DE102010014714A1 - Verfahren für den Zusammenbau von zwei mittels Blasextrusion hergestellten Kanalabschnitten aus Kunststoff und Steckverbindungssystem - Google Patents

Verfahren für den Zusammenbau von zwei mittels Blasextrusion hergestellten Kanalabschnitten aus Kunststoff und Steckverbindungssystem Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Verbinden von zwei mittels Blasformverfahren hergestellten Kanalabschnitten aus Kunststoff, insbesondere von zwei Abschnitten eines Luftzufuhrkanals zum Turbolader eines aufgeladenen Verbrennungsmotors, wobei ein erster Kanalabschnitt (1) einen Steckbereich (11) aufweist, während der zweite Kanalabschnitt (2) einen Aufnahmebereich (21) aufweist, in welchen der Steckbereich (11) einsteckbar ist, umfassend die Verfahrensschritte: - Während der Blasphase des ersten Kanalabschnitts (1) wird ein insbesondere durch Extrusionsverfahren gebildeter Vorformling aus heißem Kunststoff durch mindestens einen Metallring (5) geführt, der als Kompressionsbegrenzer dient, wobei während des Blasvorgangs eine formschlüssige Verbindung des Rings (5) im Steckbereich (11) mit der äußeren Fläche des ersten Kanalabschnitts (1) gebildet wird, - Bilden eines mit dem Steckbereich (11) formschlüssig verbundenen, ringförmigen, den Metallring (5) zumindest teilweise umschließenden Kontaktbereichs (7, 8) aus Kunststoff, - Nach dem Ausformen des ersten Abschnittes wird der Steckbereich (11) in den Aufnahmebereich (21) des zweiten, vorab mittels Blasformverfahren hergestellten Kanalabschnitts (2) kraftschlüssig eingeführt, wobei der Metallring (5) zwischen diesen beiden Kanalabschnitten (1, 2) liegt und der Kontaktbereich (7, 8) dichtend an der Innenwandung des Aufnahmebereichs (21) anliegt, und - eine Schelle (6) wird um den Aufnahmebereich (21) des zweiten Kanalabschnitts (2) ...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Zusammenbau von zwei mittels Blasextrusion hergestellten Kanalabschnitten aus Kunststoff, insbesondere von zwei Abschnitten eines Luftzufuhrkanals zum Turbolader eines aufgeladenen Verbrennungsmotors und ein Steckverbindungssystem nach einem der unabhängigen Ansprüche.
  • Stand der Technik
  • Aus der JP 04-041971 ist ein Steckverbindungssystem für blasgeformte Ansaugluftrohrleitungen bekannt, bei welchem die im Einsteckbereich innen angeordnete Rohrleitung auf ihrer Außenseite mit einem Metallzylinder verstärkt ist, welcher die Spannkraft der auf der Außenseite der äußeren Rohrleitung angeordneten Schelle aufnehmen kann.
  • Aus der DE 10 2004 060 327 A1 ist eine Schnellkupplung bekannt, umfassend eine am Ende eines medienführenden Hohlbauteils fixierte und an dessen Außenseite anliegende Hülse aus Metall, die mindestens eine Rastnase und am inneren Ende einen Anschlagbund aufweist und eine Nut zur Aufnahme eines Dichtrings begrenzt. Das Hohlbauteil besteht aus Kunststoff, und es ist als Blasformteil ausgeführt, wobei die Hülse beim Blasformen des Hohlbauteils mit diesem eine formschlüssige Verbindung eingeht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steckverbindungssystem für blasgeformte Rohrleitungen zu schaffen, welches einfach herzustellen ist und eine verbesserte Dichtwirkung ermöglicht.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren für den Zusammenbau von zwei mittels Blasextrusion hergestellten Kanalabschnitten aus Kunststoff vorzuschlagen, und zwar einen ersten Kanalabschnitt mit einem Steckbereich und einen zweiten Kanalabschnitt mit einem Aufnahmebereich, um diese Nachteile zu beheben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbinden von zwei mittels Blasformverfahren hergestellten Kanalabschnitten aus Kunststoff, insbesondere von zwei Abschnitten eines Luftzufuhrkanals zum Turbolader eines aufgeladenen Verbrennungsmotors, wobei eine erster Kanalabschnitt einen Steckbereich aufweist, während der zweite Kanalabschnitt einen Aufnahmebereich aufweist, in welchen der Steckbereich einsteckbar ist, umfasst folgende Verfahrensschritte:
    • a. Während der Glasphase des ersten Kanalabschnitts wird ein insbesondere durch ein Extrusionsverfahren gebildeter Vorformling aus heißem Kunststoff durch mindestens einen Metallring geführt, der als Kompressionsbegrenzer dient, wobei während des Blasvorgangs eine formschlüssige Verbindung des Rings im Steckbereich mit der äußeren Fläche des ersten Kanalabschnitts gebildet wird,
    • b. Bilden eines mit dem Steckbereich formschlüssig verbundenen, ringförmigen, den Metallring zumindest teilweise umschließenden Kontaktbereichs aus Kunststoff,
    • c. nach dem Ausformen des ersten Abschnittes wird der Steckbereich in den Aufnahmebereich des zweiten, vorab mittels Blasformverfahren hergestellten Kanalabschnitts kraftschlüssig eingeführt, wobei der Metallring zwischen diesen beiden Kanalabschnitten liegt und der Kontaktbereich dichtend an der Innenwandung des Aufnahmebereichs anliegt, und
    • d. eine Schelle wird um den Aufnahmebereich des zweiten Kanalabschnitts zur Gewährleistung der Dichtigkeit im Verbindungsbereich der beiden Kanalabschnitte direkt über dem Metallring positioniert.
  • In einer Ausführungsform wird mindestens einer der Kanalabschnitte aus Polypropylen, Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat gebildet.
  • Das Anformen des Metallrings während des Blasformverfahrens ist insbesondere insoweit vorteilhaft, als vermieden wird, ein Lagerbett für den Metallring um den Steckbereich des ersten Kanalabschnitts nach dessen Herstellung mittels Spritzguss zu formen, um danach diesen Ring in das Lagerbett mit einem Spezialwerkzeug einzusetzen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung wird während der Blasvorgänge für den ersten Kanalabschnitt und den zweiten Kanalabschnitt im Steckbe reich und/oder im Aufnahmebereich mindestens ein umlaufender Positionierwulst zur axialen Positionierung der Kanalabschnitte gebildet.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung schließt mindestens einseitig ein Positionierwulst seitlich an den Metallring am Steckbereich an.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung wird während der Glasphase für den ersten Kanalabschnitt der Vorformling durch zwei axial voneinander beabstandete Metallringe geführt, wobei während des Blasvorgangs Kunststoffmaterial durch den Zwischenraum zwischen den Metallringen hindurchtritt und einen die Metallringe zumindest teilweise umschließenden, radial über die Metallringe hinaustretenden Kontaktbereich bildet.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens wird vor dem Zusammenbau der beiden Kanalabschnitte zur Bildung des Kontaktbereichs ein den Metallring umschließender Kunststoffring insbesondere durch Spritzgussverfahren angeformt.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein Steckverbindungssystem zur Verbindung von zwei mittels Blasformverfahren hergestellten Kanalabschnitten aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere von zwei Abschnitten eines Luftzufuhrkanals zum Turbolader eines aufgeladenen Verbrennungsmotors, umfassend
    • a. einen ersten Kanalabschnitt, der einen Steckbereich aufweist, wobei der erste Kanalabschnitt mindestens einen während eines Blasvorgangs formschlüssig mit dem ersten Kanalabschnitt verbundenen Me tallring umfasst, der den Steckbereich umschließt und insbesondere als Kompressionsbegrenzer dient,
    • b. einen zweiten Kanalabschnitt, der einen Aufnahmebereich aufweist, in welchen der Steckbereich einsteckbar ist, wobei der zweite Kanalabschitt eine Schelle zum dichten Verspannen des Steckverbindungssystems umfasst, die den Aufnahmebereich des zweiten Kanalabschnitts umschließt und bei in den Aufnahmebereich eingestecktem Steckbereich radial über dem Metallring angeordnet ist, wobei
    der Steckbereich einen insbesondere formschlüssig mit dem ersten Kanalabschnitt verbundenen ringförmigen, den Metallring zumindest teilweise umschließenden Kontaktbereich aus Kunststoff aufweist, der den Metallring radial überragt, wobei bei in den Aufnahmebereich eingestecktem Steckbereich der Kontaktbereich dichtend an der Innenwandung des Aufnahmebereichs anliegt.
  • In einer Ausführungsform weisen der erste Kanalabschnitt und der zweite Kanalabschnitt im Steckbereich und im Aufnahmebereich umlaufende Positionierwülste zur axialen Positionierung der Kanalabschnitte auf.
  • Nach dem Zusammenbau können die umlaufenden Positionierwülste der beiden Kanalabschnitte miteinander in Eingriff gebracht werden.
  • In einer Ausführungsform liegt der Metallring nach dem Zusammenbau zwischen den beiden Kanalabschnitten.
  • In einer Ausführungsform weist der erste Kanalabschnitt zwei axial vonein ander beabstandete Metallringe auf, wobei der Kontaktbereich durch einen während des Blasvorgangs durch Hindurchtreten von Kunststoffmaterial durch den Zwischenraum zwischen den Metallringen gebildeten, die Metallringe zumindest teilweise umschließenden, radial über die Metallringe hinaustretenden Wulst gebildet ist.
  • In einer Ausführungsform wird der Kontaktbereich von einem insbesondere durch ein Spritzgussverfahren angeformten, den Metallring umschließenden Kunststoffring gebildet.
  • In einer Ausführungsform ist der Metallring auf der äußeren Fläche des ersten Kanalabschnitts um dessen Steckbereich und dicht bei dessen umlaufendem Positionierwulst angeformt.
  • Nach dem Zusammenbau der beiden Kanalabschnitte dient ein derartiger Metallring insbesondere als Kompressionsbegrenzer und verhindert jegliches Kunststoffkriechen aufgrund von Temperatur- und Druckbeanspruchungen, denen er ausgesetzt ist, um so eine gute Dichtigkeit zwischen den beiden Kanalabschnitten zu gewährleisten.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird während der Glasphase ein Metallring auf der äußeren Fläche des ersten Kanalabschnitts um dessen Steckbereich angeformt, wobei die Dichtigkeit zwischen den beiden Kanalabschnitten im Bereich ihrer umlaufenden Positionierwülste, die mittels der Schraubschelle aneinander gepresst werden, hergestellt wird. Dabei kommt vorteilhaft mindestens ein an einen Metallring angrenzender Positionierwulst im Steckbereich mit einer innenliegenden Nut des Positionierwulstes des Aufnahmebereichs in Eingriff.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispielen und den Figuren hervor. Es zeigen:
  • 1 eine halbe Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des Verbindungsbereichs der beiden Kanalabschnitte;
  • 2 eine halbe Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Verbindungsbereichs der beiden Kanalabschnitte;
  • 3 eine halbe Schnittansicht einer dritten Ausführungsform des Verbindungsbereichs der beiden Kanalabschnitte.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • Gemäß 1 erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren den Zusammenbau eines ersten Kanalabschnitts 1, ausgestattet mit einem Steckbereich 11, und eines zweiten Kanalabschnitts 2, ausgestattet mit einer Aufnahmebereich 21.
  • Die beiden Kanalabschnitte 1, 2 beinhalten einen umlaufenden Wulst 3 bzw. eine innenliegende, umlaufende Nut 4, jeweils mit insbesondere bogenförmigem Querschnitt, die nach dem Zusammenbau ineinandergreifen. Der umlaufende Wulst 3 des ersten Kanalabschnitts 1 befindet sich direkt an dessen Ende, während sich die umlaufende Nut 4 des zweiten Kanalabschnitts 2 etwas weiter vom Ende des zweiten Abschnittes 2 entfernt befindet, so dass sich nach Zusammenbau die beiden Abschnitte 1, 2 auf einem Teil ihrer Länge überlappen und der umlaufende Wulst 3 in die umlaufende Nut 4 eingreift.
  • Gemäß 1 ist ein Metallring 5, der als Kompressionsbegrenzer dient, auf der äußeren Fläche des ersten Kanalabschnitts 1 im Steckbereich 11 anschließend an den umlaufenden Wulst 3 angeordnet.
  • Nach Zusammenbau liegt der Metallring 5 zwischen dem ersten Kanalabschnitt 1 und dem zweiten Kanalabschnitt 2 im Überlappungsbereich dieser beiden Abschnitte.
  • Eine Schraubschelle 6 wird außerdem um die äußere Fläche des zweiten Kanalabschnitts 2 im Bereich des umlaufenden Positionierwulsts 4 gelegt. Im Überlappungsbereich liegt somit der zweite Kanalabschnitt 2 zwischen dem Metallring 5 und der Schraubschelle 6.
  • Mit dieser Schelle 6 wird somit die Dichtigkeit zwischen den beiden Kanalabschnitten 1, 2 nach Zusammendrücken der umlaufenden Positionierwülste 3, 4 hergestellt.
  • Gemäß 2 sind zwei Metallringe 51, 52, die durch einen Ringspalt 10 voneinander getrennt sind, auf der äußeren Fläche des ersten Kanalabschnitts 1 im Bereich des umlaufenden Positionierwulstes 3 abgeformt. Eine Randverstärkung aus Kunststoff 7 wird in dem Spalt 10 gebildet, der die beiden Metallringe 51, 52 während der Glasphase voneinander trennt.
  • Nach Zusammenbau liegen die Metallringe 51, 52 zwischen dem ersten Kanalabschnitt 1 und dem zweiten Kanalabschnitt 2 im Überlappungsbereich dieser beiden Abschnitte.
  • Eine Schraubschelle 6 wird um die äußere Fläche des zweiten Kanalabschnitts 2 dicht bei dessen Aufnahmebereich 21 im Bereich der Randverstärkung aus Kunststoff 7 gelegt.
  • Im Überlappungsbereich liegt somit der zweite Kanalabschnitt 2 zwischen dem Metallring 5 und der Schraubschelle 6.
  • Mit der Schraubschelle 6 wird somit die Dichtigkeit zwischen beiden Kanalabschnitten 1, 2 nach Zusammendrücken der Randverstärkung 7 hergestellt.
  • Gemäß 3 wird ein einziger Metallring 5' ebenfalls auf der äußeren Fläche des ersten Kanalabschnitts 1 um dessen Steckbereich 11 und dicht bei dessen umlaufendem Positionierwulst 3 abgeformt.
  • Außerdem wird ein Kunststoffring 8 durch Einspritzen auf den Metallring 5' abgeformt, so dass dieser Ring 5' in den Kunststoff eingebettet ist.
  • Nach Zusammenbau und Positionieren einer Schraubschelle 6 kann das Abformen dieses zusätzlichen Ringes 8 Dichtigkeitsbereiche 9 zwischen den beiden Kanalabschnitten 1, 2 bilden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 04-041971 [0002]
    • - DE 102004060327 A1 [0003]

Claims (8)

  1. Verfahren zum Verbinden von zwei mittels Blasformverfahren hergestellten Kanalabschnitten aus Kunststoff, insbesondere von zwei Abschnitten eines Luftzufuhrkanals zum Turbolader eines aufgeladenen Verbrennungsmotors, wobei eine erster Kanalabschnitt (1) einen Steckbereich (11) aufweist, während der zweite Kanalabschnitt (2) einen Aufnahmebereich (21) aufweist, in welchen der Steckbereich (11) einsteckbar ist, umfassend die Verfahrensschritte: – Während der Glasphase des ersten Kanalabschnitts (1) wird ein insbesondere durch Extrusionsverfahren gebildeter Vorformling aus heißem Kunststoff durch mindestens einen Metallring (5) geführt, der als Kompressionsbegrenzer dient, wobei während des Blasvorgangs eine formschlüssige Verbindung des Rings (5) im Steckbereich (11) mit der äußeren Fläche des ersten Kanalabschnitts (1) gebildet wird, – Bilden eines mit dem Steckbereich (11) formschlüssig verbundenen, ringförmigen, den Metallring (5) zumindest teilweise umschließenden Kontaktbereichs (7, 8) aus Kunststoff, – nach dem Ausformen des ersten Abschnittes wird der Steckbereich (11) in den Aufnahmebereich (21) des zweiten, vorab mittels Blasformverfahren hergestellten Kanalabschnitts (2) kraftschlüssig eingeführt, wobei der Metallring (5) zwischen diesen beiden Kanalabschnitten (1, 2) liegt und der Kontaktbereich (7, 8) dichtend an der Innenwandung des Aufnahmebereichs (21) an liegt, und – eine Schelle (6) wird um den Aufnahmebereich (21) des zweiten Kanalabschnitts (2) zur Gewährleistung der Dichtigkeit im Verbindungsbereich der beiden Kanalabschnitte (1, 2) direkt über dem Metallring (5) positioniert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Blasvorgänge für den ersten Kanalabschnitt (1) und den zweiten Kanalabschnitt (2) im Steckbereich und im Aufnahmebereich umlaufende Positionierwülste (3, 4) zur axialen Positionierung der Kanalabschnitte (1, 2) gebildet werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der Glasphase für den ersten Kanalabschnitt (1) der Vorformling durch zwei axial voneinander beabstandete Metallringe (51 , 52 ) geführt wird und während des Blasvorgangs Kunststoffmaterial durch den Zwischenraum zwischen den Metallringen (51 , 52 ) hindurchtritt und einen die Metallringe (51 , 52 ) zumindest teilweise umschließenden, radial über die Metallringe hinaustretenden Kontaktbereich (7) bildet.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Zusammenbau der beiden Kanalabschnitte (1, 2) zur Bildung des Kontaktbereichs (8) ein den Metallring (5') umschließender Kunststoffring (8) insbesondere durch Spritzgussverfahren angeformt wird.
  5. Steckverbindungssystem zur Verbindung von zwei mittels Blasformverfahren hergestellten Kanalabschnitten (1, 2) aus thermoplastischem Kunststoff, ins besondere von zwei Abschnitten eines Luftzufuhrkanals zum Turbolader eines aufgeladenen Verbrennungsmotors, umfassend a. einen ersten Kanalabschnitt (1), der einen Steckbereich (11) aufweist, wobei der erste Kanalabschnitt mindestens einen während eines Blasvorganges formschlüssig mit dem ersten Kanalabschnitt (1) verbundenen Metallring (5, 51 , 52 , 5') umfasst, der den Steckbereich (11) umschließt und insbesondere als Kompressionsbegrenzer dient, b. einen zweiten Kanalabschnitt (2), der einen Aufnahmebereich (21) aufweist, in welchen der Steckbereich (11) einsteckbar ist, wobei der zweite Kanalabschnitt (2) eine Schelle (6) zum dichten Verspannen des Steckverbindungssystems umfasst, die den Aufnahmebereich (21) des zweiten Kanalabschnitts (2) umschließt und bei in den Aufnahmebereich (21) eingestecktem Steckbereich (11) radial über dem Metallring (5, 51, 52, 5') angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckbereich (11) einen insbesondere formschlüssig mit dem ersten Kanalabschnitt (1) verbundenen, ringförmigen, den Metallring (5, 51 , 52 , 5') zumindest teilweise umschließenden Kontaktbereich (7, 8) aus Kunststoff aufweist, der den Metallring (5, 51 , 52 , 5') radial überragt, wobei bei in den Aufnahmebereich (21) eingestecktem Steckbereich (11) der Kontaktbereich (7, 8) dichtend an der Innenwandung des Aufnahmebereichs (21) anliegt.
  6. Steckverbindungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanalabschnitt (1) und der zweite Kanalabschnitt (2) im Steckbereich (11) und im Aufnahmebereich (21) umlaufende Positionierwülste (3, 4) zur axialen Positionierung der Kanalabschnitte (1, 2) aufweisen.
  7. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanalabschnitt (1) zwei axial voneinander beabstandete Metallringe (51 , 52 ) aufweist, wobei der Kontaktbereich (7, 8) durch einen während des Blasvorgangs durch Hindurchtreten von Kunststoffmaterial durch den Zwischenraum zwischen den Metallringen (51 , 52 ) gebildeten, die Metallringe (51 , 52 ) zumindest teilweise umschließenden, radial über die Metallringe hinaustretenden Wulst (7) gebildet ist.
  8. Steckverbindungssystem nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (7, 8) von einem insbesondere durch Spritzgussverfahren angeformten, den Metallring (5') umschließenden Kunststoffring (8) gebildet wird.
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