DE2046013C3 - Verfahren zum Auskleiden von Me tallkorpern mit einer Folie aus thermo plastischem Kunststoff - Google Patents

Description

60 Bandagenwirkung auf die KunststolTausklcidung ausüben.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand sche-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausklei- malischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeiden von Metallkörpern, insbesondere Kraft-und .spiele mil weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt Brennstoffbehälter!!, mit einer Folie aus thermopla- 6₅ Fig.! eine ebene Folie aus thermoplastischem stischem Kunststoff, bei dem die Folie erhitzt und an Kunststoff,

den Metallkörper durch Evakuieren des Zwischen- F i g. 2 ein Einsatzstück aus porösem und luft-

raumes zwischen ihm und der Folie angefoimt wird. durchlässigem Werkstoff.

F i g. 3 einen mil thermoplastischem Kunststoff ausgekleideten Hohlkörper aus Metall im Querschnitt,

F i g. 4 eine Ausführungsform eines Vakuumschlauches in Draufsicht,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 4,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine anders gestaltete VakuumWtung, die in eine Nut des Metaiihohlkörpers eingebettet ist,

Fig.7 einen Längsschnitt durch einen Brennstoffbehälter,

Fig. 8 die Kunststoffauskleidung der unteren Hälfte des Behälters gemäß F i g. 7 im Längsschniu,

Fig.9 dieselbe Kunststoffauskleidung im Querschnitt,

Fig. 10 dieselbe Kunststoff auskleiduni> in Draufsicht,

F i g. 11 die Kunststoffauskleidung der oberen Behälterhälfte im Längsschnitt,

F1 g I? dieselbe Kunststoffauskleiduni: im Querschnitt,

Fig. 13 eine Draufsicht der Kunststoffauskleidur,g geinäß Fig. 11 unu 12,

Fig. 14 eine Hälfte eines anderen Behälters mit '* erdichteter Kunststoffauskleidung.

Der in Fig. 3 dargestellte Hohlkörper! isi durch Tiefziehen aus Metallblech hergestellt; er könnte •ibcr auch nach einem anderen Verfahren, beispielsweise durch (ließen, hergestellt sein. Der MehiHkörj-er 2 weist eine Auskleidung 10 auf, die dadurch hergestellt worden ist. daß auf die Rander 21 des Metallkörpers eine zuvor erhitzte Folie 1 aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise Polyäthylen, aufgelegt worden ist und im Zwischenraum zwischen dieser Folie und dem Metallkörper ein UnteiJruck. der im folgenden einfach als Vakuum bezeichnet wird, erzeugt worden ist.

Der Zwischenraum zwischen der Folie und dem Metallkörper wird durch ein Vakuumrohr 3 evakuie rl. das Löcher 31 aufweist, am Boden des Hohlkörpers aus Metall angeordnet und durch eine Leitung 39 mit einer Vakuumpumpe \erbunden ist. Die erhitzte Folie verformt sich unter der Wirkung des Atmosphärendruckes und legt sich an die Innenwund des Hohlkörpers an, so daß die Auskleidung 10 aus thermoplastischem Kunststoff entsteht. Es ist vorteilhaft, wenn die Folie 1 zuvor mit einem Adhä'sionsmittel bestrichen worden ist, damit sie vollständig festhaftet. Das Vakuumrohr3 ist ein verlorene; Bauteil. d. h., es bleibt zwischen der Auskleidung 10 und dem Metallkörper 2 eingebaut.

Die eine Seitenwand 22 des Metallkörper weist eine gewisse Abschrägung auf, während die gegenüberliegende Seitenwand 23 zwei Bereiche umfaßt, von denen der untere Bereich 231 auf dem Boden 24 des Metallkörpers senkrecht steht und nur der obere Bere ,Ii 232 eine Abschrägung oder Verjüngung aufweist; daraus ist ersichtlich. d,.i'i der Hohlköipci aus Metall eine Ausformschnig;. nicht ,αϊ! zuweisen braucht.

Wenn i'ie Kun.stslol'fauskleicuiU" eine nach innen weisende Ausbauchung 12 nut .veiseii -oll. kann iv ii'.iü !'ig 3 an die Vakuiimiciuiiu' 3 ..ti .ici jv wünschten Stelle ein p<-.roses, ,rukirchlassiu-, s hmai/stück 35 dadurch .' H'CN.h'nsscu scm. ·}.'..■ -.ich eine /.weitleitung 34 der Ya'rM'imleiHili;: d:;<·. !1 li!·- Zwischenstück hinduich erstu !·' Has I ipn,·.!,· ■',-... k kann beispielsweise ein Quader aus offenporigem Schaumstoff aus einem vvämiehärtendem Kopolymer sein. Als I ^;nsalzsiück kann aber auch ein gelochtes Metall- oder Kunststoffprofil \orgesehen sein; in diesem Fall kann das Profil selbst einen Zweig der Vakuumleitung bilden.

Wenn man die Leitunu3 evakuiert \erformt sich die thermoplastische Folie 1 derart, daß sie um da> Einsatzstück 35 herum eine Erhebung 12 bildet.

Die Leitung 3 kann \on beliebiger Bauart sein, beispielsweise kann ihr Querschnitt gemäß F 1 g. 3 kreisförmig oder gemäß F i g. 5 abgeflacht oder gernäß F i g. 6 rechteckig sein. Bei der abgeflachten Querschmttsfonn gemäß F i g. 5 ist es zweckmäßig, wenn an der Innenseite der Leitung3 Rippen 32 angeordnet sind, die verhindern, daß die Leitung vollständig flachgedrückt und dadurch verschlossen wird; die Rippen verhindern außerdem, daß sich eine wellige Oberfläche ergibt. Die Leitung3 kann aus Metall oder Kunststoff bestehen und kann starr oder biegsam sein.

Die in F1 g. 4 und 5 dargestellte Rohr- oder Schlauchleitung 3 weist außen Qucrnuien 33 auf. in die der Werkstoff der in der Hitze erweichten Folie 1 eindringen kann. Die Leitung weist ferner eine ebene Sohle 30 auf. die mit einem Adhäsionsmitte! 301 beschichtet ist; das Adh.isionsmittel ist durch eine Folie 302 geschützt, die s.ch beim Verlegen der Leitung wegen der Nuten 33 Licht abziehen läßt.

An den Innenwänden des Metallhohlkörpers 2. \or allem an dessen Boden 24. können gemäß Fig. h Nuten 25 \orgesenen sein, in denen sich die Vakuumleilung 3 \ ei leger. LiIM.

Die Vakuunileitun» 3 kann auch abseits \on der Hbene. in der s;ch der Hohlkörper mit einem zweiten, beispielswc!·. gleichen Hohlkörper zusammenfügen läßt, duu e;ne Öffnung nach außen geführt sein, die in die λ and des Hohlkörpers eingearbeitet ist und durch die sich ein Rohrslutz.cn erstreckt: in diesem Fall M die Vakuumleitung /wischen der Metailwand und dem Rohrstutzen festgehalten

Die beschriebene Gestaltung eignet sich besonders für Kraftstoffbehälter i'üi Schienen- und Suaßcnfahrzeuge. Für diesen Verwendungsfall benutzt man zwei Hohlkörper, die dem im Voistehenden beschriebenen entsprechen und Rand an Rand aneinander befestigt sind, so daß sie einen sollständig geschlossenen Behälter ergeben.

Fin solcher Behälter ist in F i g. 7 dargestellt; er setzt sich aus einer unteren Hälfte 4 und einer oberen Hälfte 5 zusammen. Die unice Hälfte 4 umfaßt eine Metallwanne 401. die beispielsweise durch Tiefziehen hergestellt ist und in tier in der beschriebenen Weise durch Warmverformung eine Auskleidung aus einer thermoplastischen Kunststoffolie 402, beispielsweise aus Polyäthylen von hoher Dichte, mittels Vakuumleiuingen 41 hergestellt ist; die Vakuumleitunücii umfassen ο'ίκ-γ, oder mehrere Anschlüsse 411. the mit mindesiens einer Yakuumquelle verbunden Miid. In der innerer. Wanne sind Versteifungsele- !v nie 42 aiiiicouinei. bei denen der Kunststoff am Metall befestigt ist. -i-wie Versteilungselemenlc 43. bei dein/n d-.r Kuih! ;>·!! dir eh ein Zwischenstück ■131 aus VlrüiriM,!! mi: KiH^¹Ii,ni/ieu mien Poren

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moplastische Folic 502 mitlels Vakuumicitungen warmvcrformt ist; die VakuumleiUmgen umfassen einen oder mehrere Anschlüsse 511. die mit mindestens einer Vakuumquellc verbunden sind. In Verlängerung der Vcrstcifungsclcmentc 42 weist auch die obere Bchälterhälfte Versteifungselemente 52 auf.

Die Bchällcrhälften 4 und S umfassen ferner eine Anzahl unentbehrlicher Zubehörteile: Die untere Behälterhälfte umfaßt einen Entleerungsrohrstutzen 44, der als Pumpensumpf dient, einen Behälterteil 45 für die Kraftstoffreserve, der durch eine Kunststoffwand 451 begrenzt ist. Die Kunststoffwand 451 ist bei der Vakuumverformung der thermoplastischen Folie 402

schriebciu-n Weise durch Warmverformung ausgekleidet. Einzelteile bearbeitet und das Sieb 552 befestigt worden ist, werden die Rohre 541 und 551 eingesetzt: das Einsetzen des Rohrs 551 ist dadurch erleichtert, daß das Sieb einen trichterförmigen Aufsatz 5521 aufweist. Dann werden die beiden Behälterhälften 4 und 5 zusammengefügt, wobei sie sich zuerst mit den KunststofTdichtflächen 404 und 504 berühren, an diesen verschweißt oder verklebt werden, sich dann mit den Metallflächen 403 und 503 berühren, an denen sie ebenfalls zusammengeschwL'ißt werden.

Der beschriebene Behälter vereinigt in sich die Vorteile der Metallwanne mit denjenigen der ther-

dadurch entstanden, daß sich die Folie an ein nicht 15 moplastischen Auskleidung, nämlich die guten nicdargestelltes poröses Einsatzstück mit kommunizie- chanischen Eigenschaften (Zug-, Druck-, Biege- und renden Poren angelegt hat. Die untere Behälter- Knickfestigkeit), die Temperaturbeständigkeit v,'m\ hälfte4 umfaßt ferner den unteren Teil 46 eines Be- somit leichte Wärmeabfuhr, die Gasdichtru i ϊ ruhigungsgefäßes, der durch eine Wand 461 begrenzt und Abriebfestigkeit des Metalls und die Eignung ist Die obere Behälterhälfte 5 umfaßt einen Rohr- ao zum Tiefziehen unter Vakuum, Schall- und Wärme stutzen 57, durch den sich der Kraftstoff in den Be- isolation und Korrosionsfestigkeit des Kunststoffs, halter einfüllen läßt, den oberen Teil 56 des Beruhigungsgefäßes, der durch eine die Wand 461 nach
oben verlängernde Wand 561 begrenzt ist und ein
Schauloch 562 aufweist, in das sich ein nicht darge- 25
stellter Füllungsstandanzeiger einbauen läßt. Die
obere Behälterhälfte weist ferner Beruhigungswände
53 auf, die in die thermoplastische Folie eingearbeitet sind, sowie einen Rohrstutzen 54 für ein Entlüf-

Die Metallwanne wird vorteilhafterweise aus eine; Aluminiumlegierung hergestellt; in diesem Fall hai der Behälter ein bemerkenswert geringes Gewicht.

Bei der Weiterbildung gemäß Fig. 14 setzt sich der Behälter aus zwei Hälften 6 zusammen, von denen nur eine dargestellt ist, und die wie beim vorigen Ausführungsbeispiel mit ihren offenen Seiten aneinandergefügt werden. Der Boden 61 jeder Behälter-

tunesrohr 541 und einen Rohrstutzen 55 als Durch- 30 hälfte 6 ist derart gewölbt, daß seine konkave Seite

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laß für ein Rohr 551. das an eine Kraftstoffpumpe für den Motor des mit dem Behälter ausgerüsteten Fahrzeugs verbunden ist und das sich durch ein am oberen Ende des Pumpensumpfes 44 befestigtes Sieb 552 erstreckt.

Weitere Einzelheiten des in F i g. 7 insgesamt dargestellten Behälters sind aus den Fig. 8 bis 13 ersichtlich, in denen der Deutlichkeit halber nur die warmverformte Folie ohne die als Formen dienenden

nach außen weist. Im mittleren Bereich jeder Behälterhälfte ist ein Klotz 62 oder eine Wand angeordnet, dessen oder deren freies Ende 621 über die Teilungsebene 60 hinausragt. Wenn die beiden Behälterhälften 6 zusammengefügt werden, stoßen die freien Enden 621 beider Hälften aufeinander, so daß eine Kraft aufgebracht werden muß, um die beiden Hälften vollständig zusammenzufügen. Infolgedessen wirken an den Seitenwänden 63 und 64 vom äußeren

Metallwannen und ohne die Vakuumleitungen und 4° Metallmantel auf die Kunststoffauskleidung Kräfte, deren Anschlüsse an die Vakuumquellen dargestellt die einer Bandagierung der Auskleidung durch das sind. Die verschiedenen Rohrstutzen sind durch Metall entsprechen.

Warmverformung in Aussparungen ausgebildet, die Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung

in die Metaihvannen eingearbeitet sind; der Boden besteht die Vakuumlcitung aus einem Schaumstoff, dieser Rohrstutzen ist anschließend gefräst oder 45 dessen Poren zumindest in Richtung zunehmenden überdreht worden. Die Kunststoffschläuche oder Vakuums miteinander kommunizieren. Dieser -rohre lassen sich mit diesen Rohrstutzen in bekann- Schaumstoff läßt sich durch unmittelbares Gießen ter Weise zusammenfügen, beispielsweise durch oder durch Zerschneiden größerer Blöcke herstellen Schweißen oder Kleben. und kann durch Fasern, beispielsweise nichtent-

Nachdem die Behälterhälften 4 und 5 in der be- 50 flamfnbare Fäden, verstärkt sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 Hs ist bekannt, Körper wie vor allem Behälter in Patentansprüche: " Verbundbauweise mit einem äußeren Metallmantel und einer inneren Kunststoffschicht dadurch herzu-

1. Verfahren zum Auskleiden von Metallkör- stellen, daß man zuerst ein Metallblech derart tiefpern, insbesondere Kraft- und Brennstoffbehäl- 5 zieht, daß es die gewünschte Form annimmt, und tern, mit einer Folie aus thermoplastischem dann eine Folie aus thermoplastischem Kunststoff Kunststoff, bei dem die Folie erhitzt und an den unter Wärmeeinwirkung verformt, wobei man den Metallkörper durch Evakuieren des Zwischen- gezogenen Blechkörper als Matrize verwendet. Die raums zwischen ihm und der Folie angeformt Warmverformung findet gewöhnlich in der Weise wird, dadurch gekennzeichnet, daß an io statt, daß man zwischen dem gezogenen Metallblech der Innenwand des Körpers eine Vakuumleitung und der Kunststoffolie ein Vakuum erzeugt, indem angeordnet wird, durch deren seitliche Absauge" man die im Zwischenraum enthaltene Luft durch Lölöcher das Evakuieren des Zwischenraumes er- eher absaugt, die zu diesem Zweck in das Blech ein-'°'gt. gearbeitet worden sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- i₅ Das Erfordernis, im Blech Löcher vorzusehen, ist kennzeichnet, daß die Vakuum.'eitung (62; 93; insofern nachteilig, als die Löcher den Blechkörper 931) aus gasdurchlässigem Schaumstoff herge- schwächen, die Herstellungskosten erhöhen und das stellt wird. Aussehen des Blechkörpers verschlechtern.

3. Verfahren nach Anspruch 2 für einen Me- Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zutallkrrper mit einem oder mehreren von seiner 20 gründe, das eingangs beschriebene Verfahren derart Innen..and nach innen ragenden Vorsprüngen, da- weiterzubilden, daß der Metallkörper weder gedurch gekennzeichnet, daß der Kern des bzw. je- schwächt noch verunstaltet wird.

des Vorsprungs (12) von einem zwischen der In- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

nenwand des Metallkörper (2) und der Folie löst, daß an der Innenwand des Körpers eine Vaku-(10) angeordneten und an die Vakuumleitung (3) 25 umleitung angeordnet wird, durch deren seitliche angeschlossenen, gasdurchlässigen Einsatzstück Absaugelöcher das Evakuieren des Zwischenraumes (35) gebildet wird. erfolgt'

4. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch ge- Be: einer bevorzugten Ausführungsweise dieses kennzeichnet, daß das Einsatzstück (35) aus of- Verfahrens wird die Vakuumleilung aus gasdurchläsfenpongem. wärmehärtendem Schaumstoff gebil- 30 sigem Schaumstoff hergestellt.

det wird. Wenn der ausgekleidete Metallkörper einen oder

5. verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge- mehrere von seiner Innenwand nach innen ragende kennzeichnet, dall das Einsatzstück (35) von Vorsprung aufweisen soll, kann gemäß einem wciteemem gelochten Profil gebildet wird. ren Hrfindungsmerkmal der Kern des bzw. jedes

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 35 Vorsprungs von einem zwischen der Innenwand des 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumlei- Metallkörpers und der Folie angeordneten und an tung (3) in Nuten (25) angeordnet wird, die in die die Vakuumleitung angeschlossenen, gasdurchlässi-Innenwand des Metallkörpers (2) eingearbeitet gen Einsatzstück gebildet werden. Das Einsatzstück ^s'^nc'· kann beispielsweise aus offenporigcm, wärmehärten-

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6 40 dem Schaumstoff gebildet werden; statt dessen kann zum Herstellen von Kraftstoffbehältern, dadurch das Einsatzstuck aber auch von einem gelochten Progekennzeichnet, daß zwei Metailwannen (6; 401; fi! gebildet werden.

501), die mit an ihnen ausgebildeten Rar.dflan Wenn die Kunststoffauskleidung glatt sein soll,

sehen (403, 503) aneinander befestigbar sind, mit wird die Vakuumleitung zweckmäßigerweise in Nu-Kunststoffauskleidungen (402, 502) bis an die 45 ten angeordnet, die m die Innenwand des Metallkör-Randflansche versehen und aneinander befestigt pers eingearbeitet sind. ^werden. Zum Herstellen von Kraftstoffbehältern werden

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gc- vorzugsweise zwei Metallwannen, die mit an ihnen kennzeichnet, daß der Boden (61) jeder der bei- ausgebildeten Randflanschen aneinander befestigbar den Metailwannen (6) mit einer nach innen wei- so sind, mit Kunststoffauskleidungen bis an die Randsenden Wölbung und mindestens einem vor dem flansche versehen und aneinander befestigt. Zusammenbau der beiden Metailwannen über die Vorzugsweise wird dabei der Boden jeder der bei-Teilungsebcne (60) hinausragenden, im wesent- den Metailwannen mit einer nach innen weisenden liehen mittig zwischen den Settenwänden (63, 64) Wölbung und mindestens einem vor dem Zusammenangeordneten Fortsatz (62) versehen wird, der die 55 bau der" beiden Metallwannen über die Teilungs-Wanner.böden beim Zusammenbau derart nach ebene hinausragenden, im wesentlichen rnittig zwiaußen drückt, daß die Seitenwändc eine Banda- sehen den Seitenvvänden angeordneten Fortsatz vergenwirkung auf die Kunststoffauskleidung aus- sehen, der die Wannenböden beim Zusammenbau ^u^^en· derart nach außen drückt, daß die Scitenwände eine