“Twin-sheet” tvarovanie za tepla plastových nádrží na palivá

Vynález sa týka tvarovania za tepla plastových nádrží na palivá s vysokými štrukturálnymi charakteristikami a nepriepustnosťou pre plyny, ktore vychádza z vrstvených plátov plastového materiálu, ako sú napríklad polyolefíny s vysokou hustotou s EVOH bariérou na zachytenie výparov paliva konkrétne sa vynález týka spôsobu výroby nádrží na palivá pomocou technológie twin-sheet tvarovania za tepla a zodpovedajúceho výrobného zariadenia.Kovové nádrže na palivá sa široko používajú vo viacerých oblastiach, napríklad na dodávanie paliva do spaľovacích motorov, aj v pozemných aj vodných dopravných prostriedkoch a lietadlách, ako aj na iné použitie avšak kovové nádrže na palivá používané v súčasnosti sú ťažké,obtiažne sa tvarujú a podliehajú korózii.Súčasným trendom je nahradiť kovové nádrže na palivá nádržami na palivá z vrstvených plastových materiálov pre ich väčšiu ľahkosť a schopnosť odolať korózii a možnosť vyrobiť ich ako zložité tvary pomocou hlbokého ťahania.Vsúčasnosti platné pravidlá však smerujú čoraz viac k zníženiu množstva plynných emisií a výparov paliva z nádrží, aby sa znížilo environmentálne znečistenie. Pre takéto účely sa možné cesty emisií plynov a pár cez otvory v stenách nádrží na palivá potrebných na pripojenie armatúr a jednotlivých súčiastok musia zredukovať na minimum. Okrem toho je súčasným prístupom inštalovanie veľkej časti súčastí a príslušenstva potrebného pre prívod paliva do motora alebo k užívateľovi vo vnútri tej istej palivovej nádrže.Pri výrobe nádrží na palivá z plastového materiálu sa všeobecne používa technológia vyfukovania, podľa ktorej sa predvýlisok alebo dutý prvok z plastového materiálu vytláča medzi dve polovice formy, ktoré sa následne spoja svorkou na obvodové zvarenie predvýlisku umiestneného medzi nimi a potom sa do predvýrobku pod tlakom injektuje kvapalina, čim sa spôsobí expanzia a adhézia na vnútomé povrchy formy.Pri ýrobe cisterien z plastového materiálu, aby sa poskytla potrebná štrukturálna odolnosť a požadovaná tesnosť alebo bariéra pre uhľovodikové plyny, sa všeobecne používa vrstvený plastový materiál zprekrývajúcich sa viacerých plastových plátov, ktoré majú rôzne chemické a/alebo fyzikálne vlastnosti.Pri výrobe nádrží na palivá pomocou technológie vyfukovania je po kroku tvarovania potrebné urobiť otvory V stenách nádrže na inštalovanie rôznych súčastí aj z vnútra aj zvonka tejto nádrže. Toto všetko zahmuje extrémne zložité riešenia, dlhé a trochu drahé postupy výroby, ako aj vysoké riziko emisií uhľovodíkov cez otvory v nádrží na palivá, v prípade že nie sú starostlivo utesnené. Navyše sa ukázalo, že kedykoľvek je to potrebné na výrobu nádrží na palivá pomocou mnohovrstvových materiálov, akákoľvek kontrola hrúbky steny sa dosahuje extrémne ťažko.Aby sa čiastočne odstránili tieto nedostatky a na dosiahnutie kvantitatívne vysokého výkonu, US 6372176 a W 0 O 2/ 14050 navrhujú použitie známej twin-shee (dvojplátovej) technológie tvarovania za tepla.Podľa tejto technológie sa pláty termoplastového materiálu zahrievajú a spracujú na zodpovedajúcej tvarovacej stanici, v ktorej sa každý jednotlivý plát materiálu tvaruje za tepla na škrupinu v zodpovedajúcej forme na lisovanie dve škrupiny sa následne spoja a zatavia okolo ich obvodových hrán, či tvoria palivovú nádrž.Podľa týchto dokumentov sa prvý a druhý plát plastového materiálu zahrievajú a spracujú na nezávislých výrobných linkách, kde sa každý plastový plát pohybuje od vstupnej stanice,k stanici tvarovania za tepla, v ktorej sa každý predhriaty plát tvamje za tepla v zodpovedajúcej dutej forme prvá z foriem je upevnená v usporiadaní smerom nahor na spodnom stole, kým druhá forma je upevnená v usporiadaní smerom nadol na hornom stole lisu.-2 Potom, ako sa oba platy vytvarujú za tepla, sa horná forma musí najprv zarovnať s dolnou formou a potom sa spustí nadol na aplikovanie tlaku na spojenie a zatavenie za tepla vytvarovaných škrupín po ich obvodových hranách.W 0 03/097330 sa tiež týka zariadenia na tvarovanie za tepla twin-sheet dutých plastových výrobkov, v ktorom sa znova používajú nahor a nadol smerujúce formy tvarovania za tepla.Operátori môžu zaviesť rôzne zálísky a/alebo súčasti do vopred určených polôh pred tým,ako sa dve škrupiny spoja a zatavia, čím sa vytvorí nádrž.Teda, podľa vyššie uvedených doterajších dokumentov z tejto oblasti, tvarovanie za tepla dolnej škrupiny sa robí za zachovania usporiadania dutiny dolnej formy smerom nahor, kým tvarovanie za tepla hornej škrupiny sa uskutočňuje za zachovania usporiadania dutiny hornej formy smerom nadol.Všetko toto spôsobuje značné ťažkosti pri tvarovaní za tepla homej škrupiny, ako aj štrukturálne nepravidelnosti palivovej nádrže V dôsledku rôzneho prehnutia a napínania plastových platov, konkrétne horného plátu tým, že v smere nadol je dutina homej formy obrátená opačne proti prehnutiu spôsobenému počas zahrievania plastového plátu.US 3779687 ukazuje zariadenie na twin-sheet tepelne tvarovanie, kde obe formy smerujú nahor. Aj tu rôzne podmienky napínania plastových plátov spôsobené prehnutím,spôsobujú štrukturálne nepravidelnosti a hrúbkové rozdiely škrupín, ktoré sa ťažko eliminujú.Navyše, rôzne usporiadanie foriem na dvoch pracovných linkách komplikuje vkladanie súčastí do palivových nádrží, čo robí inštaláciu extrémne nepohodlnou a ťažkou pre operátora z hľadiska prístupu na vykonanie potrebných kontrol a prehliadok. Nahradenie foriem a upínacích prípravkov alebo nástroj ov sa robí tiež ťažko.Preto sa pri výrobe plastových nádrží na palivá tvoria podľa doterajších technológií veľké množstvá odrezkov a pretože niektore drahé plastové materiály sa ťažko regenerujú, existuje veľký problém hľadania nových lisovacích systémov, ktorými by sa okrem zlepšenia výkonu mohli znížiť na minimum odrezky a následne cena lisovania týchto nádrží.Hoci riešenia navrhované V dokumentoch doterajšieho stavu odboru umožňujú, aby sa technológia twin-sheet tvarovania za tepla používala na získanie vysokých objemov výroby, sú vhodné ďalšie zlepšenia zamerané na zlepšenie aj procesu výroby aj za tepla tvarovaných nádrží na palivá.Preto je hlavným predmetom tohto vynálezu poskytnúť spôsob a zariadenie na tvarovanie dutých telies za tepla, konkrétne nádrží na palivá, pomocou technológie twin-sheet tvarovania za tepla, schopnej poskytnúť väčšie zjednodušenie výrobného cyklu a spracovanie v podstate identickou cestou plastových platov určených na vytvorenie dvoch škrupín palivovej nádrže.Ďalším predmetom vynálezu je poskytnúť spôsob a zariadenie, ako je uvedené vyššie, čím je možné vyrobiť nádrže na palivá charakterizované vysokým stupňom štrukturálnej homogenity.Ešte ďalším predmetom tohto vynálezu je poskytnutie spôsobu a zariadenia na výrobu nádrží na palivá pomocou technológie twin-sheet tvarovania za tepla, ktoré okrem simultánnej činnosti na oboch pracovných linkách, tiež umožňuje pracovat s extrémne krátkymi výrobnými cyklami. V podstate kontinuálnym spôsobom bez prestojov, čo významne zjednodušuje vkladanie súčastí do foriem.Ďalším predmetom tohto vynálezu je poskytnutie spôsobu tvarovania za tepla nádrží na palivá z plastového materiálu, ktorým je možné podstatne znížiť problémy spojené s regeneráciou odrezkov, čím sa umožňuje menšia strata cenného materiálu.Ďalším predmetom vynálezu je poskytnutie ľahkej dostupnosti do tvarovaného priestoru,ako aj uľahčenie operácií údržby celého výrobného zariadenia.Podľa tohto vynálezu sa všetko uvedené Vyššie dá dosiahnuť spôsobom twin-sheet tvarovania za tepla nádrží na palivá podľa nároku 1 a výrobným zariadením podľa nároku 7.Pred zahrievaním na teplotu tvarovania za tepla sa každý plastový plát môže podrobiť pred-zahrievaniu, po ktorom nasleduje vycentrovanie na nasledujúcej centrovacej stanici, aby sa umožnilo správne pneumatické uchytenie vonkajších okrajov plátu ak je to nutné, centrovanie môže predchádzať krok pred-zahrievania. Okrem toho, použitím špeciálnych pneumatických rámov je možné podstatne znížiť plochy uchytenia plátov a následne odreúçy materiálu.Podľa ďalšieho znaku vynálezu môže byť podstatná rovinnosť plastových plátov aj počas zahrievania aj počas pohybu zahriateho plátu na stanicu tvarovania za tepla vhodne riadená pomocou zmeny teploty zmäkčenia plastového materiálu a/alebo nastavením vákua vo vnútri podpomého zariadenia.Na účely tejto prihlášky sa pojem v podstate rovinný rozumie tak, že znamená stav, V ktorom sa zahrievaný plát pneumatický uchytí na vonkajších hranách a podoprie sa vákuom na homej strane bez prehnutia nadol vo väčšej miere V dôsledku gravitácie.Podľa ďalšieho znaku vynálezu môžu byť kroky zahrievania, centrovania a tvarovania za tepla plastových plátov na dvoch pracovných linkách uskutočňované cyklicky, podávaním jednotlivých plátov na dve pracovné linky, pričom sú niektoré operácie uskutočňované simultánne alebo následne po sebe.Podľa tohto vynálezu je po tvarovaní za tepla a zlepení týchto dvoch škrupín na nádrž možne uskutočniť krok chladenia palivovej nádrže na samostatnej chladiacej stanici, umiestnenej vedľa pracovných liniek. Pretože chladenie foriem a za tepla tvarovanej nádrže spotrebuje značne dlhý čas, týmto spôsobom je možné chladiť tieto nádrže po tvarovaní za tepla bez zastavenia alebo ovplyvnenia výrobného procesu. Toto sa môže dosiahnuť umiestnením na jednej strane jednej z dvoch pracovných liniek, V súlade so stanicou tvarovania za tepla, chladiacej stanice, ktorá obsahuje otočný stôl alebo striedavo kyvadlový člnok, ktorý má dve alebo viac zón nesúcich formu,ktorý sa môže z času na čas zaradiť do stanice tvarovania za tepla pracovných liniek, na nesenie uzavretých foriem a za tepla tvarovanej nádrže.Dve uzavreté formy s nádržou sa môžu jednoducho premiestniť na rotačný stôl alebo na podporný kyvadlový člnok. Takže, kedykoľvek sa robí zlepenie dvoch škrupín a chladenie nádrže pomocou prívodu tlakovej kvapaliny do tejto nádrže, v mieste chladiacej stanice je potrebné použiť vhodný zatváraci lis na udržanie tejto nádrže uzavretej v daných dvoch formách. Voliteľné je možné použiť špeciálnu klietku obsahujúcu uzavreté formy, ako altematívu k lisu v chladiacej stanici.Podľa ďalšieho znaku tohto vynálezu sa poskytuje spôsob a výrobné zariadenie na twinsheet tvarovanie za tepla zásobných nádrži, kde dve pracovné linky môžu byť umiestnené v paralelnom usporiadaní s oboma nahor smerujúcimi formami na rovnakej úrovni toto veľmi uľahčuje pristup jednému alebo viacerým operátorom k celému výrobnému zariadeniu pre potrebné kontroly, ako napríklad na zavedenie súčastí do daných dvoch škrupín, ako aj pre všetky potrebné operácie údržby. Tiež je veľmi uľahčená výmena foriem a môže byť uskutočňovaná mimo oboch pracovných liniek, v mieste chladiacej stanice.Tieto a ďalšie výhody a charakteristiky spôsobu a výrobného zariadenia podľa tohto vynálezu budú jasnejšie zrejmé z nasledujúceho opisu pomocou priložených nákresov, v ktorýchObr.l znázorňuje blokový diagram rôznych krokov a pracovných stanic, podľa výhodného uskutočnenia vynálezuObr. 2 A až 2 H znázorňujú postupové diagramy ilustrujúce rôzne operácie uskutočňované na jednotlivých pracovných linkách-4 Obr. 3 a 4 znázorňujú pohľad zhora a zodpovedajúci bočný pohľad na knihový lis stanice tvarovania za tepla, v otvorenom staveObr. 5 znázorňuje pohľad na vákuový zvon na pneumatické uchytenie a nesenie plastových plátov vákuom na jednotlivej pracovnej linkeObr. 6 znázorňuje zväčšený detail z obrázka 5Obr. 7 znázorňuje pohľad zhora na výrobné zariadenie, v súlade so stanicou tvarovania za tepla,podľa prvého uskutočneniaObr. 8 znázorňuje pohľad podobný ako na predchádzajúcom obrázku, podľa ďalšieho uskutočneniaObr. 9 a 10 znázorňujú čelný pohľad a bočný pohľad na klietku V uzavretom a otvorenom stave, na udržanie uzavretých foriem počas chladenia.Ako je uvedené na obrázku l, twin-sheet tvarovanie za tepla nádrží na palivá sa robí pomocou spracovania jednotlivých plátov za tepla tvarovateľného plastového materiálu na dvoch oddelených pracovných linkách 10 A a l 0 B, ktoré sa paralelne ťahajú od vstupnej stanice plastových plátov, k stanici tvarovania za tepla cez stanice pracovných medzistupňov na dvoch linkách 10 A, 0 B, sa jednotlivé plastové pláty zahrievajú a tvarujú na zodpovedajúce za tepla tvarované škrupiny, podrobením plastových plátov rovnakým krokom spracovania, pričom sa pohybujú V pároch cez rôzne pracovné stanice výrobného zariadenia.Na účely tohto opisu sa pojem teplom tvarovateľný plastový plát rozumie tak, že znamená akýkoľvek plastový materiál vo forme platu, vhodný na tvarovanie pomocou procesu tvarovania za tepla môže sa tiež poskytnúť podpora raznicou. Plastové pláty môžu byť buď jednovrstvové vhodnej hrúbky alebo vrstvené, teda zložené zviacerých vrstiev plastového materiálu identickej a/alebo rôznej hrúbky, ktoré majú navzájom odlišné chemické a/alebo fyzikálne vlastnosti.Ako je uvedené na obrázku 1, každá pracovná linka 10 A, IOB obsahuje určitý počet pracovných staníc, na ktorých sa uskutočňujú rôzne pracovné kroky konkrétne na prvej stanici l 1 A, llB, sa robí prvý krok vstupu, pomocou odobratia jednotlivých plátov SA, SB z palety.Jednotlivé plastové pláty SA, SB sa odoberajú automaticky a vedú sa do vstupných staníc llA, llB pomocou mechanických a/alebo pneumatických upínacich zariadení potom sa premiestnia do pred-zahrievacích staníc 12 A, 12 B, kde plastové pláty zostávajú V ohrievači počas doby potrebnej na ich uvedenie na prvú pred-zahrievaciu teplotu nižšiu než je teplota tvarovania za tepla týchto plátov. Hoci je výhodné predhriať plastove pláty SA, SB, aby sa znížili časy pracovných cyklov, fáza pred-zahrievania sa môže tiež vynechať.Teplota pred-zahrievania plastových plátov SA, SB sa vhodne riadi, napríklad pohybom plátov pozdĺž dráhy zahrievania vo vnútri vzduchového konvekčného ohrievača, V ktorom pláty zostávajú počas doby zahrievania ekvivalentnej viacerým pracovným cyklom, počas ktorej sa jednotlivé pláty zahríevajú postupne na požadovanú teplotu.Po ukončení kroku pred-zahrievania sa každý jednotlivý plát SA, SB premiestni do nasledujúcej centrovacej stanice l 3 A, l 3 B, kde sa plát umiestni a orientuje tak, aby sa pneumatický zodvihol, ako je vysvetlené ďalej.V prípade z obrázku 1 sa krok centrovania l 3 A, l 3 B uskutočňuje ďalej ihneď po predzahrievaní v niektorých prípadoch by to znamenalo, že sa má udržiavať pomeme nízka teplota pred-zahrievania vzhľadom na teplotu tvarovania za tepla, čím sa zvýši konečný čas zahrievania. Aby sa získali lepšie podmienky centrovania plátov, môžu byť pláty predbežne centrované pred ich zavedením do pred-zahrievacej pece toto uskutočnenie poskytuje možnosť zvýšenia teploty predzahrievania a následne zníženia konečného času zahrievania.Podľa príkladu na diagrame z obrázku 1, po pred-zahriatí boli pláty vycentrované v staniciach l 3 A, 13 B, jednotlivé pláty sa premiestnili do nasledujúcej konečnej zahrievacej stanice 14 A, 14 B, kde sa zahrievajú na teplotu blízku alebo ekvivalentnú teplote tvarovania za tepla,