Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
APPARATUS FOR HANDLING A HEATED PLASTIC COMPONENT, SYSTEM AND METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/166239
Kind Code:
A1
Abstract:
An apparatus for handling a heated plastic component, - having a holding device (4) for holding the heated plastic component (38) and - having a pressing apparatus (6) for pressing the heated plastic component (38) onto another plastic component (40), - wherein the pressing apparatus (6) has a membrane (8), - wherein the membrane (8) has a contact surface (10) designed to bear against the heated plastic component (38), - wherein the membrane (8) has a pressure surface (12) facing away from the contact surface (10), - wherein the pressure surface (12) delimits a pressure chamber (14) for receiving a fluid and - wherein the membrane (8) can be deflected as a result of a fluid pressure that can be set inside the pressure chamber (14).

More Like This:
Inventors:
ROSENSTRÄTER SEBASTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/053793
Publication Date:
September 06, 2019
Filing Date:
February 15, 2019
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
KAUTEX TEXTRON GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B29C49/44; B29C51/12; B29C51/28; B29C65/00; B29C65/78; B29C49/04; B29C49/20; B29C51/02; B29L31/00
Foreign References:
US5427518A1995-06-27
US20100320642A12010-12-23
GB2490150A2012-10-24
US20150174832A12015-06-25
EP3020568A12016-05-18
US20090309270A12009-12-17
EP1981694A22008-10-22
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
RICHLY & RITSCHEL (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Handhaben eines erwärmten Kunststoffbau teils,

mit einer Halteeinrichtung (4) zum Halten des erwärmten Kunststoffbauteils (38) und

mit einer Andrückvorrichtung (6) zum Andrücken des erwärm ten Kunststoffbauteils (38) an ein weiteres Kunststoffbau teil (40),

wobei die Andrückvorrichtung (6) eine Membran (8) auf weist,

wobei die Membran (8) eine Kontaktfläche (10) hat, die zur Anlage an dem erwärmten Kunststoffbauteil (38) eingerich tet ist,

wobei die Membran (8) eine der Kontaktfläche (10) abge wandte Druckfläche (12) hat,

wobei die Druckfläche (12) eine Druckkammer (14) zur Auf nahme eines Fluids begrenzt und

wobei die Membran (8) infolge eines innerhalb der Druck kammer (14) einstellbaren Fluiddrucks auslenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Membran (8) in einer Halteposition mit einem Teil der Kontaktfläche (10) einen Abstand (a) zu dem erwärmten Kunststoffbauteil (38) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, dass in der Halteposition 90% oder mehr der Kontaktfläche (10) zu dem erwärmten Kunststoff bauteil (38) beabstandet sind.

4. Vorrichtung einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Membran (8) einen Kunststoff, wie Silikon oder der gleichen, aufweist oder aus dem Kunststoff besteht

oder

die Membran (8) einen metallischen Werkstoff aufweist oder aus einem metallischen Werkstoff besteht.

5. Vorrichtung einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Druckkammer (14) eine Fluideinlass (16) und einen Flu idauslass (18) hat,

wobei der Fluideinlass (16) mit einer Einrichtung zum För dern eines Fluids in die Druckkammer (14) gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Fluid ein Kühlmedium ist, wie Wasser, Öl oder derglei chen .

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Halteeinrichtung (4) mindestens ein Halteelement (20, 22) hat, das dazu eingerichtet ist, das erwärmte Kunst stoffbauteil (38) zu halten,

wobei die Membran (8) eine Ausnehmung (24, 26) aufweist, in der das Halteelement (20) zumindest abschnittsweise an geordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Halteeinrichtung (4) und/oder die Andrückvorrichtung (6) eine Hubeinrichtung (54) haben, wie einen Hubkolben (54) oder dergleichen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Halteeinrichtung (4) einen porösen und/oder geschlitz ten Saugeinsatz (28, 30) mit einer Saugfläche zum Ansaugen des erwärmten Kunststoffbauteils (38) hat, wobei die Saug fläche insbesondere zumindest abschnittsweise als Planflä che gebildet ist

und/oder

die Halteeinrichtung (4) im Bereich einer dem erwärmten Kunststoffbauteil (38) zugewandten Stirnseite zumindest abschnittsweise entsprechend der Kontur einer zugeordneten Blasform (46) geformt ist.

10. System zum Verschweißen von Kunststoffbauteilen,

mit einer Heizvorrichtung (42) zum Erwärmen eines Kunst stoffbauteils (38),

mit einer Vorrichtung (2, 52, 64, 66) zum Handhaben des erwärmten Kunststoffbauteils (38) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

mit einer Extrusionsvorrichtung (44) zum Bereitstellen ei nes weiteren Kunststoffbauteils (40), und

mit einer Blasform (46) zur Formgebung des weiteren Kunst stoffbauteils (40),

wobei die Vorrichtung (2, 52, 64, 66) zum Handhaben des erwärmten Kunststoffbauteils in Richtung einer Formhälfte (48) der Blasform (46) bewegbar ist, um das erwärmte

Kunststoffbauteil (38) gegen das weitere Kunststoffbauteil (40) zu drücken.

11. Verfahren zum Verschweißen von Kunststoffbauteilen, mit den Verfahrensschritten:

Bereitstellen eines Kunststoffbauteils (38);

Erwärmen des Kunststoffbauteils (38);

Extrudieren eines weiteren Kunststoffbauteils (40); Verschweißen des erwärmten Kunststoffbauteils (38) mit ei nem weiteren Kunststoffbauteil (40) durch Andrücken des erwärmten Kunststoffbauteils (38) an das weitere Kunst stoffbauteil (40) unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9;

wobei das erwärmte Kunststoffbauteil (38) während des Ver schweißens mit einer dem weiteren Kunststoffbauteil (40) abgewandten Seite (50) zumindest abschnittsweise an der Membran (8) anliegt; und das

weitere Kunststoffbauteil (40) während des Verschweißens mit einer dem erwärmten Kunststoffbauteil (38) abgewandten Seite an einer Blasform (48) anliegt.

12. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, dass

beim Verschweißen ein hydrostatischer Arbeitsdruck der Druckkammer auf die Membran (8) wirkt; und

die Membran (8) das erwärmte Kunststoffteil (38) zumindest abschnittsweise verformt, wobei das erwärmte Kunststoff teil (38) und die Membran (8) zumindest abschnittsweise an eine Kontur des weiteren Kunststoffbauteils (40) und der Blasform (46) angepresst werden.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, dass

beim Andrücken zunächst ein zu Randbereichen der Membran (8) beabstandeter Mittenbereich der Membran (8) mit dem Arbeitsdruck beaufschlagt wird und

anschließend eine Druckaufbringung in Richtung der Randbe reiche der Membran (8) erfolgt.

Description:
Vorrichtung zum Handhaben eines erwärmten Kunststoffbauteils,

System und Verfahren

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Handhaben eines erwärmten Kunststoffbauteils, ein System zum Verschwei ßen von Kunststoffbauteilen sowie eine Verfahren zum Ver schweißen von Kunststoffbauteilen.

Während des elektrischen Fährbetriebs von Hybrid-Fahrzeugen wird der Kunststoffkraftstoffbehälter, der flüssigen Kraft stoff bevorratet, verschlossen, um Kraftstoffemissionen zu vermeiden. Im verschlossenen Zustand kann der Innendruck des Kraftstoffbehälters temperaturbedingt Werte zwischen -150 mbar und +450 mbar annehmen.

Infolge der Druckbelastung kann die Kunststoffwandung des Kraftstoffbehälters um mehrere Zentimeter nach außen oder in nen gewölbt werden. Diese Deformationen können zu einer Be schädigung der Wandung des Kraftstoffbehälters oder von in dem Kraftstoffbehälter aufgenommenen oder an den Kraftstoffbehäl ter angebundenen Funktionseinheiten führen. Weiter muss zu sätzlicher Bauraum vorgehalten werden, damit eine deformierte Wandung weder unter die Bodenfreiheitslinie eines Kraftfahr zeugs reicht noch gegen die Karosserie gepresst wird.

Um die Deformationen einer Wandung eines Kunststoffkraftstoff- behälters infolge von temperaturbedingten Innendruckschwankun gen zu reduzieren, kann die Kunststoffwandung lokal verstärkt werden. Hierzu können beispielsweise Verstärkungselemente aus faserverstärktem Kunststoff eingesetzt werden, die mit der Tankwandung verschweißt werden.

Beim Verschweißen von Anbauelementen mit einer solchen Kunst stoffwandung eines Kunststoffkraftstoffbehälters besteht grundsätzlich die Herausforderung, die Applikation der Anbau elemente möglichst effizient in den Fertigungsprozess einzu binden. Weiter besteht die Herausforderung, dass eine

vollflächige homogene Anlage zwischen zu verschweißenden Flä chen erreicht werden sollte, um eine zuverlässige stoffschlüs sige Verbindung zwischen den Kunststoffbauteilen herzustellen.

Soweit beispielsweise flächige Verstärkungselemente mit einer Wandung eines Kunststoffkraftstoffbehälters verschweißt werden sollen, muss sich ein jeweiliges Verstärkungselement beim Ver schweißen enganliegend an das Wandungselement anschmiegen, um eine zuverlässige vollflächige Verschweißung zu bewirken.

Wird das Wandungselement durch Extrusionsblasformen bereitge stellt, so kann das üblicherweise mehrschichtige Wandungsele ment Schwankungen in der Wandungsdicke aufweisen, und zudem die üblichen Ausnehmungen, Einsenkungen oder Vorsprünge haben, die zum Anbau von Funktionseinheiten oder zum Anschluss von Befestigungsmitteln vorgesehen sind. Beim Andrücken des flä chigen Verstärkungselements an eine solche Geometrie, die Vor sprünge, Absätze oder Freiformflächen aufweist, sollte daher senkrecht zum Oberflächenverlauf des Wandungselements eine möglichst homogene Kraftaufbringung erreicht werden um Hohl räume und ein inhomogenes Verschweißen zu vermeiden. Dies ist mit konventionellen Haltevorrichtungen, wie sie beispielsweise an Mittenrahmen zum Einbringen von Zusatzbauteilen zwischen Formhälften eines Blasformwerkzeugs vorgesehen sind, nicht möglich . Wenn vorliegend von einem Mittenrahmen gesprochen wird, so handelt es sich dabei insbesondere um einen verfahrbaren Rah men, der zwischen Formhälften eines Formwerkzeugs bewegbar ist, um Funktionseinheiten zu applizieren und/oder Anbauteile zu positionieren.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, Vorrichtung zum Handhaben eines er wärmten Kunststoffbauteils, ein System und ein Verfahren anzu geben, welche die voranstehend beschriebenen Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweisen, und insbesondere ein zuverlässiges Verschweißen von Kunststoffbauteilen ermög lichen .

Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, ein System nach Anspruch 10 und ein Verfahren nach Anspruch 11. Weitere Ausge staltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen An sprüchen und der nachstehenden Beschreibung.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrich tung zum Handhaben eines erwärmten Kunststoffbauteils, mit ei ner Halteeinrichtung zum Halten des erwärmten

Kunststoffbauteils und mit einer Andrückvorrichtung zum Andrü cken des erwärmten Kunststoffbauteils an ein weiteres Kunst stoffbauteil , wobei die Andrückvorrichtung eine Membran aufweist, wobei die Membran eine Kontaktfläche hat, die zur Anlage an dem erwärmten Kunststoffbauteil eingerichtet ist, wobei die Membran eine der Kontaktfläche abgewandte Druckflä che hat, wobei die Druckfläche eine Druckkammer zur Aufnahme eines Fluids begrenzt und wobei die Membran infolge eines in nerhalb der Druckkammer einstellbaren Fluiddrucks auslenkbar ist . Mithilfe der Membran kann ein zuverlässiges Andrücken des er wärmten Kunststoffbauteils an ein weiteres Kunststoffbauteil erfolgen, da die Membran zumindest abschnittsweise an die Form des erwärmten Kunststoffbauteils und/oder des weiteren Kunst stoffbauteils anpassbar ist. Bei der Membran handelt es sich insbesondere um eine flexible Trennfläche zwischen dem Fluid und dem erwärmten Bauteil die infolge des Fluiddrucks auslenk bar und/oder reversibel verformbar ist. Insbesondere ermög licht die Membran eine Kraftaufbringung im Wesentlichen senkrecht zu Absätzen oder Freiformflächen, um ein zuverlässi ges, insbesondere vollflächiges Verschweißen einander zuge wandter Schweißflächen zu erreichen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgese hen, dass die Membran in einer Halteposition mit einem Teil der Kontaktfläche einen Abstand zu dem erwärmten Kunststoff bauteil aufweist. So kann eine Wärmeabfuhr aus den erwärmten Kunststoffbauteil reduziert werden. So kann die Membran durch Erzeugen eines Unterdrucks innerhalb der Druckkammer hinter eine Ebene angesaugt und ausgelenkt werden, die von Kontakt punkten der Halteeinrichtung ausgespannt wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist in der Halteposition 90% oder mehr der Kontaktfläche der Membran zu dem erwärmten Kunststoffbauteil beabstandet. Mit anderen Worten sind 90 % o- der mehr der Kontaktfläche in der Halteposition hinter die von den Haltepunkten aufgespannte Ebene zurückversetzt, um eine Kontaktfläche zu dem erwärmten Kunststoffbauteil und ein damit einhergehendes Abkühlen vor dem Verschweißen gering zu halten.

Es kann vorgesehen sein, dass die Membran einen Kunststoff, wie Silikon oder dergleichen, aufweist oder dem Kunststoff be steht. Der Kunststoff kann eine hitzebeständige Beschichtung auswe sen Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Membran einen metal lischen Werkstoff aufweist oder aus einem metallischen Werk-

Stoff besteht. Der metallische Werkstoff kann eine

Antihaftbeschichtung aufweisen.

Die Kontaktflache der Membran kann vor einem Schweißvorgang mit einem Schmierstoff oder einem Antihaftmittel besprüht und benetzt werden.

Es kann vorgesehen sein, dass die Druckkammer eine Fluidein lass und einen Fluidauslass hat, wobei der Fluideinlass mit einer Einrichtung zum Fördern eines Fluids in die Druckkammer gekoppelt ist. Bei der Einrichtung zum Fördern eines Fluids kann es sich um eine Hydraulikpumpe handeln, wie eine Drehkol benpumpe oder dergleichen, die zum Aufbringen eines hydrosta tischen Drucks von 1 bis 10 bar innerhalb der Druckkammer eingerichtet ist.

Bei dem Fluid kann es sich um Kühlmedium handeln, wie Wasser, Öl oder dergleichen, so dass unmittelbar nach dem Verschweißen ein Abkühlen der Schweißverbindung erreicht werden kann.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung hat die Hal teeinrichtung mindestens ein Halteelement, das dazu eingerich tet ist, das erwärmte Kunststoffbauteil zu halten, wobei die Membran eine Ausnehmung aufweist, in der das Halteelement zu mindest abschnittsweise angeordnet ist.

Bei dem Halteelement kann es sich um einen Vakuumsauger han deln. Der Vakuumsauger kann eine starre Saugfläche haben, die aus einem metallischen Werkstoff und/oder einem Sinterwerk stoff aufweist oder aus einem metallischen Werkstoff und/oder einem Sinterwerkstoff gebildet ist. Die Saugfläche kann an einem porösen oder geschlitzten Sauge insatz gebildet sein, der auf einer dem erwärmten Kunststoff bauteil abgewandten Seite mit einer Vakuumpumpe gekoppelt ist.

Die Saugfläche kann eine Planfläche sein.

Die Saugfläche kann dazu eingerichtet sein, das erwärmte

Kunststoffbauteil an das weitere Kunststoffbauteil anzudrü cken, um mechanisch einen Druck auf das erwärmte Kunststoff bauteil und das weitere Kunststoffbauteil auszuüben und so ein zuverlässiges Verschweißen im Bereich der Saugfläche durch me chanische Druckaufbringung zu erreichen.

Insbesondere kann die Saugfläche als dem erwärmten Kunststoff bauteil zugewandte Stirnseite der Halteeinrichtung zumindest abschnittsweise entsprechend der Kontur einer zugeordneten Blasform geformt sein.

Alternativ oder ergänzend kann wenigstens ein Halteelement ein Dorn oder eine Nadel sein, der bzw. die dazu eingerichtet ist, das erwärmte Kunststoffbauteil formschlüssig zu halten.

Alternativ oder ergänzend kann wenigstens ein Halteelement ein Greifer sein, der dazu eingerichtet ist, das erwärmte Kunst stoffbauteil zu umgreifen und formschlüssig und/oder kraft schlüssig zu halten.

Bei dem erwärmten Kunststoffbauteil kann es sich um ein flä chiges Verstärkungselement handeln, wie ein Organoblech, ein faserverstärktes Tape, ein Tapegelege oder dergleichen.

Bei dem erwärmten Kunststoffbauteil kann es sich um einen Bau teil handeln, das teilweise oder vollständig aus einem thermo plastischen Kunststoff besteht. Bei dem erwärmten Kunststoffbauteil kann es sich um eine Funk tionseinheit handeln, wie ein Heizelement, insbesondere ein Flächenheizelement, eine Struktur zum Dämpfen von Schwappge räuschen oder dergleichen.

Es kann vorgesehen sein, dass die Halteeinrichtung und/oder die Andrückvorrichtung eine Hubeinrichtung haben, wie einen Hubkolben oder dergleichen. So kann das erwärmte Kunststoff bauteil aus einer ersten Position der Hubeinrichtung in eine zweite Position der Hubeinrichtung bewegbar sein, um das er wärmte Kunststoffbauteil dem weiteren Kunststoffbauteil anzu nähern und/oder an das weitere Kunststoffbauteil anzudrücken.

Ein Hubkolben kann einen mit einer Hohlwelle fluidverbundenen Kanal aufweisen, um einen Unterdrück im Bereich einer stirn seitigen Saugfläche zum Ansaugen des erwärmten Kunststoffbau teils zu erzeugen.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein System zum Verschweißen von Kunststoffbauteilen, mit einer Heizvor richtung zum Erwärmen eines Kunststoffbauteils, mit einer er findungsgemäßen Vorrichtung zum Handhaben des erwärmten

Kunststoffbauteils, mit einer Extrusionsvorrichtung zum Be reitstellen eines weiteren Kunststoffbauteils, und mit einer Blasform zur Formgebung des weiteren Kunststoffbauteils, wobei die Vorrichtung zum Handhaben des erwärmten Kunststoffbauteils in Richtung einer Formhälfte der Blasform bewegbar ist, um das erwärmte Kunststoffbauteil gegen das weitere Kunststoffbauteil zu drücken.

Mithilfe der Membran kann ein zuverlässiges Andrücken des er wärmten Kunststoffbauteils an das weitere Kunststoffbauteil erfolgen, da die Membran zumindest abschnittsweise an die Form des erwärmten Kunststoffbauteils und/oder des weiteren Kunst stoffbauteils und/oder der Formhälfte anpassbar ist. Bei der Membran handelt es sich insbesondere um eine flexible Trenn fläche zwischen dem Fluid und dem erwärmten Bauteil, die in folge des Fluiddrucks auslenkbar und/oder reversibel

verformbar ist. Insbesondere ermöglicht die Membran eine

Kraftaufbringung im Wesentlichen senkrecht zu Absätzen oder Freiformflächen, um ein zuverlässiges, insbesondere vollflä chiges Verschweißen einander zugewandter Schweißflächen zu er reichen .

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfah ren zum Verschweißen von Kunststoffbauteilen, mit den Verfah rensschritten: Bereitstellen eines Kunststoffbauteils;

Erwärmen des Kunststoffbauteils, wobei insbesondere ein Ver bindungsbereich des Kunststoffbauteils oder das gesamte Kunst stoffbauteil erwärmt werden; Extrudieren eines weiteren

Kunststoffbauteils; Verschweißen des erwärmten Kunststoffbau teils mit dem weiteren Kunststoffbauteil durch Andrücken des erwärmten Kunststoffbauteils an das weitere Kunststoffbauteil unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; wobei das erwärmte Kunststoffbauteil während des Verschweißens mit einer dem weiteren Kunststoffbauteil abgewandten Seite zumin dest abschnittsweise an der Membran anliegt; und das weitere Kunststoffbauteil während des Verschweißens mit einer dem er wärmten Kunststoffbauteil abgewandten Seite an einer Blasform anliegt .

Mithilfe der Membran kann ein zuverlässiges Andrücken des er wärmten Kunststoffbauteils an das Wandungselement erfolgen, da die Membran zumindest abschnittsweise an die Form des erwärm ten Kunststoffbauteils und/oder des weiteren Kunststoffbau teils und/oder der Formhälfte anpassbar ist. Bei der Membran handelt es sich insbesondere um eine flexible Trennfläche zwi schen dem Fluid und dem erwärmten Bauteil, die infolge des Fluiddrucks auslenkbar und/oder reversibel verformbar ist. Insbesondere ermöglicht die Membran eine Kraftaufbringung im Wesentlichen senkrecht zu Absätzen oder Freiformflächen, um ein zuverlässiges, insbesondere vollflächiges Verschweißen ei nander zugewandter Schweißflächen zu erreichen.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass beim Verschweißen ein hydrostatischer Ar beitsdruck der Druckkammer auf die Membran wirkt; und die Membran das erwärmte Kunststoffteil zumindest abschnittsweise verformt, wobei das erwärmte Kunststoffteil und die Membran zumindest abschnittsweise an eine Kontur des Wandungselements und der Blasform angepasst werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass beim Andrücken zunächst ein zu Randbereichen der Membran beabstan- deter Mittenbereich der Membran mit dem Arbeitsdruck beauf schlagt wird und anschließend eine Druckaufbringung in

Richtung der Randbereiche der Membran erfolgt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbei spiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Quer

schnitt;

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes System in einem Querschnitt;

Fig. 3 das System aus Fig. 2 beim Verschweißen von Kunst stoffbauteilen;

Fig. 4 ein weiteres erfindungsgemäßes System beim Verschwei ßen von Kunststoffbauteilen in einem Querschnitt;

Fig. 5 ein weiteres erfindungsgemäßes System beim Verschwei ßen von Kunststoffbauteilen in einem Querschnitt; Fig. 6 ein weiteres erfindungsgemäßes System beim Verschwei ßen von Kunststoffbauteilen in einem Querschnitt.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 2 zum Handhaben eines erwärmten Kunststoffbauteils, wie einem in Fig. 2 oder 3 gezeigten

Kunststoffbauteil 38.

Die Vorrichtung 2 gemäß Fig. 1 hat eine Halteeinrichtung 4 zum Halten des erwärmten Kunststoffbauteils.

Die Vorrichtung 2 hat eine Andrückvorrichtung 6 zum Andrücken des erwärmten Kunststoffbauteils an ein weiteres Kunststoff bauteil. Die Andrückvorrichtung 6 hat eine Membran 8. Die Membran 8 hat eine Kontaktfläche 10, die zur Anlage an dem er wärmten Kunststoffbauteil eingerichtet ist. Die Membran 8 hat eine der Kontaktfläche 10 abgewandte Druckfläche 12, wobei die Druckfläche 12 eine Druckkammer 14 zur Aufnahme eines Fluids begrenzt. Die Membran 8 ist infolge eines innerhalb der Druck kammer 14 einstellbaren Fluiddrucks auslenkbar. Die Membran 8 besteht vorliegend aus einem Kunststoff.

Die Druckkammer 14 hat einen Fluideinlass 16 und einen Flu idauslass 18. Der Fluideinlass 16 und der Fluidauslass 18 sind mit einer Einrichtung zum Fördern eines Fluids in die Druck kammer 14 koppelbar, wobei insbesondere ein geschlossener Flu idkreislauf gebildet sein kann. Bei dem Fluid, das in die Druckkammer 14 eingeleitet wird, handelt es sich vorliegend um ein Kühlmedium.

Die Halteeinrichtung 4 hat Halteelemente 20, 22, die dazu ein gerichtet sind, das erwärmte Kunststoffbauteil zu halten. Die Membran 8 weist Ausnehmungen 24, 26 auf, in der die Halteele mente 20, 22 jeweils angeordnet sind, um mit einem zu halten den Kunststoffbauteil in Anlage gebracht zu werden. Bei den Halteelementen 20, 22 handelt es sich vorliegend um Vakuumsau ger 20, 22.

Jeder Vakuumsauger 20,22 weist einen Einsatz 28, 30 aus einem porösen Sinterwerkstoff auf, der rückseitig mit einer Durch gangsöffnung 32, 34 verbunden ist. Die Durchgangsöffnungen 32, 34 sind mit einer Vakuumpumpe koppelbar, um ein zu haltendes, erwärmtes Kunststoffbauteil im Bereich der Vakuumsauger 20, 22 anzusaugen .

Fig. 2 zeigt ein System 36 zum Verschweißen von Kunststoffbau teilen 38, 40. Das System 36 hat eine voranstehend mit Bezug zu Fig. 1 beschriebene Vorrichtung 2 zum Handhaben des erwärm ten Kunststoffbauteils 38.

Das System 36 hat eine Heizvorrichtung 42 zum Erwärmen des Kunststoffbauteils 38. Das System 36 hat weiter eine Extrusi onsvorrichtung 44 zum Bereitstellen des Kunststoffbauteils 40, das vorliegend ein mehrschichtiges Wandungselement für einen Kunststoffkraftstoffbehälter ist .

Bei der Heizeinrichtung 42 handelt es sich vorliegend um ein Flächenheizelement in Form eines Infrarotstrahlers 42.

Das System 36 hat weiter eine Blasform 46 zur Formgebung des Wandungselements 40. Vorliegend ist lediglich eine Formhälfte 48 der Blasform 46 gezeigt. Die Vorrichtung 2 zum Handhaben des erwärmten Kunststoffbauteils 38 ist in Richtung der Form hälfte 48 der Blasform 46 bewegbar (siehe Fig. 3) .

Zum Verschweißen der Kunststoffbauteile 38, 40 wird das Kunst stoffbauteil 38 zunächst mithilfe der Heizeinrichtung 42 er wärmt. Anschließend wird das erwärmte Kunststoffbauteil 38 an die Vorrichtung 2 zum Handhaben des erwärmten Kunststoffbau teils 38 übergeben. In dem in Fig. 2 gezeigten Zustand befindet sich die Membran 8 in einer Halteposition und ist mit einem Teil der Kontaktflä che 10 zu dem erwärmten Kunststoffbauteil 38 beabstandet ange ordnet. So ist zwischen der Membran 8 und dem erwärmten

Kunststoffbauteil 38 in der in Fig. 2 gezeigten Halteposition ein Abstand a gebildet. Durch den Abstand a wird vermieden, dass das erwärmte Kunststoffbauteil 38 abkühlt, was das

Schweißergebnis beeinträchtigen könnte. In der in Fig. 2 ge zeigten Halteposition sind mehr als 90 % der Kontaktfläche 10 der Membran 8 zu dem erwärmten Organoblech 38 beabstandet an geordnet .

Bei dem erwärmten Kunststoffbauteil 38 handelt es sich vorlie gend um ein flächiges, dünnwandiges Organoblech 38. Das Orga noblech 38 ist auf eine Temperatur erwärmt worden, die

oberhalb einer Schmelztemperatur eines Matrixwerkstoffs des Organoblechs 38 liegt. Das Wandungselement 40 befindet sich durch den Extrusionsvorgang noch in einem plastifizierten Zu stand .

Die Vorrichtung 2 wird in Richtung der Blasform 48 bewegt. Das erwärmte Kunststoffbauteil 38 liegt während des Verschweißens mit einer dem weiteren Kunststoffbauteil 40 abgewandten Seite 50 an der Kontaktfläche 10 der Membran an (Fig. 3) .

Innerhalb der Druckkammer 14 wird über den Fluideinlass 16 ein Fluid zu geführt und ein Fluiddruck aufgebaut, sodass sich die Membran 8 in Richtung der Blasform 46 wölbt und das Organob lech 38 an die Kontur der Formhälfte 48 und des Wandungsele ments 40 anpasst.

Wie in Fig. 3 zu erkennen, schmiegt sich das Organoblech 38 infolge der rückseitigen Druckaufbringung durch die Membran 8 bündig und spaltfrei an die Kontur des Wandungselements 40 an. Wie ebenfalls zu Fig. 3 zu entnehmen ist, ist das Organoblech 38 nunmehr nicht mehr an den Vakuumsaugern 20, 22 gehalten.

Fig. 4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung 52 zum Handhaben eines erwärmten Kunststoffbauteils 38. Die Vorrich tung 52 unterscheidet sich dadurch von dem voranstehend be schriebenen Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3, dass die Halteeinrichtung 4 Hubkolben 54 hat, an denen endseitig die Einsätze 28, 30 gehalten sind.

Die Hubkolben 54 sind jeweils mittels einer Hohlwelle 56 axial in Richtung der Blasform 46 verschiebbar und bilden demnach gleichermaßen einen Teil der Andrückvorrichtung 6. Über die jeweilige Hohlwelle 56 wird mittels einer Vakuumpumpe 58 ein Unterdrück zum Ansaugen des Kunststoffbauteils 38 erzeugt.

Die jeweilige Hohlwelle 56 ist mittels eines Antriebs 60 aus der in Fig. 4 dargestellten, ausgerückten Position bis zu ei nem Anschlag 62 zurückziehbar.

Fig. 5 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung 64 zum Handhaben eines erwärmten Kunststoffbauteils 38. Die Vorrich tung 64 unterscheidet sich dadurch von den voranstehend be schriebenen Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4, dass die Einsätze 28, 30 und die Halteelemente 20, 22 stirnseitig entsprechend der Werkzeugkontur der Blasform 46 geformt sind, um ein Andrücken des Kunststoffbauteils 38 an das Kunststoff bauteil 40 im Bereich der Saugflächen der Einsätze 28, 30 zu ermöglichen .

Fig. 6 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung 66 zum Handhaben eines erwärmten Kunststoffbauteils 38. Die Vorrich tung 66 unterscheidet sich dadurch von den voranstehend be schriebenen Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4, dass die Einsätze 28, 30 und die Halteelemente 20, 22 stirnseitig entsprechend der Werkzeugkontur der Blasform 46 geformt sind, um ein Andrücken des Kunststoffbauteils 38 an das Kunststoff bauteil 40 im Bereich der Saugflächen der Einsätze 28, 30 zu ermöglichen .

Die Vorrichtung 66 unterscheidet sich weiter von dem voranste hend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3, dass die Halteeinrichtung 4 Hubkolben 54 hat, an denen endsei tig die Einsätze 28, 30 gehalten sind,

Die Hubkolben 54 sind jeweils mittels einer Hohlwelle 56 axial in Richtung der Blasform 46 verschiebbar und bilden demnach gleichermaßen einen Teil der Andrückvorrichtung 6. Über die jeweilige Hohlwelle 56 wird mittels einer Vakuumpumpe 58 ein Unterdrück zum Ansaugen des Kunststoffbauteils 38 erzeugt.

Die jeweilige Hohlwelle 56 ist mittels eines Antriebs 60 aus der in Fig. 6 dargestellten, ausgerückten Position bis zu ei nem Anschlag 62 zurückziehbar.

BezugsZeichen

2 Vorrichtung

4 Halteeinrichtung

6 Andrückvorrichtung

8 Membran

10 Kontaktfläche

12 Druckfläche

14 Druckkammer

1 6 Fluideinlass

1 8 Fluidauslass

20 Halteelement

22 Halteelement

24 Ausnehmung

2 6 Ausnehmung

2 8 Einsatz

30 Einsatz

32 Durchgangsöffnung

34 Durchgangsöffnung

3 6 System

38 Kunststoffbauteil

40 Kunststoffbauteil

42 Heiz V orrichtung

44 Extrusions V orrichtung

4 6 Blasform

4 8 Formhälfte

50 abgewandte Seite

52 Vorrichtung

54 Hubkolben / Hubeinrichtung

5 6 Hohlwelle

58 Vakuumpumpe

60 Antrieb

62 Anschlag

64 Vorrichtung

66 Vorrichtung

a Abstand