DE10213588A1 - Mehrlagiges polymeres Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Ein spritzgegossenes Bauteil hat mindestens eine Bauteillage und mindestens eine Kraftstoffdampf-Sperrlage, die von der Bauteillage getragen wird. Bei einem Verfahren zu seiner Herstellung werden die Bauteillage und die Sperrlage getrennt durch Spritzgießen hergestellt. Die Sperrlage kann zwischen zwei weiteren verbundenen Lagen eingeschlossen sein oder an einer Bauteillage durch einen Kleber angebracht werden. Gemäß einer Ausführungsform werden die Sperrlage und die Bauteillage getrennt voneinander auf eine vorgeformte Kleberlage gegossen. Zweckmäßigerweise ist die Wärme, die beim Gießen der beiden Lagen auf die Kleberlage entsteht, ausreichend, um den Kleber zu aktivieren und die Lagen miteinander zu verbinden. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird die Sperrlage mit einer Lage verbunden, die aus einem Gemisch aus Bauteilmaterial und Klebermaterial besteht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Sperrlage zwischen zwei untereinander verbundenen Bauteillagen eingeschlossen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein gegossenes polymeres Bauteil sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die Erfindung befasst sich insbesondere mit dem Spritzgießen eines mehrlagigen Bauteils mit einer Dampfsperrlage.

Die gesetzlichen Bestimmungen im Zusammenhang mit der Emission von Schadstoffen wie Kohlenwasserstoffdämpfen werden immer strenger. Bei verschie­ denen Kraftstoffanlagen werden Kraftstofftanks aus Kunststoff verwendet, da sie relativ kostengünstig, korrosionsbeständig und leichtgewichtig sind. Um zu vermei­ den, dass Kohlenwasserstoffdämpfe aus den Kraftstofftanks in die Atmosphäre entweichen, wird der Kraftstofftank mit einer Kraftstoffdampf-Sperrlage versehen.

Wenn auch die Dampfsperrlage im allgemeinen ihren Zweck erfüllt, sind die Kraftstofftanks jedoch üblicherweise mit mehreren Öffnungen versehen, um ihr Inneres zugänglich zu machen. An einer Öffnung ist beispielsweise das Kraftstoff­ füllrohr befestigt, um Kraftstoff in den Tank füllen zu können. Eine oder mehrere weitere Öffnungen dienen zur Aufnahme einer Kraftstoffpumpe, eines Kraftstoff­ dampf-Entlüftungsventils und gegebenenfalls weiterer Komponenten, die im Tank untergebracht werden sollen. Verschlüsse für diese Öffnungen werden üblicher­ weise allein aus dem material des Kraftstofftanks, beispielsweise aus hochdichtem Polyethylen, hergestellt. Diese Verschlüsse sind daher weniger resistent gegen das Entweichen von Kohlenwasser-Kraftstoffdämpfen, so dass sie in unerwünschter Weise den Anstieg der Kohlenwasserstoffemissionen aus dem Kraftstofftank erhö­ hen. Die Verschlüsse mit einer Dampfsperrlage zu versehen, ist schwierig und teuer, da die typischerweise für die Sperrlage verwendeten Materialien nicht ohne weiteres mit dem Material des Bauteils verbindbar bzw. verschweißbar sind. Das Coextrudieren und anschließende Gießen eines mehrlagigen polymeren Gegenstan­ des, wie dies für mehrlagige Kraftstofftanks typisch ist, ist schwierig zu steuern und relativ teuer.

Diese Nachteile sollen durch die vorliegende Erfindung vermieden werden. Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An­ sprüchen definiert.

Ein durch Spritzgießen hergestelltes Bauteil gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hat mindestens eine Bauteillage und mindestens eine Kraftstoff­ dampf-Sperrlage, die von der Bauteillage getragen wird. Bei einem Verfahren zu seiner Herstellung werden die Bauteillage und die Dampfsperrlage getrennt herge­ stellt. Die Dampfsperrlage kann zwischen zwei weiteren untereinander verbundenen Lagen eingeschlossen oder mit einer Bauteillage durch einen Kleber verbunden werden. Gemäß einer Ausführungsform wird eine polymere Kleberlage getrennt spritzgegossen. Eine Dampfsperrlage wird dann auf eine Seite der Kleberlage ge­ gossen, und die Kleberlage wird erwärmt, um den Kleber zu aktivieren und ihn mit der Dampfsperrlage zu verbinden. Danach wird eine Bauteillage aus einem Material wie z. B. einem hochdichten Polyethylen (HDPE) auf die andere Seite der Kleber­ lage gegossen, und die Kleberlage wird erwärmt, um den Kleber zu aktivieren und die Kleberlage mit der Bauteillage zu verbinden. Auf diese Weise werden sowohl die HDPE-Lage wie auch die Dampfsperrlage mit der Kleberlage verbunden, um ein Bauteil zu bilden, die aufgrund der HDPE-Lage eine stoffliche Einheit bildet und die aufgrund der Dampfsperrlage gegen eine Permeation von Kraftstoffdampf resistent ist. Die Wärme, die beim Gießen sowohl der Dampfsperrlage wie auch der Bauteillage auf die Kleberlage erzeugt wird, ist wünschenswerterweise ausreichend, um den Kleber zu aktivieren und die Lagen miteinander zu verbinden.

Bei einer anderen Ausführungsform wird ein Material, das zum Erzeugen der Festigkeit des Bauteiles verwendet wird, mit einem Material gemischt, das als Kleber für das Bauteil dient. Dieses Gemisch aus Bauteilmaterial und Klebermate­ rial wird in die gewünschte Form spritzgegossen. Danach wird eine Lage aus einem geeigneten Kraftstoffdampf-Sperrmaterial auf die vorgeformte Gemischlage gegos­ sen, die erwärmt wird, um das Klebermaterial innerhalb der Gemischlage zu akti­ vieren und somit die Dampfsperrlage mit der Gemischlage zu verbinden. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung hat somit das Bauteil zwei Materiallagen, die für die strukturelle Festigkeit des Bauteils und die Dampfsperre sorgen. Die Wärme, die sich bei Gießen der Dampfsperrlage auf die Gemischlage entwickelt, ist vorzugs­ weise ausreichend, um den Kleber zu aktivieren und die Lagen miteinander zu ver­ binden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine äu­ ßere Bauteillage in ihre erwünschte Endform spritzgegossen. Eine Lage aus Kraft­ stoffdampf-Sperrmaterial wird auf eine Seite der äußeren Bauteillage gegossen, und eine innere Bauteillage wird über die Dampfsperrlage gegossen, um die Dampf­ sperrlage zwischen der inneren und äußeren Bauteillage einzukapseln. Eine Form­ schlussverbindung wie ein Hinterschnitt oder eine Schwalbenschwanznut kann dazu verwendet werden, die innere und äußere Bauteillage miteinander zu verbinden und die relative Anordnung und Ausrichtung jeder der Lagen aufrechtzuerhalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat das Bauteil somit drei getrennte La­ gen, wobei eine Kraftstoffdampf-Sperrlage sandwichartig zwischen zwei Bauteilla­ gen angeordnet ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform besteht das Bauteil aus einem Einsatz mit einer Dampfsperrlage und einem Bauteilmaterial und/oder Klebermaterial, wo­ bei eine Bauteillage auf den Einsatz gegossen und mit diesem verbunden ist. Der Einsatz kann als mehrlagiges Extrusionsteil oder als Gussteil ausgebildet werden.

Zweckmäßigerweise hat bei jedem Ausführungsbeispiel der Erfindung das spritzgegossene Bauteil mindestens eine Lage, die für die strukturelle Festigkeit des Bauteils sorgt, und mindestens eine Lage, die als Sperre für Kohlenwasserstoff- Kraftstoffdämpfe dient. Ein derartiges Bauteil kann somit als Verschluss für eine Tanköffnung verwendet werden oder den Körper eines am Tank befestigten Bau­ teils wie z. B. für ein Kraftstoffdampf-Entlüftungsventil, Füllanschluss und derglei­ chen bilden. Zweckmäßigerweise erleichtern die Bauteillagen des spritzgegossenen Bauteils die unmittelbare Befestigung des Bauteils an einem Kraftstofftank aus Kunststoff wie z. B. durch Ultraschallschweißen oder andere Schweißverfahren. Das spritzgegossene Bauteil könnte jedoch auch mit einem metallischen Kraftstoff­ tank verbunden werden, beispielsweise durch metallische Befestigungselemente und eine Dichtung oder einen Kleber.

Durch die vorliegende Erfindung wird somit ein spritzgegossenes Bauteil mit einer Kraftstoffdampf-Sperrlage zum Verringern einer Permeation von Koh­ lenwasserstoffen durch das Bauteil geschaffen, das eine abgedichtete Verbindung mit einem anderen Bauteil wie z. B. einem Kraftstofftank erleichtert, mit einem ty­ pischen Kunststofftank verschweißbar ist, das getrennte Gießen einzelner Material­ lagen erlaubt, ohne eine Kleberlage hergestellt werden kann, einen relativ einfachen Aufbau hat und wirtschaftlich in der Herstellung und Montage ist, eine lange Le­ bensdauer hat und robust ist.

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung nä­ her erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Kraftstofftanks mit einem spritzgegossenen Bauteil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine fragmentarische Schnittansicht des Bauteils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 5 eine fragmentarische Schnittansicht eines vierten Ausführungsbei­ spiels der Erfindung.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist ein spritzgegossenes Bauteil 10 vorgesehen, das als Verschluss für einen Kraftstofftank 12 dient. Das Bauteil 10 hat eine Kraftstoffdampf-Sperrlage 14 aus einem Material, das die Permeation von Kohlenwasserstoff-Kraftstoffdämpfen unterbindet. Die Sperrlage 14 ist durch eine dazwischenliegende Kleberlage 16 an einer Bauteillage 18 befestigt, die vorzugsweise aus einem hochdichten Polyethylen (HDPE) besteht. Zweckmäßigerweise werden die Lagen 14, 16 und 18 in getrennten Schritten gegos­ sen. Das auf diese Weise gebildete Bauteil 10 hat - im wesentlichen wegen des HDPE bzw. der Bauteillage 18 - eine bauliche Integrität und Festigkeit und ist dar­ über hinaus resistent gegen eine Permeation von Kohlenwasserstoff-Kraftstoff­ dämpfen im wesentlichen aufgrund der Sperrlage 14. Das Bauteil 10 kann als Ver­ schluss für eine Öffnung 15 des Kraftstofftanks 12 mit einem oder mehreren An­ schlussnippeln 17 zur Befestigung von Kraftstoff bzw. Entlüftungsleitungen und elektrischen Verbindern verwendet werden. Das Bauteil 10 kann auch eine Schwei­ ßung oder einen anderen Abschnitt von Bauteilen bilden, die in Verbindung mit dem Kraftstofftank 12 verwendbar sind, wie beispielsweise ein Kraftstoffdampf- Entlüftungsventil oder eine Füllrohr-Nippelschweißung 19, die mit einem Füllrohr 21 verbindbar ist, durch welches Kraftstoff in den Kraftstofftank 12 gefüllt wird.

Gemäß einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen des Bauteils 10 wird die Kleberlage 16 zunächst unabhängig von den anderen Lagen 14 und 18 durch Spritzgießen in seine Endform mit zwei gegenüberliegenden Seiten 20, 22 gebracht. Im allgemeinen kann das Material der Kraftstoffdampf-Sperrlage 14 nicht ohne weiteres mit dem Material der aus HDPE bestehenden Bauteillage 18 verbunden werden. Daher ist die Kleberlage 16 zwischen ihnen erforderlich, um sie miteinan­ der zu verbinden. Die Kleberlage 14 kann aus irgendeinem geeigneten Kleberpoly­ mer wie z. B. ADMER-Kleber, wie er von der Fa. Mitsui Chemicals erhältlich ist, gebildet werden. Dieser polymere Kleber ist natürlich nur eines von vielen mögli­ chen Materialien, die spritzgegossen werden können und für die Kleberlage 16 des Bauteils 10 geeignet sind. Die Kleberlage 16 kann grundsätzlich aus jedem Material bestehen, das klebende Eigenschaften hat und zum Verbinden der Bauteillage 14 und Sperrlage 18 in dem Gießprozess geeignet ist. Da die Kleberlage 16 lediglich zum Verbinden der Sperrlage 14 mit dem Bauteillage 18 dient, kann sie zum Ver­ ringern der Herstellungskosten sehr dünn ausgebildet werden. Dient das Bauteil 10 als Verschluss für einen Kraftstofftank, so kann die Dicke der Kleberlage 16 in der Größenordnung von 0,0016 mm bis 1,5 mm liegen.

Der zweite Schritt beim Herstellen des spritzgegossenen Bauteils 10 besteht vorzugsweise darin, die Sperrlage 14 auf eine Seite 20 der Kleberlage 16 durch Spritzgießen aufzutragen und die Kleberlage zu erwärmen, um sie zu aktivieren. Dies kann beispielsweise in der Weise geschehen, dass die bereits gegossene Kle­ berlage 16 in eine Gießform gelegt wird und das Material für die Sperrlage 14 in dieselbe Gießform auf die Kleberlage 16 gespritzt wird. Das erwärmte geschmol­ zene Material der Sperrlage 14 wie auch die Gießform, falls sie erwärmt wurde, gibt Wärme an die Kleberlage 16 ab, um den Kleber zu aktivieren und das Klebermate­ rial mit dem Material der Sperrlage 14 zu verbinden. Ein derartiges Verbinden bzw. Bonden umfasst eine physikalische oder mechanische Verbindung und/oder eine chemische Verbindung zwischen den Lagen. Um eine aus ADMER-Kleber beste­ hende Kleberlage zu aktivieren, sollte sie auf eine Temperatur zwischen 204°C und 316°C (400°F und 600°F) und vorzugsweise zwischen 232°C und 288°C (450°F und 550°F) erwärmt werden. Je höher die Temperatur ist, umso besser ist im allge­ meinen die Aktivierung des Klebermaterials.

Die Sperrlage 14 wird aus einem Material gebildet, das gegenüber einer Permeation von Kohlenwasserstoff-Kraftstoffdämpfen resistent ist. Einige geeignete Materialien für die Sperrlage 14 sind Ethylenvinylalkohol (EVOH) und Flüssig­ kristallpolymere. Die für diese Lage geeigneten Materialien sind im allgemeinen etwas kostspielig. Daher sollte die Sperrlage 14 sehr dünn gemacht werden, bei­ spielsweise in der Größenordnung von 0,001 bis 2,0 mm dick. Wenn das Bauteil 10 als Verschluss für eine Tanköffnung verwendet wird, wird die Sperrlage 14 zweck­ mäßigerweise kontinuierlich, ununterbrochen ausgebildet, und sie sollte die gesamte Öffnung des Kraftstofftanks 12 überdecken, um die Emission von Kohlenwasser­ stoff-Kraftstoffdämpfen aus dem Kraftstofftank 12 zu unterbinden.

Als dritter Schritt bei der Herstellung des Bauteils 10 wird die Bauteillage 18 auf die andere Seite 22 der Kleberlage 16 spritzgegossen. Dies kann beispiels­ weise in der Weise erfolgen, dass die miteinander verbundenen Kleber- und Sperr­ lagen in eine Form gelegt werden und das geschmolzene HDPE für die Bauteillage 18 in die Form auf die freiliegende Seite 22 der Kleberlage 16 gespritzt wird. Die Wärme des geschmolzenen HDPE wird wiederum zweckmäßigerweise dazu ver­ wendet, das Klebermaterial zu aktivieren, so dass das HDPE mit der Kleberlage 16 verbunden wird. Das HDPE ist relativ kostengünstig, sorgt für die strukturelle In­ tegrität und Festigkeit des Bauteils und ist somit vorzugsweise etwas dicker als die Kleberlage 16 und Sperrlage 14. Die Bauteillage 18 kann beispielsweise zwischen 0,5 und 10; 0 mm dick sein. Die Außenlage des aus Kunststoff bestehenden Kraft­ stofftanks 12, mit der das spritzgegossene Bauteil verwendet wird, besteht vor­ zugsweise ebenfalls aus HDPE, um eine stoffschlüssige und abgedichtete Verbin­ dung des Bauteils 10 mit dem Kraftstofftank 12 wie z. B. durch Ultraschallschwei­ ßen oder andere Schweißverfahren zu erleichtern. Je nach Bedarf können auch an­ dere Materialien für die Bauteillage 18 verwendet werden, um die erforderliche strukturelle Integrität und Festigkeit des Bauteils 10 zu erzeugen und die Verbin­ dung sowohl mit der Kleberlage 16 wie auch dem Kraftstofftanks 12 oder auch ei­ nem anderen Gegenstand, mit dem es verwendet wird, zu erleichtern.

In Fig. 3 ist ein gegossenes Bauteil 30 gemäß einem zweiten Ausführungs­ beispiel dargestellt. Das Bauteil 30 hat eine Kraftstoffdampf-Sperrlage 32, die sandwichartig zwischen einer inneren Bauteillage 34 und einer äußeren Bauteillage 36, jeweils aus HDPE, angeordnet und mit diesen übergossen ist. Die beiden Lagen 34 und 36 sind mechanisch miteinander verriegelt, d. h. formschlüssig miteinander verbunden. Zur Herstellung des Bauteils 30 wird als erster Schritt vorzugsweise die äußere Bauteillage 36 aus HDPE spritzgegossen. Die äußere Lage 36 wird in ihre erwünschte Endform gegossen und umfasst mindestens zwei nach außen ragende Finger 38 mit schräg verlaufenden Innenflächen 40, die einen Hinterschnitt bzw. eine Schwalbenschwanznut 44 zwischen sich bilden. Anschließend wird die Sperr­ lage 32 auf eine Innenfläche 44 der äußeren Lage 36 gegossen. Schließlich wird die innere Lage 34 auf eine zeitweilige freiliegende Fläche 46 der Sperrlage 32 gegos­ sen, so dass die Sperrlage 32 zweckmäßigerweise von der inneren und äußeren Lage 34 bzw. 36 vollständig eingekapselt wird. Die innere Lage 34 wird um die Sperrlage 32 und die angrenzenden Abschnitte der äußeren Lage 36 herum geformt. Die in­ nere Lage 34 füllt die Schwalbenschwanznut 42 der äußeren Lage 36 aus und nimmt deren Form an, um eine Schwalbenschwanz-Formschlussverbindung zwi­ schen den Lagen 34 und 36 zu bilden. Eine mechanische Verriegelung ist erforder­ lich, da bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Kleberlage vorhanden ist und das Material der Sperrlage 32 nicht ohne weiteres an dem HDPE der inneren und äußeren Lage 34 bzw. 36 haftet. Die mechanische Verriegelung wird vorzugsweise an mehreren beabstandeten Stellen um das Bauteil 30 herum vorgesehen, um die innere und äußere Lage 34 und 36 zu sichern und zusammenzuhalten, wobei die Sperrlage 32 zwischen ihnen eingefangen ist.

In Fig. 4 ist ein gegossenes Bauteil 50 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Bauteil 50 hat eine Gemisch­ lage 52, mit der eine Kraftstoffdampf-Sperrlage 54 unmittelbar haftend verbunden ist. Die Gemischlage 52 besteht aus einem Gemisch eines polymeren Bauteilmateri­ als und eines Klebermaterials. Das polymere Bauteilmaterial kann wie beiden vor­ hergehenden Ausführungsbeispielen HDPE sein. Das Klebermaterial kann wie­ derum ADMER oder ein anderer polymerer Kleber, wie oben erwähnt, sein. Die Gemischlage 52 kann irgendeine geeignete Zusammensetzung haben, solange sie eine ausreichende bauliche Integrität und Festigkeit für den beabsichtigten Einsatz des Bauteils 50 (HDPE-Gehalt) und ausreichende Klebeigenschaften (Klebergehalt) hat, um sie mit der Sperrlage 54 zu verbinden.

Zur Herstellung des Bauteils 50 wird zweckmäßigerweise zuerst das Ge­ misch aus HDPE und Klebermaterial in die gewünschte Endform gegossen. Danach wird die Sperrlage 54 auf die Gemischlage 52 gegossen. Die Wärme, die sich ent­ wickelt, wenn die Sperrlage 54 auf die Gemischlage 52 gegossen wird, aktiviert vorzugsweise den Kleber in der Gemischlage 52, um die Sperrlage 54 auf die Ge­ mischlage 52 festzukleben. Eine derzeit bevorzugte Zusammensetzung der Ge­ mischlage 52 besteht aus ungefähr 50% HDPE und 50% Kleber. Das Bauteilmate­ rial kann 10 und 99 Gew.-% der Gemischlage 52 aufmachen.

Fig. 5 zeigt ein gegossenes Bauteil 60 gemäß einem vierten Ausführungs­ beispiel der Erfindung. Das Bauteil 60 hat einen Einsatz 62 aus einem mehrlagigen Film, mit dem eine Bauteillage 64 unmittelbar haftend verbunden ist. Der Einsatz 62 besteht vorzugsweise aus einem coextrudierten mehrlagigen Teil mit Lagen aus einem Bauteilmaterial, einem Klebermaterial und einem Dampfsperrmaterial. Das Bauteilmaterial kann wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen HDPE sein. Das Klebermaterial kann wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ein ADMER oder ein anderes Klebermaterial einschließlich polymerer Kleber sein. Das Material der Dampfsperrlage kann EVOH oder ein anderes geeignetes Material wie Flüssigkristallpolymere sein. Der Einsatz 62 kann irgendeine geeignete Zu­ sammensetzung haben, solange das Material der Dampfsperrlage sich im wesentli­ chen kontinuierlich durch den Einsatz 62 erstreckt, um eine Leckage von Kraft­ stoffdampf durch das Bauteil 60 zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. Vor­ zugsweise ist die kontinuierliche Dampfsperrlage mindestens 0,001 mm dick. An­ stelle einer Herstellung durch Mehrlagenextrusion kann der Einsatz 62 auch durch andere Verfahren einschließlich Spritzgießen hergestellt werden.

Zur Herstellung des Bauteils 60 wird zweckmäßigerweise zuerst der Einsatz 62 in seine gewünschte Form gegossen oder in anderer Weise geformt. Danach wird die HDPE-Bauteillage auf den Einsatz 62 gegossen. Vorzugsweise aktiviert die bei diesem Gießvorgang freiwerdende Wärme den Kleber in dem Einsatz 62, und zweckmäßigerweise bewirkt sie auch ein gewisses Aufschmelzen des HDPE im Einsatz 62, um die Bauteillage 64 mit dem Einsatz 62 haftend zu verbinden. Der Einsatz 62 kann durch Mehrlagenextrusionsverfahren oder durch Spritzgießen oder auch in anderer Weise hergestellt werden.

Ein spritzgegossenes Bauteil 10, 20, 50, 60 gemäß der Erfindung hat nach dem oben stehenden mindestens eine Lage 18, 34 oder 36, 52, 64, die in erster Line für die bauliche Integrität und Festigkeit des Bauteils verantwortlich ist und min­ destens eine Kraftstoffdampf-Sperrlage 14, 32, 54, 62, die von der Bauteillage ge­ tragen wird, um eine Kohlenwasserstoff-Permeation durch das Bauteil zu reduzie­ ren. Das Bauteil 10, 30, 50, 60 kann auch einen Kleber verwenden, um die Sperr­ lage 14, 32, 54, 62 mit der Bauteillage 18, 52, 64 zu verbinden. Die Bauteillage 18, 34, 36, 52, 64 lässt sich problemlos an einem Gegenstand wie dem Kraftstofftank 12 befestigen, und die Sperrlage 14, 32, 54, 62 erhöht den Widerstand des Bauteils 10, 30, 50, 60 gegen eine Permeation von Kohlenwasserstoff-Kraftstoffdämpfen. Die Bauteillage 18, 34, 36, 52, 64 wird vorzugsweise zumindest teilweise aus HDPE gebildet und kann problemlos mit einem polymeren Kraftstofftank 12 haf­ tend verbunden werden, der seinerseits Bauteillagen aus HDPE hat. Außerdem kann das spritzgegossene Bauteil 10, 30, 50, 60 auch an anderen Gegenständen wie z. B. Stahl-Kraftstofftanks durch mechanische Verbinder wie z. B. Bolzen und Schrauben mit einer Dichtung zwischen dem Bauteil und dem Stahltank oder durch einen Kle­ ber, der das Bauteil am Tank festklebt, befestigt werden.

Das Verfahren zum Herstellen des spritzgegossenen Bauteils 10, 30, 50, 60 kann weitgehend automatisiert werden. Bei einer derzeit in Betracht gezogenen Ausführungsform werden mehrere Gießformen auf einem Karussell angeordnet und von einer Arbeitsstation zur nächsten gedreht, wobei an jeder Arbeitsstation ein an­ deres Material in die Gießformen spritzgegossen wird. Die Bewegungen der Gieß­ formen können zeitlich so gesteuert werden, dass eine ausreichende Kühl- und Aus­ härtzeit für jede Lage des spritzgegossenen Bauteils vorhanden ist. Außerdem kön­ nen die Lagen zur Erleichterung der Automatisierung auch in einer anderen Reihen­ folge wie oben beschrieben hergestellt werden.

Claims (21)

1. Verfahren zum Herstellen eines mehrlagigen polymeren Bauteils, bei dem:
mindestens eine Bauteillage gegossen wird,
eine Dampfsperrlage in einem vom Gießen der Bauteillage getrennten Schritt hergestellt wird und
eine Verbindung zwischen der Dampfsperrlage und der Bauteillage geschaffen wird, um das mehrlagige Bauteil aus zwei getrennten Lagen zu bilden, so dass das Bauteil stoffliche Integrität hat und als Sperre für Kohlenwasserstoff- Kraftstoffdämpfe dient.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbin­ den der Dampfsperrlage und der Bauteillage eine Kleberlage zwischen ihnen ange­ ordnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbin­ den der Dampfsperrlage und der Bauteillage eine zweite Bauteillage gegossen wird, die Dampfsperrlage zwischen den beiden Bauteillagen angeordnet wird und die bei­ den Bauteillagen miteinander verbunden werden, um die Dampfsperrlage zwischen den beiden Bauteillagen zu halten.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteillagen mit Abschnitten versehen werden, die formschlüssig miteinander ver­ bunden sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Bauteil­ lage ein Gemisch aus einem Bauteil-Polymer und einem Kleber-Polymer verwendet wird und dass zum Verbinden der Dampfsperrlage und der Bauteillage die Dampf­ sperrlage auf die Bauteillage gegossen und die Bauteillage auf eine Temperatur er­ wärmt wird, die ausreicht, um den Kleber in der Bauteillage zu aktivieren und da­ durch die Bauteillage und Dampfsperrlage miteinander zu verbinden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteil­ lage aus einem Gemisch eines hochdichten Polyethylen und eines polymeren Kle­ bers herstellt wird, wobei das hochdichte Polyethylen zwischen 10 und 99 Gew.-% der Bauteillage ausmacht.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteillage auf eine Temperatur zwischen 204°C und 316°C (400°F und 600°F) erwärmt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme, die beim Gießen der Dampfsperrlage auf die Bauteillage erzeugt wird, dazu verwendet wird, die Bauteillage zu erwärmen und den Kleber in der Bauteillage zu aktivieren.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampf­ sperrlage von einem Einsatz mit Abschnitten, die ein Bauteilmaterial und ein Kle­ bermaterial enthalten, getragen wird, und dass zum Verbinden der Dampfsperrlage und der Bauteillage die Bauteillage auf den Einsatz gegossen wird, wobei die beim Gießen der Bauteillage entwickelte Wärme ausreicht, um das Klebermaterial oder/und das Bauteilmaterial in dem Einsatz zu aktivieren und somit die Bauteillage und den Einsatz miteinander zu verbinden.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen der Verbindung eine Kleberlage gegossen wird und zum Herstellen der Dampfsperrlage die Dampfsperrlage unmittelbar auf eine Seite der Kleberlage gegossen und die Kleberlage auf eine Temperatur erwärmt wird, die ausreicht, um den Kleber zu aktivieren und dadurch die Kleberlage und die Dampfsperrlage miteinander zu verbinden, und zum Herstellen der Bauteillage eine Bauteillage auf die andere Seite der Kleberlage gegossen und die Kleberlage auf eine Temperatur erwärmt wird, die ausreicht, um den Kleber zu aktivieren und somit die Kleberlage und die Bauteil­ lage miteinander zu verbinden, so dass die Dampfsperrlage von der Bauteillage ge­ tragen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampf­ sperrlage auf die Kleberlage im wesentlichen zur gleichen Zeit gegossen wird, wie die Bauteillage auf die Kleberlage gegossen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleberlage, die Dampfsperrlage und die Bauteillage alle durch Spritzgießen herge­ stellt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeich­ net, dass man die Kleberlage vollständig abkühlen lässt, ehe die Dampfsperrlage oder die Bauteillage auf die Kleberlage gegossen wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, dass die Wärme, die beim Gießen der Dampfsperrlage auf die Kleberlage er­ zeugt wird, dazu verwendet wird, die Kleberlage zu erwärmen und den Kleber zu aktivieren.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, dass die Kleberlage auf eine Temperatur zwischen 204°C und 316°C (400°F und 600°F) erwärmt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeich­ net, dass die Wärme, die beim Gießen der Bauteillage auf die Kleberlage erzeugt wird, dazu verwendet wird, die Kleberlage zu erwärmen und den Kleber zu aktivie­ ren.

17. Gegossenes polymeres Bauteil (10; 20; 50; 60) mit:
einer gegossenen Bauteillage (18; 34, 36; 52; 62) aus einem polymeren Material,
einer Dampfsperrlage (14; 32; 54; 62) angrenzend an der Bauteillage, und
einem Verbinder, der die Bauteillage und die Dampfsperrlage miteinander verbindet, um ein mehrlagiges Bauteil zu bilden.

18. Bauteil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder aus einem polymeren Material besteht, der Teil des polymeren Materials der Bau­ teillage (52) ist.

19. Bauteil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleberlage (16) eine Kleberkomponente hat, wobei die Dampfsperrlage (14) auf eine Seite (20) der Kleberlage (16) so gegossen ist, dass die Kleberkomponente die Dampfsperr­ lage (14) mit der Kleberlage verbindet und die Bauteillage (18) auf die andere Seite (22) der Kleberlage (16) so gegossen ist, dass die Kleberkomponente die Bauteil­ lage (18) mit der Kleberlage (16) verbindet.

20. Bauteil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es eine zweite Bauteillage (36) aufweist, die auf die Dampfsperrlage (32) und die erste Bauteillage (34) gegossen ist, und dass der Verbinder aus einer mechanischen Verbindung (38, 40, 42) zwischen der ersten und zweiten Bauteillage (34, 36) besteht, um alle Lagen zusammenzuhalten.

21. Bauteil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die mechani­ sche Verbindung (38, 40, 42) aus formschlüssig ineinandergreifenden Abschnitten der ersten und zweiten Bauteillage (34, 36) besteht.