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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren eines Einfüllstutzens.
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Hintergrund
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Die Veröffentlichung des ungeprüften japanischen Patentes (KOKAI) mit der Nummer
JP 2014 231286 A führt aus, dass die Endfläche eines Einfüllstutzens aus thermoplastischem Harz an der Öffnung eines Kraftstofftanks angeschweißt ist. Der Einfüllstutzen umfasst am Ende einen Flansch, der an dem Kraftstofftank angeschweißt werden soll. Darüber hinaus führt die Veröffentlichung des ungeprüften japanischen Patentes (KOKAI) mit der Nummer
JP 2003 194280 A ebenfalls aus, dass die Endfläche eines Einfüllstutzens an der Öffnung eines Kraftstofftanks angeschweißt ist. Die Schweißbildungszone in dem Einfüllstutzen ist im Vergleich zu den anderen Bildungszonen mit größerer Dicke ausgebildet. Darüber hinaus ist als möglich zu betrachten, dass der Einfüllstutzen eine größere Dicke aufweist, indem der Einfüllstützen durch Riffelungsformen (corrugation molding) hergestellt wird.
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US 2007 181 582 A1 beschreibt ein System zum Befestigen eines Bauteils mit einem Abschnitt mit einem konischen Oberflächenprofil an einem Kraftfahrzeugkraftstofftank durch Schweißen, der eine Öffnung aufweist, deren Umfassung ein konisches Oberflächenprofil aufweist. Das Schweißen wird zwischen mindestens einem Teil der konischen Oberfläche der Umfassung der Öffnung im Tank und mindestens einem Teil der konischen Oberfläche des Bauteils durchgeführt.
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GB 2 115 340 A beschreibt einen Flansch, der am Ende eines Kunststoffrohrs unter Verwendung einer Matrize und einer Form ausgebildet werden kann, die einen flanschförmigen Formhohlraum definieren, der sich unter dem Druck des plastischen Druckflusses des Rohrs ausdehnt, wenn der Hohlraum mit einem nahezu geschmolzenen Ende des Thermoplasts gefüllt wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Von der Erfindung zu lösende Probleme
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Man beachte, dass die Veröffentlichung des ungeprüften japanischen Patentes (KOKAI) mit der Nummer
JP 2014 231286 A kein Verfahren nennt, wie ein Flansch in einem Einfüllstutzen mit Flansch zu formen ist. Es ist allgemein davon auszugehen, dass beim Formen des Flansches ein zylindrisches Werkstück des Einfüllstutzens an einem der Enden durch Aufweitung geformt (flare molded) wird. Um das Aufweitungsformen des Flansches auszuführen, wird das Werkstück des Einfüllstutzens in der Umgebung eines der entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Enden auf einer der Formen positioniert, woraufhin die andere der Formen relativ dazu bewegt wird, um das eine der Enden zwischen den beiden Formen einzuklemmen. Darüber hinaus ist beim Ausführen des Aufweitungsformens des Flansches notwendig, einen aus thermoplastischem Harz bestehenden Einfüllstutzen zu erhitzen.
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Beim Aufweitungsverformen (flare deform) des Werkstückes des Einfüllstutzens an einem der Enden geht das Werkstück in einen Zustand leichter Verformbarkeit über, da die Formen das Werkstück erwärmen, wenn die Formen auf den Einfüllstutzen eine axiale Kraft ausüben. Im Ergebnis nimmt die Kraft, die von der einen der Formen ausgeübt wird, um den Einfüllstutzen an einer Stelle festzuhalten, ab. Hierbei tritt ein Fall auf, in dem der Flansch an der gewünschten Position nicht geformt werden kann, da die axialen Relativpositionen zwischen der einen der Formen und dem Einfüllstutzen versetzt oder falsch ausgerichtet worden sind.
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Man beachte, dass bei dem Einfüllstutzen, der in der Veröffentlichung des ungeprüften japanischen Patentes (KOKAI) mit der Nummer
JP 2003 194280 A beschrieben ist, das vorbeschriebene Problem nicht auftritt, da der Einfüllstutzen keinen Flansch aufweist, sodass das Ausführen eines Aufweitungsformens nicht notwendig ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens eines Einfüllstutzens, wobei das Herstellungsverfahren ermöglicht, dass eine Form beim Formen eines Flansches durch Aufweitungsformen einen Einfüllstutzen an einer vorbestimmten Stelle festhält, und ein sicheres Formen des Flansches möglich macht.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Die Aufgabe wird gelöst mittels eines Herstellungsverfahrens eines Einfüllstutzens, welcher an einem Kraftstofftank an einer Öffnung hiervon angeschweißt werden soll und aus thermoplastischem Harz besteht. Der Einfüllstutzen umfasst: einen zylinderförmigen Körper; einen Flansch, der sich von dem zylinderförmigen Körper aus an einem Ende hiervon radial nach außen ausdehnt und eine Endfläche aufweist, die an dem Kraftstofftank angeschweißt werden soll; und einen Arretierungsabschnitt, der in dem zylinderförmigen Körper auf einer Außenumfangsseite hiervon angeordnet ist. Ein Werkstück des Einfüllstutzens umfasst: den zylinderförmigen Körper; einen zylindrischen zu formenden Abschnitt, der als Bildungszone vor dem Aufweitungsformen des Flansches dient; und den Arretierungsabschnitt.
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Das Herstellungsverfahren verwendet eine Außenumfangsform und eine Innenumfangsform. Die Außenumfangsform umfasst einen Gegenschweißflächenbildungsabschnitt, der den zylinderförmigen Körper des Werkstückes an einer Außenumfangsfläche hiervon stützen und eine Gegenschweißfläche in dem Flansch bilden kann; und einen arretierenden Abschnitt, der in Bezug auf den Arretierungsabschnitt in axialer Richtung hiervon arretiert. Die Innenumfangsform umfasst einen Schweißflächenbildungsabschnitt, der wenigstens in den arretierenden Abschnitt des Werkstückes einführbar ist und eine Schweißfläche an dem Flansch bilden kann.
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Das Herstellungsverfahren umfasst einen Werkstückanordnungsschritt des Anordnens des Werkstückes auf der Außenumfangsform nicht nur zur axialen Arretierung des Arretierungsabschnitts, sondern auch zum Bewirken dessen, dass die Außenumfangsform, die auf eine vorbestimmte Temperatur eingestellt ist, den zylinderförmigen Körper des Werkstückes an einer Außenumfangsfläche hiervon stützt; und einen auf den Werkstückanordnungsschritt folgenden Aufweitungsformungsschritt des Aufweitungsformens des Flansches durch Einführen der Innenumfangsform, die auf eine höhere Temperatur als die vorbestimmte Temperatur der Außenumfangsform eingestellt ist, in den zu formenden Abschnitt auf einer Innenumfangsseite hiervon und durch relatives Bewegen der Außenumfangsform und der Innenumfangsform in axialer Richtung hiervon zum Bewirken dessen, dass der Gegenschweißflächenbildungsabschnitt und der Schweißflächenbildungsabschnitt den zu formenden Abschnitt zwischen einander in axialer Richtung einklemmen.
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Entsprechend dem vorbeschriebenen Herstellungsverfahren wird der Flansch durch Aufweitungsformen des zylindrischen zu formenden Abschnittes des Werkstücks geformt. Hierbei werden die Außenumfangsform, die den Einfüllstutzen auf der Außenumfangsseite stützt, und die Innenumfangsform, die ihn auf der Innenumfangsseite stützt, verwendet. Man beachte hierbei, dass bei dem Aufweitungsformungsschritt die Innenumfangsform auf eine höhere Temperatur als diejenige der Außenumfangsform eingestellt ist. Dies bedeutet, dass die Innenumfangsform den zu formenden Abschnitt des Werkstückes erwärmt und diesen in einen Zustand leichter Aufweitungsformbarkeit versetzt.
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Indes weist bei dem Aufweitungsformungsschritt die Außenumfangsform eine niedrige Temperatur im Vergleich zu derjenigen der Innenumfangsform auf. Die Außenumfangsform ist eine Form, auf der das Werkstück vor dem Aufweitungsformungsschritt angeordnet wird. Hierbei wird der Arretierungsabschnitt des Werkstückes in einen Zustand der Arretierung an dem arretierenden Abschnitt der Au ßenumfangsform gebracht. Dies bedeutet, dass aufgrund dessen, dass die Außenumfangsform eine niedrigere Temperatur aufweist, sogar dann, wenn die Innenumfangsform bei dem Aufweitungsformungsschritt auf eine höhere Temperatur eingestellt ist, das Werkstück nicht in einen Zustand einer leichten Verformbarkeit an der Stelle, die mit der Außenumfangsform in Kontakt ist, gebracht wird, sodass Versetzungen oder Fehlausrichtungen an Relativpositionen zwischen der Au ßenumfangsform und dem Werkstück weniger wahrscheinlich auftreten. Daher wird der Flansch an einer gewünschten Position durch Aufweitung geformt.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Darstellung einer Kraftstoffleitung umfassend einen Einfüllstutzen an einem Kraftstofftank.
- 2A ist ein vergrößerter Querschnitt des in 1 gezeigten Einfüllstutzens auf der Seite des Kraftstofftanks.
- 2B ist ein vergrößerter Querschnitt an dem in 2A gezeigten Schnitt „A“.
- 3A ist ein vergrößerter Querschnitt eines Werkstückes vor dem Aufweitungsformen des in 2A gezeigten Einfüllstutzens.
- 3B ist ein vergrößerter Querschnitt des in 3A gezeigten Schnitt „B“.
- 4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Herstellungsverfahrens des Einfüllstutzens.
- 5 ist die Darstellung eines Werkstückanordnungsschrittes gemäß „S3“ in 4.
- 6 ist die Darstellung eines Erwärmungsschrittes gemäß „S4“ in 4.
- 7 ist die Darstellung eines Aufweitungsformungsschrittes gemäß „S5“ in 4.
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Ausführungsarten der Erfindung
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Ausgestaltung der Kraftstoffleitung 1
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Es folgen Erläuterungen zur Ausgestaltung einer Kraftstoffleitung 1 anhand 1. Der Begriff „Kraftstoffleitung 1“ betrifft eine Leitung von einem Einfüllhals bis zu einem internen Verbrennungsmotor (nicht gezeigt) in einem Kraftfahrzeug. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind Erläuterungen jedoch nur von einem Einfüllhals 12 bis zu einem Kraftstofftank 11 angegeben.
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Die Kraftstoffleitung 1 umfasst den Kraftstofftank 11, den Einfüllhals 12, einen Einfüllstutzen 13 und eine Belüftungsleitung 14. Der Kraftstofftank 11 hält einen flüssigen Kraftstoff, so beispielsweise Benzin, vor. Der in dem Kraftstofftank 11 vorgehaltene flüssige Kraftstoff wird dem nicht gezeigten internen Verbrennungsmotor zugeleitet und sodann zum Betreiben des internen Verbrennungsmotors verwendet. Der Einfüllhals 12 ist in der Umgebung einer äußeren Oberfläche des Kraftfahrzeuges, in die eine Einfülldüse (nicht gezeigt) einführbar ist, angeordnet. An dem Einfüllhals 12 ist eine nicht gezeigte Einfüllkappe montiert.
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Der Einfüllstutzen 13 ist aus thermoplastischem Harz geformt und verbindet den Einfüllhals 12 und den Kraftstofftank 11. Die Einfülldüse wird in den Einfüllhals 12 eingeführt, woraufhin der flüssige Kraftstoff durch die Einfülldüse zugeleitet wird. Entsprechend gelangt der flüssige Kraftstoff durch den Einfüllstutzen 13 und wird sodann in dem Kraftstofftank 11 vorgehalten. Man beachte hierbei, dass dann, wenn der flüssige Kraftstoff den Kraftstofftank 11 bis oben hin füllt, der flüssige Kraftstoff in dem Einfüllstutzen 13 steht, woraufhin der flüssige Kraftstoff die Einfülldüse am führenden Ende berührt. Als Folge dessen wird die Zuleitung des flüssigen Kraftstoffs durch die Einfülldüse automatisch angehalten. Man beachte, dass der Einfüllstutzen 13 über seine gesamte Länge integral geformt ist, sein mittlerer gebogener Abschnitt jedoch auch eine Balgsektion aufweisen kann oder der mittlere gebogene Abschnitt sogar zu einer Nichtbalgsektion durch ein Biegerohrformungsverfahren geformt sein kann.
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Die Belüftungsleitung 14 verbindet den Kraftstofftank 11 mit dem Einfüllhals 12. Die Belüftungsleitung 14 ist eine Leitung zum Abführen von Kraftstoffdämpfen im Inneren des Kraftstofftanks 11 nach außerhalb des Kraftstofftanks 11 beim Zuleiten des flüssigen Kraftstoffs in den Kraftstofftank 11 über den Einfüllstutzen 13.
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Die Belüftungsleitung
14 umfasst eine Sperrventileinrichtung
16, einen Verbinder
17 und ein Belüftungsrohr
18. Die Sperrventileinrichtung
16 ist an der Oberseite des Kraftstofftanks
11 angeordnet, wobei dann, wenn sie in einem geöffneten Zustand befindlich ist, Kraftstoffdämpfe im Inneren des Kraftstofftanks
11 zur Seite des Einfüllhalses
12 abgeführt werden. Die Sperrventileinrichtung
16 beinhaltet eine Verbindungsröhre
16a, die aus Metall besteht. Der Verbinder
17 ist mit der Verbindungsröhre
16a gekoppelt. Der Verbinder
17 besteht aus konstituierenden Elementen wie beispielsweise einem Verbinder (siehe beispielsweise die Darstellung in dem japanischen Patent mit der Nummer gemäß Amtsblatt
3775656 und anderswo), bei dem das Strömungssteuer- bzw. Regelventil entfernt ist. Dies bedeutet, dass der Verbinder
17 lösbar an der Verbindungsröhre
16a angeordnet ist. Das Belüftungsrohr
18 verbindet den Verbinder
17 mit dem Einfüllhals
12.
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Ausgestaltung des Einfüllstutzens 13
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Es folgen nachstehend Erläuterungen zur Ausgestaltung eines Endes 13a des Einfüllstutzens 13 gemäß Darstellung in 1, wobei das Ende 13a zu einer Seite des Kraftstofftanks 11 weist, siehe auch 2A und 2B. Das Ende 13a des Einfüllstutzens 13 beinhaltet einen zylinderförmigen Körper 20 und einen Flansch 30.
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Der zylinderförmige Körper 20 ist mit einem kreiszylindrischen eine kleine Dicke aufweisenden Abschnitt 21, einem verjüngten Zylinderabschnitt 22 und einem kreiszylindrischen eine große Dicke aufweisenden Abschnitt 23 versehen. Man beachte, dass ungeachtet dessen, dass dies im Folgenden nicht dargestellt ist, ebenso zulässig ist, den zylinderförmigen Körper 20 mit einer Balgsektion an einer Stelle in dem einen kleine Dicke aufweisenden Abschnitt 21 im Anschluss an eine der Seiten entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend und quer zu dem verjüngten Zylinderabschnitt 22 vorzusehen.
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Der eine große Dicke aufweisende Abschnitt 23 ist derart ausgebildet, dass er eine Dicke aufweist, die größer als diejenige des eine kleine Dicke aufweisenden Abschnittes 21 ist. Darüber hinaus ist der Außendurchmesser des eine große Dicke aufweisenden Abschnittes 23 größer als der Außendurchmesser des eine kleine Dicke aufweisenden Abschnittes 21, und es ist der Innendurchmesser des eine große Dicke aufweisenden Abschnittes 23 größer als der Innendurchmesser des eine kleine Dicke aufweisenden Abschnittes 21. Der verjüngte Zylinderabschnitt 22 verbindet ein Ende des eine kleine Dicke aufweisenden Abschnittes 21 kontinuierlich mit einem Ende des eine große Dicke aufweisenden Abschnittes 23. Insbesondere verbindet eine Innenumfangsfläche des verjüngten Zylinderabschnittes 22 ein Innenumfangsende des eine kleine Dicke aufweisenden Abschnittes 21 mit einem Innenumfangsende des eine große Dicke aufweisenden Abschnittes 23 in verjüngter Form, und es verbindet eine Außenumfangsfläche des verjüngten Zylinderabschnittes 22 ein Außenumfangsende des eine kleine Dicke aufweisenden Abschnittes 21 mit einem Außenumfangsende des eine große Dicke aufweisenden Abschnittes 23 in verjüngter Form. Der zylinderförmige Körper 20, dessen Dicke auf diese Weise variiert, wird durch Riffelungsformen, das heißt durch Extrusionsspritzformen unter Verwendung einer geriffelten Form, geformt.
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Man beachte hierbei, dass ungeachtet der Notwendigkeit, dass ein Werkstück 50 des Einfüllstutzens 13 axial in Bezug auf eine Außenumfangsform 70, siehe 5 bis 7, bei einem nachstehend noch beschriebenen Herstellungsverfahren des Einfüllstutzens 13 positioniert werden muss, der verjüngte Zylinderabschnitt 22 des zylinderförmigen Körpers 20 als Arretierungsabschnitt wirkt, der an der Außenumfangsform 70 arretiert. Dies bedeutet, dass der verjüngte Zylinderabschnitt 22, der als Arretierungsabschnitt dient, in dem zylinderförmigen Körper 20 auf der Außenumfangsseite angeordnet wird.
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Der Flansch 30 ist integral mit dem zylinderförmigen Körper 20 ausgebildet und weist eine Endfläche auf, die sich von einem Ende des zylinderförmigen Körpers 20 aus radial nach außen ausdehnt und an dem Kraftstofftank 11 angeschweißt werden soll. Obwohl dies nachfolgend noch beschrieben wird, erfolgt die Formung des Flansches 30 nicht durch Riffelungsformen, sondern durch Aufweitungsformen (oder Dehnungsöffnungsformen) mit Formen. Der Flansch 30 beinhaltet einen verjüngten Zylinderabschnitt 31 und einen Scheibenabschnitt 32. Der verjüngte Zylinderabschnitt 31 ist mit einer Dicke ausgebildet, die mit derjenigen des eine große Dicke aufweisenden Abschnittes 23 des zylinderförmigen Körpers 20 in etwa vergleichbar ist, und dehnt sich weiter als der eine große Dicke aufweisende Abschnitt 23 radial hin zu einem der Enden aus. Der Scheibenabschnitt 32 dehnt sich von einem einen größeren Durchmesser aufweisenden Ende des verjüngten Zylinderabschnittes 31 in planarer Form radial nach außen aus. Eine der entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Flächen des Scheibenabschnittes 32 bildet eine Schweißfläche für den Kraftstofftank 11. Der Scheibenabschnitt 32 ist mit einer Dicke ausgebildet, die mit derjenigen des verjüngten Zylinderabschnittes 31 in etwa vergleichbar ist.
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Der vorbeschriebene Einfüllstutzen 13 weist eine mehrschichtige Struktur mit verschiedenen Arten von thermoplastischen Harzen auf. Dies bedeutet im Detail, dass der Einfüllstutzen 13 eine innere Schicht 41, eine Kraftstoffsperrschicht 42, die das Hindurchtreten von Kraftstoff verhindert, eine äußere Schicht 43, eine innere Klebeschicht 44, die die innere Schicht 41 und die Kraftstoffsperrschicht 42 klebend verbindet, und eine äußere Klebeschicht 45, die die Kraftstoffsperrschicht 42 und die äußere Schicht 43 klebend verbindet, wie in 2B gezeigt ist, umfasst.
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Die innere Schicht 41 in dem Scheibenabschnitt 32 des Flansches 30 stellt die Schweißfläche für den Kraftstofftank 11 dar. Infolgedessen ist die innere Schicht 41 in dem Scheibenabschnitt 32 des Flansches 30 mit Material derselben Art und Qualität wie das Material für eine Bildungszone des Kraftstofftanks 11 dort, wo die Anschweißung erfolgt, geformt. Darüber hinaus bildet die innere Schicht 41 an einer weiteren Bildungszone, die nicht der Scheibenabschnitt 32 ist, eine Fläche, mit der der sich verteilende Kraftstoff direkt in Kontakt tritt.
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Die jeweiligen Schichten werden mit den nachfolgenden Arten von Materialien gebildet. Die innere Schicht 41 ist hochdichtes Polyethylen (HDPE), die Kraftstoffsperrschicht 42 ist bezüglich Ethylenvinylalkohol kopolymerisiertes Harz (EVOH), die äußere Schicht 43 ist Polyethylen (PE), und die innere Klebeschicht 44 und die äußere Klebeschicht 45 sind modifiziertes Polyethylen (modifiziertes PE).
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Die innere Schicht 41 und die äußere Schicht 43 sind im Vergleich zu den anderen Schichten (42, 44, 45) dick ausgebildet. Insbesondere ist die innere Schicht 41 dicker als die äußere Schicht 43 ausgebildet, um eine Festhaltekraft beim Schweißen sicherzustellen. Darüber hinaus weist die innere Schicht 41 einen Elastizitätskoeffizienten auf, der höher als derjenige der äußeren Schicht 43 ist. Dies bedeutet, dass die innere Schicht 41 für Verformungen vergleichsweise weniger anfällig als die äußere Schicht 43 ist.
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Obwohl dies nachstehend im Detail nicht ausgeführt wird, ist der zylinderförmige Körper 20 auch derart ausgestaltet, dass er eine mehrschichtige Struktur genau wie der Flansch 30 aufweist. Der Flansch 30 beinhaltet jedoch jeweils Schichten, deren Dicken geringfügig von den Dicken in dem zylinderförmigen Körper 20 abweichen, da ein Aufweitungsformungsschritt erfolgt ist.
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Ausgestaltung des Werkstückes 50 des Einfüllstutzens 13
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Nachstehend folgen Erläuterungen zur Ausgestaltung eines Werkstückes 50 des Einfüllstutzens 13 anhand 3A und 3B. Wie in 3A dargestellt ist, umfasst das Werkstück 50 den zylinderförmigen Körper 20 und einen zylindrischen zu schweißenden Abschnitt 51, der als Bildungszone dient, bevor der Flansch 30 durch Aufweitung geformt wird. Man beachte hierbei, dass der zylinderförmige Körper 20 des Werkstückes 50 identisch zu dem zylinderförmigen Körper 20 des Einfüllstutzens 13 ist, wie in 2A gezeigt ist. Dies bedeutet, dass der zylinderförmige Körper 20 des Werkstückes 50 den eine kleine Dicke aufweisenden Abschnitt 21, den verjüngten Zylinderabschnitt 22 und den eine große Dicke aufweisenden Abschnitt 23 beinhaltet. Daher umfasst das Werkstück 50 den verjüngten Zylinderabschnitt 22, der als Arretierungsabschnitt dient.
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Der zu formende Abschnitt 51 ist als zylindrische Form ausgebildet, deren Dicke gleich derjenigen des eine große Dicke aufweisenden Abschnittes 23 des zylinderförmigen Körpers 20 ist und dessen Ausgestaltung identisch zu derjenigen des eine große Dicke aufweisenden Abschnittes 23 ist. Wie in 3B dargestellt ist, beinhaltet der zu formende Abschnitt 51 eine innere Schicht 61, eine Kraftstoffsperrschicht 62, eine äußere Schicht 63, eine innere Klebeschicht 64 und eine äußere Klebeschicht 65. Die jeweiligen Schichten 61 bis 65 sind zu den jeweiligen Schichten 41 bis 45 in dem Einfüllstutzen 13 gleichwertig. Die beiden weisen jedoch voneinander abweichende Dicken auf, da der zu formende Abschnitt 51 des Werkstückes 50 durch Aufweitung geformt wird, um den Flansch 30 zu bilden. Insbesondere wird die innere Schicht 41 in dem Flansch 30 geringfügig dünner als die innere Schicht 61 in dem zu formenden Abschnitt 51 des Werkstückes 50.
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Herstellungsverfahren des Einfüllstutzens 13
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Als Nächstes folgen Erläuterungen zu einem Herstellungsverfahren des Einfüllstutzens 13 anhand des in 4 gezeigten Flussdiagramms sowie anhand 5 bis 7, die jeweils Zustände beim Herstellungsverfahren darstellen. Zunächst wird ein Extrusionsspritzformen unter Verwendung einer geriffelten Form zur Formung des Werkstückes 50 ausgeführt, was in 3A dargestellt ist (entsprechend dem in 4 gezeigten Werkstückformungsschritt „S1“). Wie vorstehend beschrieben worden ist, weist das Werkstück 50 eine Ausgestaltung auf, bei der der Flansch 30 noch nicht gebildet worden ist, was im Gegensatz zu dem Einfüllstutzen 13, der seine endgültige Ausgestaltung aufweist, steht.
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Eine Außenumfangsform 70 zum Aufweitungsformen des Flansches 30 und eine Innenumfangsform 80 werden anschließend an einem Hauptkörper einer Presseinrichtung (nicht gezeigt) montiert, wie in 5 dargestellt ist (entsprechend dem in 4 gezeigten Formeneinsetzschritt „S2“). Man beachte hierbei, dass die Außenumfangsform 70 als untere Form verwendet wird, während die Innenumfangsform 80 als obere Form verwendet wird. Darüber hinaus sind die Außenumfangsform 70 und die Innenumfangsform 80 in Aufwärts/Abwärts-Richtung in einem Trennabstand voneinander befindlich.
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Die Außenumfangsform 70 ist in Form eines Zylinders ausgebildet, in den das Werkstück 50 an einem der Enden einführbar ist. Eine Innenumfangsfläche der Außenumfangsform 70 beinhaltet eine kreiszylindrische Innenumfangsfläche 71; eine erste verjüngte Fläche 72, die kontinuierlich unter der kreiszylindrischen Innenumfangsfläche 71 (auf einer der Seiten, die von der Innenumfangsform 80 wegstehen), ausgebildet ist und sich, wenn man nach unten geht, weiter radial verringert; und eine zweite verjüngte Fläche 73, die kontinuierlich über der kreiszylindrischen Innenumfangsfläche 71 (auf einer anderen der Seiten, die sich der Innenumfangsform 80 annähert) ausgebildet ist und sich, wenn man nach oben geht, weiter radial vergrößert.
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Man beachte hierbei, dass die kreiszylindrische Innenumfangsfläche 71 dem eine große Dicke aufweisenden Abschnitt 23 in dem zylinderförmigen Körper 20 des Werkstückes 50 entspricht und mit der Außenumfangsfläche des eine große Dicke aufweisenden Abschnittes 23 in Kontakt steht. Die erste verjüngte Fläche 72 entspricht dem verjüngten Zylinderabschnitt 22 in dem zylinderförmigen Körper 20 des Werkstückes 50 und steht mit der Außenumfangsfläche des verjüngten Zylinderabschnittes 22 in Kontakt. Dies bedeutet, dass die erste verjüngte Fläche 72 als arretierender Abschnitt wirkt, der verhindert, dass sich das Werkstück 50 nach unten bewegt, siehe 5, und zwar in einem Zustand, in dem ein Kontakt mit dem verjüngten Zylinderabschnitt 22 des Werkstückes 50 besteht. Daher ist die erste verjüngte Fläche 72, die als arretierender Abschnitt wirkt, in axialer Richtung in Bezug auf den als Arretierungsabschnitt wirkenden verjüngten Zylinderabschnitt 22 arretiert.
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Die zweite verjüngte Fläche 73 ist an einer axialen Position befindlich, die dem zu formenden Abschnitt 51 des Werkstückes 50 entspricht, und wird von der Außenumfangsfläche des zu formenden Abschnittes 51 ferngehalten. Die zweite verjüngte Fläche 73 stellt eine Bildungszone zum Formen des verjüngten Zylinderabschnittes 31 des Flansches 30 nach dem Aufweitungsformen dar.
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Eine obere Endfläche der Außenumfangsform 70 (das heißt eine der Flächen entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend zu der Innenumfangsform 80) ist versehen mit: einer Anschlagsplanfläche 74, die auf einer Außenumfangsseite über den ganzen Umfang befindlich ist; und einen Gegenschweißflächenbildungsabschnitt 75, der in kreisförmig gezahnter Form auf einer Innenumfangsseite der Anschlagsplanfläche 74 über den ganzen Umfang ausgebildet ist. Der Gegenschweißflächenbildungsabschnitt 75 ist im Anschluss an die zweite verjüngte Fläche 73 ausgebildet. Darüber hinaus ist eine Bodenfläche des Gegenschweißflächenbildungsabschnittes 75 als Planflächenform parallel zu der Anschlagsplanfläche 74 ausgebildet. Der Gegenschweißflächenbildungsabschnitt 75 bildet eine Bildungszone zum Formen einer Gegenschweißfläche in dem Scheibenabschnitt 32 des Flansches 30 nach dem Aufweitungsformen.
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Die Innenumfangsform 80 umfasst einen Körperabschnitt 81, der einer Außenform der Außenumfangsform 70 entspricht; eine erste verjüngte Fläche 82, die nach unten (das heißt hin zu einer Seite der Außenumfangsform 70) vom Zentrum des Körperabschnittes 81 aus vorsteht und sich dabei radial verringert; eine kreiszylindrische Fläche 83, die sich vom führenden Ende der ersten verjüngten Fläche 82 aus koaxial erstreckt und eine kreiszylindrische Form bildet; und eine zweite verjüngte Fläche 84, die sich koaxial vom führenden Ende der kreiszylindrischen Fläche 83 aus erstreckt und sich radial verringert.
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Man beachte hierbei, dass der Körperabschnitt 81 mit einem Schweißflächenbildungsabschnitt 81a versehen ist, der eine Fläche entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend zu der Anschlagsplanfläche 74 und dem Gegenschweißflächenbildungsabschnitt 75 in der Außenumfangsform 70 darstellt und der eine Schweißfläche in dem Flansch 30 (auf der linken Seite in 2A) bildet. Der Schweißflächenbildungsabschnitt 81a steht mit der Anschlagsplanfläche 74 in Kontakt und nimmt eine Funktion des Verhinderns von Relativbewegungen zwischen der Außenumfangsform 70 und der Innenumfangsform 80 wahr. Darüber hinaus ist der Schweißflächenbildungsabschnitt 81a derart ausgebildet, dass er in Aufwärts-Abwärts-Richtung in Bezug auf den Gegenschweißflächenbildungsabschnitt 75 in einem Zustand, in dem er mit der Anschlagsplanfläche 74 in Kontakt ist, in einem Trennabstand befindlich ist.
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Die erste verjüngte Fläche 82 bildet eine Bildungszone zum Bilden des verjüngten Zylinderabschnittes 31 des Flansches 30 nach dem Aufweitungsformen. Die kreiszylindrische Fläche 83 entspricht dem eine große Dicke aufweisenden Abschnitt 23 des Werkstückes 50 und kann mit dem eine große Dicke aufweisenden Abschnitt 23 an der Innenumfangsfläche in Kontakt treten. Die zweite verjüngte Fläche 84 entspricht dem verjüngten Zylinderabschnitt 22 des Werkstückes 50 und kann mit dem verjüngten Zylinderabschnitt 22 an der Innenumfangsfläche in Kontakt treten.
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Nach dem Formeneinsetzschritt wird das Werkstück 50 anschließend auf der Außenumfangsform 70, wie in 5 gezeigt ist, angeordnet (entsprechend dem in 4 gezeigten Werkstückanordnungsschritt „S3“). Der verjüngte Zylinderabschnitt 22 (das heißt der Arretierungsabschnitt) in dem zylinderförmigen Körper 20 des Werkstückes 50 steht mit der ersten verjüngten Fläche 72 (das heißt dem arretierenden Abschnitt) der Außenumfangsform 70 in Kontakt, wodurch verhindert wird, dass sich das Werkstück 50 in axialer Richtung in Bezug auf die Außenumfangsform 70 nach unten bewegt. Hierbei steht der eine große Dicke aufweisende Abschnitt 23 in dem zylinderförmigen Körper 20 des Werkstückes 50 mit der kreiszylindrischen Innenumfangsfläche 71 der Außenumfangsform 70 in Kontakt. Dies bedeutet, dass die Außenumfangsform 70 nicht nur bewirkt, dass die erste verjüngte Fläche 72 (die als arretierender Abschnitt dient) der Außenumfangsform 70 an dem verjüngten Zylinderabschnitt 22 (der als Arretierungsabschnitt dient) des Werkstückes 50 axial arretiert ist, sondern auch den zylinderförmigen Körper 20 des Werkstückes 50 an der Außenumfangsfläche stützt.
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Hierbei gelangen die zweite verjüngte Fläche 73 und der Gegenschweißflächenbildungsabschnitt 75 der Außenumfangsform 70 nicht mit dem zu formenden Abschnitt 51 des Werkstückes 50 in Kontakt. Darüber hinaus ist die Außenumfangsform 70 auf eine vorbestimmte Temperatur, wenn das Werkstück 50 angeordnet wird, eingestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform bezeichnet der Begriff „vorbestimmte Temperatur“ eine gewöhnliche Temperatur (oder Raumtemperatur) und ist beispielsweise annähernd gleich 25°C. Dies bedeutet, dass die Außenumfangsform 70 zu diesem Zeitpunkt noch nicht erwärmt worden ist.
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Nach Beenden des Werkstückanordnungsschrittes gemäß Darstellung in 6 wird die Innenumfangsform 80 anschließend auf eine höhere Temperatur als die Temperatur der Außenumfangsform 70 eingestellt. Die Temperatur der Innenumfangsform 80 ist nicht nur eine Temperatur, die ermöglicht, dass wenigstens die innere Schicht 61 des Werkstückes 50 in einem Ausmaß erweicht wird, dass sie durch Aufweitung in einem Zustand geformt werden kann, in dem bewirkt wird, dass die Innenumfangsform 80 mit dem Werkstück 50 in Kontakt ist, sondern ist auch eine Temperatur, bei der die jeweiligen Schichten 61 bis 65, die das Werkstück 50 bilden, die mehrschichtige Struktur beibehalten. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist die Innenumfangsform 80 eine Temperatur auf, die in ausreichendem Maße niedriger als der Erweichungspunkt der Kraftstoffsperrschicht 62 ist.
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Darüber hinaus wird bewirkt, dass sich die eine höhere Temperatur aufweisende Innenumfangsform 80 derart annähert, dass die zweite verjüngte Fläche 84 der Innenumfangsform 80 durch die Öffnung in dem zu formenden Abschnitt 51 des Werkstückes 50 eingeführt wird. Zusätzlich wird bewirkt, dass sich die Innenumfangsform 80 der Außenumfangsform 70 weiter annähert, um zu bewirken, dass die kreiszylindrische Fläche 83 der Innenumfangsform 80 mit dem zu formenden Abschnitt 51 des Werkstückes 50 über die gesamte Länge, wie in 6 gezeigt ist, in Kontakt tritt. Ein Aufrechterhalten des Zustandes für eine vorbestimmte Zeitspanne führt zu einer Erwärmung des zu formenden Abschnittes 51 des Werkstückes 50 (entsprechend dem in 4 gezeigten Erwärmungsschritt „S4“). Hierbei wird keine der Schichten 61 bis 65, die den zu formenden Abschnitt 51 bilden, erweicht, sodass kein gegenseitiges Mischen stattfindet. Insbesondere wird die innere Schicht 61 dennoch weicher, während die mehrschichtige Struktur erhalten bleibt.
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Hierbei ist die Außenumfangsform 70 an einer Position befindlich, an der sie nicht mit dem zu formenden Abschnitt 51 in Kontakt steht. Darüber hinaus wird die Außenumfangsform 70 auch zu diesem Zeitpunkt bei einer gewöhnlichen Temperatur gehalten. Infolgedessen erfolgt, obwohl das Werkstück 50 von der Innenumfangsform 80 erwärmt wird, durch die Außenumfangsform 70 überhaupt keine Erwärmung.
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Nach dem Erwärmungsschritt wird bewirkt, dass sich die Innenumfangsform 80 anschließend der Außenumfangsform 70 weiter annähert, damit sich die Innenumfangsform 80 nach unten bewegt, bis sie in einen Zustand gelangt, in dem der Schweißflächenbildungsabschnitt 81a in dem Körperabschnitt 81 der Innenumfangsform 80 mit der Anschlagsplanfläche 74 der Außenumfangsform 70, wie in 7 gezeigt ist, in Kontakt tritt. Die Innenumfangsform 80 wird daher aus der Position während des Erwärmungsschrittes in eine weitere Position, in der sie mit der Außenumfangsform 70 in Kontakt steht, bewegt. Zudem wird die Innenumfangsform 80 für eine vorbestimmte Zeitspanne an einer Position gehalten, an der sie mit der Außenumfangsform 70 in Kontakt getreten ist.
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Dies bedeutet, dass der zu formende Abschnitt 51 des Werkstückes 50 entlang der ersten verjüngten Fläche 82 und dem Schweißflächenbildungsabschnitt 81a der Innenumfangsform 80 derart verformt wird, dass der Flansch 30 durch die erste verjüngte Fläche 82 und den Schweißflächenbildungsabschnitt 81a der Innenumfangsform 80 sowie durch die zweite verjüngte Fläche 73 und den Gegenschweißflächenbildungsabschnitt 75 der Außenumfangsform 70 durch Aufweitung geformt wird (entsprechend dem in 4 gezeigten Aufweitungsformungschritt „S5“).
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Im Detail bedeutet dies, dass die erste verjüngte Fläche 82 der Innenumfangsform 80 zunächst den zu formenden Abschnitt 51 des Werkstückes 50 verformt und sich entlang der zweiten verjüngten Fläche 73 radial vergrößert, während ein Kontakt mit der Innenumfangsfläche in dem zu formenden Abschnitt 51 des Werkstückes 50 besteht. Wenn darüber hinaus der Schweißflächenbildungsabschnitt 81a der Innenumfangsform 80 mit einem der Enden in dem zu formenden Abschnitt 51 des Werkstückes 50 in Kontakt steht, verformt der Schweißflächenbildungsabschnitt 81a der Innenumfangsform 80 den zu formenden Abschnitt 51 des Werkstückes 50, um eine weitere radiale Vergrößerung entlang dem Schweißflächenbildungsabschnitt 81a zu bewirken.
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Dabei bildet der Teil des zu formenden Abschnittes 51 des Werkstückes 50 den verjüngten Zylinderabschnitt 31 des Flansches 30 aufgrund der Einklemmung zwischen der zweiten verjüngten Fläche 73 der Außenumfangsform 70 und der ersten verjüngten Fläche 82 der Innenumfangsform 80 in radialer Richtung. Zudem bildet ein weiterer Teil des zu formenden Abschnittes 51 des Werkstückes 10 den Scheibenabschnitt 32 des Flansches 30 aufgrund der Einklemmung zwischen dem Gegenschweißflächenbildungsabschnitt 75 der Außenumfangsform 70 und dem Schweißflächenbildungsabschnitt 81a der Innenumfangsform 80 in axialer Richtung.
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Darüber hinaus wird das Werkstück 50 auf der Seite der inneren Schicht 61 weicher, wird jedoch auf der Seite der äußeren Schicht 63 im Vergleich zur Seite der inneren Schicht 61 nicht so leicht weicher, da die Innenumfangsform 80 das Werkstück 50 auf der Seite der inneren Schicht 61 bei dem Erwärmungsschritt erwärmt. Infolgedessen gelangt, obwohl die innere Schicht 61 in einem Zustand leichter Fließfähigkeit ist, die äußere Schicht 63 in einen Zustand vergleichsweiser weniger leichter Fließfähigkeit.
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Daher versucht die innere Schicht 61, deren Fließfähigkeit erleichtert ist, wenn der zu formende Abschnitt 51 des Werkstückes 50 einem Aufweitungsformen unterzogen wird, in Richtung des Gewichtes nach unten zu fließen. Wird jedoch die andere Bildungszone, die zu dem Scheibenabschnitt 32 des Flansches 30 gleichwertig ist, durch Aufweitung geformt, so verflüssigt sich beispielsweise diese Bildungszone nicht in einem Ausmaß, dass sie hin zur Bodenfläche in dem Gegenschweißflächenbildungsabschnitt 75 der Außenumfangsform 70 fließt, da die innere Schicht 61 des Werkstückes 50 in Richtung der Schwerkraft oben befindlich ist. Daher wird der Flansch 30 sicher gebildet.
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Man beachte hierbei, dass beim Aufweitungsformen des Flansches 30 durch die Außenumfangsform 70 und die Innenumfangsform 80, wie vorstehend ausgeführt worden ist, die Innenumfangsform 80 eine Kraft erzeugt, die den zu formenden Abschnitt 51 des Werkstückes 50 in axialer Richtung nach unten drängt. Die Kraft wird auch zwischen der Außenumfangsform 70 und dem Werkstück 50 übertragen. Für den Fall, dass das Werkstück 50 eine Positionsversetzung oder Fehlausrichtung erfahren hat, die in Bezug auf die Außenumfangsform 70 in axialer Richtung aufgetreten ist, ist es nicht möglich, den Flansch 30 an einer gewünschten Stelle zu bilden. Infolgedessen muss wie beim Aufweitungsformen des zu formenden Abschnittes 51 des Werkstückes 50 durch die Innenumfangsform 80 die Außenumfangsform 70 die Stelle des Werkstückes 50 in axialer Richtung beibehalten.
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Hierbei sind der verjüngte Zylinderabschnitt 22 (der als Arretierungsabschnitt dient) des Werkstückes 50 und die erste verjüngte Fläche 72 (die als arretierender Abschnitt dient) der Außenumfangsform 70 derart aneinander arretiert, dass die Außenumfangsform 70 die axiale Stelle des Werkstückes 50 beibehält. Man beachte, dass die Kraft der Arretierung zwischen der Außenumfangsform 70 und dem Werkstück 50 von der Reibungskraft zwischen beiden abhängt. Infolgedessen gilt, dass mit steigender Temperatur der beiden die Reibungskraft weiter abnimmt.
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Die Außenumfangsform 70 soll jedoch weiterhin nicht aktiv bei dem Aufweitungsformungsschritt erwärmt werden. Infolgedessen, dass sich die Innenumfangsform 80 der Außenumfangsform 70 annähert, wird die Wärme der Innenumfangsform 80 über das Werkstück 50 in die Umgebung übertragen. Sogar in einem Zustand, in dem die Wärme auf die Außenumfangsform 70 übertragen wird, weist die Außenumfangsform 70 jedoch eine Temperatur auf, die insgesamt niedriger als die Temperatur der Innenumfangsform 80 ist. Als Folge dessen wird die Reibungskraft zwischen den beiden in ausreichendem Maße höher, sodass Versetzungen oder Fehlausrichtungen an den relativen Stellen zwischen der Außenumfangsform 70 und dem Werkstück 50 in axialer Richtung weniger wahrscheinlich auftreten. Daher wird der Flansch 30 an der gewünschten Stelle durch Aufweitung geformt.
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Während ein Zustand aufrechterhalten wird, in dem das Werkstück 50 zwischen der Außenumfangsform 70 und der Innenumfangsform 80, wie in 7 gezeigt ist, eingeklemmt ist, werden diese im Anschluss von dem nicht gezeigten Körper der Presseinrichtung entfernt. Die entfernte Einheit (50, 70, 80) wird für eine vorbestimmte Zeitspanne in ein eine vorbestimmte Temperatur aufweisendes Bad gelegt, um eine Gesamterhitzungsbehandlung an dem Werkstück 50 durchzuführen (entsprechend dem in 4 gezeigten Gesamterhitzungsbehandlungsschritt „S6“). In diesem Fall wird das gesamte Werkstück 50 erhitzt, was im Gegensatz zu den Gegebenheiten beim vorbeschriebenen Erwärmungsschritt und Aufweitungsformungsschritt steht. Die Gesamterhitzungsbehandlung beseitigt innere Spannungen in dem Werkstück 50.
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Das Werkstück 50, das weiterhin in einem Zustand gehalten wird, in dem es zwischen der Außenumfangsform 70 und der Innenumfangsform 80 gehalten ist, wird anschließend abgekühlt (entsprechend dem in 4 gezeigten Abkühlschritt „S7“), woraufhin die Außenumfangsform 70 und die Innenumfangsform 80 von dem Werkstück 50 entfernt werden (entsprechend dem in 4 gezeigten Formentnahmeschritt „S8“). Ist dies erfolgt, so ist der Einfüllstutzen 30 fertiggestellt.
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Vorteilhafte Wirkungen
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Nachstehend folgen Erläuterungen zu vorteilhaften Wirkungen im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren des Einfüllstutzens 13, der an dem Kraftstofftank 11 an der Öffnung, wie vorstehend beschrieben worden ist, angeschweißt werden soll und aus thermoplastischem Harz besteht. Der erfindungsgemäße Einfüllstutzen 13 umfasst den zylinderförmigen Körper 20; den Flansch 30, der sich von dem zylinderförmigen Körper 20 aus an dem Ende radial nach außen ausdehnt und eine Endfläche aufweist, die an dem Kraftstofftank 11 angeschweißt werden soll; und den Arretierungsabschnitt „22“, der in dem zylinderförmigen Körper 20 auf der Außenumfangsseite angeordnet ist. Das Werkstück 50 des Einfüllstutzens 13 umfasst den zylinderförmigen Körper 20; den zylindrischen zu formenden Abschnitt 51, der als Bildungszone vor dem Aufweitungsformen des Flansches 30 dient; und den Arretierungsabschnitt „22“.
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Das Herstellungsverfahren des Einfüllstutzens 13 verwendet die Außenumfangsform 70 und die Innenumfangsform 80. Die Außenumfangsform 70 umfasst den Gegenschweißflächenbildungsabschnitt 75, der den zylinderförmigen Körper 20 des Werkstückes 50 an der Außenumfangsfläche stützen kann und eine Gegenschweißfläche in dem Flansch 30 bilden kann; und den arretierenden Abschnitt „72“ zur Arretierung des Arretierungsabschnitts „22“ in axialer Richtung. Die Innenumfangsform 80 umfasst den Schweißflächenbildungsabschnitt 81a, der wenigstens in den zu formenden Abschnitt 51 des Werkstückes 50 einführbar ist und eine Schweißfläche in dem Flansch 30 bilden kann.
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Darüber hinaus umfasst das Herstellungsverfahren des Einfüllstutzens 13 einen Werkstückanordnungsschritt „S3“ des Anordnens des Werkstückes 50 auf der Außenumfangsform 70 nicht nur zur axialen Arretierung des Arretierungsabschnitts „22“ mittels des arretierenden Abschnittes „72“, sondern auch zum Bewirken dessen, dass die Außenumfangsform 70, die auf eine vorbestimmte Temperatur eingestellt ist, den zylinderförmigen Körper 20 des Werkstückes 50 an der Außenumfangsfläche stützt; und einen auf den Werkstückanordnungsschritt „S3“ folgenden Aufweitungsformungsschritt „S5“ des Aufweitungsformens des Flansches 30 durch Einführen der Innenumfangsform 80, die auf eine höhere Temperatur als die vorbestimmte Temperatur der Außenumfangsform 70 eingestellt ist, in den zu formenden Abschnitt 51 auf der Innenumfangsseite und durch relatives Bewegen der Außenumfangsform 70 und der Innenumfangsform 80 in axialer Richtung zum Bewirken dessen, dass der Gegenschweißflächenbildungsabschnitt 75 und der Schweißflächenbildungsabschnitt 81a den zu formenden Abschnitt 51 zwischen beiden in axialer Richtung einklemmen.
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Entsprechend dem vorbeschriebenen Herstellungsverfahren wird der Flansch 30 durch Aufweitungsformen des zylindrischen zu formenden Abschnittes 51 in dem Werkstück 50 geformt. Hierbei werden die nachfolgenden Elemente verwendet: die Außenumfangsform 70, die das Werkstück 50 des Einfüllstutzens 13 auf der Außenumfangsseite stützt; und die Innenumfangsform 80, die es auf der Innenumfangsseite stützt. Man beachte hierbei, dass bei dem Aufweitungsformungsschritt die Innenumfangsform 80 auf eine höhere Temperatur als diejenige der Außenumfangsform 70 eingestellt ist. Dies bedeutet, dass die Innenumfangsform 80 den zu formenden Abschnitt 51 des Werkstückes 50 erwärmt und diesen in einen Zustand leichter Aufweitungsformbarkeit versetzt.
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Indes weist bei dem Aufweitungsformungsschritt die Außenumfangsform 70 eine niedrigere Temperatur als die Innenumfangsform 80 auf. Die Außenumfangsform 70 ist eine Form, auf der das Werkstück 50 vor dem Aufweitungsformungsschritt angeordnet worden ist. Hierbei wird der Arretierungsabschnitt „22“ des Werkstückes 50 in einen Zustand der Arretierung an dem arretierenden Abschnitt „72“ der Außenumfangsform 70 versetzt. Dies bedeutet, dass sogar dann, wenn die Innenumfangsform 80 auf eine relativ höhere Temperatur bei dem Aufweitungsformungsschritt eingestellt ist, das Werkstück 50 nicht in einen Zustand gelangt leicht verformbar an den Stellen zu sein, die mit der Außenumfangsform 70 in Kontakt stehen, da die Außenumfangsform 70 eine niedrigere Temperatur aufweist, sodass der Arretierungsabschnitt „22“ und der arretierende Abschnitt „72“ eine hohe Reibungskraft aufweisen. Als Folge treten Versetzungen oder Fehlausrichtungen an den Relativpositionen zwischen der Außenumfangsform 70 und dem Werkstück 50 mit reduzierter Wahrscheinlichkeit auf. Daher wird der Flansch 30 an einer gewünschten Position in dem Werkstück 50 des Einfüllstutzens 13 durch Aufweitung geformt.
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Darüber hinaus umfasst das Herstellungsverfahren des Einfüllstutzens 13 des Weiteren den auf den Werkstückanordnungsschritt „S3“ folgenden Erwärmungsschritt „S4“ des Erwärmens des zu formenden Abschnittes 51 an einer vorbestimmten Stelle desselben, an der die Innenumfangsform 80, die auf eine höhere Temperatur als die vorbestimmte Temperatur der Außenumfangsform 70 eingestellt ist, in den zu formenden Abschnitt 51 auf der Innenumfangsseite für eine vorbestimmte Zeitspanne eingeführt ist. Zusätzlich folgt dem Erwärmungsschritt „S4“ der Aufweitungsformungsschritt „S5“ des Aufweitungsformens des Flansches 30 durch relatives Bewegen der Außenumfangsform 70 und der Innenumfangsform 80 in axialer Richtung derart, dass der Gegenschweißflächenbildungsabschnitt 75 und der Schweißflächenbildungsabschnitt 81a den zu formenden Abschnitt 51 zwischen einander in axialer Richtung einklemmen.
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Die Innenumfangsform 80 erwärmt das Werkstück 50, wohingegen die Außenumfangsform 70 es nicht erwärmt. Infolgedessen erwärmt die Innenumfangsform 80 das Werkstück 50 für eine vorbestimmte Zeitspanne vor Ausführung des Aufweitungsformens. Im Ergebnis ist es möglich, den Flansch 30 beim Aufweitungsformen sicher zu formen.
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Zudem wird bei dem Erwärmungsschritt „S4“ nur eine Bildungszone in einem Trennabstand von dem Arretierungsabschnitt „22“ zu einer Seite der Endfläche erwärmt. Daher wird infolge des Erwärmungsschrittes der Arretierungsabschnitt „22“
nicht derart stark erwärmt, dass er sicher eine Arretierungskraft ausübt. Man beachte, dass bei der vorliegenden Ausführungsform die während des Erwärmungsschrittes „S4“ erwärmte Bildungszone der zu formende Abschnitt 51 des Werkstückes 50 ist und von dem Arretierungsabschnitt „22“ zu einer Seite der Endfläche hin in einem Trennabstand befindlich ist. Im Detail bedeutet dies, dass bei der vorliegenden Ausführungsform die während des Erwärmungsschrittes „S4“ erwärmte Bildungszone den zylinderförmigen Körper 20 nicht beinhaltet.
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Darüber hinaus weist die Außenumfangsform 70 eine vorbestimmte Temperatur, nämlich eine gewöhnliche Temperatur, auf. Daher wird das Werkstück 50, das mit der Außenumfangsform 70 in Kontakt steht, durch die Außenumfangsform 70 überhaupt nicht erwärmt. Hierdurch bietet die Außenumfangsform 70 sicher eine Arretierungskraft in Bezug auf das Werkstück 50.
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Ferner weisen der Einfüllstutzen 13 und dessen Werkstück 50 eine mehrschichtige Struktur auf, die eine innerste Schicht beinhaltet, deren Dicke am größten ist. Bei dem Aufweitungsformungsschritt „S5“ wird der Flansch 30 durch Aufweitung geformt, während wenigstens die innersten Schichten „41 und 61“ des zu formenden Abschnittes 51 erwärmt werden. Weist der Einfüllstutzen 13 eine mehrschichtige Struktur auf, so muss die mehrschichtige Struktur sogar während des Erwärmungsschrittes und des Aufweitungsformungsschrittes erhalten bleiben. Die innersten Schichten „41 und 61“ am dicksten auszubilden, führt dazu, dass eine Erhaltung der mehrschichtigen Struktur beim Aufweitungsformen des Flansches 30 wahrscheinlich erhalten bleibt. Obwohl darüber hinaus die innersten Schichten „41 und 61“ eine Schweißfläche für den Kraftstofftank 11 bilden, bewirken die innersten Schichten „41 und 61“, die am dicksten sind, dass die ausreichenden Sicherstellung eines Schweißvolumens möglich wird, wodurch es möglich wiederum wird, als Folge eine Schweißkraft zu gewährleisten. Insbesondere dehnen sich die innersten Schichten „41 und 61“ beim Aufweitungsformen des Flansches 30 am meisten, sodass diese im Sinne einer Abnahme des Schweißvolumens wirken. Da jedoch die innersten Schichten „41 und 61“ dick sind, wird es möglich, ein ausreichendes Schweißvolumen sogar dann zu gewährleisten, wenn eine Abnahme des Schweißvolumens in Betracht kommt.
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Darüber hinaus umfasst das Herstellungsverfahren des Einfüllstutzens 13 des Weiteren einen auf den Aufweitungsformungsschritt „S5“ folgenden Gesamterhitzungsbehandlungsschritt „S6“ des Ausführens einer Gesamterhitzungsbehandlung in einem Zustand, in dem der Einfüllstutzen 13 zwischen der Außenumfangsform 70 und der Innenumfangsform 80 gehalten ist. Interne Spannungen werden durch Ausführen der Gesamterhitzungsbehandlung entfernt, sodass der Einfüllstutzen 13 sicher in einer gewünschten Ausgestaltung erhalten werden kann.
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Zudem ist die Innenumfangsform 80 oben in Bezug auf die Außenumfangsform 70 angeordnet und des Weiteren derart positioniert, dass sie relativ in Bezug auf die Außenumfangsform 70 in Richtung der Schwerkraft beweglich ist. Man beachte hierbei, dass bei dem Erwärmungsschritt „S4“ das Werkstück 50 auf der Seite der inneren Schicht 61 weicher wird, jedoch auf der Seite der äußeren Schicht 63 im Vergleich zu der inneren Schicht 61 weniger leicht weicher wird, da die Innenumfangsform 80 das Werkstück 50 auf der Seite der inneren Schicht 61 erwärmt. Infolgedessen wird die innere Schicht 61 in einen Zustand leichter Fließfähigkeit gebracht, wohingegen die äußere Schicht 63 in einen anderen Zustand vergleichsweiser weniger leichter Fließfähigkeit bzw. Verflüssigung gebracht wird.
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Daher versucht die innere Schicht 61, deren Fließfähigkeit erleichtert ist, wenn der zu formende Abschnitt 51 des Werkstückes 50 dem Aufweitungsformen unterzogen wird, nach unten in Richtung des Gewichtes zu fließen. Ist der Flansch 30 durch Aufweitung geformt, so verflüssigt sich die innere Schicht 61 des Werkstückes 50 beispielsweise nicht in einem Ausmaß, dass die innere Schicht 61 zur Bodenfläche in dem Gegenschweißflächenbildungsabschnitt 75 der Au ßenumfangsform 70 fließt, da sie in Richtung der Schwerkraft oben befindlich ist. Daher wird der Flansch 30 sicher gebildet.
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Man beachte hierbei, dass bei der vorliegenden Ausführungsform ungeachtet dessen, dass der verjüngte Zylinderabschnitt 22 des Werkstückes 50 dafür ausgelegt ist, als Arretierungsabschnitt zu dienen, während die erste verjüngte Fläche 72 der Außenumfangsform 70 dafür ausgelegt ist, als arretierender Abschnitt zu dienen, die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Umfasst das Werkstück 50 beispielsweise eine Balgsektion, so ist es zudem möglich zu bewirken, dass die Balgsektion als arretierender Abschnitt dient und eine Bildungszone schafft, die der Balgsektion in der Außenumfangsform 70 entspricht, und zu bewirken, dass eine Bildungszone entsprechend der Balgsektion in der Außenumfangsform 70 als arretierender Abschnitt dient. Darüber hinaus ist es sogar möglich, den Arretierungsabschnitt als Vorsprung auszugestalten, der von einer Außenumfangsfläche in dem zylinderförmigen Körper 20 des Werkstückes 50 radial nach außen vorsteht, und den arretierenden Abschnitt als Ausnehmung auszugestalten, die an dem Vorsprung arretiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftstoffleitung
- 11
- Kraftstofftank
- 13
- Einfüllstutzen
- 13a
- Ende des Einfüllstutzens
- 14
- Belüftungsleitung
- 20
- zylinderförmiger Körper
- 21
- eine kleine Dicke aufweisender Abschnitt
- 22
- verjüngter Zylinderabschnitt (das heißt Arretierungsabschnitt)
- 23
- eine große Dicke aufweisender Abschnitt
- 30
- Flansch
- 31
- verjüngter Zylinderabschnitt
- 32
- Scheibenabschnitt
- (41, 61)
- innere Schichten (das heißt innerste Schichten)
- (42, 62)
- Kraftstoffsperrschichten
- (43, 63)
- äußere Schichten
- 50
- Werkstück
- 51
- zu formender Abschnitt
- 70
- Außenumfangsform
- 71
- kreiszylindrische Innenumfangsfläche
- 72
- erste verjüngte Fläche (das heißt arretierender Abschnitt)
- 73
- zweite verjüngte Fläche
- 74
- Anschlagsplanfläche
- 75
- Gegenschweißflächenbildungsabschnitt
- 80
- Innenumfangsform
- 81
- Körperabschnitt
- 81a
- Schweißflächenbildungsabschnitt
- 82
- erste verjüngte Fläche
- 83
- kreiszylindrische Fläche
- 84
- zweite verjüngte Fläche
