-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzgussteil, insbesondere in Form eines Speichertopfs für ein Kraftstofffördermodul sowie ein Verfahren zum Sichern eines Speichertopfs an einem Tankflansch eines Kraftstofffördermoduls.
-
Stand der Technik
-
Beispielsweise aus der
DE 10 2007 045 178 A1 ist ein Kraftstofffördermodul bekannt, bei dem ein Speichertopf über zumindest eine Führungsstange mit einem Tankflansch verbunden ist und in Richtung der Führungsstange relativ zu dem Tankflansch axial beweglich gelagert ist. In den Speichertopf kann ein Förderaggregat vorgesehen sein, das Kraftstoff aus dem Speichertopf ansaugt und druckerhöht über eine Druckleitung zu einer Brennkraftmaschine fördert. Das Kraftstofffördermodul kann in einem Kraftstofftank eines Fahrzeugs angeordnet sein, der eine Montageöffnung aufweist, durch die das Kraftstofffördermodul in dem Kraftstofftank einsetzbar ist. Der Tankflansch wird dabei in der Montageöffnung angeordnet und verschießt diese. Ein zwischen dem Tankflansch und dem Speichertopf angeordnetes Federelement drückt den Speichertopf entlang der Führungsstange in eine Richtung weg von dem Tankflansch, wodurch der Speichertopf an einen Boden des Kraftstofftanks gedrückt wird.
-
Um zu verhindern, dass der Speichertopf beispielsweise während des Transports hin zu einem Einbauort, an dem das Kraftstofffördermodul zusammengesetzt und beispielsweise in den Tank eines Fahrzeugs eingebaut wird, durch das Federelement von der Führungsstange heruntergeschoben wird und somit von dem Tankflansch getrennt wird, ist herkömmlich an einem Ende der Führungsstange eine Sicherungsscheibe vorgesehen, die in eine in der Führungsstange vorgesehene Nut von einer Seite her eingeschoben wird. Die in die Nut eingeschobene Sicherungsscheibe steht im montierten Zustand über den Außenumfang der Führungsstange über und verhindert auf diese Weise, dass die Führungsstange aus einer die Führungsstange beispielsweise ringförmig umschließenden Führungsaufnahme axial herausrutschen kann.
-
Bei der Sicherungsscheibe handelt es sich meist um ein metallisches Bauteil, das sich in Form eines nicht geschlossenen Rings von der Seite her über die Führungsstange schieben lässt und dabei in die an der Führungsstange umfangsmäßig vorgesehene Nut eingreift. Eine mögliche Sicherungsscheibe hierfür ist unter der Deutschen Industrienorm (DIN) 6799 normiert.
-
Allerdings muss bei dem beschriebenen Ansatz zum Sichern des Speichertopfs an den Tankflansch ein zusätzliches Bauteil in Form der Sicherungsscheibe während der Montage des Kraftstofffördermoduls vorgehalten werden. Dies erhöht die Anzahl der für die Montage notwendigen Bauteile und erfordert somit zusätzlichen Aufwand für Lagerung bzw. Bevorratung. Außerdem muss die Sicherungsscheibe in meist manueller Arbeit an der Führungsstange angebracht werden.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird es möglich, die Anzahl von lagernd vorzuhaltenden Bauteilen sowie den Aufwand zu deren Montage während des Zusammenbaus eines Kraftstofffördermoduls zu reduzieren. Insbesondere müssen keine separaten Sicherungsscheiben mehr zum Sichern der an einem Tankflansch abragenden Führungsstangen gegen ein Herausrutschen aus einer an einem Speichertopf vorgesehenen Führungsaufnahme vorgesehen und montiert werden.
-
Es wird vorgeschlagen, ein Spritzgussteil mit einer Führungsaufnahme zu versehen, wobei die Führungsaufnahme dazu angepasst ist, eine längliche Führungsstange bei einer Längsbewegung entlang der Führungsaufnahme zu führen. An dem Spritzgussteil ist ergänzend ein Sicherungselement vorgesehen, das derart ausgebildet ist, dass es mit einem Endbereich der Führungsstange in formschlüssigen Eingriff kommen kann.
-
Das Sicherungselement kann hierbei einstückig mit dem Spritzgussteil ausgebildet sein.
-
Eine Idee zu der vorliegenden Erfindung kann unter anderem darin gesehen werden, dass erkannt wurde, dass Speichertöpfe für Kraftstoffmodule häufig als Spritzgussteil durch Spritzgießen von geeignetem Kunststoff hergestellt werden. Dabei wird zum einen der topfförmige Behälter des Speichertopfs ausgebildet, zum anderen wird an diesem Behälter auch eine Führungsaufnahme ausgebildet, die später im zusammengebauten Zustand mit einer von dem Tankflansch abragenden Führungsstange zusammenwirken kann, damit der Speichertopf sich entlang der Führungsstange, geführt von der Führungsaufnahme, axial verlagern kann. Es wird nun vorgeschlagen, zusätzlich zu der Führungsaufnahme auch ein Sicherungselement an dem Speichertopf vorzusehen. Dieses Sicherungselement kann ebenfalls im Spritzgussverfahren hergestellt werden und gleichzeitig mit dem Ausbilden des restlichen Speichertopfs mit ausgebildet werden. Das Sicherungselement ist dann einstückig mit den restlichen, den Speichertopf bildenden Spritzgussteil. Es besteht somit ebenso wie dieses Spritzgussteil beispielsweise aus einem spritzgussfähigen thermoplastischen Kunststoff wie z.B. Polyoxymethylen (POM). Dieses einstückig mit dem Speichertopf spritzgegossene Sicherungselement kann in einem späteren Stadium, beispielsweise nachdem die Führungsstange in formschlüssigem Eingriff mit dem Sicherungselement gebracht wurde, von dem Speichertopf abgetrennt werden und dann, ähnlich wie eine herkömmliche Sicherungsscheibe, als Sicherung gegen ein Herausrutschen der Führungsstange aus der Führungsaufnahme dienen.
-
Das Sicherungselement kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die Führungsstange zu umschließen und mit einem nach innen abragenden und elastisch nach außen verlagerbaren Vorsprung in eine in der Führungsstange vorgesehene Nut formschlüssig einzugreifen.
-
Beispielsweise kann das Sicherungselement in Form eines teilweise oder vollständig geschlossenen Rings ausgebildet sein, wobei dieser Ring die darin eingeführte Führungsstange teilweise bzw. vollständig umschließen kann. An dem Ring kann dann der nach innen abragende Vorsprung ausgebildet sein. Vorzugsweise kann eine Mehrzahl von Vorsprüngen entlang des Rings nach innen abragen. Beispielsweise kann der Vorsprung bzw. die Vorsprünge in axialer Richtung schräg nach innen von dem Ring abragen, so dass sie eine trichterförmige Gestalt bilden, wobei sich die Vorsprünge, wenn eine Führungsstange in diese trichterförmige Gestalt in axialer Richtung eingeschoben wird, sich nach außen elastisch verbiegen und dann bei weiterem Vorschieben der Führungsstange federnd in die in der Führungsstange vorgesehene Umfangsnut eingreifen können.
-
Insbesondere kann die an dem Spritzgussteil vorgesehene Führungsaufnahme röhrenartig ausgebildet sein. Ein von dem Sicherungselement umschlossener Innenquerschnitt kann in diesem Fall vorzugsweise kleiner sein als ein Innenquerschnitt der röhrenartigen Führungsaufnahme.
-
Mit anderen Worten kann die Führungsaufnahme einen Bereich umschließen, dessen Innenquerschnitt an den Querschnitt der darin aufzunehmenden Führungsstange angepasst ist, so dass die Führungsstange eng anliegend durch die Führungsaufnahme hindurchgeschoben werden kann. Während ein Innenquerschnitt der Führungsaufnahme hierbei geringfügig größer ist als ein Querschnitt der Führungsstange, kann ein Innenquerschnitt des Sicherungselements kleiner sein als der Querschnitt der Führungsstange. Insbesondere können elastisch nach innen abragende Vorsprünge den Innenquerschnitt des Sicherungselements verkleinern. Wenn die Führungsstange in axialer Richtung in das Sicherungselement eingeschoben wird, spreizt sie dann diese Vorsprünge elastisch nach außen, bis die Vorsprünge in die in der Führungsstange ausgebildete Umfangsnut eingreifen können.
-
Das Sicherungselement kann über eine Solltrennstelle mit einem die Führungsaufnahme tragenden Hauptbereich des Spritzgussteils wie zum Beispiel einem von dem Spritzgussteil zu bildenden Speichertopf verbunden sein. Eine Materialstärke an der Solltrennstelle kann hierbei wesentlich geringer sein als an dem Hauptbereich und an dem Sicherungselement.
-
Durch das Vorsehen einer solchen Solltrennstelle kann einerseits erreicht werden, dass das Sicherungselement zum Beispiel während eines Transports ausreichend fest mit dem restlichen Spritzgussteil verbunden ist, so dass keine separate Lagerung oder kein separater Transport eines solchen Sicherungselements notwendig ist. Andererseits kann das Sicherungselement an der Solltrennstelle aufgrund der dort herrschenden geringeren Materialstärke verhältnismäßig leicht von dem restlichen Spritzgussteil getrennt werden, so dass es sich anschließend zusammen mit der Führungsstange, auf die es aufgeschoben und an der es formschlüssig eingreifend gesichert ist, bewegen kann.
-
Das vorgeschlagene Spritzgussteil kann insbesondere in Form eines Speichertopfs für ein Kraftstofffördermodul für ein Kraftfahrzeug ausgebildet werden.
-
Bei einem Verfahren zum Sichern eines solchen Speichertopfs an einem Tankflansch eines Kraftstofffördermoduls wird zunächst der Speichertopf bereitgestellt, der mit einer Führungsaufnahme versehen ist, die dazu angepasst ist, eine längliche Führungsstange bei einer Längsbewegung entlang der Führungsaufnahme zu führen. Der Speichertopf weist ferner ein an dem Speichertopf angeformtes Sicherungselement auf, das derart ausgebildet ist, dass es mit einem Endbereich der Führungsstange in formschlüssigem Eingriff gebracht werden kann. Ein derart bereitgestellter Speichertopf wird zunächst mit seiner daran ausgebildeten Führungsaufnahme in Eingriff mit der von dem Tankflansch abragenden Führungsstange gebracht. Anschließend wird die Führungsstange in formschlüssigen Eingriff mit dem ebenfalls an dem Speichertopf angeformten Sicherungselement gebracht. Die Führungsstange kann hierbei beispielsweise in das ringförmig ausgebildete Sicherungselement axial eingeschoben und mit diesem verrastet werden. Abschließend wird das Sicherungselement von dem Speichertopf getrennt.
-
Um die Führungsstange mit dem Führungselement formschlüssig in Eingriff zu bringen und anschließend das Sicherungselement von dem Speichertopf zu trennen, kann ein spezielles Werkzeug vorgesehen werden, das einerseits das Sicherungselement so lange abstützt, bis die Führungsstange in Eingriff mit dem Sicherungselement gebracht wurde, und an dem andererseits eine Klinge vorgesehen ist, mit Hilfe derer das Sicherungselement von dem Speichertopf abgeschnitten werden kann.
-
Alternativ kann das Sicherungselement auch auf andere Weise von dem Speichertopf getrennt werden.
-
Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung hierin teilweise mit Bezug auf ein Spritzgussteil, teilweise mit Bezug auf einen Speichertopf für ein Kraftstofffördermodul und teilweise mit Bezug auf ein Verfahren zum Sichern eines Speichertopfs an einem Tankflansch eines Kraftstofffördermoduls beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass die einzelnen Merkmale in geeigneter Weise ausgetauscht oder kombiniert werden können, um so zu weiteren Ausführungsformen und gegebenenfalls Synergieeffekten zu gelangen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Beschreibung noch die Zeichnungen als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen.
-
1 veranschaulicht eine herkömmliche Möglichkeit zur Sicherung einer Führungsstange an einer Führungsaufnahme eines Speichertopfs.
-
2 veranschaulicht eine Möglichkeit zur Sicherung einer Führungsstange an einer Führungsaufnahme eines Speichertopfs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
3 bis 6 veranschaulichen ein Verfahren zum Sichern eines Speichertopfs an einem Tankflansch gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche oder gleich wirkende Bauteile oder Merkmale sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
1 zeigt eine herkömmliche Möglichkeit, um einen Speichertopf an einem Tankflansch eines Kraftstofffördermoduls, wie es in einer ähnlichen Ausgestaltung beispielsweise in der
DE 10 2007 045 178 A1 beschrieben ist, zu befestigen.
-
Ein Speichertopf 1 ist hierbei ein aus Kunststoff bestehendes Spritzgussteil 3, an dem eine röhrenförmige Führungsaufnahme 5 angeformt ist. Die Führungsaufnahme 5 weist in etwa die Form eines Hohlzylinders auf, durch dessen Inneres eine Führungsstange 7 hindurch verlaufen kann. Die zylinderförmige Führungsstange 7 weist dabei einen Außendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser der Führungsaufnahme 5 im Wesentlichen entspricht, so dass die Führungsaufnahme eine Gleitführung für die Führungsstange 7 bildet. Während ein oberes Ende der Führungsstange 7 an dem Tankflansch befestigt ist (in der Figur nicht dargestellt), ragt ein unteres Ende 9 der Führungsstange 7 nach unten aus der Führungsaufnahme 5 heraus. An diesem unteren Ende 9 ist eine Umfangsnut 11 vorgesehen. In diese Umfangsnut 11 ist eine herkömmliche metallische Sicherungsscheibe 13 gemäß DIN 6799 eingepresst. Diese Sicherungsscheibe 13 ragt seitlich über die Führungsstange 7 hinaus und verhindert beispielsweise während eines Transports hin zu einem Ort, an dem das Kraftstofffördermodul zusammengebaut wird, dass der Speichertopf 3 nach unten aus der Führungsstange 7 herausrutscht und somit von dem Tankflansch getrennt wird.
-
Bei der dargestellten herkömmlichen Möglichkeit, die Führungsstange 7 an einem Herausrutschen aus der Führungsaufnahme 5 zu sichern, muss eine separate Sicherungsscheibe bereitgehalten und in einem zusätzlichen, häufig manuell durchzuführenden Arbeitsschritt, in die Umfangsnut 11 eingeschoben werden. Die Sicherungsscheibe selbst muss dabei als separates Bauteil gefertigt oder gekauft werden, mit einer Typteilnummer versehen werden, gelagert werden und schließlich an der Führungsstange angebracht werden.
-
Um die Anzahl von Komponenten und damit verbunden den Aufwand für eine Lagerung von Komponenten sowie den Aufwand manueller Arbeit zu senken, wird nun vorgeschlagen, auf die separat bereitzuhaltende Sicherungsscheibe zu verzichten und statt dessen ein entsprechendes Sicherungselement direkt bei der Fertigung eines beispielsweise als Speichertopf dienenden Spritzgussteils in geeigneter Form mit auszubilden.
-
2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei ist an einem als Speichertopf 1 dienenden Spritzgussteil 3 ähnlich wie bei der in 1 dargestellten Variante eine Führungsaufnahme 5 ausgebildet, die als Gleitführung für eine längliche Führungsstange 7 während einer Längsbewegung entlang der Führungsaufnahme 5 dient.
-
Das Spritzgussteil 3 ist im Spritzgussverfahren hergestellt. Das Spritzgussverfahren erlaubt dabei, komplexe Geometrien in einem verhältnismäßig einfachen Arbeitsgang herzustellen. Das Spritzgussteil 3 besteht aus einem spritzgießbaren Kunststoff, vorzugsweise einem thermoplastischen Kunststoff, wobei das konkrete Kunststoffmaterial an die Anforderungen, die an das Spritzgussteil gestellt werden, angepasst sein kann. Beispielsweise kann für die Herstellung eines Speichertopfs für ein Kraftstofffördermodul ein hochmolekularer thermoplastischer Kunststoff wie zum Beispiel Polyoxymethylen (POM) verwendet werden, der eine hohe Steifigkeit und ausgezeichnete Dimensionsstabilität und thermische Stabilität bieten kann.
-
Das Spritzgussverfahren ermöglicht, in einem gemeinsamen Arbeitsschritt zusammen mit dem Spritzgussteil 3 und der daran angeformten Führungsaufnahme 5 auch eine weitere Struktur auszubilden, die später als Sicherungselement 15 dienen kann.
-
Das Sicherungselement 15 ist dabei dazu ausgestaltet, ähnlich wie die in 1 dargestellte Sicherungsscheibe 13 mit der an dem Endbereich 9 der Führungsstange 7 vorgesehenen Umfangsnut 11 in formschlüssigen Eingriff zu kommen.
-
In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform ist das Sicherungselement 15 hierzu ringförmig ausgebildet, so dass es die darin eingeführte Führungsstange 7 vollständig umschließen kann. Von einer ringförmigen Struktur 17 ragen dabei elastisch nach außen verlagerbare Vorsprünge 19 nach innen ab. Diese Vorsprünge 19 greifen im zusammengebauten Zustand in die Umfangsnut 11 an der Führungsstange 7 ein und verrasten auf diese Weise das Sicherungselement 15 formschlüssig an der Führungsstange 7. Da das Sicherungselement 15 dabei seitlich über die Führungsstange 7 überragt, kann es, ähnlich wie eine herkömmlich verwendete Sicherungsscheibe 13, die Führungsstange 7 gegen ein ungewolltes Herausrutschen aus der Führungsaufnahme 5 sichern.
-
Das Sicherungselement 15 kann dabei zunächst einstückig mit dem Spritzgussteil 3 spritzgegossen werden. Das Sicherungselement 15 ist somit anfänglich mit dem Rest des Spritzgussteils 3 verbunden. Somit braucht das Sicherungselement 15 nicht separat hergestellt und gelagert zu werden.
-
Mit Bezug auf die 3 bis 6 wird ein Verfahren zum Sichern eines Speichertopfs 1 an einem Tankflansch (nicht dargestellt) eines Kraftstofffördermoduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Speichertopf 3 ist dabei in Form eines erfindungsgemäßen Spritzgussteils 1 ausgebildet.
-
Wie in 3 dargestellt, ist anfänglich, das heißt, direkt nach dem Spritzgießen des Spritzgussteils 1, das Sicherungselement 15 derart angeordnet, dass eine von dem ringförmigen Sicherungselement 15 umschlossene Öffnung 23 mit einer von der röhrenförmigen Führungsaufnahme 5 umschlossenen Öffnung 25 fluchtet. In diesem Stadium ist das Sicherungselement 15 noch einstückig über eine Solltrennstelle 21 mit dem Rest des Spritzgussteils 3 verbunden. Die Solltrennstelle 21 weist dabei eine wesentlich geringere Materialstärke auf als der Rest des Spritzgussteils 3, wobei die Materialstärke an der Solltrennstelle 21 ausreichend groß gewählt ist, dass das Sicherungselement 15 zuverlässig an dem Speichertopf 1 gehalten wird.
-
Um die Führungsstange 7 an dem Speichertopf 1 zu befestigen, wird, wie in 4 dargestellt, das Sicherungselement 15 zunächst mit einer speziellen Stützvorrichtung 27 in axialer Richtung abgestützt. Die Stützvorrichtung 27 ist dabei derart an die Form des Sicherungselements 15 angepasst, dass sie einerseits eine axiale Verlagerung dieses Sicherungselements 15 während eines Einschiebens der Führungsstange 7 in das Sicherungselement 15 verhindern kann, andererseits ein solches Einschieben der Führungsstange 7 in das Sicherungselement 15 aber nicht behindert.
-
Die Führungsstange 7 kann somit durch die Führungsaufnahme 5 hindurch und dann in das ringförmige Sicherungselement 15 eingeschoben werden, wie dies in 5 dargestellt ist. Mit ihrem Endbereich 9 wird dabei die Führungsstange 7 durch das ringförmige Sicherungselement 15 hindurchgeschoben, wobei die nach innen abragenden Vorsprünge 19 temporär nach außen verbogen werden, bis sie in die an dem Endbereich 9 ausgebildete Umfangsnut 11 formschlüssig einschnappen können.
-
Sobald die Führungsstange 7 derart in dem Sicherungselement 15 verrastet ist, kann, wie in 6 dargestellt, mit einem an der Stützvorrichtung 27 vorgesehenen Rotationsmesser 29 die Solltrennstelle 21, die das Sicherungselement 15 anfänglich an dem Speichertopf gehalten hat, durchtrennt werden.
-
Das Sicherungselement 15 kann daraufhin zusammen mit der Führungsstange 7 frei bewegt werden, wobei es dadurch, dass es formschlüssig mit dem Endbereich 9 der Führungsstange 7 verrastet ist und über diese seitlich abragt, die Führungsstange 7 daran hindert, aus der Führungsaufnahme 5 herauszurutschen.
-
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
-
- DE 102007045178 A1 [0002, 0026]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- (DIN) 6799 [0004]
- DIN 6799 [0027]
