通过挤吹成型及连续的喷嘴缝隙调节制造热塑性塑料空心体的方法

专利名称：通过挤吹成型及连续的喷嘴缝隙调节制造热塑性塑料空心体的方法
通过挤吹成型及连续的喷嘴缝隙调节 制造热塑性塑料空心体的方法
技术领域：
本发明涉及一种通过挤吹成型制造热塑性塑料空心体的方法。
原则上已知采用挤吹成型法来制造塑料空心体，例如燃油箱、
桶或热油罐o
一般地，是使粒化的热塑性塑料在一个或多个挤压机中加以塑化， 然后送往一个挤压头。塑化的材料从该挤压头以一种软管状的预成形
坯的形式排出，该预成形坯要么从挤压头取下并利用机械手将其置入 一个打开的模具中，要么直接从挤压头悬垂着挤出到模具中。模具通
常由两个模具半体构成，这两个模具半体形成一个模腔，该模腔确定 了吹制成型的成品的外部轮廓。预成形坯在模腔内利用气体压力和/ 或利用低压被扩张。成品具有这样一种外部轮廓，该外部轮廓符合于 通过模具的模腔所给定的轮廓。
同样已知的是，在挤压后将一个软管状的预成形坯按预定的端长
分成为一个或多个材料幅，利用机械手将之运送到一个模具的已打开 的模具半体之间。
最后也知道，料幅状或条带状的预成形坯从具有宽槽式喷嘴的挤 压机中被排出，这些预成形坯按某种方式在第一次或第二次加热中成 型为完工产品的最终造型。
对于具有相当复杂外部轮廓的产品， 一般是挤出软管状的预成形 坯。悬挂在挤压头上的挤出材料这时由于其纵向方面的重量之故，而 经历某种拉伸。若不采取措施来平衡这种拉伸，结果便会沿着挤压方 向在完工的产品上造成不同的壁厚分布。在熔体粘度较低的情况下， 可以通过非连续的挤压来克服上述现象。
不难理解，具有比较复杂的外部构形的产品在吹制模中，在不同 的点上，在扩展时会经历不同的拉伸，从而仅由于这一缘故便会造成不同的壁厚分布。在制造某些产品时，成品上不同的壁厚是合乎要求 的，而还有些产品则需要不同的壁厚分布型式，这都是缘于完工成品
的稳定性之故。最后，已知的是挤出的预成形坯的壁厚须如此变化， 即，使得不同拉伸能在预成形坯扩展时得到补偿。在此方面要求苛刻 的产品是透明的清洁剂容器、配有成形在其上的把手的桶罐等等。
对此，已知的是，要使软管状预成形坯具备一种壁厚分布型式， 并且既包括轴向的也包括径向的。这一点例如可通过挤压头上的环形 缝隙的调节来予以实现。对于非常大型的产品而言，也可以利用壁厚 控制，借以在挤出时补偿软管状预成形坯的纵向拉伸。
对比较大的产品来说，例如用塑料制成的燃油箱，也要求预成形 坯在其长度上和/或圆周上具备一种变化的壁厚，从而使得不同的拉伸 在模具中可得到补偿，或者可在完工的成品上获得一种不同的壁厚分 布。例如可以设想，在一个燃油箱上出于稳定性之故而设定一种不同 的壁厚分布，以便能更好地承受可能发生的冲击变形。
因此，本发明的目的是，提供一种用于制造挤吹成型的热塑性塑 料容器的方法，利用此方法有极为广泛的自由度在任一方向中改变容 器的壁厚。
上述目的是利用下述方法得以实现的即一种通过挤吹成型制造 热塑性塑料空心体的方法，按此方法，利用多个挤压装置由塑化的塑 料挤出至少两个料幅状的预成形坯，其中，所述预成形坯在第一次加 热中(即尚处于塑性状态)在一个多部件式的、形成一个模腔的模具 内被共同地成型为一个空心体，并且，通过在挤出过程中连续地调节 喷嘴缝隙，使至少一个预成形坯在挤出过程中独立于相应的另一个预 成形坯具备一种壁厚分布型式。
优选连续地挤出至少两个料幅状的预成形坯。如若待制造的空心 体例如是一个燃油箱的话，则有利的做法可能是从一种具有用于碳 氢化合物的阻挡层的多层复合挤压坯(共挤物)，例如是EVOH或类 似物的形式，制备出预成形坯。
与迄今已知的方法不同的是，在软管状预成形坯上为了实现壁厚控制，利用本发明提出的方法可以制造出具有两个分别有不同壁厚分布型式的部位的空心体。在挤压一个软管状的空心体时，径向和/或轴向的壁厚调节会对整个挤压坯的总圆周造成影响。按本发明提出的方法，两个分别形成一个空心体的预成形坯能被彼此独立地控制，其中，使至少一个预成形坯在挤出时可具备一种不同于另 一个预成形坯的壁
厚分布型式。这具有如下优点利用本发明提出的方法，也可以制造出在任一方向都具有任意壁厚分布变化的大型的和复杂的产品。
最好分别按照一个预定的程序实现壁厚控制。
按本发明的一种优选的方案，作了如下设定使预成形坯，或者使至少一个预成形坯沿着挤压方向和/或横向于挤压方向具备一种壁厚分布形式。
预成形坯宜在模具内通过内部超压和/或外部低压加以扩展。
成型过程优选在一个三部件式的模具内分为两步地予以实现，其中，在第一个步骤中，使预成形坯分别借助于超压和/或低压贴靠到一个形成模腔的一部分的轮廓上，并被加以成型；在第二个步骤中，将形成空心体的相应部分的各中间制品彼此连接起来而成为最终产品。
优选使预成形坯从彼此平行地布置的挤压装置中利用宽缝隙喷嘴悬垂着(沿重力方向)挤压出来。
各预成形坯的挤出在挤出速度方面而言最好是同步实现。依此，预成形坯的壁厚变化可以依照挤出过程的时间进程予以实现。
特别优选的是，将预成形坯挤压到模具的已打开的两部分之间，该模具围绕预成形坯封闭并在挤压装置之下被移开。
或者，例如可以分别利用一个夹持器在相应的挤压装置上将料幅状的预成形坯取走，并将其送往模具。
根据本发明作了如下设定将预成形坯分别挤压到一个外部模和一个中间模之间；接着将外部模相对中间模关闭，使预成形坯分别贴靠到各外部模的内轮廓上，撤出外部模之间的中间模，然后使外部模彼此相对关闭，以使处于外部模之中的中间制品彼此连接起来。
虽然上述方法称为挤吹成型法，但须如此理解此方法，即，也可利用低压来实现预成形坯往模腔内轮廓上的贴靠。此外还知道在模腔中，在模具的内轮廓上配置了相应的真空通道。
当然，预成形坯可以单层或多层地被挤压出来，依此，例如在制造燃油箱时通常使用六层的挤压坯，它们分别包含用于碳氢化合物的阻挡层。
下面将参照一个在附图中示出的实施例对本发明作说明。附图表示:


图1 用于实施本发明提出的方法的一种挤吹装置的示意侧视
图2-10图1所示装置的模具的横剖视图，是在本发明提出的方法的不同步骤中；
图lla-llc挤压头的喷嘴的各个视图，部分剖开地表示了喷嘴缝隙调节的第一个方案的截面；
图12a-12c 喷嘴的视图，部分剖开地表示，配有喷嘴缝隙调节的第二个方案。
图1中示出的挤吹成型设备l包含两个挤压头2，配有各自所属的挤压机，其未在图中示出。这两个挤压头2均安置在一个三部件式的模具3的上方，该模具既可进入到图平面中，也可从图平面中出来。模具3包含两个外部模3a、 3b，和一个中间模3c,其中，外部模3a、3b各自具有一个空腔4a、 4b，这两个空腔决定着此后最终产品5的外部轮廓。
从每个挤压头2中悬垂着挤出一个料幅状的热塑性材料的预成形坯6。依所述的本发明的实施例，预成形坯被挤出到分别打开的外部模3a、 3b和中间模3c之间，这些外部模和中间模在图1中都示出在已打开的位置上。如以下在图中示意地绘示出的那样，外部模3a、 3b彼此间和相对于中间模3c可以利用气动传动装置在一个未示出的关闭支架内进行移动。这些细节是公知的，因此在这里不作赘述。
由外部模3a、 3b和中间模3c组成的整个装置可以相对于挤压头2进入到图平面中，并可从图平面中移出。此外，中间模3c也可相对
7外部模3a、 3b移动，进入到图平面中，以及从图平面中移出。
为了简明起见，进入图平面和从图平面中移出来的这个运动方向在下文中称为Z-方向。
外部模3a、 3b的开、闭运动的方向在下文中称为X-方向，挤压方向称为Y-方向。
制造周期开始于图1中所示处于挤压头2下方的模具3的位置。如前面已述及的，每个预成形坯6被分别挤出到一个外部模3a、 3b和中间模3c之间。当预成形坯6达到其全长时，如从图1中也可看出的那样，外部模3a、 3b依X-方向彼此对向地移动，使得它们将该预成形坯相对中间模3c夹住。
由于预成形坯6是连续地挤出的，所以其后整个关闭的模具3沿着Z-方向在挤压头2下面移开，特别是为了不妨碍继后的挤压坯的排出。与此同时或者此后，在模腔7中产生一种内部超压，例如通过输入压缩空气或其他合适的气体。作为支持或作为选择，预成形坯6可利用低压贴靠到空腔4a、 4b的内轮廓上。有关的空腔4a、 4b在这一范围内相应于产品5的外轮廓。
在中间模3c中，为了内装部件在产品5中的定位，配置了可移出的部件保持器，关于部件保持器在下文中将不作详细解释。利用这些部件保持器，内装部件可以固定在产品5的内壁上。在作为产品5的燃油箱上，这些内装部件例如可以是阀门安装座等等。
在预成形坯6贴靠到相应空腔4a、 4b的内壁上并成型之后，外部模3a、 3b便在X-方向上相互移开，而中间模3c则在Z-方向上从外部模3a、 3b之间移出，从而达到在图8中所示的状态。然后，外部模3a、 3b在X-方向上相对关闭，使得相应中间制品9的呈凸缘状形成的边缘8彼此熔接起来。于是，外部模3a、 3b打开，即可取出产品5。
本发明提出的方法设定每个预成形坯6的壁厚都可以按照一个预定的程序加以调整变化，也就是说，既在Y-方向也在Z-方向使有关预成形坯6具备一种壁厚分布型式。从有关挤压头2中挤出预成形坯6是同步地进行的，其中，根据时间(针对周期时间或挤出时间)使一个预成形坯或者也使多个预成形坯具备一种壁厚分布型式。依此，
这些预成形坯6的壁厚分布型式便可彼此独立地进行控制，从而例如可获得这样一种产品，这个产品的一侧厚于另一侧，而不至于使得一侧的挤压受到另一侧的壁厚变化的影响。
挤压头2的喷嘴10的各种可能的设计结构分别见图lla和12a所示。这些图示出了喷嘴部位的一个截面，这个喷嘴部位是作为宽缝隙喷嘴设计的喷嘴。喷嘴10具有一个喷嘴体11，配有在图lla至llc中所示实施例情况下的两个界限出一个喷嘴缝隙12的模具唇13。
沿挤压方向即在Y-方向上调节两个模具唇13之一，可促使喷嘴缝隙12收窄或扩大，从而可改变有关预成形坯6的壁厚。图lla和12a分别表示了喷嘴体11的一个位置处的一个截面。对本领域技术人员不言而喻的是喷嘴体11是可以分段地在Z-方向上进行调节的，所以喷嘴缝隙12的分段调节是可能的，从而可以分别在Y-方向和Z-方向实现预成形坯6的壁厚调整变化。喷嘴缝隙12的这种分段调节例如可以通过模具唇13的一种相应的柔性设计来予以实现，在图lla至llc中未示出的执行元件在这种情况下发挥作用。
喷嘴体的另一种设计见图12a至12c所示，依此，第一个模具唇13'可在喷嘴缝隙12的总深度上、即在沿Z-方向的预成形坯总宽度上进行均匀调节，而第二个模具唇13〃是作为配对唇设计的，该配对唇可以分段地在Z-方向上逆向变形，从而叠加于通过模具唇13'实现的喷嘴缝隙12调节。
在本发明的范围内，该调节机构可以按多种不同的变型予以实现。附图标记一览表
1挤吹成型设备
2挤压头
3模具
3a, 3b外部模
3c中间模
4a、 4b空腔
5制品
6预成形坯
7模腔
8边缘
9中间制品
10喷嘴
11喷嘴体
12喷嘴缝隙
13模具
13,模具唇
13"配对唇
权利要求
1. 通过挤吹成型制造热塑性塑料空心体的方法，按此方法，利用多个挤压装置由塑化的塑料挤出至少两个料幅状的预成形坯，其中，所述预成形坯在第一次加热中(尚处于塑性状态)在一个多部件式的、形成一个模腔的模具内被共同地成型为一个空心体，并且，通过在挤出过程中的喷嘴缝隙调节，使至少一个预成形坯在挤出过程中独立于相应的另一个预成形坯具备一种壁厚分布型式。
2. 按权利要求l所述的方法，其特征在于壁厚控制分别按照预 定的程序进行。
3. 按权利要求1或2之一所述的方法，其特征在于使预成形坯 沿着挤压方向和/或横向于挤压方向具备一种壁厚分布型式。
4. 按权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于预成形 坯在模具内通过内部超压和/或外部低压被扩展。
5. 按权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于在一个 三部件式的模具内分两步进行成型，其中，在第一个步骤中，使预成 形坯分别借助于超压和/或低压贴靠到一个形成模腔的一部分的轮廓 上，并被加以成型；在第二个步骤中，将形成空心体的相应部分的各 中间制品彼此连接起来而成为最终产品。
6. 按权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于预成形 坯从配有宽缝隙喷嘴的、彼此平行地布置的挤压装置中被悬垂着(沿 重力方向)挤压出来。
7. 按权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于各预成 形坯的挤出在挤出速度方面而言是同步进行的。
8. 按权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于预成形 坯的壁厚变化是按照挤出过程的时间进程实现的。
9. 按权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于预成形 坯被挤出到模具的打开的部分之间，该模具围绕预成形坯封闭并在挤 压装置之下移开。
10.按权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于预成 形坯分别被挤出到一个外部模和一个中间模之间；接着，使各外部模 相对中间模关闭，预成形坯分别贴靠到外部模的内轮廓上，将外部模 之间的中间模撤走并将外部模相对关闭，以使处于其中的中间制品彼 此连接起来。
全文摘要
本发明涉及一种通过挤吹成型制造热塑性塑料空心体的方法。按本发明的方法，利用多个挤压装置(2)由塑化的塑料连续挤出至少两个料幅状的预成形坯(6)。预成形坯尚处于塑性状态即在第一次加热中在一个多部件式的、形成一个模腔(4a，4b)的模具(1)中被共同地成型为一个空心体。其中，通过在挤出过程中连续地调节喷嘴缝隙，使至少一个预成形坯在挤出过程中独立于相应的另一个预成形坯具备一种壁厚分布型式。
文档编号B29C49/00GK101466524SQ200780021370
公开日2009年6月24日 申请日期2007年5月23日 优先权日2006年6月9日
发明者D·奥伊利茨, G·沃尔特, H·洛伦茨, J·埃克哈特, M·博尔歇特, T·克雷默, T·弗罗伊茨海姆 申请人:考特克斯·特克斯罗恩有限公司及两合公司