DE19902430A1 - Verfahren zur Fertigung eines Behälters aus Kunststoff - Google Patents
Verfahren zur Fertigung eines Behälters aus KunststoffInfo
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Abstract
Bei einem Verfahren zur Fertigung eines Behälters aus Kunststoff werden zunächst Schalenteile (1) aus Kunststoff im Spritzgußverfahren einteilig mit Rohlingen für Leitungen (9, 10) und Halterungen gefertigt. Anschließend werden die Leitungen (9, 10) und Halterungen durch Umformen der Rohlinge hergestellt. Hierdurch können kompliziert gestaltete Schalenteile (1) kostengünstig in einer einfach aufgebauten Spritzgußform gefertigt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung eines
Behälters aus Kunststoff, bei dem ein Schalenteil im
Spritzgußverfahren gefertigt wird und anschließend mehre
re Schalenteile untereinander zu dem Behälter verbunden
werden, wobei die Schalenteile einteilig mit weiteren
Bauteilen gefertigt werden.
Solche Verfahren sind aus der Praxis beispielsweise zur
Fertigung von Kraftstoffbehältern oder Scheibenwaschbe
hältern von Kraftfahrzeugen bekannt. Hierbei werden an
den Behältern anzuordnende Halterungen oder Anschlußstut
zen im Spritzgußverfahren gefertigt. Da die Halterungen
meist Verstärkungsstreben haben und die Anschlußstutzen
häufig gebogen sind oder Hinterschneidungen aufweisen,
werden die Schalenteile in der Regel im Bereich der Bau
teile getrennt oder in Spritzgußformen mit mehreren Ker
nen gefertigt. Alternativ dazu können die Bauteile mit
einer Kernausschmelztechnik erzeugt werden.
Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist, daß es sehr
kostenintensiv anzuwenden ist und sich nur sehr einfach
gestaltete Bauteile einteilig mit den Schalenteilen fer
tigen lassen. Beispielsweise sind für den zu fertigenden
Behälter eine Vielzahl von Schalenteilen oder eine sehr
aufwendige Spritzgußform mit mehreren verfahrbaren Kernen
erforderlich. Daher werden meist nur sehr kleine Bauteile
mit den Schalenteilen gefertigt und große und kompliziert
geformte Bauteile separat gefertigt und nachträglich an
den Schalenteilen befestigt.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren
der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß es
die einteilige Fertigung nahezu beliebig gestalteter Bau
teile mit den Schalenteilen ermöglicht und daß es beson
ders kostengünstig anwendbar ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
zunächst eines der Schalenteile und Rohlinge für die wei
teren Bauteile gemeinsam im Spritzgußverfahren gefertigt
werden und daß die weiteren Bauteile anschließend durch
eine Umformung der Rohlinge in ihre vorgesehene Form ge
bracht werden.
Durch die nachträgliche Umformung der Rohlinge lassen
sich sehr kompliziert gestaltete Bauteile fertigen. Da
die Rohlinge jedoch für den Einsatz des sehr kostengün
stigen Spritzgußverfahrens gestaltet werden können, läßt
sich das erfindungsgemäße Verfahren sehr einfach auf die
Fertigung der komplizierten Bauteile anwenden. Dank der
Erfindung läßt sich die Anzahl der Schalenteile selbst
bei einer Vielzahl komplizierter Bauteile zur Herstellung
des Behälters besonders gering halten. Das erfindungsge
mäße Verfahren ist daher besonders kostengünstig anwend
bar. Ein weiterer Vorteil des mit diesem Verfahren als
Kraftstoffbehälter vorgesehenen Behälters besteht darin,
daß sich die Anzahl der zu verbindenden Schalenteile be
sonders gering halten läßt. Dies trägt zu einer besonders
geringen Permeation des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffbe
hälter bei. Dank des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen
sich kleinere Änderungen der an dem Behälter anzuordnen
den Halterungen und Leitungen mit besonders geringem
Werkzeugaufwand beim Umformen vornehmen. Das meist sehr
kostenintensive Spritzgußwerkzeug kann hierbei unverän
dert bleiben. Dies führt insbesondere bei einer Fertigung
des Behälters in einer Großserie wie in der Automobil
technik zu einer besonders einfachen Modellpflege und
Weiterentwicklung des Behälters.
Gebogene Anschlußstutzen lassen sich mit dem erfindungs
gemäßen Verfahren besonders einfach herstellen, wenn die
Rohlinge zum Umformen warm gebogen werden. Dank der Er
findung ist eine Teilung des Schalenteils im Bereich des
Anschlußstutzens wie bei dem bekannten Verfahren nicht
mehr erforderlich.
Verbreiterungen in an dem Behälter angeordneten Rohrlei
tungen und Nebenbehälter zur Aufnahme von Filtern oder
Ausgleichsbehälter neben einem Hauptbehälter lassen sich
gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Er
findung einfach fertigen, wenn das Umformen im Blasver
fahren erfolgt. Solche Nebenbehälter werden beispielswei
se bei Kraftstoffbehältern für eine Belüftung oder als
Ausgleichskammer häufig benötigt.
Separat zu montierende Bauteile lassen sich gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mit be
sonders geringem Aufwand an dem Behälter befestigen, wenn
vor dem Umformen in die Rohlinge Filter, Ventile oder
weitere mit dem Behälter zu verbindende Bauteile einge
setzt werden.
Das Umformen erfordert gemäß einer anderen vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen Auf
wand, wenn die Rohlinge mit einer dem weiteren Bauteil
entsprechenden Querschnittsform im Spritzgußverfahren ge
fertigt werden.
Die Fertigung der Schalenteile im Spritzgußverfahren er
möglicht gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung den Einsatz von besonders kostengünstigen
Spritzgußformen, wenn die Rohlinge jeweils im Spritzguß
verfahren mit einem runden Querschnitt gefertigt werden
und wenn anschließend der vorgesehene Querschnitt des je
weiligen Bauteils durch Umformen erzeugt wird. Hierdurch
wird der Rohling für das Spritzgußverfahren weiter opti
miert. Die vorgesehene Wandstärke des Bauteils wird dem
entsprechend ebenfalls beim Umformen erzeugt.
Zur weiteren Verringerung der Kosten bei der Fertigung
des Behälters trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung bei, wenn bei einteilig mit
dem Behälter zu fertigenden Leitungen zunächst Stutzen
mit einem geschlossenen Bodenbereich zusammen mit den
Schalenteilen gefertigt werden und wenn der Bodenbereich
nach der Entnahme der Schalenteile geöffnet wird. Weiter
hin können hierdurch Behälter ohne Änderung der Spritz
gußform mit einer unterschiedlichen Anzahl von Leitungen
versehen werden.
Zur weiteren Verringerung der Kosten bei der Fertigung
des Behälters trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung bei, wenn für zwei nebenein
ander zu fertigende Leitungen ein einziger rohrförmiger
Rohling im Spritzgußverfahren gefertigt wird und wenn an
schließend der Rohling entlang seiner längsten Erstrec
kung zusammengedrückt wird.
Anschlußstutzen für daran anzuschließende Leitungen wer
den häufig in einem Teilbereich elastisch gestaltet, um
beispielsweise Vibrationen nicht von der Leitung auf den
Behälter zu übertragen. Solche elastischen Bereiche las
sen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung einfach einteilig mit dem Behälter ferti
gen, wenn zur Fertigung des Rohlings im Spritzgußverfah
ren mehrere verschiedene Kunststoffe an verschiedenen
Stellen der Spritzgußform zugeführt werden. Der elasti
sche Bereich wird dann einfach durch den Einsatz eines
weichen Kunststoffs an dieser Stelle erzeugt.
Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt keine in der
Spritzgußform verfahrbaren Kerne, wenn im Spritzgußver
fahren axial entformbare Teile gefertigt werden. Hier
durch gestaltet sich das erfindungsgemäße Verfahren be
sonders kostengünstig.
Zur weiteren Vereinfachung des erfindungsgemäßen Verfah
rens trägt es bei, wenn schwenkbare, mit Wellungen verse
hene Teilstücke der Bauteile beim Umformen erzeugt wer
den.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur
weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere
davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend
beschrieben. Diese zeigt in
Fig. 1a ein aus Kunststoff im Spritzgußverfahren
gefertigtes Schalenteil,
Fig. 1b das Schalenteil aus Fig. 1a nach einem
Umformen,
Fig. 2a eine Schnittdarstellung durch einen rohr
förmigen Rohling des Schalenteils aus Fig.
1a entlang der Linie IIa-IIa,
Fig. 2b eine Schnittdarstellung durch eine Leitung
aus Fig. 1b entlang der Linie IIb-IIb,
Fig. 3a eine weitere Ausführungsform des aus Kunst
stoff im Spritzgußverfahren gefertigten
Schalenteils,
Fig. 3b das Schalenteil aus Fig. 3a nach einem
Umformen,
Fig. 4a eine Schnittdarstellung durch einen rohr
förmigen Rohling des Schalenteils aus Fig.
3a entlang der Linie IVa-IVa,
Fig. 4b eine Schnittdarstellung durch eine Leitung
aus Fig. 3b entlang der Linie IVb-IVb.
Die Fig. 1a zeigt ein aus Kunststoff im Spritzgußverfah
ren gefertigtes Schalenteil 1. Das Schalenteil 1 hat ei
nen Flansch 2 zur Verbindung mit einem Flansch eines
nicht dargestellten, entsprechend geformten Schalenteils
beispielsweise zur Herstellung eines Kraftstoffbehälters
eines Kraftfahrzeuges. Das Schalenteil 1 hat einen bau
chigen Bereich 3 zur Bildung einer Hälfte des Krafstoff
behälters und zwei davon abstehende, rohrförmig gestalte
te Rohlinge 4, 5. Einer der Rohlinge 4 weist drei Berei
che 6-8 mit verschiedenen Kunststoffen mit unterschied
lichen Festigkeiten auf. Diese verschiedenen Bereiche
6-8 lassen sich in einer nicht dargestellten Spritzgußform
durch mehrere von jeweils verschiedenen Kunststoffen ge
speisten Düsen einfach fertigen. In der Zeichnung sind
die Grenzen der Bereiche 6-8 mit strichpunktierten Li
nien gekennzeichnet. Der zweite Rohling 5 ist senkrecht
zu dem Flansch 2 angeordnet und konisch gestaltet. Hier
durch läßt sich der zweite Rohling 5 in einer besonders
einfach aufgebauten und damit kostengünstigen Spritzguß
form fertigen. Das freie Ende des Rohlings 5 ist ver
schlossen.
Die Fig. 1b zeigt das Schalenteil 1 aus Fig. 1a, nach
dem die Rohlinge 4, 5 zu Leitungen 9, 10 umgeformt wur
den. Der die Bereiche 6-8 mit unterschiedlichen Festig
keiten aufweisende Rohling 4 wurde gestreckt und hat in
einem mittleren, von weichem Kunststoff gebildeten Be
reich einen Faltenbalg 11 und an seinem freien Ende einen
Anschlußstutzen 12 für eine weiterführende Leitung. Der
Faltenbalg 11 kann beispielsweise im Blasverfahren er
zeugt sein. Die aus dem zweiten Rohling 5 hergestellte
Leitung 10 ist mehrfach gebogen. Weiterhin ist das ver
schlossene Ende der Leitung 10 beispielsweise mit einem
erwärmten Dorn geöffnet worden.
Fig. 2a zeigt den zweiten Rohling 5 aus Fig. 1a in ei
ner Schnittdarstellung entlang der Linie IIa-IIa. Hier
bei ist zu erkennen, daß der Rohling 5 einen runden Quer
schnitt hat. In Fig. 2b ist die Leitung 10 aus Fig. 1b
in einer Schnittdarstellung entlang der Linie IIb-IIb
dargestellt. Die Leitung 10 ist durch Umformen des im
Spritzgußverfahren gefertigten Rohlings 5 aus Fig. 2a
erzeugt. Im Vergleich zu dem Rohling 5 hat die Leitung 10
eine andere Querschnittsform und eine geringere Wandstär
ke. Selbstverständlich können zusätzlich zu den Leitungen
10 Halterungen zur Befestigung des aus Schalenteilen 1
zusammengesetzten Behälters im Spritzgußverfahren gefer
tigt und entsprechend ihrer vorgesehenen Form umgeformt
werden.
Die Fig. 3a zeigt ein aus Kunststoff im Spritzgußverfah
ren gefertigtes Schalenteil 13 mit einem Flansch 14 zur
Verbindung mit einem weiteren nicht dargestellten Scha
lenteil. Das Schalenteil 13 hat zwei rohrförmige Rohlinge
15, 16. Im Gegensatz zu dem Schalenteil 1 aus Fig. 1a
sind die Rohlinge 15, 16 senkrecht zu dem Flansch 14 an
geordnet, so daß sich das gesamte Schalenteil 13 beson
ders kostengünstig in einer axial entformbaren Spritzguß
form fertigen läßt.
Die Fig. 3b zeigt das Schalenteil 13 aus Fig. 3a nach
einem Umformen der Rohlinge 15, 16. Einer der Rohlinge 15
ist zu einer Aufnahme 17 für ein Filterelement 18 umge
formt worden. Hierfür wurde zunächst das Filterelement 18
in den in Fig. 3a dargestellten Rohling 15 eingesetzt
und anschließend der Rohling 15 wie in Fig. 3b darge
stellt umgeformt, so daß das Filterelement 18 zuverlässig
befestigt ist. Der zweite Rohling 16 ist zu zwei parallel
geführten Leitungen 19, 20 umgeformt.
Die Fig. 4a zeigt eine Schnittdarstellung durch den
zweiten Rohling 16 aus Fig. 3a entlang der Linie
IVa-IVa. Fig. 4b zeigt die Leitungen 19, 20 aus Fig. 3b in
einer Schnittdarstellung entlang der Linie IVb-IVb.
Hierbei ist zu erkennen, daß der Rohling 16 aus Fig. 4a
zur Herstellung der in Fig. 4b dargestellten Leitungen
19, 20 in seinem mittleren Bereich entlang seiner läng
sten Erstreckung zusammengedrückt wurde.
Claims (11)
1. Verfahren zur Fertigung eines Behälters aus Kunst
stoff, bei dem ein Schalenteil im Spritzgußverfahren ge
fertigt wird und anschließend mehrere Schalenteile unter
einander zu dem Behälter verbunden werden, wobei die
Schalenteile einteilig mit weiteren Bauteilen gefertigt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eines der
Schalenteile und Rohlinge für die weiteren Bauteile ge
meinsam im Spritzgußverfahren gefertigt werden und daß
die weiteren Bauteile anschließend durch eine Umformung
der Rohlinge in ihre vorgesehene Form gebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rohlinge zum Umformen warm gebogen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Umformen im Blasverfahren erfolgt.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Umformen in
die Rohlinge Filter, Ventile oder weitere mit dem Behäl
ter zu verbindende Bauteile eingesetzt werden.
5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge mit ei
ner dem weiteren Bauteil entsprechenden Querschnittsform
im Spritzgußverfahren gefertigt werden.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge jeweils
im Spritzgußverfahren mit einem runden Querschnitt gefer
tigt werden und daß anschließend der vorgesehene Quer
schnitt des jeweiligen Bauteils durch Umformen erzeugt
wird.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einteilig mit
dem Behälter zu fertigenden Leitungen zunächst Stutzen
mit einem geschlossenen Bodenbereich zusammen mit den
Schalenteilen gefertigt werden und daß der Bodenbereich
nach der Entnahme der Schalenteile geöffnet wird.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für zwei nebeneinan
der zu fertigende Leitungen ein einziger rohrförmiger
Rohling im Spritzgußverfahren gefertigt wird und daß an
schließend der Rohling entlang seiner längsten Erstrec
kung zusammengedrückt wird.
9. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fertigung des
Rohlings im Spritzgußverfahren mehrere verschiedene
Kunststoffe an verschiedenen Stellen der Spritzgußform
zugeführt werden.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Spritzgußverfah
ren axial entformbare Teile gefertigt werden.
11. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß schwenkbare, mit
Wellungen versehene Teilstücke der Bauteile beim Umformen
erzeugt werden.
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