DE102005052825A1

DE102005052825A1 - Verfahren zur Herstellung einer druckfesten Baugruppe, druckfeste Baugruppe sowie Konnektor für eine derartige Baugruppe

Info

Publication number: DE102005052825A1
Application number: DE102005052825A
Authority: DE
Inventors: Ulli Sammet; Michael Weber; Lutz Görmer
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2005-11-05
Filing date: 2005-11-05
Publication date: 2007-05-10

Abstract

Eine druckfeste Baugruppe mit mindestens einem Kunststoffkonnektor (3) und einem Kunststoffrohr (2) wird folgendermaßen hergestellt: Zunächst wird eines der Bauteile (3) aus einer plastifizierten Kunststoffmasse hergestellt. Dann wird der Kunststoffkonnektor (3) mit dem Kunststoffrohr (2) in einem Schweißbereich (12) laserverschweißt. Hierbei wird das im ersten Schritt hergestellte Bauteil (3) im Schweißbereich (12) mit Laserschweißstrahlung (17) durchstrahlt. Vor oder bei der im ersten Schritt erzeugenden Bauteilherstellung werden Glasfasern (13) in die Kunststoffmasse eingebracht. Eine definierte, einheitliche Fließrichtung der plastifizierten Kunststoffmasse im Schweißbereich (12) des Bauteils (3) wird bei der Bauteilherstellung herbeigeführt. Hierdurch ist im Schweißbereich (12) beim hergestellten Bauteil (3) sowohl eine definierte, zumindest teilweise Ausrichtung der Glasfasern (13) in Fließrichtung als auch eine definierte Gleichverteilung der Glasfasern (13) herbeigeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer druckfesten Baugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine druckfeste Baugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 sowie einen Konnektor für eine derartige Baugruppe.

Ein Herstellungsverfahren sowie eine Baugruppe nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6 sind aus der FR 2 812 372 A1 bekannt. Die dortige Baugruppe wird insbesondere für Kraftstoffleitungen eingesetzt. Auch glasfaserverstärkte Bauteile können dort zum Einsatz kommen. Damit eine derartige Baugruppe auch höheren Innendrücken, zum Beispiel beim Einsatz als Hydraulikleitung, standhält, ist der Einsatz von glasfaserverstärkten Bauteilen, insbesondere von glasfaserverstärkten Konnektoren, das Mittel der Wahl. Glasfaserverstärkte Kunststoffe lassen sich jedoch nur mit Einschränkungen laserverschweißen, da die Glasfasern einen wesentlichen Anteil der Energie des Laserschweißstrahls unerwünscht vom vorgesehenen Schweißbereich ableiten. Damit Bauteile aus glasfaserverstärkten Kunststoffen für druckfeste Baugruppen laserverschweißt werden können, müssen daher Abstriche beim Glasfaservolumenanteil, der Glasfaserdichte oder bei der Dicke des Schweißbereichs gemacht werden, was sich wiederum negativ auf die Druckstabilität/Druckbelastung auswirkt. Auch der Aufwand beim Laserverschweißen erhöht sich merklich.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass auch glasfaserverstärkte Kunststoffbauteile mit im Vergleich zum Stand der Technik verringertem Aufwand laserverschweißt werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die unerwünschte Energieableitung durch die Glasfasern verringert werden kann, wenn die Glasfasern definiert ausgerichtet werden. Insbesondere die Streuwirkung der Glasfasern vermindert sich hierdurch.

Dieser Effekt ist dann am größten, wenn die Laserschweißstrahlung senkrecht zur definierten Ausrichtung der Glasfasern eingestrahlt wird. Es resultiert eine höhere Transparenz des zu durchstrahlenden, glasfaserverstärkten Bauteils, was die Effizienz des Laserverschweißens verbessert. Dies kann genutzt werden, zum Beispiel durch geringere Schweißzeiten oder indem mit höherem Glasfaseranteilen und entsprechend geringeren Wanddicken gearbeitet wird. Alternativ kann bei gegebenem Glasfaservolumenanteil auch mit einer höheren Wanddicke gearbeitet werden. Die Gleichverteilung der Glasfasern führt zu einheitlichen Laserschweißbedingungen, da die Transparenz des zu durchstrahlenden Bauteils längs der Schweißbahn sich praktisch nicht ändert. Dies erhöht die Prozesssicherheit und die Schweißqualität. Auch die Schweißtemperatur im Schweißbereich kann aufgrund der im Vergleich zum Stand der Technik definierteren Bedingungen genauer geregelt werden. In der Praxis reicht es aufgrund dieser reproduzierbaren Schweißbedingungen aus, die gewünschte Schweißbahn nur ein einziges Mal mit dem Laserschweißstrahl abzufahren. Die Glasfasern können in die Kunststoffmasse vor oder nach dem Plastifizieren eingebracht werden. Bevorzugt ist es, mit einer Kunststoffmasse zu arbeiten, in die bereits vor dem Plastifizieren die Glasfasern eingebracht wurden.

Eine Bauteilherstellung durch Spritzguss nach Anspruch 2 ermöglicht eine Massenherstellung. Alternativ ist zum Herbeiführen der definierten, einheitlichen Fließrichtung auch eine Bauteilherstellung durch Extrusion möglich.

Da es auf die Druckstabilität und die Abriebsfestigkeit des Konnektors besonders ankommt, ist bevorzugt, nach Anspruch 3 die Glasfasern in den Kunststoffkonnektor einzubringen. Auf die Abriebsfestigkeit des Konnektors kommt es insbesondere dann an, wenn in den Konnektor ein Fixierungselement, zum Beispiel eine Metallklammer, eingeschoben wird, welches während des Betriebs der druckfesten Baugruppe am Konnektor reiben kann. Alternativ ist es möglich, die Glasfasern in das Kunststoffrohr einzubringen und letzteres beim Laserverschweißen zum Herstellen der druckfesten Baugruppe mit der Laserschweißstrahlung zu durchstrahlen. Natürlich können, unabhängig von der Frage, welches der Bauteile mit Laserschweißstrahlung durchstrahlt wird, auch beide Bauteile, aus denen die Baugruppe aufgebaut ist, also der Kunststoffkonnektor und das Kunststoffrohr, mit Glasfasern versehen sein. Damit in diesem Fall das glasfaserhaltige Bauteil, welches beim Laserschweißvorgang die Laserschweißstrahlung absorbieren soll, einen ausreichenden Absorptionsgrad hat, kann, wie dies an sich bekannt ist, durch geeignete Maßnahmen eine entsprechend erhöhte Absorption herbeigeführt werden.

Ausrichtungen nach Anspruch 4 haben sich für die jeweiligen Schweißanforderungen bei bestimmten Anwendungsgebieten als besonders geeignet herausgestellt.

Aufgrund der Glasfaserausrichtung des zu durchstrahlenden Bauteils ergibt sich die Möglichkeit von Schweißbahngeometrien in der Art, dass nach Anspruch 5 ein Thermoformen nach dem Laserschweißen möglich ist. Die Baugruppe kann daher mit bereits angeschweißten Kunststoffkonnektoren in ihre endgültige Form gebracht werden. Dies vereinfacht das Handling beim Laserstrahlschweißen deutlich, da zu diesem Zeitpunkt das Kunststoffrohr noch gestreckt, also nicht verformt, vorliegen kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine druckfeste Baugruppe anzugeben, bei der die Möglichkeiten der Glasfaserverstärkung mindestens eines Bauteils im Vergleich zum Stand der Technik besser genutzt werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine druckfeste Baugruppe mit den im Anspruch 6 angegebenen Merkmalen.

Die Vorteile einer derartigen Baugruppe wurden weitgehend schon im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert. Bei gegebenem Volumen ist eine druckstabilere Baugruppe möglich, da mit höheren Glasfaserdichten gearbeitet werden kann. Bei gegebener Glasfaserdichte wiederum sind höhere Wandstärken möglich, was ebenfalls zu einer Erhöhung der Druckstabilität führt. Bei gegebenem Volumen und gegebener Glasfaserdichte wiederum sind die Anforderungen an das Laserschweißen reduziert.

Die Vorteile der Ansprüche 7 und 8 entsprechen denen, die oben im Zusammenhang mit den Ansprüchen 3 und 4 erwähnt wurden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, einen Konnektor für eine erfindungsgemäße Baugruppe anzugeben.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Konnektor gemäß Anspruch 9.

Die Vorteile eines derartigen Konnektors entsprechen dem, was oben im Zusammenhang mit der Baugruppe erwähnt wurde.

Ein Konnektor nach Anspruch 10 verringert die Anforderungen, die beim Thermoverformen an das Kunststoffrohr gestellt werden, da eine erste Formgebung der durch die Baugruppe vorgegebenen Druckleitung über den abgewinkelten Konnektor erfolgt. Die Möglichkeit, abgewinkelte Konnektoren insbesondere mit Hilfe eines Lasers an das Kunststoffrohr anzuschweißen, ist durch die definierte Ausrichtung der Glasfasern verbessert, da hierdurch die Anforderungen an den Laserschweißprozess reduziert sind. Es ist daher auch das Anschweißen im Bereich von Winkelgeometrien möglich. Ein direktes Anspritzen eines Winkelkonnektors an ein Kunststoffrohr ist in der Praxis hingegen nicht möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine perspektivische Gesamtansicht einer druckfesten Baugruppe mit einem Kunststoffrohr und zwei Kunststoffkonnektoren;
2 die Baugruppe nach 1 aus einem anderen Blickwinkel;
3 vergrößert und teilweise geschnitten einen Kunststoffkonnektor der Baugruppe nach 1;
4 nochmals vergrößert einen Ausschnitt des Kunststoffkonnektors nach 3 mit eingestecktem Kunststoffrohr, während des Laserverschweißens dieser beiden Bauteile der Baugruppe;
5 ähnlich zu 3 eine weitere Ausführungsform eines Kunststoffkonnektors im Längsschnitt;
6 ähnlich zu 3 eine weitere, teilgeschnittene Ausführungsform eines Kunststoffkonnektors;
7 ähnlich zu 3 eine weitere, ähnlich wie die Ausführung nach 6 gewinkelte Ausführungsform eines Kunststoffkonnektors, geschnitten in einer die Längsachsen der Winkelabschnitte enthaltenden Ebene.
Die 1 und 2 zeigen eine insgesamt mit 1 bezeichnete druckfeste Baugruppe. Hierbei handelt es sich um eine zwischen einem Geber- und einem Nehmerzylinder angeordnete Kupplungsdruckleitung für ein Kraftfahrzeug. Die Baugruppe 1 hat ein druckfestes Kunststoffrohr 2. Dieses ist aus einem thermoplastischen Polymer. Das Polymermaterial des Kunststoffrohrs 2 ist nicht glasfaserverstärkt. Je nach Anwendung ist es jedoch möglich, auch das Polymermaterial für das Kunststoffrohr 2 mit einer Glasfaserverstärkung auszuführen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Polyamid, zum Beispiel um PA 12 oder um PA 612. Wie den verschiedenen Ansichten der Baugruppe 1 in den 1 und 2 zu entnehmen ist, weist das Kunststoffrohr 2 einen an die jeweiligen Einbauverhältnisse im Kraftfahrzeug angepassten Verlauf auf. Das Kunststoffrohr 2 ist hierzu an definierten Positionen definiert gekrümmt.
Das Kunststoffrohr 2 hat im Falle der Ausführung aus PA 12 einen Außendurchmesser von 8 mm und eine Wanddicke von 2,5 oder 2,25 mm. Es resultieren also Innendurchmesser von 3 oder 3,5 mm. Im Falle der Ausführung aus PA 612 hat das Kunststoffrohr 2, sofern es für ein Linkslenkerkraftfahrzeug ausgeführt ist, einen Außendurchmesser von 7 oder 7,5 mm mit einer Wanddicke von 2 mm, was zu Innendurchmessern von 3 oder 3,5 mm führt, oder wahlweise einen Außendurchmesser von 5 mm mit einer Wanddicke von 1 mm, was ebenfalls zu einem Innendurchmesser von 3 mm führt. Bei der Ausführung aus PA 612 für ein Rechtslenkerkraftfahrzeug hat das Kunststoffrohr 2 einen Außendurchmesser von 9 mm und eine Wanddicke von 2,5 mm, was zu einem Innendurchmesser von 4 mm führt.
An seinen beiden Enden weist das Kunststoffrohr 2 jeweils einen Kunststoffkonnektor 3 auf. Letztere dienen zum druckdichten Anschluss des Kunststoffrohrs 2 an einen Geberzylinder einerseits und einen Nehmerzylinder andererseits. Die Baugruppe 1 sowie diese beiden Zylinder sind Bestandteile der Kupplungshydraulik des Kraftfahrzeugs.
Einer der Kunststoffkonnektoren 3 ist im Detail in 3 dargestellt. Das bei vervollständigter Baugruppe 1 freie Ende des Kunststoffkonnektors 3 ist als Steckkopf 4 (Male-Verbindung) ausgestaltet. Bei montierter Baugruppe 1 ist in eine Umfangsnut 5 des Steckkopfs 4 ein Dichtring 6 eingelegt. Zu Lager- und Transportzwecken sind die beiden Steckköpfe 4 bei montierter Baugruppe 1 von Abdeckkappen 7 abgedeckt.
Dem Steckkopf 4 gegenüber hat der Kunststoffkonnektor 3 eine Aufnahme 8 zum Einschieben eines Endes des Kunststoffrohrs 2 bis hin zu einem Stufenanschlag 9 am Ende der Aufnahme 8. Das Kunststoffrohr 2 ist in der Aufnahme 8 über eine Presspassung aufgenommen. Der Innendurchmesser der Aufnahme 8 ist daher etwas kleiner als der Außendurchmesser des Kunststoffrohrs 2. Zum Erleichtern des Einschiebens des Kunststoffrohrs 2 in die Aufnahme 8 mündet letztere über eine konische Fase 10 nach außen aus. Im Bereich dieser Ausmündung der Aufnahme 8 hat der Kunststoffkonnektor 3 eine ringförmige äußere Umfangsverstärkung 11. Der Axialbereich zwischen dieser Umfangsverstärkung 11 und dem Stufenanschlag 9 stellt einen Schweißbereich 12 der Baugruppe 1 dar. Im Schweißbereich 12 wird das in die Aufnahme 8 eingesteckte Kunststoffrohr 2 mit dem Kunststoffkonnektor 3 laserverschweißt.
Soweit das Kunststoffrohr 2 aus PA 12 gefertigt ist, sind auch die Kunststoffkonnektoren 3 aus PA 12. Im Unterschied zum Kunststoffrohr 2 sind die Kunststoffkonnektoren 3 glasfaserverstärkt mit 30 Vol.-% Glasfaser-Anteil (PA 12 – GF 30). Soweit das Kunststoffrohr 2 aus PA 612 ist, sind auch die Kunststoffkonnektoren 3 aus PA 612, verstärkt mit 20 Vol.-% Glasfaser-Anteil (PA 612 – GF 20). Glasfasern 13 dieser Glasfaserverstärkung der Kunststoffkonnektoren 3 sind nur in 4 schematisch dargestellt. Im Bereich der Umfangsverstärkung 11, wo auch ein Anguss 14 des Kunststoffkonnektors 3 liegt, liegen die Glasfasern 13 in etwa gleich verteilt ausgerichtet vor, so dass sie in typisch gleicher Anzahl in alle Raumrichtungen weisen. Längs des Schweißbereichs 12 liegen die Glasfasern 13 aufgrund der Fließrichtung bei der Spritzguss-Herstellung der Kunststoffkonnektoren 3 definiert ausgerichtet und, was die Anzahl Glasfasern pro Volumenanteil im Kunststoffkonnektor 3 angeht, gleich verteilt vor. Die Glasfasern 13 sind dabei im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse 15 der Aufnahme 8 des Kunststoffkonnektors 3 ausgerichtet. Mehr als 50 % der Glasfasern 13 weichen dabei weniger als 30 Grad von der Richtung der Längsachse 15, die mit der Fließrichtung bei der Spritzgussherstellung des Kunststoffkonnektors 3 zusammenfällt, ab. Alternativ sind auch noch stärker geordnete Ausrichtungen möglich. So können beispielsweise mehr als 80 % oder auch mehr als 90 % der Glasfasern weniger als 30 Grad von der Fließrichtung abweichen. Schließlich ist es auch möglich, die Ausrichtung noch zu verbessern, indem die genannten Anteile der Glasfasern weniger als 20 Grad, bevorzugt weniger als 10 Grad und noch mehr bevorzugt weniger als 2 Grad von der Fließrichtung abweichen.
Die Baugruppe 1 wird folgendermaßen hergestellt:
Das Kunststoffrohr 2 ist extrudiert und auf eine vorgegebene Länge konfektioniert. Die Konnektoren 3 werden durch Spritzguss hergestellt. Hierzu wird eine plastifizierte Kunststoffmasse, in die die Glasfasern 13 mit dem gewünschten Volumenanteil eingebracht wurden, über den Anguss 14 in eine der Form des Kunststoffkonnektors 3 entsprechende Spritzgussform eingeleitet. Die Kunststoffmasse verteilt sich dabei ausgehend vom Anguss 14 zunächst ringförmig in der Umfangsverstärkung 11. Anschließend fließt die Kunststoffmasse in der Fließrichtung längs der Längsachse 15 mit einer Spritzgeschwindigkeit von 10 bis 12 mm/s durch den Schweißbereich 12. Aufgrund dieser definierten, einheitlichen Fließrichtung bildet sich im Schweißbereich 12 die definierte und zumindest teilweise Ausrichtung der Glasfasern 13 in Fließrichtung sowie eine definierte Gleichverteilung der Glasfasern 13 heraus.
In die Aufnahmen 8 der fertig gespritzten Kunststoffkonnektoren 3 werden dann die Enden des Kunststoffrohrs 2 eingesteckt, bis letztere an den Stufenanschlägen 9 anschlagen. In dieser Position wird jeweils ein Kunststoffkonnektor 3 mit eingestecktem Kunststoffrohr 2 in einen nicht dargestellten Drehhalter montiert, mit dessen Hilfe ein automatisches Drehen des Kunststoffkonnektors 3 mit dem eingesteckten Kunststoffrohr 2 um die Längsachse 15 möglich ist, wie in 4 durch einen Richtungspfeil 16 angedeutet. Es folgt nun das Laserverschweißen der Kunststoffkonnektoren 3 mit dem eingesteckten Kunststoffrohr 2. Hierzu durchstrahlt ein ausschnittsweise in 4 angedeuteter Laserschweißstrahl 17 den Kunststoffkonnektor 3 im Schweißbereich 12 senkrecht zur Längsachse 15. Im Schweißbereich 12 ist der Kunststoffkonnektor 3 aufgrund der Ausrichtung der Glasfasern 13 gut für den Laserschweißstrahl 17 durchlässig. Die Durchlässigkeit des Materials des Kunststoffkonnektors 3 ist wegen der Ausrichtung der Glasfasern 13 also besser als die Durchlässigkeit des gleichen Materials bei nicht ausgerichteten Glasfasern. Nach Durchtritt durch den Kunststoffkonnektor 3 wird der Laserschweißstrahl 17 durch das Kunststoffrohr 2 im Schweißbereich 12 praktisch vollständig absorbiert. An einem Schweißpunkt als Teil einer ringförmigen Schweißbahn 18, also an der Stelle, an der der Laserschweißstrahl 17, der den Kunststoffkonnektor 3 durchstrahlt, erstmals auf das Kunststoffrohr 2 trifft, wird hierdurch zum Schweißen ausreichend thermische Energie eingetragen. Während der Bestrahlung durch den Laserschweißstrahl 17 wird der Kunststoffkonnektor 3 mit dem eingesteckten Kunststoffrohr 2 über den Drehhalter um die Längsachse 15 gemäß dem Richtungspfeil 16 um eine Volldrehung gedreht. Damit sichergestellt ist, dass tatsächlich ein vollständiger Schweißring 18 entstanden ist, wird für einen Schweißvorgang eine Drehung mit um insgesamt 450 Grad um die Längsachse 15 vorgenommen.
Die Konnektoren 3 liegen vormontiert, also mit eingelegten O-Dichtringen 6 vor.
Nach dem Anschweißen beider Kunststoffkonnektoren 3 an das Kunststoffrohr 2 erfolgt ein Thermoformen des Kunststoffrohrs 2, so dass es seine in den 1 und 2 dargestellte Form erhält. Dieses Thermoverformen geschieht in einem an sich bekannten Tempersystem. An das Thermoformen schließt sich eine Druckdichtheitsprüfung der Baugruppe 1 an. Anschließend werden die beiden Kunststoffkonnektoren 3 der Baugruppe 1 mit den Abdeckkappen 7 verschlossen. Die Baugruppe 1 ist nun einsatzbereit.
5 zeigt eine weitere Ausführung eines Kunststoffkonnektors 19. Dieser wird anschließend nur dort beschrieben, wo er sich in seinem Aufbau, in seiner Herstellung sowie in seiner Baugruppenmontage vom Kunststoffkonnektor 3 unterscheidet. Der Kunststoffkonnektor 19 hat anstelle eines Steckkopfs 3 eine Steckbuchse 20 (Female-Verbindung), die mit einem hierzu komplementären Stecker des Geber- bzw. Nehmerzylinders zusammenwirken kann. Beim Kunststoffkonnektor 19 fehlt die Umfangsverstärkung 11. Der Anguss 14 liegt beim Kunststoffkonnektor 19 in einem verstärkten Umfangsbereich der Steckbuchse 20 vor. Die über den Anguss 14 beim Spritzgießen des Kunststoffkonnektors 19 eingeleitete Kunststoffmasse verteilt sich ausgehend vom Anguss 14 zunächst ringförmig im Bereich der Steckbuchse 20. Anschließend fließt die Kunststoffmasse in der Fließrichtung längs der Längsachse 15 durch den Schweißbereich 12 bis hin zum die Fase 10 aufweisenden Ende der Aufnahme B. Aufgrund dieser definierten, einheitlichen Fließrichtung bildet sich im Schweißbereich 12 die definierte und zumindest teilweise Ausrichtung der Glasfasern in Fließrichtung sowie eine definierte Gleichverteilung der Glasfasern heraus. Die Ausrichtung und Verteilung der Glasfasern im Schweißbereich 12 entspricht dem, was in 4 dargestellt wurde.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Kunststoffkonnektors 21. Dieser wird anschließend nur dort beschrieben, wo er sich in seinem Aufbau, in seiner Herstellung sowie in seiner Baugruppenmontage vom Kunststoffkonnektor 3 unterscheidet. Zwischen dem Steckkopf 4 und der Aufnahme 8 hat der Kunststoffkonnektor 21 einen um 90 Grad abgewinkelten Winkelabschnitt 22. Die Längsachse 15 der Aufnahme 8 schließt also mit einer Längsachse 23 des Steckkopfs 4 einen 90-Grad-Winkel ein. Der Anguss 14 liegt beim Kunststoffkonnektor 21 in einem verstärkten Bereich des Winkelabschnitts 22.
Beim Spritzgießen des Kunststoffkonnektors 21 verteilt sich die Kunststoffmasse ausgehend vom Anguss 14 zunächst ringförmig im Winkelabschnitt 22. Anschließend fließt die Kunststoffmasse in der Fließrichtung längs der Längsachse 15 durch den Schweißbereich 12. Aufgrund dieser definierten, einheitlichen Fließrichtung bildet sich im Schweißbereich 12 die definierte und zumindest teilweise Ausrichtung der Glasfasern in Fließrichtung sowie eine definierte Gleichverteilung der Glasfasern heraus. Die Ausrichtung und Verteilung der Glasfasern im Schweißbereich 12 entspricht dem, was in 4 dargestellt wurde.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Kunststoffkonnektors 24. Dieser wird anschließend nur dort beschrieben, wo er sich in seinem Aufbau, in seiner Herstellung sowie in seiner Baugruppenmontage vom Kunststoffkonnektor 3 unterscheidet. Der Kunststoffkonnektor 24 hat eine Steckbuchse 20 wie der Kunststoffkonnektor 19 und einen Winkelabschnitt 22 wie der Kunststoffkonnektor 21. Der Anguss 14 liegt beim Kunststoffkonnektor 24 an einer entsprechenden Stelle wie der Anguss 14 des Kunststoffkonnektors 21. Der Fluss der Kunststoffmasse beim Spritzgießen des Kunststoffkonnektors 24 durch den Schweißbereich 12 zur Ausrichtung und Gleichverteilung der Glasfasern entspricht dem, was oben im Zusammenhang mit dem Kunststoffkonnektor 21 beschrieben wurde. Die Ausrichtung und Verteilung der Glasfasern im Schweißbereich 12 entspricht dem, was in 4 dargestellt wurde.
Die Glasfasern 13 haben einen typischen Durchmesser von 10 μm und eine typische Länge von 100 μm. Auch andere Durchmesser bzw. Längen der Glasfasern 13 sind möglich, soweit das Längen zu Durchmesserverhältnis der Glasfasern 13 groß genug ist, um während des Fließens der Kunststoffmasse durch den Schweißbereich 12 die gewünschte Ausrichtung sowie Gleichverteilung zu bewerkstelligen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer druckfesten Baugruppe (1), umfassend als Bauteile mindestens einen Kunststoffkonnektor (3; 19; 21; 24) und ein Kunststoffrohr (2), mit folgenden Schritten: -a- Herstellen eines der Bauteile (3; 19; 21; 24) aus einer plastifizierten Kunststoffmasse, -b- Laserverschweißen des Kunststoffkonnektors (3; 19; 21; 24) mit dem Kunststoffrohr (2) in einem Schweißbereich (12), wobei das im ersten Schritt hergestellte Bauteil (3; 19; 21; 24) im Schweißbereich (12) mit Laserschweißstrahlung (17) durchstrahlt wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte: -c- Einbringen von Glasfasern (13) in die Kunststoffmasse vor oder bei der im ersten Schritt erfolgenden Bauteilherstellung, -d- Herbeiführen einer definierten, einheitlichen Fließrichtung der plastifizierten Kunststoffmasse im Schweißbereich (12) des Bauteils (3; 19; 21; 24) bei der Bauteilherstellung, wodurch im Schweißbereich (12) beim hergestellten Bauteil (3; 19; 21; 24) eine definierte, zumindest teilweise Ausrichtung der Glasfasern (13) in der Fließrichtung und/oder eine definierte Gleichverteilung der Glasfasern (13) herbeigeführt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteilherstellung durch Spritzguss erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern (13) in den Kunststoffkonnektor (3; 19; 21; 24) eingebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Herbeiführen der Fließrichtung derart ist, dass mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 80 %, mehr bevorzugt mehr als 90 %, der Glasfasern (13) in ihrer Ausrichtung weniger als 30 Grad, bevorzugt weniger als 20 Grad, mehr bevorzugt weniger als 10 Grad, noch mehr bevorzugt weniger als 2 Grad, von der Fließrichtung abweichen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , gekennzeichnet durch ein Thermoformen des Kunststoffrohrs (2) nach dem Laserverschweißen.
Druckfeste Baugruppe (1), umfassend als Bauteile: -a- mindestens einen Kunststoffkonnektor (3; 19; 21; 24), -b- ein Kunststoffrohr (2), welches mit dem mindestens einen Kunststoffkonnektor (3; 19; 21; 24) in einem Schweißbereich (12) verschweißt ist, -c- wobei eines der Bauteile (3; 19; 21; 24) für Laserschweißstrahlung (17) in einem Schweißbereich (12) durchlässig ausgeführt ist und Glasfasern (13) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das für Laserschweißstrahlung (17) durchlässig ausgeführte Bauteil (3; 19; 21; 24) im Schweißbereich (12) eine definierte, zumindest teilweise Ausrichtung der Glasfasern (13) in der Fließrichtung und/oder eine definierte Gleichverteilung der Glasfasern (13) aufweist.
Baugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das für Laserschweißstrahlung (17) im Schweißbereich (12) durchlässige Bauteil (3; 19; 21; 24) der mindestens eine Kunststoffkonnektor (3; 19; 21; 24) ist.
Baugruppe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 80 %, mehr bevorzugt mehr als 90 %, der Glasfasern (13) in ihrer Ausrichtung weniger als 30 Grad, bevorzugt weniger als 20 Grad, mehr bevorzugt weniger als 10 Grad, noch mehr bevorzugt weniger als 2 Grad, von der Fließrichtung abweichen.
Konnektor (3; 19; 21; 24) für eine Baugruppe (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8.
Konnektor nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen abgewinkelten Abschnitt (22) zwischen einem freien Konnektorende (4; 20) und dem Schweißbereich (12).