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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung
zur Herstellung eines mit inneren (oder zumindest teilweise inneren)
Zubehörteilen versehenen Kraftstofftanks.
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Kraftstoffsysteme
an Bord von Fahrzeugen verschiedener Art umfassen im Allgemeinen
Vorrichtungen zur Entlüftung von in dem Tank enthaltenen Kohlenwasserstoffen.
Des Weiteren können sie Vorrichtungen zur Versorgung des
Motors mit Kraftstoff enthalten. Solche Vorrichtungen bilden die
Verbindung zwischen in dem Tank enthaltenen Elementen (Ventilen,
Kraftstoffpumpe usw.) und außerhalb des Tanks positionierten
Elementen (Behälter, Füllrohr usw.). Des Weiteren
müssen beim Durchdringen der Tankwand den durch gegenwärtige
Umweltschutzvorschriften festgelegten Dichtungserfordernissen (zum
Beispiel LEV II (low emission vehicle) und PZEV (partial zero emission
vehicle)) Rechnung getragen werden. Dazu bildet die Verringerung
der Anzahl und Größe der Öffnungen in
der Wand des Tanks einen günstigen Faktor bei der Verminderung von
Verdampfungsverlusten. Jedoch erschwert dies das Einführen
von Komponenten in den Tank und ihre Positionierung darin.
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Derzeitige
Kraftstofftanks enthalten im Allgemeinen auch andere funktionelle
Zubehörteile, wie zum Beispiel Antischwapp-Prallflächen
(und zugehörige Schallschutz-Prallflächen), einen
Flüssigkeits-/Dampfabscheider, eine oder mehrere Messvorrichtungen
zum Messen des Kraftstoffpegels, einen Reservetank usw. Die Aufgabe
des Letzteren besteht darin, einen Vorfüllungsverlust der
Pumpe zu verhindern, sollte dem Fahrzeug Kraftstoff ausgehen oder
wenn es zum Beispiel über längere Zeit an einem
Abhang geparkt ist. Sie ist im Allgemeinen mit einem Ventil (dem
so genannten "ersten Füllventil") versehen, das ihr Füllen
gestattet, wenn der Tank zuerst gefüllt wird und/oder nachdem
Kraftstoff ausgegangen ist, und ihre Größe ist
im Allgemeinen auf die Größe der Öffnung
beschränkt, die in dem Tank auszubilden ist, um sie darin
einzuführen.
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All
diese inneren (oder genauer zumindest teilweise inneren) Zubehörteile
werden im Allgemeinen in dem Tank platziert/befestigt, nachdem dieser geformt
worden ist, und zwar durch getrennte Arbeitsgänge, die
zeit- und arbeitsaufwendig und deshalb teuer sind.
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Die
Anmeldung
FR 05/08707 im
Namen der Anmelderin betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Kraftstofftanks, der mit inneren Zubehörteilen versehen
ist, das eine Befestigung der Zubehörteile gestattet, während
der Tank gerade geformt wird, und das dazu die folgenden Schritte
umfasst:
- a) ein geteilter oder in mindestens
zwei Teilen vorliegender Vorformling wird in geschmolzenem Zustand
in ein mehrere Gesenke umfassendes Formwerkzeug eingeführt;
- b) der Vorformling wird gegen die Gesenke des Formwerkzeugs
gepresst;
- c) ein Kern, auf dem die Zubehörteile platziert sind,
wird in den Vorformling eingeführt;
- d) die Zubehörteile werden mit Hilfe des Kerns in einem
idealen Layout an der Trennwand befestigt;
- e) der Kern wird entfernt und das Formwerkzeug geschlossen;
- f) der Tank wird aus dem Vorformling geformt und
- g) der Tank wird aus dem Formwerkzeug entfernt.
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Bei
solch einem Verfahren kann nunmehr die Verwendung eines Kerns die
Zykluszeit verlängern, da es zunächst erforderlich
ist, den Kern mit den betreffenden Zubehörteilen zu beladen,
sie, wo erforderlich, vorzuwärmen, dann den mit den Komponenten
versehenen Kern in das Formwerkzeug einzuführen, um sie
daran zu befestigen, und schließlich den Kern zu entfernen,
um das Formwerkzeug schließen und das Endformen des Tanks
durchführen zu können. Da das Laden der Zubehörteile
auf den Kern allgemein manuell erfolgt, ist es darüber
hinaus erforderlich zu gewährleisten, dass die Sicherheitsvorkehrungen eingehalten
werden, und insbesondere zu gewährleisten, dass der Bediener
keiner zu großen Gefahr einer Verbrennung ausgesetzt ist
(indem er sich zu nahe an heißen Objekten befindet) oder
verletzt wird (indem er von sich zu schnell bewegenden Objekten
getroffen wird). Da bei diesem Verfahren mindestens eine Schweißung
am Vorformling durchgeführt wird (entlang seinem Schlitz
oder seinen Rändern oder sogar auch an der Stelle, an der
die Komponenten befestigt werden), müssen dazu zumindest
gewisse Schritte schnell ausgeführt werden, um ein Erstarren
des Vorformlings zu verhindern.
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Folglich
besteht die Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines sowohl
schnellen als auch zuverlässigen Verfahrens mittels eines
Kerns, dessen Position und Bewegung programmiert werden kann, und
insbesondere mittels einer besonderen Abfolge der Positionierung
und Bewegung des Kerns, die von der Anmelderin konzipiert worden
ist. Dieses Verfahren ermöglicht des Weiteren den Erhalt von
Schweißungen hoher Qualität (sowohl des Vorformlings
als auch der Zubehörteile, wenn letztere durch Schweißen
des Vorformlings befestigt werden).
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Dazu
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines mit inneren Zubehörteilen versehenen Kraftstofftanks
auf Grundlage eines Kunststoffvorformlings, der geteilt ist oder
in mindestens zwei Teilen vorliegt, wobei die Zubehörteile bei
dem Verfahren an dem Vorformling positioniert werden, während
er gerade geformt wird, wobei ein Kern verwendet wird, der Teil
eines Formwerkzeugs bildet, das auch Gesenke umfasst, und wobei
sich der Kern bei dem Verfahren mit einer variablen Geschwindigkeit
und/oder mit optionalen Anhaltepositionen variabler Dauer auf gesteuerte
Weise bewegt werden kann.
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Der
Begriff "variabel" soll hier bedeuten, dass die Geschwindigkeit
frei gewählt werden kann und von einer Anhalteposition
zur anderen gegebenenfalls nicht konstant ist. Im Allgemeinen gibt
es bei einem einen Kern verwendenden Formprozess mindestens zwei
"obligatorische" Anhaltepositionen für den Kern (wo er
zwangsweise anhält): nämlich die, in der sich
der Kern zwischen den Gesenken in dem Formwerkzeug befindet und
die, in der er sich außerhalb des Formwerkzeugs befindet.
Die "optionalen" Positionen gemäß der Erfindung
sind zusätzliche Positionen, die allgemein zwischen diesen
obligatorischen Positionen liegen. Gemäß der Erfindung
kann die Bewegung des Kerns deshalb so gesteuert werden, dass er
entweder eine variable Geschwindigkeit hat, wie oben erläutert,
oder dass er mindestens eine optionale (zusätzliche) Anhalteposition
für eine Dauer hat, die der Prozess auch steuern kann,
oder diese beiden gleichzeitig. Die letztere Variante, bei der die Geschwindigkeit
und die Anhaltepositionen des Kerns vollkommen steuerbar sind, wird
bevorzugt.
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Bei
einer Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung
kann sich der Kern zwischen mindestens zwei Positionen bewegen,
in denen er sich mindestens eine Sekunde lang im Ruhezustand befindet, nämlich:
- 1. einer ersten Position außerhalb
der Gesenke; und
- 2. einer zweiten Position, in der er zwischen den Gesenken eingeführt
ist, und während ein und desselben Formprozesses befindet
sich der Kern mehrmals in jeder dieser beiden Positionen.
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Bei
einer anderen Variante kann der Kern zwischen mindestens drei Positionen
bewegt werden, in denen er für mindestens eine Sekunde
im Ruhezustand ist, nämlich:
- 1. einer
ersten Position, in der er am weitesten von den Gesenken weg ist;
- 2. einer zweiten Position zwischen dieser ersten Position und
der der Gesenke; und
- 3. einer dritten Position, in der er zwischen den Gesenken eingesetzt
ist.
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Der
Begriff "Kraftstofftank" soll hier einen undurchlässigen
Tank bedeuten, der Kraftstoff unter mannigfaltigen und verschiedenartigen
Umgebungs- und Verwendungsbedingungen speichern kann. Ein Beispiel
für diesen Tank ist der, mit dem Kraftfahrzeuge ausgestattet
sind.
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Der
Kraftstofftank gemäß der Erfindung besteht aus
einer Kunststoffwand, die allgemein eine Innenfläche an
ihrem konkaven Teil und eine Außenfläche an ihrem
konvexen Teil umfasst.
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Der
Begriff "Kunststoff' soll hier irgendein Material bedeuten, das
mindestens ein Kunstharzpolymer umfasst.
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Alle
Kunststoffarten können geeignet sein. Besonders geeignet
sind Kunststoffe, die zu der Kategorie der Thermoplaste gehören.
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Der
Begriff "Thermoplast" soll hier irgendein thermoplastisches Polymer,
einschließlich thermoplastischer Elastomere und Gemische
davon bedeuten. Der Begriff "Polymer" soll hier sowohl Homopolymere
als auch Copolymere (insbesondere binäre oder ternäre
Copolymere) bedeuten. Beispiele für solche Copolymere sind
Random-Copolymere, lineare Blockcopolymere und andere Blockcopolymere sowie
Pfropfcopolymere, aber nicht darauf beschränkt. Irgendeine
Art von thermoplastischem Polymer oder Copolymer, dessen Schmelzpunkt
unter der Zersetzungstemperatur liegt, ist geeignet. Synthetische
Thermoplaste mit einem über mindestens 10 Grad Celsius
verteilten Schmelzbereich sind besonders geeignet. Zu Beispielen
für solche Materialien gehören jene, die Polydispersion
in ihrem Molekulargewicht aufweisen.
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Insbesondere
Polyolefine, thermoplastische Polyester, Polyketone, Polyamide und
ihre Copolymere können verwendet werden. Gemisch aus Polymeren
oder Copolymeren kann auch verwendet werden, sowie ein Gemisch aus
polymeren Materialien mit anorganischen, organischen und/oder natürlichen
Füllstoffen, wie zum Beispiel Kohlenstoff, Salze und andere
anorganische Derivate und natürliche oder polymere Fasern,
aber nicht darauf beschränkt. Weiterhin ist es möglich,
mehrschichtige Strukturen zu verwenden, die aus miteinander verbundenen
gestapelten Schichten bestehen und mindestens eine der oben beschriebenen
Polymere oder Copolymere umfassen.
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Ein
oftmals eingesetztes Polymer ist Polyethylen. Mit Polyethylen hoher
Dichte (HDPE) sind hervorragende Ergebnisse erzielt worden.
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Vorzugsweise
weist der Tank, für den das erfindungsgemäße
Verfahren bestimmt ist, eine mehrschichtige Struktur auf, die mindestens
eine Schicht eines Thermoplasts und mindestens eine zusätzliche Schicht
umfasst, die vorteilhafterweise aus einem Material bestehen kann,
das Flüssigkeiten und/oder Gase sperrt.
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Vorzugsweise
werden die Beschaffenheit und die Dicke der Sperrschicht so gewählt,
dass die Durchlässigkeit für die mit der Wand
des Tanks in Kontakt stehenden Flüssigkeiten und Gase minimiert wird.
Vorzugsweise basiert diese Schicht auf einem Sperrmaterial, das
heißt einem kraftstoffundurchlässigen Harz, wie
zum Beispiel EVOH (ein teilweise hydrolisiertes Ethylen/Vinyl-Acetat-Coplymer).
Als Alternative dazu kann der Tank einer Oberflächenbehandlung unterzogen
werden (Fluorierung oder Sulfonierung), um ihn undurchlässig
für Kraftstoff zu machen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren verwendet einen Kern.
Damit ist ein Teil mit einer geeigneten Größe
und Form gemeint, so dass es zwischen den Gesenken des Formwerkzeugs
eingesetzt werden kann. Solch ein Teil ist zum Beispiel in der
GB 1 410 215 beschrieben
worden, auf deren Inhalt hiermit bei der vorliegenden Anmeldung
ausdrücklich Bezug genommen wird. Im Kontext der Erfindung
besteht die Hauptfunktion des Kerns in der Positionierung und Befestigung
der Zubehörteile an dem Vorformling.
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Gemäß der
Erfindung ist irgendein Befestigungsverfahren möglich,
obgleich Schweißen und Blindnieten (siehe die Anmeldung
WO 2006/008608 ) im Namen
der Anmelderin, auf deren Inhalt hiermit bei der vorliegenden Anmeldung
ausdrücklich Bezug genommen wird) im Allgemeinen praktischer
sind. Eine andere Technik, die zu guten Ergebnissen führt (wieder
außerhalb des Schutzbereichs der Erfindung, wenn es allgemein
erforderlich ist, eine Komponente an einem noch geschmolzenen Vorformling zu
befestigen) und die des Weiteren dem Blindnieten ähnelt,
besteht darin, die Kunststoffschmelze durch die Öffnungen
eines Gitters zu drücken (und dann ein Kühlen
des Kunststoffes darin zu gestatten), durch Hohlräume in
einer Platte, um Zähne, Zapfen, Nasen usw. herum, die an
einem Träger vorgesehen sind – wobei das Gitter,
die Platte und der Träger integral mit den Zubehörteilen
ausgebildet sind. Mit anderen Worten, jede beliebige Technik, die
von der Viskoelastizität der Kunststoffschmelze profitiert,
um einer Unebenheit zu folgen und nach dem Kühlen eine dauerhafte
mechanische Verbindung zu ergeben, ist gut geeignet, und zwar nicht
nur im Kontext der Erfindung, sondern auch für irgendeinen
Prozess, bei dem ein Zubehörteil an einem Vorformling aus
geschmolzenen Kunststoff befestigt wird.
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Wenn
die Zubehörteile durch Schweißen befestigt werden,
kann der Kern mit Heizteilen (zum Beispiel Heizspiegeln) befestigt
werden, wodurch gestattet wird, dass nur ein Teil des zu verschweißenden
Zubehörteils heiß gehalten wird (wobei dieses Teil
auf der Kernseite allgemein vorerwärmt wird, zum Beispiel
durch Infrarotheizung). Der Kern kann auch in dem Bereich oder in
den Bereichen, die mit dem Vorformling in Kontakt stehen, wenn die
Zubehörteile darin platziert sind mit Heizteilen (zum Beispiel
Heizfilamenten)) versehen werden.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Vorerwärmung der Komponenten
in Verbindung mit der Befestigung einer Komponente durch Schweißen nicht
zwangsweise am Kern durchgeführt werden muss. Die Heizspiegel
(oder andere Vorerwärmungswerkzeuge) können zum
Beispiel am Rahmen der Maschine positioniert werden, ohne Teil des
Kerns zu bilden. Der Heizspiegel (oder das andere Vorerwärmungswerkzeug)
sollten im richtigen Moment im Zyklus an der richtigen Stelle positioniert
werden, so dass sie die Komponente vorerwärmen können.
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Der
Kern kann auch zum Einspritzen eines Druckgases in das Formwerkzeug
verwendet werden, um den Vorformling gegen die Formwerkzeuggesenke
zu drücken.
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Schließlich
kann der Kern auch dazu verwendet werden, den Prozess, zumindest
teilweise, zu steuern. Dazu kann zum Beispiel eine Kamera in den
Kern eingebaut werden, um durch Bildanalyse die Qualität
der Befestigung der Zubehörteile anzuzeigen und zu überprüfen.
Des Weiteren können ein oder mehrere Sensoren zum Messen
einer oder mehrerer Größen, wie zum Beispiel Kraft,
Weg, Druck und Temperatur, am Kern installiert werden, um die Befestigung
der Zubehörteile effektiver zu überprüfen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren bedeutet die Tatsache,
dass der Kern zwischen den Gesenken des Formwerkzeugs eingesetzt
wird, dass die Gesenke des Formwerkzeugs auf den Kern geschlossen
werden, das heißt, sie stehen mit letzterem in Kontakt
und definieren auf beiden Seiten des Kerns einen undurchlässigen
Bereich. Genauer, da diese Gesenke den Vorformling stützen,
steht der Kern mit dem Vorformling in Kontakt, der deshalb zwischen
dem Kern und den Gesenken des Formwerkzeugs eingeklemmt ist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die inneren
Zubehörteile, vorzugsweise in einem idealen Layout, mit
Hilfe des Kerns an dem Vorformling befestigt. Damit ist gemeint,
dass sich mindestens ein Teil davon in einer solchen Position befindet, dass
ihre Leistung optimiert ist. Vorzugsweise ist dieses Layout derart,
dass insgesamt die Leistung des Tanks und/oder seines inneren Arbeitsvolumens
optimiert ist. Damit der Kern solch eine Position einnehmen kann,
ist es von Vorteil, die Zubehörteile an der entsprechenden
Stelle am Gesenk vorzupositionieren, bevor die den Vorformling stützenden
Gesenke den die Zubehörteile stützenden Kern umgeben.
Mit anderen Worten, sie werden so am Kern vorpositioniert, dass
sie sich so nahe wie möglich an der entsprechenden idealen
Stelle an den Gesenken befinden, wenn das Formwerkzeug geschlossen
wird.
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Des
Weiteren kann es von Vorteil sein, den Kern mit einem oder mehreren
Stempeln zu versehen, um die Komponente durch Verschweißen
oder Blindnieten fest anzubringen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Tank als
ein einzelnes Teil (in einem einzigen Schritt, nachdem ein einstückiger
Tank erhalten wird, ohne auf einen zusätzlichen Schritt
zur Montage getrennter Schalen zurückzugreifen) aus einem
geteilten Vorformling oder einem Vorformling in mindestens zwei
Teilen geformt, wobei der Schlitz oder die beiden Teile des Vorformlings
im Allgemeinen verschweißt werden, wenn das Formwerkzeug
geschlossen worden ist. Insbesondere wird der Tank vorteilhafterweise
durch Folgendes geformt:
- – Blasformen,
das heißt durch Expandieren und Pressen eines Vorformlings,
der mindestens einen Ausschnitt enthält, gegen die Wände
eines Formwerkzeugs mittels eines Druckfluids (wie in der Anmeldung EP 1 110 697 beschrieben,
auf deren Inhalt dazu bei der vorliegenden Anmeldung ausdrücklich
Bezug genommen wird), wobei der Begriff "Vorformling" hier eine
Vorform bedeuten soll, die allgemein extrudiert ist und eine beliebige
Form aufweist, im Allgemeinen eine im Wesentlichen ebene oder schlauchförmige,
die die Wand des Tanks nach dem Formen bilden soll, das heißt
nach einem Vorgang, der darin besteht, den im geschmolzenen Zustand
vorliegenden Vorformling unter Verwendung eines Formwerkzeugs zum
Erhalt eines einstückigen Tanks konformal mit den erforderlichen
Formen und Abmessungen zu machen; und
- – Thermoformen von Flächengebilden, das heißt durch
Pressen der Letzteren gegen die Wände eines Formwerkzeugs,
zum Beispiel durch Bereitstellung von Saugwirkung (Erzeugung eines
Vakuums) hinter den Wänden.
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Vorzugsweise
wird der Tank bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
durch Blasformen geformt. Dies ist darauf zurückzuführen,
dass beim Thermoformen das Formwerkzeug im Allgemeinen auf 60°C
erhitzt wird, um tiefe Verformungen (zum Beispiel Ecken des Tanks,
wo der Vorformling stark gestreckt ist) zu erreichen. Dies führt
zu längeren Zykluszeiten als beim Blasformen, wo diese
Einschränkung nicht vorliegt. Der Grund dafür
ist, dass beim Blasformen in Allgemeinen das Formwerkzeug zumindest
teilweise (während bestimmter Verfahrensschritte) gekühlt
wird und/oder einer bestimmten Wärmeregelung unterliegt,
die die Ränder der Gesenke von dem Rest ihrer Fläche
differenziert (siehe die Anmeldung
FR
04/13407 im Namen der Anmelderin, auf deren Inhalt hiermit
bei der vorliegenden Anmeldung ausdrücklich Bezug genommen
wird).
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Bei
einem blasgeformten Tank wird nach dem Extrudieren eines einzelnen
schlauchförmigen Vorformlings oder währenddessen
dieser Letztere über seine ganze oder einen Teil seiner
Länge ausgeschnitten, vorzugsweise entlang zweier diametral gegenüberliegender
Linien. Dieses Ausschneiden kann im Extrudergesenk erfolgen, und
dieses kann sogar eine Geometrie aufweisen, die sich zum Umwandeln
des zylindrischen Vorformlings in zwei Flächengebilde eignet.
Als Alternative dazu kann das Ausschneiden beim Austritt aus dem
Gesenk erfolgen, und eine geeignete Vorrichtung (die zum Beispiel
Klemmen und/oder Walzen umfasst) kann zum Abflachen und Glätten
der Vorformlingteile zur Herstellung der Flächengebilde
daraus verwendet werden.
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Im
Vergleich zum Blasformen der beiden getrennt extrudierten Flächengebilde,
deren Dicke konstant ist, bedeutet die Verwendung von anfangs schlauchförmigen
Vorformlingteilen, dass durch eine geeignete Extrusionsvorrichtung
(im Allgemeinen eines mit einem Gesenk mit einem Dorn, dessen Position
einstellbar ist, ausgestatteten Extruders) erhaltene Vorformlinge
variabler Dicke (das heißt, die über ihre Länge
nicht konstant ist) verwendet werden können. Solch ein
Vorformling berücksichtigt die beim Blasformen an einigen
Stellen am Vorformling auftretende Dickenverminderung infolge eines
unregelmäßigen Verformungsgrads des Materials
im Formwerkzeug. Vorzugsweise liegt die Vorformlingextrusionsvorrichtung über
den Gesenken des Formwerkzeugs, so dass der Vorformling nach dem
Ausschneiden einfach durch Schwerkraft (vorzugsweise mit einem geeigneten Führungsmittel,
um zu gewährleisten, dass er flach eintritt und die Bildung
von Falten vermeidet) in das Formwerkzeug eintritt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Kern vorzugsweise
mindestens eine Sekunde lang stationär, wenn er sich in
seinen Anhaltepositionen befindet. Im Allgemeinen führt
dieser Kern zwischen diesen Positionen eine Hin- und Herbewegung aus.
Die Kernanhaltezeiten variieren – sie dürfen nicht
weniger als 5 Sekunden oder 10 Sekunden oder sogar 20 Sekunden sein.
Sie hängen eigentlich von dem in den Anhaltepositionen
durchzuführenden Arbeitsgang ab sowie von der Art und Weise,
wie dieser Arbeitsgang durchgeführt wird.
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Die
erste Kernanhalteposition ist im Allgemeinen jene, in der der Kern
mit den Zubehörteilen beladen wird, die in das Formwerkzeug
(vor Einführen des Vorformlings in das Formwerkzeug) oder
an dem Vorformling platziert werden sollen. Vorteilhafterweise überprüfen
Sensoren im Kern während dieses Schritts oder danach die
Position jedes Zubehörteils. Eine weit von den Gesenken
des Formwerkzeugs liegende Position gestattet dem Bediener, die Zubehörteile
(bei einem manuellen Laden) völlig sicher zu laden und/oder
den für die Installation und Bewegung eines Roboters erforderlichen
Raum freizumachen. Im Allgemeinen befindet sich diese Position mindestens
1,5 m von dem Formwerkzeug, oder sogar mindestens 2 m.
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Gemäß einer
Variante der Erfindung blockiert eine Sicherheitstür Zugang
zur Ladeposition. Diese Tür wird entriegelt, wenn der Kern
zu den Gesenken zurückkehrt und seine Ladeposition erreicht, so
dass ein Bediener freien Zugang hat. Vorzugsweise wird diese Tür
nach Beendigung des Ladens wieder verriegelt und vorzugsweise, wenn
die Beendigung dieses Schritts durch den Bediener bestätigt worden
ist (zum Beispiel durch Drücken eines Knopfs).
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Im
Allgemeinen werden die Teile nacheinander manuell geladen. Nach
der Positionierung des Teils an seiner vorgesehenen Stelle (vorzugsweise eine
sichtbare Stelle auf dem Kern), kann dieses Teil gegebenenfalls
durch Festklemmen in seiner Position gesichert werden. Dieses Festklemmen
kann entweder manuell oder automatisch (über spezielle
Detektoren) Stück für Stück durchgeführt
werden. Es kann auch insgesamt und automatisch über spezielle Detektoren
durchgeführt werden, nachdem das Laden durch den Bediener
bestätigt worden ist.
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Bei
einer anderen Variante kann ein Rahmen mit Zubehörteilen
manuell geladen werden, und dann wird dieser Rahmen automatisch
zum Kern übertragen und dort positioniert, wo die Zubehörteile
dann (zum Beispiel durch ein Zangensystem) automatisch montiert
werden. Somit ist der Bediener weiter von den sich bewegenden (und
möglicherweise heißen) Teilen entfernt, und die
Bewegung des Kerns kann reduziert werden, wobei dann eine sehr weit
von den Gesenken des Formwerkzeugs entfernte Position des Kerns
nicht mehr erforderlich ist.
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Eine
zweite Kernanhalteposition nahe bei den Gesenken kann verwendet
werden:
- – um die Zubehörteile
vorzuwärmen und/oder die Qualität zu überprüfen
(wie bereits oben erwähnt, zur Gewährleistung,
dass die Zubehörteile ordnungsgemäß positioniert
sind), und zwar entweder unter Verwendung von Sensoren oder durch Bildanalyse
mit Hilfe einer Kamera oder durch irgendein anderes geeignetes Verfahren.
Diese Position liegt idealerweise so nahe wie möglich am Formwerkzeug,
um die Transferzeit und somit die Kühlzeit der vorerwärmten
Teile (wenn der Kern zu den Gesenken des Formwerkzeugs bewegt wird)
und die Kühlzeit der Ränder des Vorformlings (wenn
der Kern aus den Gesenken des Formwerkzeugs zum Endformen des Tanks
entfernt wird) zu reduzieren. In der Praxis gestatten Abstände
um 1 Meter oder darunter kurze Einführ- und Entnahmezeiten;
und
- – um bestimmte Zubehörteile in der Form zu
platzieren, bevor der Vorformling darin eingesetzt worden ist. Ein
Beispiel für solch ein Zubehörteil ist ein Metallring,
der durch den Vorformling im Hinblick auf den Erhalt der Umfangszone,
in der die Abdeckung des Pump-/Messvorrichtungsmoduls eingesetzt
wird, umspritzt wird. Bei einem blasgeformten Tank ist dann der
Bereich innerhalb des Rings (in der US-Fachsprache auch als US-CAR
insert" bezeichnet) vorzugsweise der, in dem das Einstechen durch
die Lüftungsnadel erfolgt (da diese dann durch maschinelle
Bearbeitung entfernt wird).
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Aus
Sicherheitsgründen wird der Kern vorzugsweise langsam aus
seiner von den Gesenken weg liegenden Position (wo angemessen) in
seine Position nahe den Gesenken bewegt. Um andererseits ein Kühlen
der Zubehörteile zwischen der Kernposition nahe den Gesenken
und der Kernposition zwischen den Gesenken zu verhindern und andererseits
das Kühlen der Ränder des Schlitzes (oder der Teile)
des Vorformlings zwischen diesen gleichen Positionen zu verhindern,
wenn der Kern vor dem Endformvorgang entfernt wird, erfolgt die
Bewegung zwischen diesen Positionen vorzugsweise schneller (in der
Regel in einer Zeit von ein paar Sekunden anstatt Dutzenden von
Sekunden).
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Wie
in der oben genannten Anmeldung
FR 05/08707 (auf
deren Inhalt hiermit bei der vorliegenden Anmeldung Bezug genommen
wird) umfasst das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise
mindestens die folgenden Schritte:
- 1. der Kern
wird mit Zubehörteilen beladen;
- 2. der Kern wird in die Gesenke des Formwerkzeugs eingeführt,
gegen die der Vorformling zuvor gepresst worden ist;
- 3. die Zubehörteile werden mittels eines Kerns am Vorformling
befestigt;
- 4. der Kern wird entfernt und das Formwerkzeug geschlossen;
- 5. der Tank wird aus dem Vorformling geformt; und
- 6. der Tank wird aus dem Formwerkzeug entfernt.
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Ein
anderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, dass es die parallele Durchführung bestimmter
Schritte gestattet. Insbesondere bei einem Verfahren, in dem Tanks
nacheinander in der gleichen Einrichtung geformt werden, kann durch
die Mobilität des Kerns zwischen den oben genannten Positionen
das Beladen des Kerns (und das Vorerwärmen der Zubehörteile
und/oder die Qualitätsüberprüfung, wo
angemessen) während des Endblasformens und Entformens des
vorherigen Tanks erfolgen (Schritte 5 und 6 des oben beschriebenen
Verfahrens). Dazu muss nur gewährleistet werden, dass die
zum Bewegen des Kerns zwischen seinen verschiedenen Positionen,
zu seinem Beladen und zum Vorerwärmen und/oder zur Qualitätsüberprüfung
erforderliche Zeit kürzer ist als die zum Formen und Entformen
des Tanks und zum Pressen eines neuen Vorformlings gegen die Gesenke
des Formwerkzeugs erforderliche Zeit. Mit anderen Worten, in solch
einem Verfahren kann Schritt 1 des obigen Verfahrens gleichzeitig
mit den Schritten 5 und 6 durchgeführt werden.
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Ein
anderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, dass es eine Verbesserung der Qualität der
Schweißungen gestattet (sowohl die der Komponenten, wo
angemessen, durch Reduzierung der Kühlung nach der Vorerwärmung
und die des Schlitzes oder der Ränder des Vorformlings,
indem ein schnelles Entfernen des Kerns vor dem Verschweißen
des Vorformlings gestattet wird).
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich
bei der Bewegung zwischen den Anhaltepositionen nicht zwangsweise
um eine lineare Bewegung. Insbesondere die Bewegung zwischen bestimmten
Positionen kann auf die Maschinenumgebung abgestimmt werden.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei der Bewegung des Kerns aus einer Position in
eine andere um eine horizontale Translationsbewegung oder eher eine
im Wesentlichen parallel zum Boden verlaufende Schiebebewegung (da
diese nicht zwangsweise linear verläuft). Bei der parallelen
Durchführung bestimmter Schritt wird folglich bevorzugt,
dass das Entformen des Tanks auch durch eine Translationsbewegung
in der gleichen Richtung wie die Translationsbewegung des Kerns
erfolgt. Mit anderen Worten, der Tank wird auf einer Seite aus den
Gesenken des Formwerkzeugs entfernt, und der Kern wird über
die andere Seite des Formwerkzeugs zwischen die Gesenke eingeführt.
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Des
Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zur
Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens. Diese Einrichtung
umfasst ein Formwerkzeug mit Gesenken und einen Kern, wobei sich
der Kern auf gesteuerte Weise mit einer variablen Geschwindigkeit
und/oder mit optionalen Anhaltepositionen variabler Dauer bewegen kann.
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Gemäß der
Erfindung kann der Kern in bestimmten Positionen angehalten und
zwischen diesen Positionen bewegt werden. Diese Positionen werden
bezüglich der Position der Gesenke und genauer bezüglich
des Mittelpunkts des zwischen den Gesenken liegenden Innenvolumens,
wenn die Gesenke geschlossen sind (entweder aufeinander oder auf
dem Kern), bestimmt.
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Um
den Kern zu bewegen, wird er im Allgemeinen auf einen beweglichen
Träger angebracht. Der Begriff "beweglicher Träger"
soll in Wirklichkeit ein System bedeuten (bei dem es sich um ein
pneumatisches oder um ein anderes System handeln kann), das den
Kern in den oben genannten Positionen halten und ihn mit einer gegebenen
Geschwindigkeit (vorzugsweise mit einer programmierten Geschwindigkeit,
der Verweilzeit des Kerns in den Anhaltepositionen, die vorzugsweise
auch programmierbar sind) zwischen den Positionen bewegen kann.
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Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung enthält die Einrichtung vorzugsweise
eine Steuereinheit, die einen Prozessor enthält, wodurch
es insbesondere bei einem Prozess mit parallel durchgeführten
Schritten (siehe oben) möglich wird, den Synchronismus zwischen
den Bewegungen und Anhaltungen des Kerns sowie die Tankform- und
-entformungsabläufe zu verwalten.
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Die
vorliegende Erfindung wird durch 1, bei der
es sich genau genommen um eine schematische Draufsicht der Einrichtung
gemäß einer Variante der Erfindung handelt, auf
nicht einschränkende Weise dargestellt.
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Diese
Figur zeigt den Kern (1) in drei Anhaltepositionen, nämlich
(1a) zum Laden der Komponenten; (1b) zum Vorerwärmen
und/oder zur Qualitätsüberprüfung; und
(1c) zum Einbau der Komponenten. In der letzteren Position
(1c) ist der Kern (1) genau genommen zwischen
dem linken Gesenk (2a) des Formwerkzeugs und seinem rechten
Gesenk (2b) eingesetzt. Die Richtung, in der die durch
diese Einrichtung hergestellten Tanks entformt werden, wird durch
den Pfeil angezeigt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Verfahren und Einrichtung
zur Herstellung eines mit inneren Zubehörteilen versehenen
Kraftstofftanks
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Verfahren
und Einrichtung zur Herstellung eines mit inneren Zubehörteilen
versehenen Kraftstofftanks. Verfahren zur Herstellung eines mit
inneren Zubehörteilen versehenen Kraftstofftanks auf Grundlage
eines Kunststoffvorformlings, der geteilt ist oder in mindestens
zwei Teilen vorliegt, wobei die Zubehörteile bei dem Verfahren
an dem Vorformling positioniert werden, während er gerade
geformt wird, wobei ein Kern (1) verwendet wird, der Teil
eines Formwerkzeugs bildet, das auch Gesenke (2a, 2b)
umfasst, und wobei sich der Kern bei dem Verfahren mit einer variablen
Geschwindigkeit und/oder mit optionalen Anhaltepositionen variabler
Dauer auf gesteuerte Weise bewegen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - FR 05/08707 [0005, 0041]
- - GB 1410215 [0021]
- - WO 2006/008608 [0022]
- - EP 1110697 [0030]
- - FR 04/13407 [0031]