DE602004004462T2

DE602004004462T2 - Hohlgegenstand aus Kunststoff mit Anschlussrohr

Info

Publication number: DE602004004462T2
Application number: DE200460004462
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Nakagawa; Yasuo Ezaki
Original assignee: Excell Corp Matsudo; Excell Corp; Ex-Cell-O Corp
Current assignee: Excell Corp Matsudo; Excell Corp; Ex-Cell-O Corp
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2024-09-17
Also published as: EP1517077B1; US7316427B2; US20050082825A1; EP1517077A1; US20090008822A1; DE602004004462D1; JP4509515B2; US7678324B2; JP2005088286A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Kunststoffhohlprodukt und sein Fertigungsverfahren, insbesondere betrifft sie ein Kunststoffhohlprodukt mit einem Anschlußrohr, welches als Leitung, Schlauch, Rohr oder dergleichen zum Leiten eines Gases wie beispielsweise Luft, oder einer Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser, verwendet werden kann, außerdem betrifft sie ein entsprechendes Fertigungsverfahren. Insbesondere kann ein erfindungsgemäßes Kunststoffhohlprodukt in vorteilhafter Weise als Leitung, Schlauch, Rohr oder dergleichen für ein Lufteinlaßsystem oder ein Kraftstoffzuführsystem in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs verwendet werden.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Unter den Komponenten eines Lufteinlaßsystems eines Kraftfahrzeugs finden sich Blasformprodukte, die als Leitungen, Schläuche, Rohre zum Einleiten von Luft in einen Verbrennungsmotor verwendet werden, ein Blowby-Schlauch zum Zurückleiten von Blowby-Gas mit darin enthaltenen Ölkomponenten, die am Motor anfallen, zu solchen Leitungen etc., und Komponenten zum Verbinden des Bypass-Rohrs mit der Lufteinlaßleitung während des Leerlaufs. Derartige Kunststoffhohlprodukte wie diese Leitungen, Rohre und Schläuche werden häufig mit einem Anschlußrohr ausgestattet, um eine Verbindung unter diesen Komponenten zu schaffen und den Motor und die dazugehörigen Steuerteile zu betreiben. Beispielsweise ist das Produkt derart strukturiert, daß das die Ölkomponenten enthaltende Blowby-Gas, welches in dem Motor anfällt, von dem Motor-Kurbelgehäuse zu dem Lufteinlaßkanal zurückgeleitet wird, und während des Leerlaufs das Bypass-Rohr mit der Lufteinlaßleitung verbunden wird, in welchem Fall sich an jeder Verbindungsstelle ein Anschlußrohr befindet.
Bislang wurde im Fall der Hinzufügung eines Anschlußrohrs mit einer solchen Funktion zu einem Blasform-Hohlprodukt ein durch Spritzgießen gefertigtes Anschlußrohr in eine Form eingesetzt, oder es wurde anschließend ein Anschlußrohr thermisch angeschweißt. Insbesondere dann, wenn das durch das sogenannte Insert-Molding (Einsatzformen) erreichte Haften schlecht ist und man nicht die erforderliche Luftdichtigkeit erreichen kann, wird von einem Verfahren des Anschweißens eines Anschlußrohrs an ein Blasformprodukt Gebrauch gemacht.
Solche Rohrleitungen, Schläuche und Rohre unterscheiden sich im allgemeinen im Außendurchmesser eines Hauptkörpers sowie im Durchmesser eines Verbindungsabschnitts, abhängig von der Größe einer anzuschließenden Begleitkomponente und eines geforderten Strömungsdurchsatzes. Außerdem muß ein dem Hauptkörper hinzugefügtes Anschlußrohr einen Durchmesser besitzen, der der anzuschließenden Begleitkomponente entspricht. Aus diesem Grund kommt es vor, daß ein Anschlußrohr, welches zu derartigen Leitungskanälen, Schläuchen und Rohren hinzuzuführen ist, die durch Blasformen gefertigt wurden, einen größeren Durchmesser besitzen muß, als es den Außendurchmesser des Hauptkörpers solcher Blasform-Leitungen, -Schläuche und -Rohre entspricht.
Natürlich ist es möglich, solche Leitungen, Schläuche und Rohre mit einem Abschnitt, an welchem ein Anschlußrohr mit einem größeren Durchmesser anzubringen ist, dadurch zu versehen, daß man beim Blasformen den Außendurchmesser teilweise erhöht. Wenn allerdings ein solcher Abschnitt mit teilweise erhöhtem Außendurchmesser durch Blasformen gebildet wird, nimmt die Aufblasgeschwindigkeit eines Parisons, das ist ein Zylinder aus schmelzflüssigem Harzmaterial, der während des Formvorgangs zugeführt wird, derart zu, daß die Dicke jenes Abschnitts des Hauptkörpers kleiner wird als der Rest. Da hierbei also ein Blasform-Abschnitt mit vergrößertem Außendurchmesser dünner wird, und dann beispielsweise ein zu diesem Bereich hinzuzufügendes Anschlußrohr durch Einsatz-Formen angebracht wird, wird das Haften des Einsatzes mangelhaft, so daß die erhöhte Gefahr eines Sich-Lösens des Einsatzes oder in einigen Fällen auch die Gefahr besteht, daß der Parison beim Aufblasen reißt, so daß ein Loch entsteht. Wird ein Anschlußrohr durch thermisches Schweißen angebracht, so wird möglicherweise ein dünner Bereich des Blasformprodukts derart durch die Wärme beim Schmelzvorgang des thermischen Schweißens verformt, daß es nicht möglich ist, das thermische Schweißen zu Ende zu führen.
Außerdem kommt es vor, daß für durch Blasformen hergestellte Leitungen, Schläuche und Rohre Flexibilität gefordert wird. Wenn in diesem Fall bei der Herstellung des durch Blasformen hergestellten Hauptkörpers ein weiches Harzmaterial verwendet wird und an einer derartigen flexiblen Leitung, dem Schlauch oder dem Rohr ein Anschlußrohr anzubringen ist, so fällt dieses möglicherweise ab aufgrund der schlechten Haftungsfestigkeit beim Anbringen durch Einsatz-Formen, während thermisches Schweißen unmöglich ist, weil der durch Blasformen hergestellte flexible Hauptkörper weicher wird und sich in unerwünschter Weise verformt in der Druckverbindungsphase des thermischen Schweißvorgangs.
Wenn bei diesen, oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren ein Anschlußrohr an einem durch Blasformen hergestellten Hohlprodukt einer Leitung, eines Rohrs oder eines Schlauchs, insbesondere an einem solchen Produkt mit vergleichbarem Durchmesser, anzubringen ist, so wird der Teil des Produkts, an welchem das Anschlußrohr angebracht wird, dünner, so daß es zu Problemen wie Verminderung der Haftfestigkeit, der Ausbildung von Löchern und dem Ausschluß der Anwendung thermischen Schweißens kommt. Aufbau und Größe eines Anschlußrohrs zur Anbringung an einem durch Blasformen hergestellten Hohlprodukt waren begrenzt. Im Fall einer durch Blasformen hergestellten Leitung, eines Schlauchs oder eines Rohrs mit Flexibilität gab es, weil der Hauptkörper eines solchen Produkts aus einem weichen Harzmaterial hergestellt wurde, den Nachteil der mangelhaften Haftfestigkeit eines Anschlußrohrs bei der Anbringung, und es gab außerdem ein Problem insofern, daß es nicht möglich war, von thermischem Schweißen Gebrauch zu machen, weil der Hauptkörper zu weich wurde aufgrund der beim thermischen Schweißen entstehenden Wärme. Damit war auch das für den Hauptkörper zu verwendende Material beschränkt.
4 zeigt als Beispiel eine Struktur, die sich aus einem herkömmlichen thermischen Schweißverfahren ergibt. Wie dargestellt, wird ein Anschlußrohr 55 an einem durch Blasformen hergestellten Schlauch 11 durch thermisches Schweißen angebracht. Wenn in diesem Fall jedoch der Durchmesser des Anschlußrohrs 55 größer ist, wird eine Schweißfläche an einem Schweißbereich 33 kleiner, so daß die Schweiß- oder Haftfestigkeit vermindert wird. Damit ist die Ausgestaltung des Anschlußrohrs 55 begrenzt, und es kommt vor, daß man das angestrebte Produkt nicht fertigen kann. Da außerdem der Schweißbereich 33 des durch Blasformen hergestellten Schlauchs 11 durch einen Bereich definiert wird, in welchem der Parison während des Blasformprozesses vergrößert wird, wird er dünner, und dementsprechend vergrößert sich die Schwierigkeit, in geeigneter Weise thermisch zu schweißen.
Wenn außerdem der durch Blasformen gefertigte Schlauch 11 aus einem weichen Harzmaterial hergestellt ist, kann es vorkommen, daß thermisches Schweißen deshalb ausgeschlossen ist, weil der Schlauch 11 möglicherweise zu stark erweicht, wenn Hitze einwirkt, so daß sich der Schlauch verformen kann.
Die GB-A-1408844 zeigt die Anbringung eines Widerstandsdrahts an zylindrisch geformten Schweißflächen und das Durchführen der Schweißung durch elektrische Erwärmung.
Die JP-A-05278100 zeigt die Verwendung eines integral mit einem Luftreinigungsschlauch 1 geformten Verbindungsrohrs zur Positionierung eines Perforationswerkzeugs.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kunststoffhohlprodukt geschaffen, welches aufweist: einen durch Blasformen hergestellten hohlen Hauptkörper; ein Verstärkungselement, welches eine definierte Schweißfläche aufweist und integral an dem Hauptkörper angebracht ist; ein Anschlußrohr mit einer Stirnfläche, die thermisch an die definierte Schweißfläche des Verstärkungselements angeschweißt ist, um eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptkörper und dem Anschlußrohr zu schaffen. Die Schweißfläche ist flach, und die obere Stirnfläche des Anschlußrohrs ist ebenfalls flach.
Vorzugsweise besitzt der Hauptkörper ein Loch, welches in der definierten Schweißfläche des Verstärkungselements vorgesehen ist. Vorzugsweise ist das Verstärkungselement integral mit dem Hauptkörper durch Umspritzen ausgebildet. Der durch Blasformen hergestellte Hauptkörper ist vorzugsweise ein Leitungskanal, ein Schlauch oder ein Rohr. Derjenige Abschnitt des Hauptkörpers, wo das Verstärkungselement einstückig ausgebildet ist, besitzt einen teilweise erhöhten Durchmesser, um ein Loch zu definieren, welches sich in der definierten Schweißfläche des Verstärkungselements befindet. Die Schweißfläche des Verstärkungselements ist außerdem mit einem Loch ausgestattet, welches mit der Lage des Lochs des Hauptkörpers fluchtet.
Zwischen dem Hauptkörper und dem Verstärkungselement ist vorzugsweise eine Klammerstruktur gebildet. Die Klammerstruktur enthält eine Mehrzahl von Schwalbenschwanzvorsprüngen, die in einer Umfangsrichtung des Hauptkörpers und/oder des Verstärkungselements angeordnet sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Fertigen eines hohlen Kunststoffprodukts geschaffen, das einen durch Blasformen hergestellten hohlen Kunststoffhauptkörper wie beispielsweise eine Leitung, einen Schlauch oder ein Rohr, zum Beispiel in Form einer Lufteinlaßleitung, und ein integral mit dem Hauptkörper verbundenes Anschlußrohr enthält. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Verstärkungselement mit einer vorab definierten Schweißfläche integral an dem durch Blasformen hergestellten hohlen Hauptkörper im Rahmen eines ersten Schritts ausgebildet. Das Verstärkungselement wird typischerweise aus einem Harzmaterial durch Spritzgießen hergestellt. Vorzugsweise wird in diesem Fall das Verstärkungselement als Einlegeteil in einer Form plaziert, und anschließend wird in der Form ein Parison plaziert und aufgeblasen, um einen vorbestimmten hohlen Hauptkörper zu bilden und dadurch das Verstärkungselement einstückig mit dem Hauptkörper auszubilden. Alternativ kann zunächst der hohle Hauptkörper durch Blasformen hergestellt werden, um dann das Verstärkungselement integral mit dem Hauptkörper zu verbinden, beispielsweise durch einen thermischen Prozeß. In einem zweiten Schritt wird anschließend eine Stirnfläche des Anschlußrohrs thermisch an einen Bereich des durch Blasformen gefertigten hohlen Hauptkörpers und auch an einen Teil des Verstärkungselements angeschweißt. Danach wird im Rahmen eines dritten Schritts eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptkörper und dem Anschlußrohr geschaffen. In diesem Fall wird vorzugsweise ein Loch durch beispielsweise Bohren an einer vorbestimmten Stelle der Schweißfläche und einem entsprechenden Bereich des Hauptkörpers gebildet, so daß ein Durchgangsloch entsteht, welches sich zwischen dem Inneren des Hauptkörpers und dem Inneren des Anschlußrohrs erstreckt.
Vorzugsweise wird das Verstärkungselement in Form eines Rings ausgebildet, so daß das Verstärkungselement sich um eine vorbestimmte axiale Stelle des hohlen Hauptkörpers erstreckt. Das Verstärkungselement selbst kann eine Mehrfachsegmentstruktur aufweisen, die vorzugsweise zwei Segmente umfaßt, in welchem Fall jedes Segment als Einlegeteil beim Blasformen des hohlen Hauptkörpers verwendet wird. Diese Segmente werden vorzugsweise dann zusammengefügt, wenn der hohle Hauptkörper durch Blasformen hergestellt wird, um auf diese Weise ein integriertes Mehrsegment-Verstärkungselement zu erhalten, welches auch integral mit dem hohlen Hauptkörper ausgebildet ist. Im Fall einer Mehrsegmentstruktur ist es bevorzugt, wenn jedes Segment eine Klammerstruktur aufweist, die zu einer entsprechenden Klammerstruktur des benachbarten Segments paßt. Zusätzlich ist vorzugsweise eine Klammerstruktur auch zwischen dem Verstärkungselement und dem hohlen Hauptkörper vorgesehen.
Als Beispiel kann die Klammerstruktur eine Kombination aus einem schwalbenschwanzförmigen Vorsprung und einer entsprechenden schwalbenschwanzförmigen Kerbe sein, die zueinander passen. Beispielsweise können an der Außenfläche des hohlen Hauptkörpers mit Abstand voneinander entlang dessen Umfang mehrere Schwalbenschwanzvorsprünge vorgesehen werden, und es können mehrere entsprechende Schwalbenschwanzförmige Kerben an der Innenseite des Verstärkungselements derart vorgesehen sein, daß jeder Schwalbenschwanzvorsprung zu einer entsprechenden Schwalbenschwanzkerbe paßt und mit dieser in Eingriff tritt, wodurch eine erhöhte mechanische Festigkeit und eine innige Berührung erreicht werden. Selbst wenn also der hohle Hauptkörper aus einem weichen Harzmaterial besteht, so daß er eine gewisse Flexibilität besitzt, kann der hohle Hauptkörper in ausreichendem Maß mit dem Verstärkungselement zusammenhängen.
Das ringförmige Verstärkungselement besitzt eine Schweißfläche definierter Form, die ein Loch aufweist, um einen Teil der Wand oder eine Außenfläche des hohlen Hauptkörpers freizugeben. Mit einem solchen Aufbau wird die Stirnfläche des Anschlußrohrs nicht nur thermisch mit einem entsprechenden Teil der Schweißfläche des Verstärkungselements verschweißt, sondern auch mit einem entsprechenden Teil des Hauptkörpers, so daß eine ausreichend luftdichte und mechanische Verbindungsstruktur geschaffen wird, wenn das Durchgangsloch zwischen dem Anschlußrohr und dem Hauptkörper ausgebildet ist.
Außerdem besitzt das Verstärkungselement eine erhöhte, entwurfsbedingte Flexibilität, so daß eine ausreichende Bindungsfestigkeit erreicht wird, wenn das Anschweißen des Anschlußrohrs erfolgt. Nach Wunsch kann die Schweißfläche des Verstärkungselements so ausgestaltet sein, daß sie in ihrer Größe den Außendurchmesser des hohlen Hauptkörpers übertrifft, damit ein Anschlußrohr mit einem großen Durchmesser im Rahmen der Erfindung verwendet werden kann, was in der Vergangenheit nicht möglich war.
Wie oben ausgeführt, wird erfindungsgemäß ein hohles Kunststoffprodukt, beispielsweise in Form einer Leitung, eines Schlauchs oder eines Rohrs erhalten, indem ein hohler Hauptkörper mit durch Umspritzen eingeformtem Verstärkungselement mit definierter Schweißfläche erhalten wird, eine Stirnfläche eines Anschlußrohrs thermisch mit einem Bereich der Schweißfläche und auch mit einem Bereich des Hauptkörpers verschweißt wird, und ein Durchgangsloch geschaffen wird, welches sich zwischen dem Inneren des hohlen Hauptkörpers und dem Inneren des Anschlußrohrs erstreckt. Wegen der Schaffung des Verstärkungselements mit einer definierten Schweißfläche wird eine gesteigerte Flexibilität der Struktur und der Ausgestaltung eines Anschlußrohrs erreicht, und darüber hinaus läßt sich ein Anschlußrohr in passender Weise mit dem Hauptkörper auch dann vereinen, wenn der hohle Hauptkörper aus einem weichen Harzmaterial besteht. Aus diesem Grund erhält man ein hohles Kunststoffprodukt, beispielsweise eine Leitung, einen Schlauch oder ein Rohr mit einem Anschlußrohr hervorragender und hoher Flexibilität in der Gestaltung. Insbesondere ist es möglich, Vorteile wie eine gesteigerte Bindungsfestigkeit und Luftdichtigkeit an der Verbindungsstelle zwischen Hauptkörper und Anschlußrohr zu erreichen, ferner einen erhöhen Freiheitsgrad für die Struktur und die Gestaltung eines Anschlußrohrs und eine gesteigerte Auswahlmöglichkeit für den Werkstoff des Hauptkörpers und des Anschlußrohrs, insbesondere der Möglichkeit der Verwendung eines weichen Harzmaterials für den Hauptkörper.
Es ist folglich ein primäres Ziel der Erfindung, ein verbessertes hohles Kunststoffprodukt mit einem Anschlußrohr sowie ein Verfahren zu dessen Fertigung zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines hohlen Kunststoffprodukts mit einem Anschlußrohr, das eine robuste und zuverlässige Struktur besitzt und sich einfach fertigen läßt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Kunststoffhohlprodukts, welches sich besonders zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug eignet, wobei außerdem ein entsprechendes Fertigungsverfahren angegeben werden soll.
Weitere Ziele, Vorteile und neuen Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1(a) ist eine schematische Darstellung, die eine Vorderansicht eines Kunststoffhohlprodukts mit einem hohlen Hauptkörper und einem Verstärkungselement darstellt, an dem ein Anschlußrohr anzubringen ist, entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung;
1(b) ist eine schematische Darstellung einer Bodenansicht des in 1(a) dargestellten Kunststoffhohlprodukts;
1(c) ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts des in 1(a) gezeigten Kunststoffhohlprodukts;
2(a) ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Zustands vor dem Schweißvorgang gemäß der Erfindung;
2(b) ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Zustands nach dem Schweißvorgang gemäß der Erfindung;
3(a) ist eine schematische Darstellung, die teilweise im Querschnitt ein Kunststoffhohlprodukt mit einem Anschlußrohr darstellt, aufgebaut gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3(b) ist eine schematische Darstellung, die in vergrößerter Darstellung den eingekreisten Bereich in 3(a) darstellt; und
4 ist eine schematische Darstellung der Struktur eines typischen herkömmlichen Kunststoffprodukts mit einem Anschlußrohr.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nunmehr auf die 1(a) und 1(b) bezugnehmend, ist dort schematisch ein hohler Hauptkörper oder ein Schlauch 1 dargestellt, der durch Blasformen hergestellt wurde. Ein Verstärkungselement 2, welches durch Spritzgießen hergestellt wurde, und welches im großen und ganzen die Form eines Rings hat, ist integral an dem Hauptkörper 1 durch Umspritzen angebracht. Der Hauptkörper 1 besteht aus einem ersten Harzmaterial, und das Verstärkungsmaterial besteht aus einem zweiten Harzmaterial, welches das gleiche wie das erste Harzmaterial sein kann. Das Verstärkungselement 2 kann integral dem Hauptkörper 1 beispielsweise dadurch hinzugefügt werden, daß das Verstärkungselement 2 in eine Form eingelegt wird, wenn der Hauptkörper 1 in der Form durch Blasformen gebildet wird. In diesem Fall wird ein in der Form plazierter Parison durch den Blasformvorgang aufgeblasen, so daß das Verstärkungselement 2 sich einstückig mit dem Hauptkörper 1 vereint. Das Verstärkungselement 2 kann aus einer Mehrsegmentstruktur bestehen, in welchem Fall die Segmente auch so strukturiert sein können, daß sie sich zusammenfügen lassen, nachdem der Hauptkörper 1 durch Blasformen entstanden ist. alternativ kann der Hauptkörper 1 allein durch Blasformen gebildet werden, und das Verstärkungselement 2 kann dem Hauptkörper 1 beispielsweise durch Bonden, Schweißen oder dergleichen hinzugefügt werden.
Vorzugsweise hat das Verstärkungselement 2 die Form eines Rings, wenn es zusammengebaut ist, und wenn es sich um eine Mehrsegmentstruktur handelt. Damit erstreckt sich das Verstärkungselement 2 um den Hauptkörper 1 herum an einer vorbestimmten Umfangsstelle. Das Verstärkungselement 2 besitzt eine Schweißfläche 3, die in dem in 1(a) bis 1(c) flach ist und eine vorbestimmte Fläche zum Verbinden mit einer Stirnfläche eines Anschlußrohrs 5 durch Schweißen mit ausreichender Bindungsfestigkeit besitzt. Die Schweißfläche 3 oder ein entsprechender Bereich des Verstärkungselements 3 ist mit einem Durchgangsloch ausgestattet, in das ein entsprechender Bereich des Hauptkörpers 1 ragt und mithin freiliegt.
Insbesondere erstreckt sich bei der in den 1(a) bis 1(c) dargestellten Ausführungsform ein Teil des Hauptkörpers 1 radial in Form eines Mesas, und dieser mesaförmige Bereich erstreckt sich in das in dem Verstärkungselement 2 gebildete Loch, so daß die Außenfläche dieses mesaförmigen Bereichs freiliegt und bündig ist mit der Schweißfläche 3. Darüber hinaus ist, wie am besten in 1(c) dargestellt ist, der Hauptkörper 1 mit einer Mehrzahl von schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen 2a ausgebildet, die in Umfangsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet sind, und das Verstärkungselement 2 ist mit einer Mehrzahl entsprechender schwalbenschwanzförmiger Kerben 3a ausgestattet, die zu den schwalbenschwanzförmigen Vorsprüngen 2a passen, wodurch eine mechanische Klammerstruktur zwischen dem Hauptkörper 1 und dem Verstärkungselement 2 gebildet wird. Eine solche mechanische Klammerstruktur kommt am einfachsten im Fall des Glasformens zustande. Um dies in größerer Einzelheit zu umschreiben, wird im Fall der Schaffung einer mechanischen Klammerstruktur durch Blasformen lediglich gefordert, die schwalbenschwanzförmigen Kerben 3a bei der Fertigung des Verstärkungselements 2 durch Spritzgießen auszubilden. Wenn dann das Verstärkungselement 2 als Einlegeteil zur Bildung des Hauptkörpers 1 durch Blasformen verwendet wird, wird der Parison teilweise in die schwalbenschwanzförmigen Kerben 3a gedrückt, während er sich im schmelzflüssigen Zustand befindet, so daß er selbst die schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge 2a im Zuge des Blasformvorgangs ausbildet. Wie in 3(c) gezeigt ist, sei angemerkt, daß die Schweißfläche 3 eine Größe in radialer Richtung des Hauptkörpers 1 besitzt, die diejenige des Außendurchmessers des Hauptkörpers 1 übersteigt, so daß die Schweißfläche 3 einen Beitrag leistet zur gesteigerten Bindungsfestigkeit, wenn das Anschlußrohr 5 angeschweißt wird.
2(a) und 2(b) veranschaulichen den Schweißvorgang gemäß der Erfindung. Das heißt, 2(a) zeigt den Zustand, bevor eine obere Stirnfläche 5a des Anschlußrohrs 5 thermisch an die Schweißfläche 3 angeschweißt wird, und 2(b) zeigt den Zustand, nachdem die obere Stirnfläche 5a des Anschlußrohrs 5 thermisch an die Schweißfläche 3 angeschweißt wurde. Wichtig ist, daß bei dem in den 2(a) und 2(b) gezeigten Beispiel der Durchmesser des in der Schweißfläche 3 gebildeten Durchgangslochs größer ist als der Innendurchmesser des Anschlußrohrs 5. Damit steht die obere Stirnfläche 5a des Anschlußrohrs 5 nicht nur mit der Schweißfläche 3 in Berührung, sondern auch mit dem äußeren Umfangsbereich des mesaförmigen Abschnitts 4 des Hauptkörpers 1. Wenn bei dieser Struktur thermisch geschweißt wird, wird die obere Stirnfläche 5a nicht nur an die Schweißfläche 3 angeschweißt, sondern auch an den äußeren Umfangsbereich des mesaförmigen Abschnitts 4 des Hauptkörpers 1. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Erzielung einer gesteigerten Bindungsfestigkeit und einer Luftdichtigkeit oder dichtenden Struktur.
3(a) ist eine schematische Darstellung, die teilweise im Querschnitt ein fertiges Kunststoffhohlprodukt mit einem Anschlußrohr zeigt, aufgebaut gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 3(b) zeigt eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Bereichs in 3(a). Wie in 3(a) gezeigt ist, wurde, nachdem das Anschlußrohr 5 thermisch an die Schweißfläche 3 angeschweißt wurde, wie in 2(b) gezeigt ist, der mesaförmige Abschnitt 4 des Hauptkörpers 1 entfernt, beispielsweise durch Bohren, um ein Durchgangsloch oder eine Verbindungsöffnung 4 zu schaffen für eine Fluidverbindung zwischen dem Inneren des Hauptkörpers 1 und dem Inneren des Anschlußrohrs 5. Wie am besten in 3(b) zu erkennen ist, ist der übrige äußere Umfangsbereich 4a des mesaförmigen Abschnitts 4 des Hauptkörpers 1 thermisch mit einem entsprechenden inneren Umfangsbereich der oberen Stirnfläche 5a des Anschlußrohrs 5 verschweißt, um so einen luftdichten verstärkten geschweißten Filmabschnitt 7 zu bilden. Darüber hinaus ist die Schweißfläche 3 des Verstärkungselements 2 thermisch mit dem übrigen Abschnitt der oberen Stirnfläche 5a des Anschlußrohrs 5 verschweißt, wodurch ein verschweißter Filmabschnitt 8 erhöhter Schweißfestigkeit gebildet ist, der angrenzt an den Filmabschnitt 7 erhöhter Luftdichtigkeit. Die Schaffung solcher benachbarter geschweißter Filmabschnitte 7 und 8 ermöglicht die Erzielung einer verbesserten Luftdichtigkeit oder Dichtungseigenschaft sowie Bindungsstärke zwischen dem Anschlußrohr 5 und dem Hauptkörper 1.
Anhand von Experimenten, die die Erfinder in Verbindung mit den obigen Ausführungsbeispielen durchgeführt haben, hat sich herausgestellt, daß solche Kombinationen von Werkstoffen für den Hauptkörper 1, das Verstärkungselement 2 und das Anschlußrohr 5, wie sie in den unten angegebenen Tabellen 1 und 2 aufgelistet sind, zu hervorragenden Ergebnissen bezüglich Bindungsfestigkeit sowie Dichtigkeit und Luftundurchlässigkeit führen können. Tabelle 1 Kombination 1 von Harzmaterialien (Kombination von Thermoplast-Harzen der Olefin-Familie)

PP PP-GF TPO

Hauptkörper O O O

Verstärkungselement O O O

Anschlußrohr O O O

PP: Polypropylen
PP-GF: Glasfaserverstärktes Polypropylen
TPO: Elastomer der Olefin-Familie (weiches Harzmaterial)

	PA6	PA6-GF	TPAE
Hauptkörper	O	O	O
Verstärkungselement	O	O	O
Anschlußrohr	O	O	O

PA6: Polyamid 6
PA6-GF: Glasfaserverstärktes Polyamid 6
TPAE: Elastomer der Polyamid-Familie (weiches Harzmaterial)

Obschon jede Werkstoffkombination für den Hauptkörper 1, das Verstärkungselement 2 und das Anschlußrohr 5 ausgewählt werden kann, solange es sich um ein Thermoplast handelt, enthält ein Beispiel für eine solche Kombination nach Tabelle 1 PP für den Hauptkörper 1, PP-GF für das Verstärkungselement 2 und TPO für das Anschlußrohr 5, und ein weiteres Beispiel nach Tabelle 2 enthält TPAE für den Hauptkörper 1, PA6 für das Verstärkungselement 2 und TPAE für das Anschlußrohr 5. Damit ist ersichtlich, daß von einer Kombination derartiger Werkstoffe Gebrauch gemacht werden kann, die im Stand der Technik nicht verwendet werden könnten. Es sei angemerkt, daß die Kombinationen der oben aufgelisteten Werkstoffe nicht beschränkend zu verstehen ist, und daß auch andere Kombinationen wie beispielsweise PBT (hartes Harzmaterial)/TPEE (weiches Harzmaterial) ebenfalls verwendet werden können, solange sie sich für das Blasformen eignen.
Während das Obige eine vollständige Offenbarung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist, sind verschiedene Modifikationen, abgewandelte Konstruktionen und Äquivalente möglich. Der Schutzumfang der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert.

Claims

Kunststoffhohlprodukt, umfassend: einen hohlen Hauptkörper (1), der sich über eine Länge hinweg erstreckt und in einer Wand des Hauptkörpers ein erstes Loch aufweist; ein Verstärkungselement (2), welches fest an dem Hauptkörper angebracht ist und eine definierte Schweißfläche (3) aufweist, die mit einem zweiten Loch ausgestattet ist, dessen Lage mit derjenigen des ersten Lochs fluchtet; und ein Anschlußrohr (5) mit einer oberen Stirnfläche (5a), durch thermisches Schweißen an der Schweißfläche des Verstärkungselements angebracht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißfläche flach ist und die obere Stirnfläche (5a) des Anschlußrohrs ebenfalls flach ist.
Produkt nach Anspruch 1, bei dem die eine Stirnfläche des Anschlußrohrs (5) außerdem thermisch an einen Umfangsbereich der Wand des hohlen Hauptkörpers um das erste Loch herum angeschweißt ist.
Produkt nach Anspruch 1, bei dem das erste Loch oben an einem mesa-förmigen Teil (4) der Wand gelegen ist, wobei der mesa-förmige Teil radial nach außen gegenüber einer Mittellinie des hohlen Hauptkörpers (1) vorspringt.
Produkt nach Anspruch 1, bei dem der hohle Hauptkörper ein aus Kunstharzmaterial durch Blasformen hergestelltes Teil ist und das Verstärkungselement (2) durch Umspritzen in den hohlen Hauptkörper eingeformt ist.
Produkt nach Anspruch 1, bei dem das Verstärkungselement (2) etwa die Form eines Rings hat, so daß das ringförmige Verstärkungselement sich über einen Umfang des hohlen Hauptkörpers (2) erstreckt.
Produkt nach Anspruch 5, weiterhin umfassend eine Klammerstruktur (2a, 3a) zwischen dem hohlen Hauptkörper und dem Verstärkungselement.
Produkt nach Anspruch 6, bei dem die Klammerstruktur eine Mehrzahl Vorsprünge (2a) aufweist, die in dem hohlen Hauptkörper oder in dem Verstärkungselement ausgebildet sind, ferner eine entsprechende Mehrzahl Vertiefungen (3a), deren Form derjenigen der Vorsprünge entspricht, ausgebildet in dem Verstärkungselement bzw. dem hohlen Hauptkörper, wobei die Vorsprünge und die Vertiefungen zueinander passen, um eine mechanische Klammer zu bilden.
Produkt nach Anspruch 7, bei dem jeder der Vorsprünge (2a) und Ausnehmungen (3a) eine Schwalbenschwanzform oder eine hinterschnittene Struktur besitzt.
Verfahren zum Fertigen eines hohlen Kunststoffprodukts, umfassend: das Formen eines Verstärkungselements zu einer gewünschten Form mit einer definierten Schweißfläche, die durch Spritzgießen mit einem ersten Loch ausgebildet ist; Formen eines hohlen Hauptkörpers durch Blasformen unter Verwendung des Verstärkungselements als Einlegeteil, um dadurch das Verstärkungselement einstückig mit dem hohlen Hauptkörper auszubilden, wobei ein Teil des hohlen Hauptkörpers sich in Form einer Mesa in das erste Loch hinein erstreckt, wenn der Hauptkörper blasgeformt wird; thermisches Schweißen einer oberen Stirnfläche eines Anschlußrohrs an die Schweißfläche und außerdem an eine obere Fläche des mesa-förmigen Teils; und Formen eines zweiten Lochs in der oberen Fläche des mesa-förmigen Teils, fluchtend mit dem zweiten Loch, um eine Fluidverbindung zwischen dem Inneren des hohlen Hauptkörpers und dem Inneren des Anschlußrohrs zu bilden.
Verfahren zum Formen eines hohlen Kunststoffprodukts nach Anspruch 9, bei dem, wenn das Verstärkungselement durch Spritzgießen geformt wird, eine Mehrzahl erster Eingriffsteile in einer Innenfläche des Verstärkungselements gebildet werden, und der hohle Hauptkörper sich teilweise in die ersten Eingriffsteile während des Blasformvorgangs erstreckt, um dadurch eine Mehrzahl zweiter Eingriffsteile zu definieren, deren Form zu den ersten Eingriffsteilen paßt, so daß die ersten und die zweiten Eingriffsteile eine Klammerstruktur bilden.
Verfahren zum Herstellen eines hohlen Kunststoffprodukts nach Anspruch 11, bei dem ein Verstärkungselement (2) eine Mehrsegmentstruktur besitzt, bestehend aus einer Mehrzahl von Segmenten.
Verfahren zum Herstellen eines hohlen Kunststoffprodukts nach Anspruch 11, bei dem das Verstärkungselement (2) die Form eines Rings hat, wenn die mehreren Segmente zusammengebaut werden.