EP1066147A1

EP1066147A1 - Verfahren zur fertigung eines behälters aus kunststoff

Info

Publication number: EP1066147A1
Application number: EP00904924A
Authority: EP
Inventors: Dieter Keller
Original assignee: Mannesmann VDO AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2001-01-10
Also published as: DE19902430A1; BR0004308A; WO2000043186A1; CN1293610A; CN1106256C; KR20010092253A; JP2002535161A; DE19902430C2

Abstract

Bei einem Verfahren zur Fertigung eines Behälters aus Kunststoff werden zunächst Schalenteile (1) aus Kunststoff im Spritzgussverfahren einteilig mit Rohlingen für Leitungen (9, 10) und Halterungen gefertigt. Anschliessend werden die Leitungen (9, 10) und Halterungen durch Umformen der Rohlinge hergestellt. Hierdurch können kompliziert gestaltete Schalenteile (1) kostengünstig in einer einfach aufgebauten Spritzgussform gefertigt werden.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Fertigung eines Behälters aus Kunststoff

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung eines Behälters aus Kunststoff, bei dem ein Schalenteil im Spritzgußverfahren gefertigt wird und anschließend mehrere Schalenteile untereinander zu dem Behälter verbunden werden, wobei die Schalenteile einteilig mit weiteren Bauteilen gefertigt werden.

Solche Verfahren sind aus der Praxis beispielsweise zur Fertigung von Kraftstoffbehältern oder Scheibenwaschbehältern von Kraftfahrzeugen bekannt. Hierbei werden an den Behältern anzuordnende Halterungen oder Anschlußstutzen im Spritzgußver ahren gefertigt. Da die Halterungen meist Verstärkungsstreben haben und die Anschlußstutzen häufig gebogen sind oder Hinterschneidungen aufweisen, werden die Schalenteile in der Regel im Bereich der Bauteile getrennt oder in Spritzgußformen mit mehreren Kernen gefertigt. Alternativ dazu können die Bauteile mit einer Kernausschmelztechnik erzeugt werden.

Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist, daß es sehr kostenintensiv anzuwenden ist und sich nur sehr einfach gestaltete Bauteile einteilig mit den Schalenteilen fertigen lassen. Beispielsweise sind für den zu fertigenden Behälter eine Vielzahl von Schalenteilen oder eine sehr aufwendige Spritzgußform mit mehreren verfahrbaren Kernen erforderlich. Daher werden meist nur sehr kleine Bauteile mit den Schalenteilen gefertigt und große und kompliziert geformte Bauteile separat gefertigt und nachträglich an den Schalenteilen befestigt.

BESIÄΠGUNGSKDWE Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß es die einteilige Fertigung nahezu beliebig gestalteter Bauteile mit den Schalenteilen ermöglicht und daß es besonders kostengünstig anwendbar ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst eines der Schalenteile und Rohlinge für die weiteren Bauteile gemeinsam im Spritzgußverfahren gefertigt werden und daß die weiteren Bauteile anschließend durch eine Umformung der Rohlinge in ihre vorgesehene Form gebracht werden.

Durch die nachträgliche Umformung der Rohlinge lassen sich sehr kompliziert gestaltete Bauteile fertigen. Da die Rohlinge jedoch für den Einsatz des sehr kostengünstigen Spritzgußverfahrens gestaltet werden können, läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren sehr einfach auf die Fertigung der komplizierten Bauteile anwenden. Dank der Erfindung läßt sich die Anzahl der Schalenteile selbst bei einer Vielzahl komplizierter Bauteile zur Herstellung des Behälters besonders gering halten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher besonders kostengünstig anwendbar. Ein weiterer Vorteil des mit diesem Verfahren als Kraftstoffbehälter vorgesehenen Behälters besteht darin, daß sich die Anzahl der zu verbindenden Schalenteile besonders gering halten läßt. Dies trägt zu einer besonders geringen Permeation des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffbehälter bei. Dank des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich kleinere Änderungen der an dem Behälter anzuordnenden Halterungen und Leitungen mit besonders geringem Werkzeugaufwand beim Umformen vornehmen. Das meist sehr kostenintensive Spritzgußwerkzeug kann hierbei unverändert bleiben. Dies führt insbesondere bei einer Fertigung des Behälters in einer Großserie wie in der Automobiltechnik zu einer besonders einfachen Modellpflege und Weiterentwicklung des Behälters. Gebogene Anschlußstutzen lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders einfach herstellen, wenn die Rohlinge zum Umformen warm gebogen werden. Dank der Erfindung ist eine Teilung des Schalenteils im Bereich des Anschlußstutzens wie bei dem bekannten Verfahren nicht mehr erforderlich.

Verbreiterungen in an dem Behälter angeordneten Rohrleitungen und Nebenbehälter zur Aufnahme von Filtern oder Ausgleichsbehälter neben einem Hauptbehälter lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach fertigen, wenn das Umformen im Blasverfahren erfolgt. Solche Nebenbehälter werden beispielsweise bei Kraftstoffbehältern für eine Belüftung oder als Ausgleichskammer häufig benötigt.

Separat zu montierende Bauteile lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mit besonders geringem Aufwand an dem Behälter befestigen, wenn vor dem Umformen in die Rohlinge Filter, Ventile oder weitere mit dem Behälter zu verbindende Bauteile eingesetzt werden.

Das Umformen erfordert gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen Aufwand, wenn die Rohlinge mit einer dem weiteren Bauteil entsprechenden Querschnittsform im Spritzgußverfahren gefertigt werden.

Die Fertigung der Schalenteile im Spritzgußverfahren ermöglicht gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung den Einsatz von besonders kostengünstigen Spritzgußformen, wenn die Rohlinge jeweils im Spritzgußverfahren mit einem runden Querschnitt gefertigt werden und wenn anschließend der vorgesehene Querschnitt des jeweiligen Bauteils durch Umformen erzeugt wird. Hierdurch wird der Rohling für das Spritzgußverfahren weiter optimiert. Die vorgesehene Wandstärke des Bauteils wird dementsprechend ebenfalls beim Umformen erzeugt.

Zur weiteren Verringerung der Kosten bei der Fertigung des Behälters trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn bei einteilig mit dem Behälter zu fertigenden Leitungen zunächst Stutzen mit einem geschlossenen Bodenbereich zusammen mit den Schalenteilen gefertigt werden und wenn der Bodenbereich nach der Entnahme der Schalenteiie geöffnet wird. Weiterhin können hierdurch Behälter ohne Änderung der Spritzgußform mit einer unterschiedlichen Anzahl von Leitungen versehen werden.

Zur weiteren Verringerung der Kosten bei der Fertigung des Behälters trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn für zwei nebeneinander zu fertigende Leitungen ein einziger rohrförmiger Rohling im Spritzgußverfahren gefertigt wird und wenn anschließend der Rohling entlang seiner längsten Erstreckung zusammengedrückt wird.

Anschlußstutzen für daran anzuschließende Leitungen werden häufig in einem Teilbereich elastisch gestaltet, um beispielsweise Vibrationen nicht von der Leitung auf den Behälter zu übertragen. Solche elastischen Bereiche lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach einteilig mit dem Behälter fertigen, wenn zur Fertigung des Rohlings im Spritzgußverfahren mehrere verschiedene Kunststoffe an verschiedenen Stellen der Spritzgußform zugeführt werden. Der elastische Bereich wird dann einfach durch den Einsatz eines weichen Kunststoffs an dieser Stelle erzeugt. Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt keine in der Spritzgußform verfahrbaren Kerne, wenn im Spritzgußverfahren axial entformbare Teile gefertigt werden. Hierdurch gestaltet sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders kostengünstig.

Zur weiteren Vereinfachung des erfindungsgemäßen Verfahrens trägt es bei, wenn schwenkbare, mit Wellungen versehene Teilstücke der Bauteile beim Umformen erzeugt werden.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Figur 1a ein aus Kunststoff im Spritzgußverfahren gefertigtes Schalenteil,

Figur 1b das Schalenteil aus Figur 1a nach einem Umformen,

Figur 2a eine Schnittdarstellung durch einen rohrförmigen Rohling des Schalenteils aus Figur 1a entlang der Linie lla - lla,

Figur 2b eine Schnittdarstellung durch eine Leitung aus Figur 1b entlang der Linie llb - llb,

Figur 3a eine weitere Ausführungsform des aus Kunststoff im Spritzgußverfahren gefertigten Schalenteils,

Figur 3b das Schalenteil aus Figur 3a nach einem Umformen, Figur 4a eine Schnittdarstellung durch einen rohrförmigen Rohling des Schalenteils aus Figur 3a entlang der Linie IVa - IVa,

Figur 4b eine Schnittdarstellung durch eine Leitung aus Figur 3b entlang der Linie IVb - IVb.

Die Figur 1a zeigt ein aus Kunststoff im Spritzgußverfahren gefertigtes Schalenteil 1. Das Schalenteil 1 hat einen Flansch 2 zur Verbindung mit einem Flansch eines nicht dargestellten, entsprechend geformten Schalenteils beispielsweise zur Herstellung eines Kraftstoffbehälters eines Kraftfahrzeuges. Das Schalenteil 1 hat einen bauchigen Bereich 3 zur Bildung einer Hälfte des Kraftstoffbehälters und zwei davon abstehende, rohrförmig gestaltete Rohlinge 4, 5. Einer der Rohlinge 4 weist drei Bereiche 6 - 8 mit verschiedenen Kunststoffen mit unterschiedlichen Festigkeiten auf. Diese verschiedenen Bereiche 6 - 8 lassen sich in einer nicht dargestellten Spritzgußform durch mehrere von jeweils verschiedenen Kunststoffen gespeisten Düsen einfach fertigen. In der Zeichnung sind die Grenzen der Bereiche 6 - 8 mit strichpunktierten Linien gekennzeichnet. Der zweite Rohling 5 ist senkrecht zu dem Flansch 2 angeordnet und konisch gestaltet. Hierdurch läßt sich der zweite Rohling 5 in einer besonders einfach aufgebauten und damit kostengünstigen Spritzgußform fertigen. Das freie Ende des Rohlings 5 ist verschlossen.

Die Figur 1 b zeigt das Schalenteil 1 aus Figur 1a, nachdem die Rohlinge 4, 5 zu Leitungen 9, 10 umgeformt wurden. Der die Bereiche 6 - 8 mit unterschiedlichen Festigkeiten aufweisende Rohling 4 wurde gestreckt und hat in einem mittleren, von weichem Kunststoff gebildeten Bereich einen Faltenbalg 11 und an seinem freien Ende einen Anschlußstutzen 12 für eine weiterführende Leitung. Der Faltenbalg 11 kann beispielsweise im Blasverfahren erzeugt sein. Die aus dem zweiten Rohling 5 hergestellte Leitung 10 ist mehrfach gebogen. Weiterhin ist das verschlossene Ende der Leitung 10 beispielsweise mit einem erwärmten Dorn geöffnet worden.

Figur 2a zeigt den zweiten Rohling 5 aus Figur 1 a in einer Schnittdarstellung entlang der Linie lla - lla. Hierbei ist zu erkennen, daß der Rohling 5 einen runden Querschnitt hat. In Figur 2b ist die Leitung 10 aus Figur 1 b in einer Schnittdarstellung entlang der Linie llb - llb dargestellt. Die Leitung 10 ist durch Umformen des im Spritzgußverfahren gefertigten Rohlings 5 aus Figur 2a erzeugt. Im Vergleich zu dem Rohling 5 hat die Leitung 10 eine andere Querschnittsform und eine geringere Wandstärke. Selbstverständlich können zusätzlich zu den Leitungen 10 Halterungen zur Befestigung des aus Schalenteilen 1 zusammengesetzten Behälters im Spritzgußverfahren gefertigt und entsprechend ihrer vorgesehenen Form umgeformt werden.

Die Figur 3a zeigt ein aus Kunststoff im Spritzgußverfahren gefertigtes Schalenteil 13 mit einem Flansch 14 zur Verbindung mit einem weiteren nicht dargestellten Schalenteil. Das Schalenteil 13 hat zwei rohrförmige Rohlinge 15, 16. Im Gegensatz zu dem Schalenteil 1 aus Figur 1a sind die Rohlinge 15, 16 senkrecht zu dem Flansch 14 angeordnet, so daß sich das gesamte Schalenteil 13 besonders kostengünstig in einer axial entformbaren Spritzgußform fertigen läßt.

Die Figur 3b zeigt das Schalenteil 13 aus Figur 3a nach einem Umformen der Rohlinge 15, 16. Einer der Rohlinge 15 ist zu einer Aufnahme 17 für ein Filterelement 18 umgeformt worden. Hierfür wurde zunächst das Filterelement 18 in den in Figur 3a dargestellten Rohling 15 eingesetzt und anschließend der Rohling 15 wie in Figur 3b dargestellt umgeformt, so daß das Filterelement 18 zuverlässig befestigt ist. Der zweite Rohling 16 ist zu zwei parallel geführten Leitungen 19, 20 umgeformt. Die Figur 4a zeigt eine Schnittdarstellung durch den zweiten Rohling 16 aus Figur 3a entlang der Linie IVa - IVa. Figur 4b zeigt die Leitungen 19, 20 aus Figur 3b in einer Schnittdarstellung entlang der Linie IVb - IVb. Hierbei ist zu erkennen, daß der Rohling 16 aus Figur 4a zur Herstellung der in Figur 4b dargestellten Leitungen 19, 20 in seinem mittleren Bereich entlang seiner längsten Erstreckung zusammengedrückt wurde.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Fertigung eines Behälters aus Kunststoff, bei dem ein Schalenteil im Spritzgußverfahren gefertigt wird und anschließend mehrere Schalenteile untereinander zu dem Behälter verbunden werden, wobei die Schalenteile einteilig mit weiteren Bauteilen gefertigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eines der Schalenteile und Rohlinge für die weiteren Bauteile gemeinsam im Spritzgußverfahren gefertigt werden und daß die weiteren Bauteile anschließend durch eine Umformung der Rohlinge in ihre vorgesehene Form gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge zum Umformen warm gebogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformen im Blasverfahren erfolgt.

4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Umformen in die Rohlinge Filter, Ventile oder weitere mit dem Behälter zu verbindende Bauteile eingesetzt werden.

5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge mit einer dem weiteren Bauteil entsprechenden Querschnittsform im Spritzgußverfahren gefertigt werden.

6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge jeweils im Spritzgußverfahren mit einem runden Querschnitt gefertigt werden und daß anschließend der vorgesehene Querschnitt des jeweiligen Bauteils durch Umformen erzeugt wird.

7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einteilig mit dem Behälter zu fertigenden Leitungen zunächst Stutzen mit einem geschlossenen Bodenbereich zusammen mit den Schalenteilen gefertigt werden und daß der Bodenbereich nach der Entnahme der Schalenteile geöffnet wird.

8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für zwei nebeneinander zu fertigende Leitungen ein einziger rohrförmiger Rohling im Spritzgußverfahren gefertigt wird und daß anschließend der Rohling entlang seiner längsten Erstreckung zusammengedrückt wird.

9. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fertigung des Rohlings im Spritzgußverfahren mehrere verschiedene Kunststoffe an verschiedenen Stellen der Spritzgußform zugeführt werden.

10. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Spritzgußverfahren axial entformbare Teile gefertigt werden.

1. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß schwenkbare, mit Wellungen versehene Teilstücke der Bauteile beim Umformen erzeugt werden.