DE2620816A1 - Kunststoff-formkoerper und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Kunststoff-formkoerper und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
HENKEL, KERN, FEILER&HÄNZEL
- 92 J^ DRESDNER BANK MÜNCHEN 3 914
S DWM)O MÜNCHEN 90 Postscheck: München «a«, - »
Yoshio Ogi
Hamakita City, Japan * ASf/
Kunststoff-Formkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von FormkQrpern aus thermoplastischen oder hitzehärtenden Kicstharzen
und betrifft insbesondere Kunststoff-Hohlkörper mit komplizierter Innen-und/oder Außengestalt sowie ein
Verfahren zur Herstellung solcher Hohl- oder Formkörper.
Da Kunststoff-Hohlkörper oder -Behälter, z.B. Kraftstoffbehälter
und Luftfiltergehäuse für Kraftfahrzeuge,
normalerweise an der Innenfläche ausgebildete Versteifungsrippen, -stege oder -nuten aufweisen, können derartige
Behälter nicht als einstückige Hohlkörper geformt werden, vielmehr werden derartige Kunststoff-Hohlkörper normalerweise
bei der Fertigung in zwei oder mehr Teile unterteilt, die jeweils getrennt nach einem zweckmäßigen Formverfahren,
wie Formpressen, Gießen, Spritzgießen, Extrudieren oder anderweitig, hergestellt und dann mechanisch
miteinander verbunden bzw. gegeneinander verspannt werden, indem ihre Flanschteile unter Zwischenfügung von Dichtungen
miteinander vereinigt bzw. verspannt werden, um den gewünschten Hohlkörper zu bilden.
609848/0669 ORIGINAL INSPECTED
Obgleich ein aus zwei oder mehreren getrennt hergestellten
und mit Hilfe mechanischer Verbindungsmittel gegeneinander verspannten Teilen bestehender Hohlkörper
den Vorteil besitzt, daß dabei die Farmkörperteile zerlegt
werden gönnen, ist ein solcher Hohlkörper mit dem
Nachteil behaftet, daß sich die Verbindung-Fuge im Gebrauch
des Behälters durch Schwingungseinfluß lösen kann, was zu Undichtigkeit und anderen Störungen führt.
Es ist zwar bekannt, Formkörperteile mit Hilfe eines
Klebmittels miteinander zu verbinden, doch ist es dabei schwierig, eine ausreichend hohe Verbindungs- bzw. Klebefestigkeit
zu erzielen, die starken Stößen o.dgl. zu widerstehen vermag, während die Verwendung von Klebmittel
außerdem bei Behältern zur Aufnahme einer Lösung oder Flüssigkeit, die ein Lösungsmittel für das Klebmittel darstellt,
unzweckmäßig ist.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines neuartigen und verbesserten Kunststoff-Formkörpers aus getrennt
geformten Teilen sowie eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung eines solchen Kunststoff-Formkörpers
durch Ausbildung eines Gießfugenteils (molded joint portion) aus thermoplastischem Material, wie Polyäthylen,
Polypropylen o.dgl. zwischen den Formkörperteilen durch Spritzgießen, Stranggießen bzw. Extrudieren
o.dgl.
Erfindungsgemäß wurde in Versuchen ein Verfahren zur
Verbindung von Formkörperteilen zur Herstellung eines Kunststoff-Hohlkörpers, wie eines Behälters oder Gehäuses,
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mit an der Innenwand(fläche) ausgebildeten Versteifungsrippen
untersucht. Erfindungsgemäß werden dabei die getrennt
geformten IFormkörperteile längs ihrer miteinander zu verbindenden
Stoß- bzw. Trennflächen mit Nuten bzw. Ausnehmungen versehen und in einer gewünschten Montageposition
gehalten, so daß durch diese Nuten Trennfugennuten festgelegt werden, die zwischen den Stoß- oder
Trennflächen nach außen hin offen sind. Anschließend wird durch Spritzgießen oder Extrudieren ein Kunststoff
bei einer solchen Temperatur in die Fugennuten eingegossen,
daß der eingespritzte oder extrudierte Kunststoff den Kunststoff an der Berührungsfläche der Trennflächen
der Formkörperteile anschmilzt und diese Teile nach dem Abkühlen bzw. Aushärten durch einen Gießfugenteil
in der Fugennut zwischen ihnen vereinigt sind, so daß ein einheitlicher Kunststoff-Hohlkörper hoher Festigkeit
gebildet wird, der eine vergleichsweise dünne Wand besitzt und der gas- bzw. benzindicht verschlossen ist.
Die Erfindung ist auch auf aus einem hitzehärtenden Kunststoff, wie Epoxyharz, ungesättigtem Polyester und dgl.,
geformte, glasfaserverstärkte Kunststoffbehälter sowie auf die vorher genannten Behälter aus thermoplastischem
Kunststoff anwendbar. Bei der Fertigung dieser glasfaserverstärkten Kunststoffbehälter wird die Trennfugennut
zwischen zwei geformten,' glasfaserverstärkten Kunststoff-Formteilen
mit Glasfaser gefüllt, worauf nach einem Gießverfahren ein geschmolzener hitzehärtender Kunststoff in
die Fuge eingeschüttet und dadurch ein Gußfugenteil gebildet wird, der an den Berührungsflächen zwischen den
glasfaserverstärkten Kunststoffteilen mit letzteren vereinigt ist. Auf diese Weise wird eine hohe Haftfestigkeit
und e'ine wirksame Gas- bzw. Benzinabdichtung gewährleistet.
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Die genannte Aufgabe wird bei einem Kunststoff-Formkörper
der angegebenen Art erf indungs gemäß gelöst durch, mindestens zwei getrennt geformte Teile aus Kunststoff
und mindestens einen Gußfugenteil aus Kunststoff, der in einer Stoß- oder Fugennut zwischen den Stoß- oder
Trennflächen der Formkörperteile durch Gießen hergestellt ist, wobei der Gußfugenteil und die beiden getrennt
hergestellten Formkörperteile durch Verschmelzen an ihren Berührungsflächen zu einem Körper vereinigt
sind. In spezieller Ausführungsform der Erfindung kann der Gußfugenteil um den Gesamtumfang des Formkörpers herumlaufen.
In anderer Ausführungsform der Erfindung kann die Fugennut durch Nuten und/oder Ausnehmungen gebildet sein,
die in den Trenn- oder Stoßflachen der zu vereinigenden
Formkörperteile ausgebildet sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Formkörpers
ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst mindestens zwei getrennte Kunststoff-Formkörperteile getrennt
voneinander geformt werden, die mit über ihre Stoßoder Trennflächen umlaufenden Nuten und/oder Ausnehmungen
versehen sind, daß die Formkörperteile in einer Lage zueinander gehalten werden, die dem gewünschten Montagezustand
entspricht und in welcher zwischen den einander zugewandten Stoß- oder Trennflächen eine sich am Außenumfang
des Formkörpers öffnende Stoß-Fugennut festgelegt wird, daß die Fugennut mit Kunststoff einer solchen Temperatur
ausgefüllt wird, daß der in die Fugennut eingefüllte Kunststoff den Kunststoff der Formkörperteile an den Berührungsflächen
anschmilzt, und daß der Kunststoff zur Vereinigung der Formkörperteile zu einem Formkörper ausgehärtet wird.
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Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen lotrechten Schnitt durch ein Luftfilterge häuse mit Merkmalen nach der Erfindung,
Fig. 2 einen lotrechten Schnitt durch einen Kraftstoffbehälter
gemäß der Erfindung und
Fig. 3 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Ausschnitt
des Fugenteils beim Behälter gemäß Fig. 2.
Fig. 1 zeigt ein gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hergestelltes Luftfiltergehäuse 1, das aus zwei Formkörperteilen
besteht, die nach einem üblichen Formverfahren aus z.B. Polyäthylen hergestellt sein können.
Die Formkörperteile 2 und 3 sind an ihren abgestuften Trenn- oder Stoßflächen 4 bzw. 5 mit Nuten 757 und Ausnehmungen
8, 8 bzw. Hinterschneidungen in den entsprechenden Bereichen versehen, so daß eine um den gesamten Außenumfang
des Teils herumlaufende, praktisch keilnutförmige Fugennut (7, 8) gebildet wird, die an einer äußeren umlaufenden
Öffnung 9 nach außen hin offen ist, wenn die Formkörperteile 2, 3 durch Zusammenstoßen der Trennflächen
4- und 5 auf die in Fig. 1 gezeigte Weise zusammengesetzt
sind.
Die so zusammengesetzten Formkörperteile 2, 3 können in eine nicht dargestellte Metallform eingesetzt und dann
erwärmt werden, worauf erwärmtesund plastifiziertes PoIy-
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äthylen aus einer nicht dargestellten,, mit der Metallform verbundenen Spritzgießmaschine oder einem Extruder
über eine nicht dargestellte Leitung der Metallform und durch die um den Außenumfang der !eile 2, 3 umlaufende
öffnung 9 eingespritzt oder eingepreßt wird. Anschließend wird das Polyäthylen in der Fugennut abgekühlt
und zum Aushärten gebracht, so daß sich in der Fugennut der Gußfugenteil 1o bildet.
Der durch Wärmeeinwirkung plastifizierte, eingespritzte oder extrudierte Kunststoff besitzt dabei eine zum Anschmelzen
des Kunststoffs der zusammengefügten Formkörperteile 2, 3 ausreichende Temperatur, so daß der
Kunststoff der Teile 2, 5 an den Berührungsflächen angeschmolzen wird. Nach dem Abkühlen und Aushärten bildet
sich dabei ein Gußfugenteil 1o, der mit dem Formkörperteilen 2 und 3 vereinigt ist und somit diese unter Herstellung
einer luftdichten Abdichtung zwischen den Trennoder Stoßflächen 4- und 5 miteinander verbindet.
Fig. 2 veranschaulicht einen erfindungsgemäß hergestellten
Kraftstoffbehälter 11 für ein Motorrad. Der Behälter 11 kann dabei aus zwei getrennten Teilen 12 und 13 gebildet
sein, die getrennt nach dem Vorimprägnier-Mattenformverfahren
unter Verwendung von ungesättigtem Polyester, das mit Glasfasern als Versteifungsmaterial vermischt ist, geformt
worden sein können.
Die Formkörperteile 12 und 13 sind dabei wiederum mit Nuten bzw. Ausnehmungen 17 und 18 versehen, welche auf
die in Verbindung mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 beschriebene Weise um die Trenn- oder Stoßflächen 14 und
15 umlaufen.
Die Formkörperteile 125. 13 können mit Hilfe geeigneter
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Halterungen oder Vorrichtungen in der gewünschten Montageposition gehalten werden, wobei die Nuten bzw. Ausnehmungen
oder Hinterschneidungen 17, 18 Fugennuten 17? 18 bilden,
die zwischen den einander zugewandten Stoßflächen verlaufen und eine sich am Außenumfang 16 öffnende Öffnung
19 aufweisen. Anschließend können die Fugennuten 17, Ί8
von einer Holzform oder Abdeckplatte 2o umschlossen werden, die am Außenumfang 16 außerhalb der öffnung 19 angeordnet
wird, nachdem die Fugennut nötigenfalls mit Glasfasermaterial gefüllt worden ist. Sodann wird ein ungesättigtes
Polyestersol nach dem Formgießverfahren über einen Einlaß
21 in der Abdeckplatte 2o in die Fugennut eingegossen und zum Aushärten gebracht, so daß ein Gußfugenteil 22 gebildet
wird. Bei der Ausbildung des Gußfugenteils 22 kann das ungesättigte Polyestersol auch mit kurzen Glasfasern
in einem Mengenverhältnis von 2o - 3o Gew.-% vermischt
werden, anstatt daß auf beschriebene Weise Glasfasermaterial in die Fuge eingefüllt wird.
Der gegossene bzw. Gußfugenteil 22 ist dabei auf die in Verbindung mit Fig. 1 beschriebene Weise mit den Formkörperteilen
12 und 13 an deren Berührungsflächen vereinigt, so daß die Teile 12, 13 unter Bildung einer luftdichten
Abdichtung zwischen den Stoßflächen 14 und 15 starr miteinander verbunden sind.
Wie aus der vorstehenden- Beschreibung hervorgeht, wird mit
der Erfindung ein Kunststoff-Hohlkörper mit vergleichsweise -niedrigem Gewicht und hoher Festigkeit geschaffen,
der eine an der Innenfläche mit Versteifungsrippen versehene dünne Wand besitzt und der zudem luftdicht ausgebildet
ist. Die Erfindung eignet sich daher neben den beschriebenen Gehäusen und Behältern auch für Schwimmer von Fischernetzen
sowie·' für Kapseln zur Unterbringung von Instrumenten und dgl. , 609848/0669
Claims (9)
- - 8 PatentansprücheKunststoff-Formkörper, gekennzeichnet durch mindestens zwei getrennt geformte Teile (2, 3) aus Kunststoff und mindestens einen Gußfugenteil (1o) aus Kunststoff, der in einer Stoß- oder Fugennut (7, 8) zwischen den Stoßoder Trennflächen der Formkörperteile durch Gießen hergestellt ist, wobei der Gußfugenteil und die beiden getrennt hergestellten Formkörperteile durch Verschmelzen an ihren Berührungsflächen zu einem Körper vereinigt sind.
- 2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Kunststoff-Hohlkörper mit an seiner Innenfläche angeformten Versteifungsrippen ist.
- 3· Formkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er ein luftdicht verschlossener bzw. abgedichteter Kunststoff-Hohlkörper ist.
- 4·. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein thermoplastisches Material ist.
- 5. Formkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein hitzehärtendes Kunstharz ist.
- 6. Formkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fugenteil um den gesamten Umfang des·Formkörpers umläuft.
- 7. Formkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoß- oder Fugennut durch609848/0669in den Stoß- oder Trennflachen der getrennt geformten, miteinander zu verbindenden !Formkörperteile ausgebildete Nuten und/oder Ausnehmungen gebildet ist.
- 8. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-!Formkörpers nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst mindestens zwei getrennte Kunststoff-Formkörperteile getrennt voneinander geformt werden, die mit über ihre Stoß- oder Trennflächen umlaufenden Nuten und/oder Ausnehmungen versehen sind, daß die !Formkörperteile in einer Lage zueinander gehalten werden, die dem gewünschten Montagezustand entspricht und in welcher zwischen den einander zugewandten Stoß- oder Trennflächen eine sich am Außenumfang des !Formkörpers öffnende Stoß-Fugennut festgelegt wird, daß die Fugennut mit Kunststoff einer solchen Temperatur ausgefüllt wird, daß der in die Fugennut eingefüllte Kunststoff den Kunststoff der Formkörperteile an den Berührungsflächen anschmilzt, und daß der !Kunststoff zur Vereinigung der Formkörperteile zu einem Formkörper ausgehärtet wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff thermoplastische Materialien bzw. Thermoplaste verwendet werden.1o. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff ein hitzehärtendes Kunstharz mit Glasfasern verwendet wird.609848/0669L e e r s e i t e
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