DE4239909C1 - Rohrartiger Stutzen - Google Patents

Rohrartiger Stutzen

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DE4239909C1
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Germany
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plastic
creep
hdpe
parts
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English (en)
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Janos Kertesz
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Norma Germany GmbH
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Rasmussen GmbH
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L47/00—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen rohrartigen Stut­ zen, der thermoplastischen Kunststoff aufweist, für den Anschluß einer flexiblen Fluidleitung.
Bei in der Automobilindustrie verwendeten Kraftstoff­ behältern aus Kunststoff werden häufig spritzgegossene Kunststoffstutzen, die beispielsweise für den Anschluß eines Entlüftungsschlauches am Einfüllrohr oder eines Schlauches am Tank dienen, durch eine einfache Rota­ tionsschweißung mit einer Öffnung im Einfüllrohr oder Tank verbunden. Hierbei bestehen Tank und Stutzen aus umweltschonendem, kompatiblem Kunststoff, wie unverstärktem HDPE (High-density-Polyethylen) zum ei­ nen, um eine möglichst dichte, insbesondere diffusions­ dichte, Schweißverbindung zu erzielen, zum anderen, um die Materialien wiederverwenden zu können. Der Kunst­ stoff soll darüber hinaus eine bestimmte Flexibilität aufweisen, damit der Tank einer Mindestbelastung durch Stöße, wie sie zum Beispiel bei einem Unfall auftreten können, standhält. Ein solches Material, insbesondere unverstärktes HDPE, hat jedoch die unerwünschte Eigen­ schaft, daß es unter hoher örtlicher Druckbelastung, selbst bei Zimmertemperatur, zum "Kriechen" neigt, das heißt ausweicht oder praktisch wegfließt. Wenn daher eine flexible Fluidleitung, zum Beispiel ein Elastomer­ schlauch oder ein flexibles Kunststoffrohr, mittels einer Steck- oder Klemmkupplung, die einen örtlich ho­ hen Druck auf den Stutzen ausübt, selbst wenn dies über einen der Abdichtung dienenden O-Ring geschieht, am Stutzen angeschlossen wird, besteht die Gefahr, daß die Verbindung zwischen Stutzen und Rohrkupplung wegen der Kriechneigung des Stutzenmaterials im Laufe der Zeit undicht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen rohr­ artigen Stutzen aus thermoplastischem Kunststoff für den Anschluß einer flexiblen Leitung, insbesondere ei­ nes Elastomerschlauches oder eines flexiblen Kunst­ stoffrohres, anzugeben, der sich einerseits mit einem kompatiblen Material eines Tanks, einer Rohrleitung oder dergleichen dicht verschweißen läßt und anderer­ seits hohen Druckbelastungen ohne wesentliche Kriech­ neigung standhält.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Stutzen einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, von denen der erste eine geringere Kriechnei­ gung als der zweite hat und mit dem zweiten durch Um­ spritzen verbunden ist und daß der erste Teil verstärk­ ten Kunststoff und der zweite Teil unverstärkten Kunst­ stoff aufweist.
Bei dieser Lösung kann der erste Teil mit der Fluidlei­ tung durch eine Kupplung, insbesondere Schnellkupplung mit Dichtung, vorzugsweise O-Ring-Dichtung, auch unter hohem Einspanndruck, fest und dicht verbunden werden, ohne daß die Verbindung zwischen der Fluidleitung und dem ersten Teil des Stutzens undicht wird, weil die Kriechneigung des Materials des ersten Teils unabhängig von dem des zweiten Teils so gering wie möglich gehal­ ten werden kann. Umgekehrt kann die Kriechneigung des Materials des zweiten Teils wesentlich höher als die des Materials des ersten Teils sein, solange das Mate­ rial des zweiten Teils mit dem des Tanks, der Rohrlei­ tung oder dergleichen, mit dem das dem ersten Teil ab­ gekehrte Ende des zweiten Teils verschweißt werden soll, kompatibel ist und sich mit diesem durch Rota­ tionsschweißung verbinden läßt. Die Verbindung der bei­ den Teile kann nach Auswahl entsprechender Materialien der beiden Teile durch das Umspritzen des einen Teils, zum Beispiel des zweiten, mit dem Material des anderen erreicht werden, da das Umspritzen im heißen, noch flüssigen Zustand des Materials des anderen Teils durchgeführt wird, so daß das Material des einen Teils beim Umspritzen ebenfalls schmilzt und beide Teile ver­ schmelzen. Wenn der erste Teil verstärkten Kunststoff aufweist, ergibt dies eine besonders hohe mechanische und thermische Festigkeit des ersten Teils bei sehr geringer Kriechneigung unter hoher örtlicher Druckbela­ stung.
Letzteres gilt in besonders hohem Maße, wenn der Kunst­ stoff HDPE aufweist.
Vorzugsweise weist der unverstärkte Kunststoff HDPE und der verstärkte Kunststoff ein PA (Polyamid) auf.
Sodann kann der verstärkte Kunststoff Glasfasern ent­ halten.
Wenn verschiedene, inkompatible Kunststoffe für die beiden Teile verwendet werden, kann der Kunststoff des einen der beiden Teile haftungsmodifiziert sein, so daß er durch die Erwärmung beim Umspritzen eine Verbindung mit dem anderen Teil eingeht.
Um zu erreichen, daß die Verbindung der beiden Teile auch höchsten Zugkräften standhält, sollten die Verbin­ dungsflächen der beiden Teile profiliert sein.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste­ hend anhand von Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbei­ spiele näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbei­ spiels eines erfindungsgemäßen Stutzens, teil­ weise im Schnitt, und
Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stutzens mit einem Teil der Wand eines Tanks, in dessen Öff­ nung der Stutzen durch Rotationsschweißung ein­ geschweißt ist.
Der in Fig. 1 dargestellte Stutzen besteht aus einem ersten Teil 1 und einem zweiten Teil 2. Der erste Teil 1 enthält einen thermoplastischen haftungsmodifizierten Kunststoff mit geringer Kriechneigung, vorzugsweise eines oder mehrere der Polyamide PA 6, PA 6.6, PA 6.4, PA 11 und PA 12 mit einer Glasfaserverstärkung. Der zweite Teil 2 enthält ebenfalls einen thermoplastischen Kunststoff, jedoch mit höherer Kriechneigung, vorzugs­ weise ein HDPE ohne Verstärkung, wobei jedoch der Kunststoff des ersten Teils 1 im Hinblick auf eine Verbindung mit dem Kunststoff des zweiten Teils haftungsmodifiziert ist. Die beiden Teile 1 und 2 sind in der Weise miteinander verbunden, daß zunächst der Teil 2, zum Beispiel durch Spritzgießen oder Extrusion und Kor­ rugation, fertiggestellt wird, wobei sein mit dem Teil 1 zu verbindendes Ende durch umlaufende Nuten 3 profi­ liert wird. Danach wird der Teil 1 durch Spritzgießen geformt, wobei das profilierte Ende des Teils 2 gleich­ zeitig durch das Material des Teils 1 umspritzt wird.
Dabei wird das profilierte Ende des Teils 2 auf seiner Außenseite durch die Wärme des noch flüssigen Materials des Teils 1 geschmolzen, so daß - da das Material des Teils 1 entsprechend dem Material des Teils 2 haftungs­ modifiziert ist - beide eine feste Verbindung ein­ gehen. Gleichzeitig wird auch die Innenseite des mit dem Teil 2 verbundenen Endes des Teils 1 entsprechend der Außenseite des Teils 2 profiliert, so daß beide Teile nicht nur eine stoffschlüssige, sondern auch eine formschlüssige Verbindung eingehen.
Der Teil 2 hat an seinem freien Ende einen Flansch 4, der durch Rotationsschweißen mit einer seitlichen Öff­ nung eines Einfüllrohrs eines Kraftstofftanks eines Kraftfahrzeugs verbunden wird.
Auf der Außenseite des Teils 1 ist eine Halterippe 5 angeformt, über die ein flexibles Kunststoffrohr, hier der Entlüftungsschlauch, aus einem Elastomer hinwegge­ schoben wird. Anschließend wird um den zwischen der Verbindungsstelle der beiden Teile 1 und 2 und der Hal­ terippe 5 liegenden Endabschnitt des Entlüftungsschlau­ ches eine Schlauchschelle gespannt. Selbst bei hohem Einspanndruck besteht wegen der geringen Kriechneigung des Materials des Teils 1 nicht die Gefahr, daß das Material des Teils 1 im Bereich der Einspannstelle un­ ter dem Einspanndruck entweicht. Alternativ kann auch eine Schnellkupplung, beispielsweise in Form einer Steckkupplung, verwendet werden, die beispielsweise aus einer in den Teil 1 einzuführenden Hülse besteht und die Außenseite des Teils 1 mit hakenförmigen Haltearmen bis hinter die Halterippe 5 übergreift, wobei der anzu­ kuppelnde Schlauch dicht mit der Hülse verbunden und zwischen Hülse und Teil 1 eine O-Ring-Dichtung angeord­ net ist. Auch in diesem Falle besteht wegen der gerin­ gen Kriechneigung des Materials des Teils 1 nicht die Gefahr, daß es im Bereich der O-Ring-Dichtung unter dessen Druck entweicht.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bestehen die beiden Teile 1a und 2a des Rohrstutzens aus dem glei­ chen Material wie die Teile 1 und 2 des Rohrstutzens nach Fig. 1, nur daß in diesem Falle der Teil 2a um den Teil 1a herumgespritzt ist und zuerst der Teil 1a fer­ tiggestellt und an seinem mit dem Teil 2a zu verbinden­ den Ende profiliert, das heißt mit umlaufenden Nuten 3a ver­ sehen wird. Der Teil 2a ist in einer Öffnung 6 der Wand eines Tanks 7 aus HDPE eingeschweißt.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele können in vieler Hinsicht abgewandelt werden. Beispielsweise kann an­ stelle des Materials des Teils 1, 1a das Material des Teils 2, 2a haftungsmodifiziert sein. Wenn die Materia­ lien des Teils 2, 2a nicht mit dem Material des Gerätes kompatibel sind, mit dem der Stutzen durch Rotations­ schweißen verbunden werden soll, ist es alternativ auch möglich, zwischen dem Teil 2, 2a und der Öffnung des Gerätes, an der der Stutzen angeschweißt werden soll, einen weiteren Teil einzuschweißen, der sowohl mit dem Material des Teils 2, 2a als auch dem des Gerätes, mit dem der Stutzen verschweißt werden soll, kompatibel ist.

Claims (6)

1. Rohrartiger Stutzen, der thermoplastischen Kunst­ stoff aufweist, für den Anschluß einer flexiblen Fluidleitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Stut­ zen einen ersten Teil (1; 1a) und einen zweiten Teil (2; 2a) aufweist, von denen der erste eine geringere Kriechneigung als der zweite hat und mit dem zweiten durch Umspritzen verbunden ist und daß der erste Teil (1; 1a) ver­ stärkten Kunststoff und der zweite Teil (2; 2a) unverstärkten Kunststoff aufweist.
2. Stutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff HDPE aufweist.
3. Stutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unverstärkte Kunststoff HDPE und der ver­ stärkte Kunststoff ein PA aufweist.
4. Stutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verstärkte Kunststoff Glas­ fasern enthält.
5. Stutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff des einen der beiden Teile (1, 1a; 2, 2a) haftungsmodifi­ ziert ist, so daß er durch die Erwärmung beim Um­ spritzen eine Verbindung mit dem anderen Teil eingeht.
6. Stutzen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsflächen der bei­ den Teile (1, 1a; 2, 2a) profiliert sind.
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