DE19902430C2

DE19902430C2 - Verfahren zur Fertigung eines Behälters aus Kunststoff

Info

Publication number: DE19902430C2
Application number: DE19902430A
Authority: DE
Inventors: Dieter Keller
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2001-09-06
Anticipated expiration: 2019-01-23
Also published as: CN1293610A; WO2000043186A1; BR0004308A; EP1066147A1; DE19902430A1; KR20010092253A; JP2002535161A; CN1106256C

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 anzu wenden ist und sich nur sehr einfach gestaltete Bauteile einteilig mit den Scha lenteilen fertigen lassen. Beispielsweise sind für den zu fertigenden Behälter ei ne Vielzahl von Schalenteilen oder eine sehr aufwendige Spritzgußform mit meh reren 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.

Weiter ist ein Verfahren zur Herstellung von offenen Kunststoffhohlkörpern be kannt, bei dem der offene Hohlkörper zuerst als einfache Form spritzgegossen und anschließend in einem zweiten Verfahrensschritt durch Tiefziehen in seiner endgültigen Form erzeugt wird (DE 196 48 323 C1). Während bereits die Her stellung des Hohlkörpers mehrere Verfahrensschritte erfordert, bedingt die An ordnung weiterer Bauteile am Hohlkörper eine Vielzahl zusätzlicher Verfahrens schritte, die ein derartiges Verfahren sehr kostenintensiv gestalten.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genann ten Art so weiterzuentwickeln, dass es die einteilige Fertigung nahezu beliebig gestalteter Bauteile mit den Schalenteilen ermöglicht und dass es besonders kostengünstig anwendbar ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß bei dem im Oberbegriff des Patentan spruchs 1 angegebenen Verfahrens dadurch gelöst, dass zunächst eines der Schalenteile und Rohlinge für die weiteren Bauteile gemeinsam im Spritzguß verfahren gefertigt werden und dass die weiteren Bauteile anschließend durch eine Umformung der Rohlinge in ihre vorgesehene Form gebracht werden.

Durch die nachträgliche Umformung der Rohlinge lassen sich sehr kompliziert gestaltete Bauteile fertigen. Da die Rohlinge jedoch für den Einsatz des sehr ko stengünstigen Spritzgußverfahrens gestaltet werden können, läßt sich das erfin dungsgemäße Verfahren sehr einfach auf die Fertigung der komplizierten Bau teile anwenden. Dank der Erfindung läßt sich die Anzahl der Schalenteile selbst bei einer Vielzahl komplizierter Bauteile zur Herstellung des Behälters besonders gering halten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher besonders kostengün stig anwendbar. Ein weiterer Vorteil des mit diesem Verfahren als Kraftstoffbe hälter 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 Kraftstoff 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. Hierdurch 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 Schalenteil. 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

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 Rohlinge für die weiteren Bauteile anschließend durch eine Umformung 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.