DE4318305C2 - Kunststoff-Hohlbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Kunststoff-Hohlbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kunststoff-Hohl­ bauteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung zur Verwen­ dung in Fahrzeugen, wie beispielsweise in Automobilen.
In den letzten Jahren werden vermehrt verschiedene Kunststoffe als Material für Fahrzeugteile verwendet.
Beispielsweise wird in Fahrzeuge bekannterweise bereits ein durch Formgießen hergestelltes Motor-Ansaugrohr verwen­ det.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Kunststoff- Hohlbauteil durch Spritzgießen um ein Kernelement mit einem hohlen Innenbauteil, in das feste Körper, wie Sand oder Glasstücke eingefügt werden, einstückig geformt, um eine in der JP-A-63-111031 und der JP-A-63-141713 beschriebene Verformung oder Verschiebung während des Spritzgießens zu verhindern.
Das vorstehend erwähnte Kunststoff-Hohlbauteil ist auf zwei Arten von Kunststoffmaterial beschränkt, weil eine Zwei-Schichten-Struktur ein inneres und ein äußeres Hohlbau­ teil aufweist. Eine Verbundröhre aus Kunststoff ist zum Beispiel aus der JP-A-1-156025 bekannt.
Es erwies sich bisher als schwierig, ein Kunststoff- Hohlbauteil herzustellen, das gleichzeitig eine ausreichend glatte Innenseite sowie eine ausreichende Festigkeit und Gassperre (Leckbeständigkeit) aufweist.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kunststoff-Hohlbauteil bereitzustellen, dessen Herstellungsverfahren einfach ist, dessen Anzahl von Kompo­ nenten und Teilen verringert werden kann, und bei dem eine ausreichend glatte Innenseite sowie eine ausreichende Festigkeit und Gassperre erreicht werden.
Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, wird ein Kunststoff-Hohlbauteil bereitgestellt, das als Kernele­ ment ein inneres Hohlbauteil, das eine durch ein Mehrschich­ ten-Blasformverfahren gebildete Mehrfachschicht aufweist, und ein äußeres Kunststoff-Hohlbauteil aufweist, das durch ein Spritzgießverfahren um das Kernelement mit diesem ein­ stückig geformt wird, um ein mehrschichtiges Kunststoff- Hohlbauteil herzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Hohlbauteils bereitzustellen. Weil dabei ein inneres Hohlbauteil als Kernelement vorgesehen ist, kann die Anzahl der Montage­ schritte auf einen einzelnen Schritt verringert werden.
Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kunst­ stoff-Hohlbauteils die Schritte: Formen eines inneren Hohl­ bauteils mit mehrschichtigem Harz durch ein Blasformverfah­ ren als Kernelement und Spritzen von Kunststoffharz um das innere Hohlbauteil durch ein Spritzgießverfahren zum ein­ stückigen Herstellen des Hohlbauteils.
Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu lösen weist das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des Kunststoff- Hohlkörpers ferner folgende Schritte auf: Herstellen einer nicht-verstärkten Harzschicht als Innenseite des inneren Hohlbauteils und Herstellen einer verstärkten Harzschicht als Außenseite des inneren Hohlbauteils durch das Blasform­ verfahren, um eine glatte Innenfläche, eine ausreichende Fe­ stigkeit und eine höhere Gassperre herzustellen.
Beim Spritzgießverfahren muß daher kein verdichtbares Material, wie beispielsweise Festkörper aus Sand oder Glas­ stücken, in das innere Hohlbauteil eingefüllt werden, um ein einfaches Verfahren zu erhalten.
Weil die Mehrfachschicht des Kunststoff-Hohlbauteils durch drei oder mehr Schichten gebildet wird, wird ein innen glattes Bauteil mit ausreichender Festigkeit und einer hohen Gassperre erhalten, wobei die Verformung oder Verschiebung des Kunststoff-Hohlbauteils während des Spritzgießens ver­ hindert wird.
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezug auf die beigefügten Abbildungen verdeutlicht, es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittansicht einer Gußform zur Ver­ wendung beim Spritzen des erfindungsgemäßen Kunststoff-Hohl­ bauteils;
Fig. 2 eine Querschnittansicht des erfindungsgemäßen Kunststoff-Hohlbauteils;
Fig. 3 eine Querschnittansicht eines inneren Hohlbau­ teils; und
Fig. 4 eine Querschnittansicht des Kernelements zur Darstellung der in das innere Hohlbauteil eingefüllten Sand­ teilchen oder ähnlichen.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird un­ ter Bezug auf die beigefügten Abbildungen beschrieben.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 4 eine Gußform und Bezugszeichen 2 ein winkelförmiges inneres Hohlbauteil, in das die durch Bezugszeichen 3 bezeichneten festen Sand­ teilchen oder ähnliche als Kern zum Spritzgießen eingefüllt werden. Ein äußeres Hohlbauteil 5 wird durch Einspritzen ei­ nes Harzes zwischen die Gußform 4 und das innere Hohlbauteil durch eine Einspritzvorrichtung (nicht dargestellt) ge­ bildet.
In Fig. 2 wird ein Kunststoff-Hohlrohr 1 für einen An­ saugdurchlaß eines Kraftfahrzeugmotors einstückig aus einem inneren Hohlbauteil 2 mit einer Innenschicht 2a und einer Zwischenschicht 2b bzw. einer Außenschicht 1a mit einem Flansch 1b an jedem Ende des Bauteils gebildet.
In Fig. 3 weist das winkelförmige Hohlrohrbauteil 2 eine zweischichtige Struktur auf, deren Außenschicht 2b aus mit 30% Glas verstärktem Polyamidharz und dessen Innenschicht 2a aus nichtverstärktem Harz besteht, um durch ein herkömm­ liches Blasformverfahren einstückig geformt zu werden.
Das Kernelement 2, das aus der Innenschicht 2a und der Außenschicht 2b durch ein Blasformverfahren einstückig ge­ bildet wird, wird wie in Fig. 1 dargestellt zum Spritzgie­ ßen in der Gußform 4 angeordnet. Dadurch wird das Kunst­ stoff-Hohlrohr 1 einstückig mit dem Kernelement 2 gebildet, wobei durch ein Spritzgießverfahren mit 45% Glas verstärk­ tes Kunststoffharz zwischen den Kern 2 und der Gußform 4 eingespritzt wird.
Das Kunststoff-Hohlbauteil 1 wird erfindungsgemäß ge­ bildet, indem ein mit 45% Glas verstärktes Polyamidharz zum Herstellen der Außenschicht 5 um das innere Hohlrohr 2 als Kernelement mit der Innenschicht 2a aus nicht-verstärktem Harz und der Außenschicht 2b aus mit 30% Glas verstärktem Harz einstückig gespritzt wird.
Durch die Verwendung von mit 45% Glas verstärktem Polyamidharz für das äußere Element 5 und die einstückige Her­ stellung dreier Strukturen erhält das Hohlbauteil die hohe Gassperre und die hohe Beständigkeit gegen Gase und Flüssig­ keiten.
Weil außerdem die Innenschicht 2a aus nicht-verstärktem Polyäthylenharz hergestellt wird, erhält die Innenfläche eine hohe Glattheit, wobei der Strömungswiderstand der In­ nenfläche verringert wird, so daß das Hohlbauteil als An­ saugdurchlaß eines Kraftfahrzeugmotors verwendet werden kann.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung wird die Innenschicht 2a aus einer polyphenylensul­ fid- (PPS-) Harzschicht gebildet, die eine geringe Wasser­ aufnahmefähigkeit, eine hohen Festigkeit und eine hohe Streckgrenze aufweist, so daß sie im Kühldurchflußsystem des Motors verwendet werden kann.
Daher kann bei der vorliegenden Erfindung ein geeigne­ tes Kunststoffharz entsprechend den das Kunststoff-Hohlbau­ teil durchströmenden Gasen oder Flüssigkeiten ausgewählt werden, weil ein zweistufiges Gießverfahren, d. h. ein Blas­ form- bzw. ein Spritzgießverfahren verwendet werden.
Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu Darstellungszwecken, wobei verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom durch die Patentansprüche definierten Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen.

Claims (7)

  1. Kunststoff-Hohlbauteil für den Durchfluß eines Fluids mit einem mehrschicht-blasgeformten inneren Hohlbauteil (2) mit
    einer Innenschicht (2a) aus einem glatten Kunststoffmaterial mit einem niedrigen Strömungswiderstand gegenüber dem durchfließenden Fluid,
    einer Zwischenschicht (2b) aus einem verstärkten Kunststoffmaterial und
    einer auf das innere Hohlbauteil (2) spritzgegossenen gasundurchlässigen Außenschicht (1a, 5) aus faserverstärktem Kunststoff.
  2. 2. Kunststoff-Hohlbauteil nach Anspruch 1, wobei das innere Hohlbauteil beim Spritzgießen als Kern­ element verwendet wird.
  3. 3. Kunststoff-Hohlbauteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei
    die Innenschicht (2a) aus Polyäthylenharz gebildet wird;
    die Zwischenschicht (2b) aus mit 30% Glas verstärktem Polyamidharz gebildet wird; und
    die Außenschicht (1a, 5) aus mit 45% Glas verstärk­ tem Polyamidharz hergestellt wird.
  4. 4. Kunststoff-Hohlbauteil nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Innenschicht (2a) aus Polyäthylensulfidharz gebildet wird.
  5. 5. Kunststoff-Hohlbauteil nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Innenschicht (2a) aus Polyphenylensulfidharz gebildet wird.
  6. 6. Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Hohlbauteiles mit den Schritten:
    • a) Ausbilden eines zweischichtigen inneren Hohlbauteiles (2) in einer Mehrschicht-Blasform,
    • b) Einsetzen des inneren Hohlbauteiles (2) als Kernelement in eine Spritzgußform (4) und
    • c) Herstellen des Kunststoff-Hohlbauteiles (1) durch Einspritzen von faserverstärktem Kunststoff zwischen das innere Hohlbauteil (2) und die Spritzgußform (4) und einstückiges Verbinden mit dem inneren Hohlbauteil (2).
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei während des Verfahrensschrittes (c) das innere Hohlbauteil (2) mit Sand befüllt ist.
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