雙薄板熱成形塑料燃料箱的制作方法

專利名稱：雙薄板熱成形塑料燃料箱的制作方法
技術領域：
本發明涉及塑料燃料箱的熱成形，其中該塑料燃料箱具有高結構特征和由層疊式塑料材料的薄板形成的用于保存燃料蒸氣的氣體阻擋層，例如帶有EVOH的高密度聚烯烴阻擋層；本發明尤其涉及通過“雙薄板”熱成形技術制造燃料箱的方法，和相關的設備。
背景技術：
金屬燃料箱廣泛地用于若干領域，例如在陸地和海上運輸工具以及航空器為內燃機供應燃料，以及用于其它的用途；然而，目前使用的金屬燃料箱笨重，難以成形，并且易受腐蝕。
由于層疊式塑料材料更輕并且具有耐腐蝕性，和能夠通過深拉而制造成復雜形狀，因此目前的發展趨勢是用層疊式塑料材料制成的燃料箱來代替金屬燃料箱。
然而，為了減小環境污染，目前生效的規章越來越傾向于減小燃料箱的氣體排放量和燃料蒸氣量。為了該目的，連接到連接件和組成部件所必須的、可能通過燃料箱壁中的孔的氣體和蒸氣的排放通道必須被減小到最小。另外，目前的方法是，在同一燃料箱中安裝大型的部件和附件以用于為發動機或用戶供應燃料。
在塑料材料的燃料箱的制造中，通常利用吹塑法，根據該技術，塑料材料的型坯或管狀元件在兩個半模之間被擠壓，隨后這兩個半模被夾住以用于從周圍夾緊布置在它們之間的型坯；然后加壓流體被注入到該型坯以導致膨脹和附著到模具的內表面。
在由吹塑法制造的燃料箱中，成形步驟之后有必要在箱壁中開出一些孔以用來安裝箱內和箱外的各種部件。在未精確密封的情況下，所有這些包括極其復雜的方案，長時間和稍顯高昂的制造過程，以及碳氫化合物通過燃料箱的孔排放的高風險；而且，無論何時需要通過多層材料制造燃料箱，結果都證明極難實現對壁厚的控制。
為了部分地克服這些缺陷，以及為了獲得定量的高產出，專利US6,372,176和WO 02/14050提出了已知的雙薄板熱成形法的使用。
根據該技術，熱塑材料的薄板在各自的模塑臺中被加熱和加工，在所述模塑臺中每個單獨的材料薄板在相應模具內被熱成形為外殼；隨后兩個外殼沿其周邊連接和密封以形成燃料箱。
根據所述文獻，塑料材料的第一和第二薄板沿著獨立加工線被加熱和加工，其中每個塑料板從裝載臺移動到熱成形臺，在熱成形臺中使每個預加熱的薄板在各自的陰模中熱成形；這些模具中的第一個朝上布置地安裝在下壓板上，而第二個模具朝下布置地安裝在沖壓機的上壓板上。
當這兩個薄板被熱成形之后，上模具必須首先與下模具對準，然后被降低以施加力以沿它們的周邊熔合和密封熱成形的外殼。
WO 03/097330也涉及用于熱成形雙薄板中空塑料制品的裝置，其中再次利用了朝上和朝下的熱成形模具。
在這兩個外殼被連接和密封以形成箱之前，操作者可以將各種插入物和/或部件引入到預定位置。
盡管在現有技術文獻中提出的方案能夠使雙薄板熱成形法用于獲得高產量，但是它容易進一步延長制造過程和熱成形的燃料箱。
實際上，根據現有技術的文獻，通過保持下模具腔的朝上布置進行下外殼的熱成形，而通過保持上模具腔的朝下布置進行上外殼的熱成形。
因為上模具的朝下腔與加熱塑料薄板期間導致的下垂相反，因此造成塑料薄板尤其是上薄板的不同下垂和拉伸，所有這些對熱成形上外殼造成了相當的難度，并且造成了燃料箱中的結構不均勻。
因此這兩個模具的不同布置和不同定向，以及下垂導致的兩個塑料薄板的不同拉伸條件必然在這兩個外殼中產生結構不均勻和厚度不同，這難以消除。
而且，兩條加工線中，模具的不同布置使部件插入燃料箱變得復雜，從而造成安裝極其繁瑣并且難以使操作者接近以便執行必要的檢驗和檢查。并且也難以進行模具和固定裝置或夾具的替換。
在塑料材料的儲存箱的制造過程中，為了提供必要的結構阻力和所需的碳氫化合物氣密封或阻擋，通常通過疊加具有不同化學和/或物理性質的多個塑料薄板來利用層疊式塑料材料。
根據目前的技術，由于在塑料燃料箱的制造中產生了大量的廢料，并且由于某些昂貴的塑料材料難以回收，因此很難找到這樣一種新的模塑系統，憑借該系統不僅能夠提高產出，并且能夠將廢料和由此的箱的模塑費用減小到最小。
因此，本發明的主要目標是提供一種通過雙薄板熱成形法熱成形中空體尤其是燃料箱的方法和設備，其能夠用與設計為形成燃料箱的兩個外殼的塑料薄板基本類似的方式使制造周期和加工更簡化。
本發明的另一個目標是提供一種上述的方法和設備，由此能夠制造具有高度結構均勻性特征的燃料箱。
本發明的又一個目標是提供一種通過雙薄板熱成形法制造燃料箱方法和設備，其除了在雙加工線上同時操作之外，還可以基本連續的方式用極短的制造周期進行操作，沒有停工期，從而顯著簡化了部件插入到模具中。
本發明的另一個目標是提供一種熱成形塑料材料的燃料箱的方法，由此能夠基本減小廢料回收相關的問題，原因在于它使貴重材料損失更少。
本發明的進一步的目標是使成形區域容易接近，以及便于整個設備的維護操作。

發明內容
根據本發明，通過根據權利要求1的燃料箱的雙薄板熱成形法和根據權利要求7的設備而實現上述所有目標。
更準確而言根據本發明提供了一種熱成形塑料燃料箱的方法，根據該方法，可熱成形的塑料材料的第一和第二薄板被加熱，并沿各自的第一和第二加工線從裝載臺到熱成形臺被獨立地移動和加工，該方法包括以下步驟-對每個塑料薄板進行加熱；-當薄板沿各自的加工線移動時，沿其周邊氣動地夾緊所述加熱的塑料薄板，并且在基本平坦的狀態下真空支持同一薄板；-將每個加熱的塑料薄板定位到各自的具有朝上成形腔的成形模具上方，同時繼續氣動地將所述薄板保持在前述的基本平坦的狀態下；-將所述加熱的塑料薄板降低到各自的模具中；和-將每個加熱的塑料薄板熱成形為各自的外殼，使同一薄板附著到所述成形模具的朝上開口腔；該方法也包括以下附加步驟-顛倒翻轉其中一個成形模具和熱成形的外殼；-將所述顛倒翻轉的模具疊加到另一個面朝上的模具，從而重疊兩個疊加的熱成形外殼的周圍密封區域；和-通過擠壓所述成形模具的夾緊表面之間的所述重疊的密封區域來熔合和密封地焊接所述外殼的重疊密封區域。
根據另一個特征，本發明涉及制造塑料燃料箱的雙薄板熱成形設備，該燃料箱包括第一和第二雙薄板熱成形的外殼，根據該設備，第一和第二可熱成形的塑料薄板被獨立地加熱和沿著各自的第一和第二加工線，從裝載臺通過至少一個加熱臺，朝著各自的熱成形臺移動，在所述熱成形臺中單獨的塑料薄板在各自的第一和第二成形模具中被熱成形為第一和第二外殼，其中-所述第一和第二成形模具并排布置并且兩個模具的開口腔都朝上；其中每條加工線包括用于在塑料薄板周邊夾緊這些薄板的氣動夾持裝置，和用于加熱的塑料薄板的真空薄板保持裝置，所述氣動夾持裝置和所述真空保持裝置可沿著所述加工線移動；和用于在基本平坦狀態下支持所述加熱的塑料薄板的所述真空保持裝置的真空控制裝置；和驅動裝置，其適于和布置成將一個模具顛倒翻轉以疊加到另一個上和通過壓緊同樣的模具導致所述熱成形的外殼的重疊密封區域被焊接。
在熱成形溫度下加熱之前，每個塑料薄板可以進行預加熱，隨后在后繼的定心臺中進行定心，以使所述薄板的周邊被正確地氣動夾緊；如果需要，該定心可以在預加熱之前。另外，通過使用特別的氣動框架，能夠大量減小所述薄板的夾緊表面和由此的材料廢料。
根據本發明的進一步特征，在加熱期間和加熱的薄板朝著熱成形臺移動期間塑料薄板的基本平坦通過改變塑料材料的軟化溫度和/或調整所述支持裝置內的真空而適當地被控制。
對于本說明書而言，術語“基本平坦”應當被理解為表示這樣的情況，在該情況下加熱的薄板被氣動地保持在所述周邊上，并且被真空地支持在所述上側上，而不會由于重力而發生任何大幅下垂。
根據本發明的另一個特征，通過沿著兩條加工線饋送單獨的薄板，塑料薄板沿著這兩條加工線的加熱，定心和熱成形步驟可以循環地被執行，同時幾個操作同時地或者相繼地被執行。
根據本發明，當兩個外殼被熱成形和密封為箱之后，能夠在獨立的冷卻臺中執行燃料箱的冷卻步驟，該冷卻臺布置在加工線的一側。由于模具和熱成形的箱的冷卻占用了相當長的時間，這樣能夠在熱成形之后冷卻所述箱，而不會停止或影響制造過程。這可以在與熱成形臺對應的兩條加工線中的一個的一側上布置一個冷卻臺而實現，該冷卻臺包括具有兩個或多個模具支持區的旋轉臺或往復梭，所述模具支持區可以經常與加工線的熱成形臺對準，從而支持封閉的模具和熱成形的箱。
帶有箱的兩個封閉模具可以簡單地被傳輸到旋轉臺或者支持梭上。因此，無論何時通過將加壓流體供應到對應冷卻臺的同一箱中而密封兩個外殼和冷卻儲存箱，都必須利用合適的夾緊壓力來將封閉的箱保持在兩個模具中。任意地，作為冷卻臺中沖壓機的替代，能夠利用特別的保持架來容納封閉模具。
根據本發明的進一步特征，提供了一種用于雙薄板熱成形儲存箱的方法和設備，由此兩條加工線可以被布置和在同一水平面與兩個朝上模具平行地布置；這極大地方便了一個或多個操作者為了必要的控制，例如將部件引入到兩個外殼中，以及為了所有必要的維護操作而接近整個設備。模具的替換也被極大地簡化，并且可以在對應冷卻臺的兩條加工線的外部被執行。


參考附圖，從下面的描述中可以更明顯地看出根據本發明的方法和設備的這些和其它優點和特征，其中圖1示出了根據本發明的優選實施例的各種步驟和工作臺的方塊圖；圖2A-2H示出了沿著每條加工線執行的各種操作的流程圖；圖3和4分別示出了打開狀態的熱成形臺的壓書機的俯視圖和側視圖；圖5示出了沿每條加工線氣動地夾緊和真空支持塑料薄板的真空鐘狀裝置的視圖；圖6示出了圖5的放大細部；圖7示出根據本發明第一實施例的對應熱成形臺的設備的俯視圖；圖8示出了根據本發明的進一步實施例的類似于前面附圖的視圖；圖9和10示出了處于閉合狀態和打開狀態的保持架的主視圖和側視圖，用于在冷卻期間包含閉合模具。
具體實施例方式
如圖1所示，通過沿著兩條獨立加工線10A和10B加工單獨的熱成形塑料材料薄板進行燃料箱的雙薄板熱成形，所述加工線平行地從用于塑料薄板的裝載臺通過中間工作臺延伸到熱成形臺；沿著兩條線10A、10B，當塑料薄板成對地移動通過設備的各種工作臺時，通過使它們進行同樣的加工步驟，單獨的塑料薄板被加熱和成形為各自的經熱成形的外殼。
為描述目的，“可熱成形的塑料薄板”應當被理解為表示適合由熱成形操作進行成形的任何薄板形式的塑料材料；也可以提供輔助塞。塑料薄板可以是合適厚度的單層或多層，也就是說由若干相同和/或不同厚度的塑料材料層組成，這些塑料材料層彼此具有不同的化學和/或物理性質。
如圖1所示，每條加工線10A、10B包括多個工作臺，在這些工作臺中執行各種加工步驟；特別地，在第一操作臺11A、11B中，通過從托盤拾取單獨的薄板SA、SB進行第一裝載步驟。
單獨的塑料薄板SA、SB通過機械和/或氣動夾持裝置自動地被拾取并且供應到裝載臺11A、11B中；然后它們被傳輸到預加熱臺12A、12B，在那里塑料薄板保持在加熱器中一段必要的時間，使它們到達低于同樣薄板的熱成形溫度的預加熱溫度。盡管優選地預加熱塑料薄板SA、SB，但是為了減小工作周期，預加熱階段也可以省略。
例如通過使薄板沿著空氣對流加熱器內的加熱通道移動，塑料薄板SA、SB的預加熱溫度被適當地控制，在所述加熱器中薄板停留等于若干加工周期的加熱周期，在該加熱周期，單獨的薄板被逐漸加熱到所需的溫度。
當完成預加熱步驟之后，每個單獨的薄板SA、SB被傳輸到后繼的定心臺13A、13B，在那里薄板被定位和定向以便被氣動地拾取，這將進一步進行說明。
在圖1的情況下，定心步驟13A、13B緊隨預加熱之后在下游被執行；在某些情況下，這意味著必然保持相對于熱成形溫度的較低預加熱溫度，由此增加了最終加熱時間。為了獲得薄板的更好定心狀況，在它們被引入預加熱爐之前，可以預先被定心；該實施例提供了增加預加熱溫度和由此減小最終加熱時間的可能性。
根據圖1的示例性示圖，當預加熱的薄板已在定心臺13A、13B中被定心之后，單獨的薄板被傳輸到后繼的最終加熱臺14A、14B，在那里它們被加熱到接近或等于熱成形溫度的溫度，這取決于塑料材料或組成每個單獨的薄板SA、SB的材料的特性。
關于這一點，如圖1示意性所示，定心臺13A、13B中單獨的薄板SA、SB通過合適的、例如圖5和6所示的類型的氣動夾持裝置15A和15B被拾取，并且可以在每條加工線上移動。
圖5通過舉例示出了氣動夾持和真空保持裝置15A的縱向橫截面圖；氣動夾持裝置15B完全類似于裝置15A。
如圖所示，氣動夾持和真空保持裝置15A帶有鐘狀裝置，該鐘狀裝置具有形成朝下真空室22的周圍壁21；真空室22具有錐形上部末端，該上部末端帶有連接到吸氣源23’的連接件23，該連接件是在真空室22中產生足夠的真空度以將塑料薄板材料SA支持或保持在基本平坦狀態所必須的；通過控制吸氣源23’，能夠控制鐘狀裝置15A中真空室22的真空度，由此控制塑料薄板SA的平坦度。
裝置15A的形狀和尺寸基本上對應于待熱成形的塑料薄板SA、SB的形狀和尺寸。因此，圖5和6中的鐘狀裝置15A設在下邊緣，并帶有用于圍繞薄板SA的周邊夾持薄板并且形成足夠氣密封的氣動夾持裝置。
如圖5和圖6的放大細部所示，用于夾持薄板SA的氣動夾持裝置可以包括平的周圍框架24，該框架固定在內部并且與側壁21隔開，從而形成以受控方式可連接到吸氣源25’的縫隙25。
與如圖所示的相比，用于夾持塑料薄板的氣動夾持裝置可以明顯不同地被成形和匹配。最后，也如圖5所示，可以看出用于夾持和真空支持薄板SA、SB的鐘狀裝置15A在同一真空室22中帶有用于加熱薄板SA、SB的加熱元件組28。
拾取和移動每個單獨的預加熱的薄板SA、SB構成了整個過程的最精密的步驟中的之一，原因在于，如果加熱的薄板沒有被正確地夾持和支持，由于重力它們傾向于下垂，并且受到未受控的變形，這會對隨后的外殼在臺16A、16B中的熱成形造成負面影響。
因此，根據本發明的優選實施例，在各自的定心臺13A、13B中單獨的薄板SA、SB以受控方式在它們的周邊被氣動地拾取，并且通過圖5的鐘狀裝置15A、15B被真空支持，當它們被傳輸到加熱臺14A、14B的過程中它們保持在基本平坦的狀態。在這些臺中，單獨的薄板SA、SB被進一步加熱，以使它們的溫度上升到等于或接近熱成形溫度。可以通過每個臺14A、14B具有的一組加熱元件47從下方在兩側上加熱兩個加熱臺14A和14B中的薄板SA和SB，并且通過鐘狀裝置15A和15B內的一組加熱元件28從上方加熱。
當在臺16A、16B中執行熱成形溫度下的加熱步驟之后，加熱的塑料薄板SA、SB通過裝置15A、15B被傳輸到后繼的臺16A、16B以在模具17A、17B內進行熱成形，從而根據在附圖的圖2A-2H上進一步所示的過程中將它們成形為相應的熱成形外殼GA、GB。
如前面所述，傳輸加熱的薄板SA、SB在通過真空將它們支持在平坦或基本平坦狀態下進行，也就是說，通過鐘狀裝置15A、15B避免深下垂，該鐘狀裝置因此可以在各種同軸工作臺之間快速地移動。
為了使加熱的薄板保持基本平坦的狀態，當加熱溫度逐漸升高時為了防止薄板過多地下垂，薄板的下垂被檢測并且由裝置15A、15B在加熱的薄板上產生的真空度被恒定地控制和調整，從而防止過多下垂，該下垂會造成塑料薄板撞到設備的固定部分的風險，和在模具17A、17B之上阻止或阻礙它們的正確定位。
如進一步的細節所示，本發明的基本特征在于熱成形塑料薄板SA、SB，同時使它們兩者保持基本相同的熱成形條件，從而獲得兩個結構一致的熱成形的外殼GA、GB。
根據本發明，這可以通過將兩個模具17A、17B并排放置在同一水平面，并且各自的成形腔朝上。
兩個熱成形模具的并排和朝上定向布置也能夠使薄板簡單地通過重力被預拉伸和覆蓋在模具上。這不僅極大地簡化了熱成形，能夠獲得所需的兩個外殼GA、GB的結構一致性，而且便于在密封該箱之前將插入物和部件引入到一個或兩個成形的外殼中的操作。實際上，由于兩個模具17A、17B的腔的朝上定向布置，因此能夠在熱成形之前和之后將插入物和/或各種部件直接引入到各自的模具中或熱成形的外殼中，熱成形的外殼一直保持在各自的模具中，并且由操作者從側臺18A、18B拾取各種部件，如圖7和8更詳細所示。
如前所述，當完成兩個外殼的熱成形和引入各種部件之后，仍在其中一個熱成形臺中要執行的后續步驟在于疊加兩個模具17A、17B，在重疊的密封區域熔合和密封兩個熱成形的外殼，如圖1中的方塊圖19示意性所示。
這可以通過任何合適的方式實現；例如，通過將其中一個模具顛倒在另一個上，通過圍繞水平軸的簡單旋轉，或者通過能夠使分別帶有熱成形外殼的兩個模具重疊的任何其它方式，一個模具被顛倒在另一個模具上并且它們的周圍密封區域匹配。
關于這一點，如圖3和4示意性所示，可以利用類似壓書機的沖壓機。
該熱成形沖壓機包括固定框架30和可圍繞連接到驅動馬達33的旋轉軸32或者以任何其它合適的方式翻轉180°的活動框架31。
沖壓機的固定框架30依次帶有用于支持模具17B的壓板34；在圖1中的方塊圖19所示的模具的閉合狀態下，壓板34通過液壓缸35可垂直地移動，以提供必要的夾緊力來閉合模具17A、17B并且密封兩個外殼的重疊區域。
從圖3和4可以看出，根據本發明的另一特征，為每個模具17A、17B提供了氣動薄板夾持裝置；該夾持裝置包括用于從下方，圍繞它們的周邊，在與鐘狀裝置14A、15B的夾持裝置24相對的一側上夾持薄板SA、SB的氣動框架36A、36B，這將進一步進行說明。關于這一點，氣動框架36A、36B的形狀和尺寸與兩個鐘狀裝置15A和15B相同。這證明極其有利，原因在于它能夠使成形模具17A、17B上方的鐘狀裝置15A、15B通過沿著周圍狹窄帶夾持薄板本身沿著兩條加工線10A、10B支持和傳輸單獨的薄板SA、SB。與以前在通常的熱成形設備中使用的輸送系統相比，其中該系統利用傳送帶或其它用于塑料薄板的類似輸送系統，這能夠使顯著地減少廢料和貴重材料的損失。
每個氣動框架36A、36B可以通過合適的控制氣缸37A、37B相對于模具17A、17B向上垂直移動。通過提供鉸接框架部分，氣動夾持框架36A和36B可以被成形為平坦或可變輪廓，從而適于用平坦的或三維成形邊緣來模塑；而且，每個框架也可以帶有用于固定單獨的薄板邊緣的機械夾持裝置。
一旦帶有相應熱成形的外殼的兩個模具17A、17B已被彼此疊置放置，兩個外殼的周圍密封區域通過密封熱成形模具本身的邊緣區域而被互相擠壓和熔合，由此熔合和密封燃料箱。
當完成兩個外殼的熱成形和密封之后，有必要在從模具中移去箱之前執行冷卻該箱的步驟。
冷卻可以用各種合適的方式執行，例如通過模具壁中的水或冷卻流體的循環，或者通過空氣循環，同時使箱保持在加壓狀態下以擠靠在熱成形模具上。
盡管冷卻可以直接沿著加工線進行，在兩個熱成形臺16A、16B的一個中，由于模具和燃料箱的冷卻占用了相當長的時間，因此根據本發明的另一特征優選地獨立于加工線執行冷卻；關于這一點，帶有熱成形箱的閉合模具被傳輸到加工線10A、10B一側上的冷卻臺20。通過移去閉合模具和在與加工線分離的側臺中執行冷卻，能夠以連續的周期操作，而不會在制造過程中導致延遲或停工，如進一步所說明的，制造過程可以保持連續。另外，通過從加工線移去模具和將它們輸送到單獨的冷卻臺，能夠容易地對同樣的模具進行維護操作和/或替換。
當熔合和密封兩個外殼之后，取決于燃料箱是否在加壓條件下執行冷卻，閉合模具必須從其中一個熱成形臺傳輸到冷卻臺。
當箱在加壓條件下執行冷卻的情況下，為了抵消模具內的壓力，可取的是在專門的固定保持架中閉合后者，如附圖的圖9和10所示。
例如，如圖9和10所示，保持架可以包括下壓板40和上壓板41，兩個模具17A、17B固定在這兩個壓板處。上壓板41鉸接到兩個側柱42以圍繞鉸軸43旋轉，該鉸軸能夠沿著加長孔42’垂直地滑動。上壓板41的旋轉運動由兩個液壓缸44控制，同時在圖9的閉合狀況下，由液壓缸46驅動的楔塊45能夠使上壓板41鎖定到兩個側柱42。
參考圖2A-2H的示圖，下文給出了根據本發明的雙薄板熱成形設備的操作方法的更具體描述。
圖2A到2H示意性地示出了在沿著兩條加工線的各個工作臺中并行或者相繼執行的單獨操作步驟，例如在線10A的定心臺13A和熱形成臺16A之間，可以清楚地理解相同的加工步驟可以在另一加工線10B上并行地同步執行。
如開始所述，裝載臺11A中的單獨塑料薄板SA被拾取和引入到爐12A中，在那里它們保持預定的一段時間，使它們逐漸被預加到低于熱成形溫度的第一溫度，取決于塑料材料的種類和性質，該時間在幾個十二分鐘的范圍內。
當預加熱階段完成之后，在爐12A的出口處，預加熱的薄板SA例如通過滾動臺45或者其它輸送系統被傳輸到定心臺13A，在那里合適的定心裝置46(圖2A)升高以用于精確地定向和定心每個薄板SA1，從而完全與氣動夾持裝置15A對準，在此期間該氣動夾持裝置已被移動到定心臺13A上方。
在完成薄板SA1的定心之后，通過氣動夾持裝置15A圍繞薄板的周邊氣動地夾持并且升高薄板，該夾持裝置被支持，以在加工線10A上方沿雙箭頭F2和F3的方向垂直地和/或水平地移動。
用于夾持薄板的裝置15A配合并且操作，用于氣動地拾取薄板SA1和用于圍繞周邊形成密封，從而能夠在薄板本身上方、鐘狀裝置15A內以受控方式產生能夠將薄板SA1保持在基本平坦的狀態的一定的真空度，如圖所示。
因此帶有薄板SA1的氣動夾持裝置15A可以從定心臺13A移動到加熱臺14A和熱成形臺15A，如附圖的圖2A、2B、2C和2D示意性所示。
根據定心臺13A，氣動夾持裝置15A拾取已經定心的薄板SA1，圍繞周邊氣動地保持它。
緊隨其后，加熱器28被接通，鐘狀裝置15A連接到真空源，然后帶有預加熱的薄板SA1的氣動夾持裝置15A從定心臺13A朝著最終加熱臺14A移動，如圖2C所示。
在該步驟期間，與薄板SA2類似的塑料薄板材料SA1被夾持裝置15A的上加熱器28和定位在同一加熱臺14A下方的下加熱器47進一步加熱到所需的熱成形溫度。由于在該加熱步驟期間薄板的塑料材料升至接近熔點的溫度并且因此傾向于通過重力下垂，所以夾持裝置15A的鐘狀裝置中的真空被適當地保持和控制，從而在整個加熱期間使薄板SA1保持在基本平坦的狀態，直到它被定位在熱成形模具17A上方。
在此期間，幾個操作者小心地將插入物引入到模具17A中，如圖2C示意性所示。
然后塑料薄板SA1以完全受控的方式在兩側上被加熱。在完成加熱之后，夾持裝置15A被快速地移動到熱成形模具17A之上，如圖2D所示。
帶有加熱到熱成形溫度的薄板SA1的夾持和真空保持裝置15A被傳輸，同時保持依靠加熱器28的加熱和真空，其原因已在前面描述。
在這點上，通過減小真空，或者控制夾持和保持裝置15A內的壓力，通過使薄板下垂，能夠由重力形成下垂，如圖2E所示；同時，關于模具17A的第二夾持裝置36A升高，從而從下方，圍繞周邊，在與夾持和保持裝置15A的上夾持框架24相對的一側上夾持薄板SA1，再次如圖2E所示。
在此期間，新預加熱的薄板SA2可以被傳輸到定心臺13A。
在這點上，裝置15A釋放薄板SA1，熱成形模具17A的第二夾持裝置36A從下方立即夾持該薄板；現在可以使第一夾持和薄板保持裝置15A朝著定心臺13A返回，在該定心臺它可以拾取第二薄板SA2，如圖2F所示。
同樣的圖2F示出了將第一薄板SA1保持在下垂狀態的第二夾持裝置36A被降低，并且在離模具17A一段距離處停止，同時使成形塞49從上方附著到薄板SA1的下垂處。
現在成形塞49和夾持裝置36A都被同時降低，從而使薄板SA1停靠在模具17A的內表面上。通過以本身公知的方式在模具17A中啟動真空，通過模具17A內的真空和成形塞49的壓力的組合作用，薄板SA1被成形為相應的熱成形外殼。
在外殼熱成形期間，塑料薄板SA1的周邊保持靠在模具17B的周邊上，例如通過加壓器48，或者用任何其它的合適方式，如圖2G所示。
當完成外殼的熱成形之后，當塑料材料仍然處于高溫時，塞49被升高，以進一步將任何插入物或部件引入到熱成形外殼中。所有這些可以通過模具的朝上而快速和容易地執行，由此極大簡化了加工線上的所有操作。
如前所述，參考圖2A到2H的所有操作在兩個塑料薄板SA1、SB1上沿著兩條加工線10A和10B被同步地和循環地執行。因此，在兩種情況下，兩個外殼的熱成形以基本相同的方式發生，并且兩個模具都朝上；而且，在兩種情況下，真空和重力被適當地用于控制兩個薄板SA1、SB1的每一個中的下垂的形成。
現在有必要密封兩個外殼以形成燃料箱；在這點上，通過繞兩個外殼的周邊緊密地擠壓和熔合它們彼此貼靠在一起的密封區域，進行兩個熱成形的薄板SA1、SB1的密封。
這例如可以通過將兩個模具中的一個翻轉180°而實現，例如可以通過使模具17B沿圖4中的箭頭F1的方向繞旋轉軸32旋轉，并且顛倒另一模具16A，如圖1中的方塊圖19所示。
在這點上，兩個模具彼此緊密地擠靠在一起，并且施加足夠的夾緊力，并夾緊兩個外殼的兩個密封區域，由此使它們密封地熔合在一起。
當完成燃料箱之后，后者可以被冷卻，同時使它在兩個模具中保持閉合。當完成冷卻之后，仍然閉合的兩個模具可以移回到兩個熱成形臺17A、17B的一個并且被打開，以用于直接在相同的熱成形臺中執行成品燃料箱的脫模和拆卸。
在隨后的操作周期的執行期間，所有這些可以在極短的時間周期內被執行，從而再次使用相同的模具用于制造下一個燃料箱。
因此，根據前述的過程，通過在連續的周期中用兩條加工線10A和10B進行操作，能夠在極有限的時間內生產出包括各自的附件和部件的塑料燃料箱，由于沿著兩條加工線的兩個氣動夾持和輸送裝置的組合使用，減小了材料的廢料，并且能夠形成具有極有限的表面的密封；根據本發明也能夠生產出包括它們各自的附件的塑料燃料箱，這些附件具有改進的結構性能。
通過舉例，除了熱成形臺和用于將插入物和/或部件引入到模具和/或兩個熱成形外殼中的操作臺的其它細節之外，圖7和8示出了關于冷卻臺的兩個可能方案；在所述圖中，每個前面的附圖使用的相同附圖標記表示相似或等價的部件。
如圖7所示，冷卻臺20包括包括旋轉臺50，該旋轉臺50具有兩個或多個模具支持表面51、52，在這些支持表面上閉合的模具17A、17B被傳輸以用于冷卻階段。
使旋轉臺50旋轉并由馬達53指示，以便常常使模具支持表面51、52中的一個與熱成形臺對準，以允許閉合模具例如在熱成形臺16B和表面51之間傳輸，同時另一個受到冷卻的閉合模具已經被布置在表面52上或者旋轉臺的其它表面上。圖7示意性地示出了用于移動成形塞49，或者用于拾取和自動將插入物引入到模具中，或者用于拆卸成品燃料箱的各種機器人或者操作者。
圖8的例子不同于前面的附圖，原因在于冷卻臺20現在包括可沿導向裝置55往復的梭54，該導向裝置在一側上平行于加工線16B延伸。梭54具有兩個模具支持表面56、57，通過適當地沿著導向裝置55移動該梭，所述模具支持表面可以與熱成形臺16B對準。
在這兩種情況下，旋轉臺50的模具支持表面51、52，或者梭55的模具支持表面56、57可以在產品每次變化中或者為滿足其它的要求用于實現模具的替換。
應當理解參考附圖所進行的描述僅僅作為例子而給出，以便闡述根據本發明的方法和設備的大體特征；因此，可以進行其它的改進和變化而不超出權利要求的范圍。
權利要求
1.一種雙薄板熱成形塑料燃料箱的方法，根據該方法，可熱成形的塑料材料的第一和第二薄板(SA，SB)被單獨地加熱，并分別沿第一(A)和第二(B)加工線從裝載臺(11A，11B)移動到各自的熱成形臺(16A，16B)，該方法包括以下主要步驟-對每個塑料薄板(SA，SB)進行加熱；-當薄板沿各自的加工線(A，B)移動時，沿其周邊氣動地夾緊所述加熱的塑料薄板(SA，SB)，并且在基本平坦的狀態下真空支持同一薄板(SA，SB)；-將每個加熱的塑料薄板(SA，SB)定位到各自的具有朝上成形腔的成形模具(17A，17B)上方，同時繼續氣動地將所述薄板(SA，SB)保持在前述的基本平坦的狀態下；-將所述加熱的塑料薄板(SA，SB)降低到各自的模具(17A，17B)中；和-將每個加熱的塑料薄板(SA，SB)熱成形為各自的外殼(GA，GB)，使同一薄板(SA，SB)附著到所述成形模具(17A，17B)的朝上開口腔；該方法還包括以下附加步驟-顛倒翻轉成形模具(17A，17B)中的一個模具(17B)和熱成形的外殼(GB)；-將所述顛倒翻轉的模具(17B)疊加到另一個面朝上的模具(17A)，從而重疊兩個疊加的熱成形外殼(GA，GB)的周圍密封區域；和-通過擠壓所述成形模具(17A，17B)的夾緊表面之間的所述重疊的密封區域來熔合和密封地焊接所述外殼(GA，GB)的重疊密封區域。
2.根據權利要求1所述的燃料箱的雙薄板熱成形方法，包括將每個塑料薄板(SA，SB)預加熱(12A，12B)到低于熱成形溫度的第一加熱溫度，并且當薄板沿著加工線(A，B)移動時保持該薄板(SA，SB)的加熱的步驟。
3.根據權利要求1和2所述的燃料箱的雙薄板熱成形方法，包括控制用于支持薄板(SA，SB)的真空度的步驟，從而防止在沿著加工線(A，B)加熱和移動期間發生下垂。
4.根據權利要求1所述的燃料箱的雙薄板熱成形方法，包括在熱成形塑料薄板(SA，SB)之前，將用于燃料箱的插入物和/或部件引入到模具的朝上腔中的步驟。
5.根據權利要求1所述的燃料箱的雙薄板熱成形方法，包括通過模具(17A，17B)的朝上腔將燃料箱的插入物和/或部件引入到熱成形的外殼(GA，GB)中的步驟。
6.根據權利要求1所述的燃料箱的雙薄板熱成形方法，包括移去閉合的模具(17A，17B)，和在所述加工線之外執行同樣閉合模具(17A，17B)的冷卻的步驟。
7.一種制造塑料燃料箱的設備，該燃料箱包括第一和第二雙薄板熱成形的外殼(GA，GB)，根據該設備，第一和第二可熱成形的塑料薄板(SA，SB)被獨立地加熱和沿著各自的第一和第二加工線(A，B)，從裝載臺(11A，11B)通過至少一個加熱臺(12A，14A；12B，14B)，朝著各自的熱成形臺(16A，16B)移動，在所述熱成形臺中單獨的塑料薄板(SA，SB)在各自的第一和第二成形模具(17A，17B)中被熱成形為第一和第二外殼(GA，GB)，其中-所述第一和第二成形模具(17A，17B)并排布置并且兩個模具(17A，17B)的開口腔都朝上；其中每條加工線(A，B)包括用于在塑料薄板(SA，SB)周邊夾緊這些薄板的氣動夾持裝置(24A，24B)，和用于加熱的塑料薄板(SA，SB)的真空薄板保持裝置(15A，15B)，所述氣動夾持裝置(24A，24B)和所述真空保持裝置(15A，15B)可沿著所述加工線(A，B)移動；和用于在基本平坦狀態下支持所述加熱的塑料薄板(SA，SB)的所述真空保持裝置(24A，24B)的真空控制裝置；和驅動裝置(33)，其適于和布置成將一個模具(17A，17B)顛倒翻轉以疊加到另一個模具(17A，17B)上和通過壓緊同樣的模具(17A，17B)導致所述熱成形的外殼(GA，GB)的重疊密封區域被焊接。
8.根據權利要求7所述的制造塑料燃料箱的設備，包括薄板預加熱臺(12A，12B)。
9.根據權利要求7所述的制造塑料燃料箱的設備，包括薄板定心臺(13A，13B)。
10.根據權利要求8和9所述的制造塑料燃料箱的設備，其中，所述薄板定心臺(13A，13B)設在所述薄板預加熱臺(12A，12B)的上游。
11.根據權利要求8和9所述的制造塑料燃料箱的設備，其中，所述定心臺(13A，13B)設在所述預加熱臺(12A，12B)和用于塑料薄板(SA，SB)的第二加熱臺(14A，14B)之間。
12.根據權利要求7所述的制造塑料燃料箱的設備，其中，所述真空支持裝置(15A，15B)包括用于塑料薄板(SA，SB)的加熱元件(28)。
13.根據權利要求7所述的制造塑料燃料箱的設備，其中，所述真空支持裝置(15A，15B)連接到可調整真空源。
14.根據權利要求7所述的制造塑料燃料箱的設備，其中，每個模具(17A，17B)包括第二可氣動操縱的薄板夾持裝置(36A，36B)。
15.根據權利要求7所述的制造塑料燃料箱的設備，其中，所述真空保持裝置(15A，15B)采用可氣動操縱的吸氣鐘狀裝置的形式。
16.根據權利要求7所述的制造塑料燃料箱的設備，包括在加工線(A，B)一側上的模具冷卻臺(20)，該冷卻臺與熱成形臺(16A，16B)側向對準，以用于在該設備的熱成形臺(16A，16B)和冷卻臺(20)之間傳輸閉合模具(17A，17B)。
17.根據權利要求16所述的制造塑料燃料箱的設備，其中，所述冷卻臺(20)包括具有多個模具支持表面(51，52)的旋轉臺(50)。
18.根據權利要求16所述的制造塑料燃料箱的設備，其中，所述冷卻臺(20)包括平行于加工線(A，B)布置的可往復的模具支持梭(54)，所述梭(54)至少帶有第一和第二模具支持表面(55，56)。
19.根據權利要求16所述的制造塑料燃料箱的設備，其中，所述用于傳輸模具(17A，17B)的裝置包括在熱成形臺(16A，16B)和冷卻臺(20)之間的可往復的模具夾緊保持架(40，41)。
20.根據權利要求7所述的制造塑料燃料箱的設備，其中，用于顛倒翻轉一個模具(17B)的所述驅動裝置包括壓書機。
21.根據權利要求14所述的制造塑料燃料箱的設備，其中，每個模具(17A，17B)包括用于夾持加熱的塑料薄板(SA，SB)的邊緣的附加機械裝置(48)。
全文摘要
一種用于雙薄板熱成形燃料箱的方法和設備；可熱成形的塑料材料的第一和第二薄板(SA，SB)沿著各自的加工線(10A，10B)被單獨饋送。氣動操縱吸氣和真空保持裝置(15A，15B)沿薄板(SA，SB)的周邊夾持它們，從而當它們朝著各自的熱成形臺(16A，16B)移動時，在基本平坦的狀態下支持加熱的薄板(SA，SB)。兩個模具(17A，17B)并排布置并且它們的開口腔朝上。當熱成形塑料薄板(SA，SB)之后，一個模具(17B)被顛倒翻轉在另一個模具(17)上，以重疊和焊接兩個熱成形的外殼(GA，GB)的疊加的密封區域。可以在加工線(10A，10B)的一側上進行模具和熱成形箱的冷卻。
文檔編號B29C69/00GK1735499SQ200380108537
公開日2006年2月15日 申請日期2003年12月30日 優先權日2003年1月10日
發明者G·賓達, F·菲奧倫蒂尼, D·馬里亞尼, L·斯布拉納, C·奧爾滕齊 申請人:佳能股份公司