由热塑性材料制造中空体的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种由热塑性材料制造中空体的方法，所述方法包括使得已塑化的热塑性材料制成的至少一个管状预制件或至少两个二维的腹板状预制件成形为大体闭合的中空体，例如，机动车的燃料箱的形式。
[0002]本发明特别地涉及一种通过挤压吹塑模制由热塑性材料制造中空体的方法。
【背景技术】
[0003]在挤压吹塑模制塑性产品的情况中，使用包括两个型模半体的模具，所述两个型模半体被成形以便相互补充并且一起界定模腔。将型坯形式或者一个或多个腹板状或片状预制件形式的热塑性挤压件放在模具的打开的半体之间。在模具中，使预制件或多个预制件平放在由模具形成的模腔的内壁上，从而使得成品具有对应于模具的内轮廓的外形。通过利用气压来增宽预制件或者通过利用负压来使得预制件平放在模具的内壁上，从而在模具的模腔内对预制件或多个预制件进行再次成形，通过型模壁中的通道来施加所述负压。
[0004]在例如通过旋转烧结或者通过注射模制或者挤压吹塑模制由管状或腹板状挤压件来生产中空塑性体的已知方法的情况中，已经证实特别成功的方法是挤压吹塑模制中空体的方法，在所述挤压吹塑模制中空体的方法中，二维半成品首先被成形为半壳体，然后所述半壳体在同一模具中沿着环绕外周相互接触并且结合在一起形成闭合的中空体。例如由DE 102 31 866 Al已知这种方法。这些方法的优势在于能够在生产期间、在形成壳体之后但是在将壳体结合在一起之前立即将待引入至中空体中的插入件引入到中空体中。
[0005]特别地，在由热塑性材料制造燃料箱的情况中，已经证实这种方法是成功的，尤其是在燃料箱中，除了通常用于将燃料提供至车辆的内燃机的给送单元之外，提供了具有膨胀箱、泡状容器、排气管路和排气阀的复杂度不同的排气系统。
[0006]尤其在DE 10 2006 006 469 Al中描述了这种方法。
[0007]特别地，在通过先前提及的挤压吹塑模制方法由腹板状预制件进行制造的情况中，将限定或形成了中空体内的自包含的部分体积的插入件引入到中空体中非常关键，这是因为在实施用于在吹塑模具内使得预制件成形或者再形成预制件的方法期间待施加的压差还作用在待引入至中空体内的插入件上，这会导致密封元件和阀受损或者导致诸如管路、泡状容器、膨胀箱等的插入件塌缩。
【发明内容】
[0008]因此，本发明所基于的目的是提供一种由热塑性材料制造中空体的方法，所述方法解决了上述问题。
[0009]通过由热塑性材料制造中空体的方法实现了所述目的，所述方法包括以下方法步骤:
[0010]一在多部件式的吹塑模具上提供热塑性材料的至少一个管状或腹板状的预制件；
[0011]一将预制件引入至吹塑模具的模腔中；
[0012]一将预制件模制成壳体；
[0013]一将至少一个插入件结合至吹塑模具内的至少一个壳体，所述插入件限定了部分体积，相对于待生产的中空体的主体积隔绝所述部分体积；
[0014]一通过闭合吹塑模具将各壳体结合在一起，并且将压力施加至由中空体包封的主体积，其中
[0015]一与将压力施加至主体积同步地实行所述部分体积的压力均衡。
[0016]为了本发明的目的，腹板状预制件包括形式为壳体的预制件和基本细长形或在平面中展开的预制件。
[0017]原则上，例如通过在将压力施加至主体积的过程中使得压力介质分流出部分气流，例如可以通过与主体积承受压力同时地使得部分体积承受压力来建立这种压力均衡。
[0018]然而，优选地，根据本发明设想的是利用中空体自身的主体积作为用于部分体积的平衡容器。为此，例如规定通过在闭合的吹塑模具内将部分体积在至少一段时间内通过至少一条旁通管路连接至主体积而实施压力均衡。
[0019]迄今为止本申请人在实践中使用的用于阻止插入件在吹塑模制处理的过程中在施加压差时损坏的变形方案为从开始时使得将被引入到中空体中的插入件作为针对主体积打开的系统并且仅仅在完成中空体之后才与主体积隔绝开。
[0020]这种方法的缺点在于在完成中空体之后必须手动地、确切地说通过一个或多个容器开口手工操纵而实施所涉及的插入件的隔绝，这耗费人力并且成本高昂，结果是更加难以检查是否已经可靠地隔绝插入件。
[0021]比较而言，根据本发明的方法设想将所涉及的插入件作为基本上自包含的部分体积引入到中空体中，并且在将压力施加至主体积之前或期间立即在模具内产生压力均衡。尤其是在建立了部分体积和主体积之间的压力均衡的情况下，这能够以相对简单的方式来完成，由此还排除了在部分体积与主体积同步的情况下会发生的动态效果。
[0022]通过在径向相对的位置处切开先前挤出的单层或多层型坯以及通过从一个或多个相互间隔开的槽压模(扁平薄膜压模)挤出腹板状预制件，可以提供一个或多个预制件，如本发明所设置的那样将压力介质施加至所述一个或多个预制件。为此，例如可以使用根据 DE 10 2006 042 064 Al 的挤压头。
[0023]本方法例如还可以包括挤出单个腹板状预制件，通过例如按照U状方式布置在吹塑模具的打开部件之间来提供所述单个腹板状预制件。例如按照其中挤压头沿着重力方向垂挂下来的方式通过布置在吹塑模具上方的挤压头，可以挤出一个或多个预制件。替代地，可以通过吹塑模具上的操作装置来提供一个或多个预制件。
[0024]所考虑的是，挤压件优选是热塑性材料的共挤件。这些共挤件可以包括阻隔碳氢化合物的阻隔层。然而，在本发明的范围内，处理单层挤压件的预制件也是可行的。优选地，基于HDPE挤出预制件。例如，考虑基底材料是HDPE和阻隔材料是EVOH的六层挤压件。
[0025]在其它优选实施例中，本方法包括沿着重力方向在使用的吹塑模具的打开部件上方连续挤出至少两个二维的腹板状预制件。
[0026]为了本发明的目的，吹塑模具应当理解为具有多个被成形以彼此互补的模具部件的工具，在每种情况下，所述多个模具部件均具有至少一个腔，所述腔限定了待制造的中空体的侧向外轮廓。在闭合状态中，吹塑模具的腔限定了模腔，所述模腔的轮廓对应于待制造的中空体的侧表面。
[0027]优选地，通过利用挤压件的第一热量(即，通过利用由挤压件产生的塑化热量)将预制件模制成壳体。
[0028]例如通过将插入件焊接和/或铆接至所涉及的壳体的侧部而将插入件结合至至少一个壳体，所述壳体的侧部面向待制造的中空体的主体积。
[0029]用于中空体的排气系统可以设置例如作为插入件或多个插入件，所述排气系统包括排气阀、至少一条排气管路和至少一个泡状容器(集液器)。
[0030]如果用于中空体的排气系统将设置作为插入件或多个插入件，则可以设置成例如当通过连接接头或连接管接口将排气阀结合至吹塑模具内的壳体时，容器壁被刺穿，以允许在完成容器之后从外侧连接容器壁。在刺穿容器壁的情况中，例如通过旁通管路产生压力均衡，所述旁通管路被连接至主体积并且连接例如处于吹塑模具的用于接收阀的连接管接口的凹陷部或者冲模区域中的部分体积。
[0031]在根据本发明的方法的替代性变形方案的情况中，可以设想的是，向插入件的部分体积提供阀，所述阀在结合插入件的过程中是打开的并且在完成中空体之后能够通过磁体、压缩空气或者通过机械致动而处于闭合位置中。
[0032]在根据本发明的尤为适宜且有利的变形方案中，设置成通过刺穿插入件的壁的至少一根膨胀针或至少一根膨胀芯轴连接部分体积。所述连接可以例如在插入件已经结合至所涉及的壳体之后发生。
[0033]例如，可以通过经由至少一条旁通管路互连的至少两根膨胀针来连接部分体积，使得一根膨胀针刺穿插入件的壁，而使得另一根膨胀针刺穿中空体的壁。在下文中这种刺穿还被称作射入膨胀针，射入膨胀针这一术语已经作为专业术语。
[0034]由于在将排气系统例如引入到中空体中时，所讨论的排气系统的体积通常相对较小，因此即使在相对较小的旁通管路横截面的情况下也能够实现良好的压力均衡。
[0035]在根据本发明的方法的适宜变形方案的情况中，设置成优选地在待形成于容器壁的连接开口的区域中，穿刺插入件的膨胀针从外侧刺穿中心体的壁。
[0036]在制造燃料箱的情况中，可能设置在容器壁上的泡状容器或排气管路通常必须从外侧设置连接管接口等，待铺设在燃料箱/中空体外侧上的管路被连接至所述连接管接口。有利地，在中空体的壁的以后制造连接开口或孔的区域中，刺穿中空体的壁和插入件的壁。
[0037]为了尽可能地抵消以下这种情况，S卩，刺穿刚结合至所涉及的壳体上的插入件可能会导致施加至结合连接/焊接连接/铆接连接的机械负载，在本方法的尤为优选的变形方案的情况中在结合插入件之前，至少一个壳体的壁利用经由至少一条旁通管路互相连通的至少两根膨胀芯轴或膨胀针刺穿，并且规定在结合的过程中通过利用结合运动而由膨胀针刺穿所述插入件。
[0038]在本方法的变形方案的情况中，例如分两个阶段将压力施加至吹塑模具的