pared interior y también mediante pegado. Ya que el procedimiento de conformidad de la invención implica operar en calor moderado o en calor, es decir las preformas no experimentan un incremento adicional en la temperatura después de la extrusión después de que se termina el cuerpo hueco, la soldadura es la operación que se presenta a sí misma. Como puede observarse en particular a partir de la figura 7, las partes del portador 4 y los sujetadores del componente 5a, 5b se colocan en la última fase de fijación de los componentes de accesorios 7 a la pared interior de las porciones de cubierta 10a, 2b de tal manera que los sujetadores del componente 5a, 5b con los componentes de accesorios 7 asegurados al mismo se proyectan fuera del plano de separación respectivo 11 entre los moldes exteriores 2a, 2b y el molde central 3. En la modalidad descrita, ese plano de separación 11 se ilustra actualmente como un plano, pero en principio el experto en la técnica también interpreta el término "plano de separación" como una superficie de separación que se extiende en una configuración espacialmente compleja entre las porciones de la herramienta. Después de que las partes del portador 4 y los sujetadores del componente 5a, 5b se han movido hacia atrás en la posición de partida (figura 8), los moldes exteriores 2a, 2b se abren (figura 9) y el molde central 13 se remueve o se desplaza entre los moldes exteriores 2a, 2b de manera que los moldes exteriores 2a, 2b puedan realizar de manera no obstruida un movimiento de cierre entre sí, como se muestra en la figura 11. Cuando los moldes exteriores 2a, 2b se cierran, por un lado, las porciones de cubierta 10a, 2b se ensamblan para formar el artículo acabado 12, mientras por otro lado los componentes de accesorios 7 dispuestos respectivamente en las porciones de cubierta 10a, 2b se ponen en una relación de conexión operativa entre sí. Esto puede realizarse de varias formas, como se describirá de aquí en adelante. Finalmente, la figura 12 muestra la remoción del artículo acabado 12 a partir de la herramienta 1.

Una posible configuración de los componentes de accesorios integrados 7 se muestra en las figuras 13 y 14. Los componentes de accesorios integrados mutuamente complementarios 7 ilustrados, se encuentran en forma de elementos de sujeción 13a, 13b que se colocan cada uno en la pared interior de las porciones de cubierta respectivas 10a, 10b de conformidad con el procedimiento anteriormente descrito, en donde el elemento de sujeción 13a recibe el acoplamiento 14a y el elemento de sujeción 13b recibe el tapón 14b de la conexión en línea. Ambos, el acoplamiento 14a y también el tapón 14b se disponen en los elementos de sujeción 13a, 13b de tal manera que el acoplamiento 14a y el tapón 14b se acoplen uno con el otro cuando los moldes exteriores 2a, 2b se juntan (figuras 10 y 1 1 ). Será evidente para un experto en la técnica que para ese propósito es necesario que los elementos de sujeción 13a, 13b o los componentes de accesorios 7 se coloquen en las porciones de cubierta 10a, 10b de tal manera que sea posible producir una relación operativamente conectada entre los mismos cuando los moldes exteriores 2a, 2b se mueven juntos. Las partes que deben conectarse juntas también deben tener tolerancias adecuadas, como será evidente por ejemplo por referencia a la modalidad mostrada en las figuras 15 y 16. Los componentes de accesorios integrados 7 mostrados en la figura 15 representan un anclaje de acoplamiento que comprende una proyección de enganche 15a y medios receptores de enganche en forma de manguito 15b. La proyección del enganche 15a se proporciona con salientes de enganche 16a mientras que el medio receptor de enganche 15b tiene aberturas de enganche correspondientes 16b. En la producción del cuerpo hueco, las dos partes del anclaje de acoplamiento se colocan o se disponen una con relación a la otra en la pared interior de las porciones de cubierta respectivas 10, 2b de tal manera que se dispongan en una relación exactamente opuesta. Cuando los moldes exteriores 2a, 2b se cierran uno con el otro, la proyección de enganche 15a se acopla en los medios receptores de enganche opuestamente colocados 15b y las salientes de enganche 16a se bloquean en las aberturas de enganche 16b de la configuración correspondiente. De esa manera, las porciones de cubierta 10a, 2b que representan las paredes opuestamente colocadas en forma mutua del contenedor acabado se refuerzan juntas de manera no liberable.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1 .- Un procedimiento para la producción de cuerpos huecos de material termoplástico, en particular un procedimiento para la producción de tanques de combustible de material plástico, en donde las preformas en forma de malla o banda de material plástico plastificado se forman en una herramienta de partes múltiples que forma una cavidad de molde mediante la expansión de las preformas y que provocan que se apoyen contra el contorno interno de la cavidad del molde, en donde el procedimiento en primer lugar incluye la producción de dos productos intermedios mutuamente complementarios en forma de porciones de cubierta, al menos un componente de accesorios integrado respectivo se asegura a los interiores respectivos de las porciones de cubierta, que miran uno hacia el otro en la posición de instalación, en donde al menos algunos componentes de accesorios integrados de porciones de cubierta mutuamente complementarias son respectivamente de configuración mutuamente complementaria, en el sentido de que se unen para proporcionar un componente ensamblado o proporcionan una unidad funcional y además las porciones de cubierta se ensamblan de tal manera que los componentes de accesorios integrados mutuamente complementarios se acoplan uno al otro y/o entran en relación de conexión operativa entre sí.

2.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque los pasos de producir y unir las porciones de cubierta se efectúa en el primer calentamiento (sin calentamiento adicional de las preformas).

3.- El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado además porque las preformas se forman en una herramienta de molde de partes múltiples que incluye al menos dos moldes exteriores y al menos un molde central que realiza un movimiento de abertura y cierre uno con relación al otro, en donde los moldes exteriores forman respectivamente las sub-cavidades que predeterminan los contornos de las porciones de cubierta y el molde central se proporciona con al menos un sujetador del componente, por medio del cual los componentes de accesorios se colocan en los interiores de las porciones de cubierta, después de la operación de la formación de las porciones de cubierta.

4.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el molde central se remueve después de la colocación de los componentes de accesorios integrados entre los moldes exteriores y posteriormente los moldes exteriores se cierran uno con el otro de tal manera que las porciones de cubierta y al menos algunos de los componentes de accesorios dispuestos en la misma entren en una relación de conexión operativa entre sí.

5.- El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque los elementos de poste de refuerzo para estabilizar el cuerpo hueco se utilizan como los componentes de accesorios integrados mutuamente complementarios, los elementos de poste de refuerzo juntos cuando las porciones de semi-cubierta de unen.

6. - El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque los elementos de sujeción se utilizan como componentes de accesorios integrados mutuamente complementarios, cuyos elementos de sujeción reciben respectivamente acoplamientos de líneas eléctricas o líneas de fluido, en donde las disposiciones que incluyen respectivamente un elemento de sujeción y una porción en línea con acoplamiento se colocan en la parte interior de las porciones de cubierta de tal manera que los acoplamientos se acoplan entre sí cuando las porciones de cubierta se unen.

7. - El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque los componentes de accesorios de regulación, preferiblemente en forma de paredes de regulación o disposiciones de pared de regulación que se acoplan entre sí, se utilizan como componentes de accesorios integrados mutuamente complementarios.