DE69624998T2

DE69624998T2 - Verfahren zum Befestigen eines Elements im Inneren eines Kunststoffhohlkörpers

Info

Publication number: DE69624998T2
Application number: DE69624998T
Authority: DE
Inventors: Lionel Cerbelle; Charles Cuvelliez; Xavier Jacquet; Serge Percebois
Original assignee: Inergy Automotive Systems Research SA
Current assignee: Plastic Omnium Advanced Innovation and Research SA
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1996-08-06
Publication date: 2003-07-17
Anticipated expiration: 2016-08-07
Also published as: EP0758579B1; JPH09117956A; AR003209A1; CA2183095A1; BE1009534A3; DE69624998D1; JP4251670B2; US5891385A; BR9603369A; EP0758579A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung eines Siphons im Inneren eines Hohlkörpers aus thermoplastischem Material. Sie betrifft gleichfalls einen derartigen Hohlkörper, in dessen Innerem ein Siphon befestigt worden ist.
Hohlkörper, zum Beispiel Flaschen oder Behälter, werden am häufigsten verwendet, um ein Fluid zu enthalten, für das sie im Wesentlichen undurchlässig sind. Zur Fertigung derartiger Hohlkörper werden heutzutage in großem Umfang thermoplastische Materialien verwendet, insbesondere in Anbetracht der Einfachheit, sie in komplizierte Formen zu bringen, ihres geringen Gewichts, ihrer Beständigkeit, insbesondere gegen Korrosion. Hohlkörper aus thermoplastischem Material können insbesondere durch Extrusionsblasformen gefertigt werden.
Manchmal ist es notwendig, im Inneren der Hohlkörper gewisse Elemente anzubringen, die dort in einer genauen Weise positioniert und in einer zuverlässigen und dauerhaften Weise befestigt werden müssen. Eine derartige Anbringung ist nach der Herstellung des Hohlkörpers manchmal schwierig, ja unmöglich, insbesondere in Anbetracht der Stelle, an die man gelangen muss, und der jeweiligen Abmessungen der Öffnungen des Hohlkörpers und des einzuführenden Elements. Insbesondere in diesem Fall ist es bekannt, das zu befestigende Element vor der Herstellung des Hohlkörpers zu positionieren, insbesondere vor dem Schließen der Blasform. Man kann so das Element ins Innere des in die Form extrudierten Vorformlings einführen und es dort vor dem Schließen der Form und dem Blasformen des Hohlkörpers mit Hilfe einer Stange festhalten. Nichtsdestoweniger erlaubt es eine derartige Positionierung mit Hilfe einer Stange nicht, beim Schließen der Form eine zum Erhalt der zuverlässigen und dauerhaften Befestigung des Elements im Hohlkörper ausreichende Kraft sicherzustellen.
Es ist gleichfalls vorgeschlagen worden (GB 2279606), außer dem Halten des Elements im Vorformling mit Hilfe einer Stange zuvor in dem Element Vertiefungen zu formen, die dazu bestimmt sind, mit der inneren Oberfläche des Hohlkörpers zusammenzuwirken. Neben der zusätzlichen Kompliziertheit, die es mit sich bringt, verhindert dieses Verfahren nicht, dass die Qualität der Befestigung des Elements im Hohlkörper in großem Umfang von der Positionierungsstange abhängig bleibt.
Es ist das Dokument GB-A-2236288 bekannt, das die Befestigung eines von einer Halterung in Stangenform getragenen Spreizkörpers durch Schweißen zwischen den Wänden eines Behälters lehrt, um die Ausdehnung des Behälters unter dem Einfluss eines erhöhten Innendrucks zu verhindern (Zusammenfassung und Fig. 2 und 3).
Es ist auch das US-Patent 4,703,771 bekannt, das einen Kraftstoffbehälter beschreibt, bei dem die Form der Innenwand zwei Abteilungen oder Kammern begrenzt, die untereinander frei verbunden sind, sowie auch durch ein auf die untere Wand gelegtes Rohr, dessen Enden sich jeweils in jede Kammer öffnen und das als Siphon dient (Zusammenfassung und Fig. 3).
Die Erfindung hat daher zum Ziel, ein Verfahren zur Befestigung eines Siphons im Inneren eines im Wesentlichen aus thermoplastischem Material bestehenden Hohlkörpers zu bieten, das einfach ist und das eine genaue Positionierung und eine zuverlässige und dauerhafte Befestigung des Siphons im Hohlkörper erlaubt.
Die Erfindung betrifft zu diesem Zweck ein Verfahren zur Befestigung des Siphons im Inneren eines Hohlkörpers, der im Wesentlichen aus thermoplastischem Material besteht und sich im Wesentlichen aus zwei Teilen zusammensetzt, die untereinander durch einen oberen Durchlass mit reduziertem Querschnitt kommunizieren, nach dem:
a) man den zu befestigenden Siphon mit Hilfe einer Halterung im Hohlkörper positioniert, und zwar bei der Fertigung dieses Hohlkörpers,
b) man den Siphon durch Heißplattierung zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des besagten Hohlkörpers befestigt, wobei die gegenüberliegenden Seiten die Ober- und die Unterseite des Durchlasses mit reduziertem Querschnitt sind.
Der Hohlkörper besteht im Wesentlichen aus thermoplastischem Material. Mit thermoplastischem Material sollen ein oder mehrere thermoplastische Polymere bezeichnet werden. Die Polymere können Homopolymere, Copolymere oder ihre Mischungen sein. Als Beispiel für derartige Polymere kann man zum Beispiel Polyolefine oder Polymere des Vinylchlorids festhalten. Gute Ergebnisse sind ausgehend von einem Polyolefin erhalten worden, insbesondere ausgehend von einem Polyethylen. Ausgezeichnete Ergebnisse sind ausgehend von einem Polyethylen hoher Dichte (HDPE) erhalten worden.
Zu dem thermoplastischen Material können natürlich ein oder mehrere übliche Additive hinzugefügt werden, wie Antioxidantien, Stabilisatoren, Pigmente oder andere.
Der Hohlkörper kann in seiner Gesamtheit im Wesentlichen aus einem einzigen thermoplastischen Material bestehen. Er kann gleichfalls insbesondere mehrere Schichten umfassen, die im Wesentlichen aus unterschiedlichen thermoplastischen Materialien bestehen.
Mit Halterung soll hier jegliches Mittel von angepasster Form bezeichnet werden, das es erlaubt, den zu befestigenden Siphon im Hohlkörper während seiner Fertigung zu positionieren und zu halten. Insbesondere kann die Halterung eine Stange sein.
Mit Heißplattieren zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Hohlkörpers soll jede Heißmontagetechnik mittels Druck zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Hohlkörpers bezeichnet werden, wie insbesondere mittels Schweißen.
Der Hohlkörper kann durch jegliches Verfahren gefertigt werden. Er kann insbesondere durch Verschweißen von mindestens zwei zuvor durch Spritzung erhaltenen Teilen gefertigt werden. Vorzugsweise wird er durch Extrusionsblasformen gefertigt, indem man einen Vorformling in eine offene Form extrudiert.
Der Hohlkörper kann von jeder bekannten Art sein, insbesondere eine Flasche oder ein Behälter. Die Erfindung ist im Fall eines Behälters von Bedeutung, der besonders für ein. Kraftfahrzeug bestimmt ist. Sie ist im Fall eines Kraftstoffbehälters besonders interessant.
Der Siphon kann gleichfalls von jeder bekannten Art sein. Insbesondere ist er mit der Funktion des Pumpens des im Hohlkörper enthaltenen Fluids verknüpft.
Der Siphon kann aus jedem Material bestehen, das zu diesem Zweck üblicherweise bekannt ist. Vorzugsweise besteht er im Wesentlichen aus thermoplastischem Material, wie oben definiert.
Ausgezeichnete Ergebnisse sind erhalten worden, wenn der Siphon zuvor durch gasunterstütztes Spritzgießen hergestellt wird. So werden das oder die Rohre, aus denen sich der Siphon zusammensetzt, zuvor mittels Einblasen eines Gases geformt, was das Ausstoßen der noch geschmolzenen zentralen Faser gestattet, um den Hohlraum von dem oder von jedem Rohr herzustellen.
Erfindungsgemäß wird der Siphon an einer Stelle des Hohlkörpers befestigt, durch Heißplattieren in einem oberen Durchlass mit reduziertem Querschnitt, durch den zwei Teile des Hohlkörpers kommunizieren, und zwar zwischen den gegenüberliegenden Ober- und Unterseiten dieses Durchlasses. Bevorzugt befestigt man ihn mittels einer Verklebungsstelle zwischen den gegenüberliegenden Seiten dieses Durchlasses mit reduziertem Querschnitt. Mit Verklebungsstelle zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Durchlasses mit reduziertem Querschnitt soll hier eine örtliche Verschweißung zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten dieses Durchlasses bezeichnet werden, die man beim Schließen der Form durch eine passende Form dieser letzteren erhalten hat. Eine solche Verklebungsstelle kann bei der Auslegung des Hohlkörpers vorgesehen werden, insbesondere im Hinblick darauf, seine Steifigkeit zu verbessern. In Ermangelung dessen kann sie im Wesentlichen zur Befestigung des Siphons gemäß der vorliegenden Erfindung dort integriert werden. Unter jeder Voraussetzung können ihre Form und ihre genaue Position in vorteilhafter Weise im Hinblick auf die Befestigung des Siphons gemäß der vorliegenden Erfindung angepasst werden.
Dank der Bequemlichkeit ihrer Fertigung ist es möglich, den Hohlkörpern speziell ausgearbeitete Formen zu geben. Es ist so möglich, einen Hohlkörper herzustellen, der im Wesentlichen aus zwei Teilen zusammengesetzt ist, die untereinander durch einen oberen Durchlass (bei normalem Gebrauch) mit reduziertem Querschnitt kommunizieren. Ein derartiger Hohlkörper kann im Falle eines Kraftstoffbehälters für ein Kraftfahrzeug besonders interessant sein, indem man unterhalb des Durchlasses mit reduziertem Querschnitt zum Beispiel eine Auspuffleitung oder eine Getriebewelle aufnimmt. Eine derartige Ausbildung kann nichtsdestotrotz gewisse spezifische Schwierigkeiten bieten, zum Beispiel im Fall eines Behälters die Schaffung von zwei Räumen, die in dem Maße voneinander unabhängig werden, in dem der Spiegel der enthaltenen Flüssigkeit sinkt und, wenn eine Zapfvorrichtung (Pumpe) nur in einem der Teile vorhanden ist, eine Entleerung oder Unterbrechung dieser Vorrichtung. Im Falle eines Kraftstoffbehälters für ein Kraftfahrzeug kann diese Erscheinung darüber hinaus durch gewisse kritische Situationen (Schrägneigungen, Kurven, ....) hervorgerufen oder begünstigt werden und Unterbrechungen der Kraftstoffansaugung und daher überraschende Motorpannen zur Folge haben.
Um ein derartiges Risiko zu mindern, kann man die beiden Teile eines Hohlkörpers, insbesondere eines Kraftstoffbehälters, durch mindestens ein Rohr verbinden. Durch die dynamische Wirkung des Kraftstoffs wird die in diesem Rohr enthaltene Luft herausgestoßen, und ein Siphon bringt die beiden Teile des Behälters in Kommunikation, um die Spiegel darin auszugleichen.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gestattet es, einen Siphon im Inneren eines Hohlkörpers in einer besonders genauen Weise zu positionieren und in einer bemerkenswert zuverlässigen und dauerhaften Weise, zu befestigen.
Die vorliegende Erfindung hat daher gleichfalls einen Kraftstoffbehälter zum Gegenstand, der im Wesentlichen aus thermoplastischem Material besteht und sich in Wesentlichen aus zwei Teilen zusammensetzt, die untereinander durch einen oberen Durchlass mit reduziertem Querschnitt kommunizieren, in dessen Innerem ein im Wesentlichen aus thermoplastischem Material bestehender Siphon durch Heißplattierung zwischen der Oberseite und der Unterseite des Durchlasses mit reduziertem Querschnitt befestigt ist.
Für die verschiedenen Definitionen in Bezug auf diesen Aspekt der Erfindung nehme man auf die zuvor gegebenen Definitionen der betreffenden Begriffe Bezug.
Vorzugsweise ist der Siphon mittels einer Verklebungsstelle zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Durchlasses mit reduziertem Querschnitt befestigt.
Die nachfolgenden Figuren veranschaulichen die Erfindung in nicht einschränkender Weise.
Fig. 1 stellt schematisch im Schnitt eine Form zum Extrusionsblasformen eines Kraftstoffbehälters für ein Kraftfahrzeug dar. In dieser Figur ist eine aus zwei Teilen (1) und (2) bestehende Form offen, und ein Vorformling (3) ist mittels eines Extruders (4) darin eingebracht worden. Ein Siphon (5) ist in den Vorformling eingeführt worden und wird dort mittels einer Stange (6) gehalten und positioniert.
Fig. 2 stellt schematisch dieselbe Form in geschlossener Stellung dar, in der ein Behälter (7) durch Blasformen geformt wird. Man kann dort außerdem eine Verklebungsstelle (8) sehen, eine örtliche Verschweißung zwischen der Oberseite und der Unterseite des Behälters, die man beim Schließen der Form durch eine angepasste Formgebung an dieser Stelle der beiden Teile der Form (9) (10) erhalten hat. Durch diese Verklebungsstelle (8) wird der Siphon (5) zwischen der Ober- und Unterseite des Behälters (7) heißplattiert und befestigt.
Fig. 3 stellt schematisch im Schnitt einen Behälter (7) mit einer Verklebungsstelle (8) dar. Der Behälter (7) setzt sich im Wesentlichen aus zwei Teilen (11) und (12) zusammen, die untereinander, in anderen Querschnitten als denjenigen entlang der Verklebungsstelle, durch einen oberen Durchlass (13) mit reduziertem Querschnitt kommunizieren. Unterhalb von diesem Durchlass mit reduziertem Querschnitt (13) kann der Behälter (7) nach seinem Einbau in einem Kraftfahrzeug zum Beispiel eine Auspuffleitung oder eine Getriebewelle (14) aufnehmen. Der Kraftstoff kann vom Boden des Teils (11) des Behälters (7) aus zur Versorgung des Motors angesaugt werden. Wenn der Kraftstoffspiegel unter das Niveau des Durchlasses zwischen den beiden Teilen des Behälters absinkt, wird derjenige Teil (12) des Behälters, der nicht mit einer Kraftstoff Zapfvorrichtung bestückt ist, zu einem "Tot"-Raum. Unter gewissen speziellen Umständen (Schrägneigungen, Kurven, ...) kann darüber hinaus gegebenenfalls der Kraftstoffspiegel von diesem Teil (12) des Behälters in Bezug zu demjenigen des anderen Teils (11) steigen. Um in diesem Fall jegliche überraschende Unterbrechung der Versorgung des Motors mit Kraftstoff zu vermeiden, ist ein Siphon (5) mittels der Verklebungsstelle (8) im Behälter (7) befestigt und bringt den Boden der beiden Teile (11) (12) des Behälters miteinander zur Kommunikation. Somit wird, sobald ein Welleneffekt infolge einer Bewegung des Kraftstoffs die gesamte im Siphon (5) enthaltene Luft heraustreibt, der Siphon in Funktion gebracht und gleicht die Spiegel zwischen den beiden Teilen (11) (12) des Behälters aus.
Fig. 4 stellt einen Siphon (5) dar, der sich aus zwei Rohren (15) (16) und einem mittigen Element (17) zusammensetzt, das seine Befestigung in einem Behälter durch Heißplattieren mittels einer Verklebungsstelle erlaubt.

Claims

1. Verfahren zur Befestigung eines Siphons (5) im Inneren eines Hohlkörpers (7), der im Wesentlichen aus thermoplastischem Material besteht und sich im Wesentlichen aus zwei Teilen (11, 12) zusammensetzt, die untereinander durch einen oberen Durchlass mit reduziertem Querschnitt (13) kommunizieren, nach dem:

a) man den zu befestigenden Siphon (5) mit Hilfe einer Halterung (6) im Hohlkörper (7) positioniert, und zwar bei der Fertigung dieses Hohlkörpers,

b) man den Siphon (5) durch Heißplattierung zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des besagten Hohlkörpers befestigt, wobei die gegenüberliegenden Seiten die Ober- und die Unterseite des Durchlasses mit reduziertem Querschnitt (13) sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Hohlkörper (7) durch Extrusionsblasformen gefertigt wird, indem man einen Vorformling (3) in eine offene Form (1, 2) extrudiert, indem man den zu befestigenden Siphon (5) mit Hilfe der Halterung (6) im Vorformling (3) positioniert, indem man die Form (1, 2) schließt und indem man den Hohlkörper derart bläst, dass der Siphon (5) durch Heißplattierung zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Durchlasses mit reduziertem Querschnitt (13) befestigt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der Hohlkörper ein Kraftstoffbehälter (7) ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Siphon (5) im Wesentlichen aus thermoplastischem Material besteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem man den Siphon (5) mittels einer Verklebungsstelle (8) zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Durchlasses mit reduziertem Querschnitt befestigt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Siphon (5) zuvor durch gasunterstütztes Spritzen hergestellt worden ist.

7. Kraftstoffbehälter (7), der im Wesentlichen aus thermoplastischem Material besteht und sich im Wesentlichen aus zwei Teilen (11, 12) zusammensetzt, die untereinander durch einen oberen Durchlass mit reduziertem Querschnitt kommunizieren, in dessen Innerem ein im Wesentlichen aus thermoplastischem Material bestehender Siphon (5) durch Heißplattierung zwischen der Oberseite und der Unterseite des Durchlasses mit reduziertem Querschnitt (13) befestigt ist.

8. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 7, bei dem der Siphon (5) mittels einer Verklebungsstelle (8) zwischen der Oberseite und der Unterseite des Durchlasses mit reduziertem Querschnitt (13) befestigt ist.