WO2015172973A1

WO2015172973A1 - Behälter aus thermoplastischem polymer sowie verfahren zur herstellung eines solchen behälters

Info

Publication number: WO2015172973A1
Application number: PCT/EP2015/058470
Authority: WO
Inventors: Karsten Danielowski; Klaus Esser
Original assignee: Kautex Textron Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2015-04-20
Publication date: 2015-11-19
Also published as: DE102014007121A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Behälter aus einem thermoplastischen Polymer mit wenigstens einem innerhalb des Behälters angeordneten Zubehörteil, welches mit einer Behälterwand (12) während der Ausformung des Behälters verbunden wurde, wobei das Zubehörteil wenigstens einen Befestigungsfuß (4) aufweist, der eine Kontaktfläche (14) mit der Behälterwand (12) aufweist, wobei die Kontaktfläche (14) mit der Behälterwand in Anlage ist, der Befestigungsfuß wenigstens einen Schweißzapfen aufweist, der Schweißzapfen einstückig an den Befestigungsfuß (4) angeformt ist oder der Schweißzapfen eine Öffnung (8) des Befestigungsfußes (4) durchsetzt, der Schweißzapfen aus einem thermoplastischen Polymer besteht, das mit dem thermoplastischen Polymer der Behälterwand (12) kompatibel ist, der Schweißzapfen in die Behälterwand (12) eingesetzt ist und mit der Behälterwand im Bereich der Durchdringung verschweißt ist und wobei der Schweißzapfen einen Verankerungskopf (11) ausbildet, der Verankerungskopf (11) an einem von der Kontaktfläche abliegenden Ende des Schweißzapfens verbreitert ist oder der Verankerungskopf (11) mit einem umlaufenden Hinterschnitt versehen ist, derart, dass der Verankerungskopf (11) von dem thermoplastischen Polymer der Behälterwand (12) umgriffen wird.

Description

Behälter aus thermoplastischem Polymer sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Behälters

Die Erfindung betrifft einen Behälter aus thermoplastischem Polymer mit wenigstens einem innerhalb des Behälters angeordneten Zubehörteil, welches mit einer Behälterwand während der Ausformung des Behälters verbunden wurde.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Behälters.

Ein Behälter der vorstehend genannten Art ist beispielsweise aus der

US 8,608,01 1 bekannt.

Ein gattungsgemäßer Behälter sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung ist auch aus der EP 2 328 739 B1 bekannt.

Aus der DE 10 2010 032 279 A der Anmelderin ist ein Verfahren zur

Nietbefestigung eines Zubehörteils mit einem Kunststoffkraftstoffbehälter bei der Herstellung des Behälters bekannt. Auf die DE 10 2010 032 279 wird hiermit vollinhaltlich Bezug genommen, auch zum Zwecke der Offenbarung. Diese Druckschrift betrifft ein Verfahren zur Nietbefestigung eines Zubehörteils mit einem Kunststoffkraftstoffbehälter, wobei die Nietbefestigung zum Zeitpunkt der Herstellung des Behälters durch Extrusionsblasformen eines geteilten

schlauchförmigen Vorformlings oder zweier bahnförmig extrudierter Vorformlinge aus thermoplastischem Kunststoff unter Verwendung eines mehrteiligen

Formwerkzeugs nach oder während der Ausformung zweier komplementärer Schalen erfolgt, wobei das Zubehörteil mit wenigstens einer Öffnung versehen wird oder versehen ist, wobei sich das Verfahren insbesondere dadurch

auszeichnet, dass die Nietbefestigung mittels wenigstens eines vorgefertigten Nietstiftes aus thermoplastischem Kunststoff erfolgt, der in einem separaten Herstellungsverfahren erhalten wurde und der die Öffnung des Zubehörteils durchsetzend mit der Behälterwandung verschweißt wird. Dieses Verfahren sowie das aus der US 8,608,01 1 B2 bekannte Verfahren zur Befestigung eines Zubehörteils an der Wand eines durch Extrusionsblasformen erhaltenen Behälters unterscheiden sich von dem beispielsweise aus der

EP 1 773 570 B1 bekannten Verfahren, dass die zur Befestigung des Zubehörteils vorgesehene Niete beziehungsweise der hierzu vorgesehene Nietstift nicht aus dem aufgeschmolzenen Material der Behälterwandung gebildet wurde. Bei dem Verfahren gemäß EP 1 773 570 B1 ist vorgesehen, wenigstens einen Teil des Kunststoffs, aus dem die Wand des Behälters besteht, aufzuschmelzen und einen Teil des aufgeschmolzenen Kunststoffs durch die Öffnung des Zubehörteils hindurch zu pressen, ohne vom Rest des austretenden Kunststoffs abgelöst zu werden sowie dem vorspringenden aufgeschmolzenen Kunststoff eine

entsprechende Form zu verleihen, um einen selbstformenden Kunststoffniet zu erhalten. Dieses Verfahren ist mit dem Nachteil behaftet, dass die Ausbildung des

Nietkopfs bei der Einbringung des Zubehörteils in den Kraftstoffbehälter verhältnismäßig aufwändig zu bewerkstelligen ist. Außerdem ist eine Kontrolle, ob der Nietkopf der Nietbefestigung vollständig und richtig ausgebildet ist, im

Nachhinein schwierig.

In der US 8,608,01 1 B2 wird bei einem ähnlichen Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffbehälters vorgeschlagen, das in den Kraftstoffbehälter einzubringende Zubehörteil mit einer Vielzahl von Befestigungsfüßen zu versehen, die jeweils einstückig angeschweißte Schweißzapfen aufweisen, wobei die Schweißzapfen aus einem mit der Wand des Kraftstoffbehälters im Sinne einer Verschweißbarkeit kompatiblen Kunststoff bestehen. Diese Schweißzapfen besitzen entweder einen zylindrischen oder elliptischen Querschnitt und bilden bei dem Fügen des

Zubehörteils mit den Befestigungsfüßen gegen die Wand des Vorformlings eine Schweißverbindung mit dem Vorformling beziehungsweise mit der Behälterwand. Die Schweißzapfen besitzen eine Höhe, die etwa 30 bis 70% der Dicke der äußeren Wand des Kraftstoffbehälters ausmacht und stehen von der

Kontaktfläche der Befestigungsfüße des Zubehörteils entsprechend hervor. Über eine Vielzahl von Schweißzapfen an dem betreffenden Befestigungsfuß lässt sich eine innige Verschweißung des Befestigungsfußes mit der

Behälterwand erzielen. Bei der Herstellung des Behälters gemäß US 8,608,01 1 B2 ist vorgesehen, die Verschweißung des Befestigungsfußes mit der Behälterwand so zu gestalten, dass die Einleitung von aufprallbedingten Verformungskräften in die Behälterwand im Bereich der Verschweißung nicht zu einer Verletzung der Behälterwand führen kann. Deshalb wird in der US 8,608,01 1 B2 vorgeschlagen, die Schweißzapfen mit einer verhältnismäßig geringen Scherbelastbarkeit auszubilden, so dass die Schweißzapfen bei Einleitung entsprechender Verformungskräfte in die

Behälterwand zunächst nachgeben und zerstört werden. Aus diesem Grund wird in der US 8,608,01 1 B2 vorgeschlagen, die Schweißzapfen ausgehend von der Kontaktfläche des Befestigungsfußes mit abnehmendem Querschnitt

beziehungsweise spitz zulaufend oder konisch zulaufend zu gestalten. Dies hat unter Anderem auch den Vorteil, dass das Eindringen der Schweißzapfen in die warmplastische Wand des Vorformlings bei der Ausformung des Behälters erleichtert wird. Die Anmelderin hat herausgefunden, dass die Zugfestigkeit und Scherfestigkeit der in der US 8,608,01 1 B2 vorgeschlagenen Befestigung des Zubehörteils unter Umständen nicht ausreichend sein kann, insbesondere wenn verhältnismäßig große Zubehörteile an der Behälterwand zu befestigen sind. Die Verbindung gemäß US 8,608,01 1 B2 ist zwar gegebenenfalls bei Auftreten von

Scherbelastung vorteilhaft, die Zugbelastbarkeit einer solchen Verbindung, das heißt die Belastbarkeit in Längsrichtung der Schweißstifte, ist allerdings unter Umständen nicht hinreichend.

Diese Problematik stellt sich auch bei dem Verfahren zur Nietbefestigung gemäß DE 10 2010 032 279 A.

Die Anmelderin hat herausgefunden, dass sich diesem Problem auch nicht dadurch Rechnung tragen lässt, dass die Eintauchtiefe des Nietstifts oder des Schweißzapfens in die Behälterwand beziehungsweise in den Vorformling, der die Behälterwand ausbildet, erhöht wird. Dies ist aus verschiedenen Gründen nicht praktikabel und wünschenswert, da beispielsweise bei Ausbildung des Behälters aus einem mehrschichtigem Polymer mit einer Barriereschicht für

Kohlenwasserstoffe die Gefahr besteht, dass der Schweißzapfen die

Barriereschicht der Behälterwand verletzt.

In der EP 2 328 739 B1 wird deshalb zur Erhöhung der Zugfestigkeit der

Verbindung des Zubehörteils einerseits vorgeschlagen, das Zubehörteil sowohl nach dem zuvor erwähnten„in situ Nietverfahren" mit der Behälterwand zu verbinden, als auch das Zubehörteil mit entsprechenden Schweißzapfen auszustatten.

Auf diese Art und Weise wird zwar die Zugfestigkeit der Schweißverbindung erhöht, allerdings ergibt sich für die Ausbildung der Nietverbindung aus dem aufgeschmolzenen Kunststoff der Behälterwand das zuvor beschriebene

Problem, dass eine nachträgliche Kontrolle, ob der Nietkopf der Nietbefestigung vollständig und richtig ausgebildet ist, verhältnismäßig schwierig ist und dass unter Umständen eine Umformung des Nietkopfs mit einem zusätzlichen

Werkzeug erforderlich ist. Darüber hinaus ist es verhältnismäßig schwierig, das Fließverhalten des aufgeschmolzenen Kunststoffs der Behälterwand durch die Öffnung des Zubehörteils zu beeinflussen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Behälter sowie ein Verfahren zur Herstellung des Behälters bereitzustellen, wobei der Behälter hinsichtlich der Stabilität der Verbindung des Zubehörteils verbessert ist und das Verfahren hinsichtlich der Praktikabilität und der Prozesssicherheit verbessert ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Behälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Behälter aus einem thermoplastischen Polymer vorgesehen, mit wenigstens einem innerhalb des Behälters angeordneten Zubehörteil, welches mit einer Behälterwand während der Ausformung des Behälters verbunden wurde, wobei das Zubehörteil wenigstens einen Befestigungsfuß aufweist, der eine Kontaktfläche mit der Behälterwand aufweist, wobei die Kontaktfläche mit der Behälterwand in Anlage ist, der Befestigungsfuß wenigstens einen Schweißzapfen aufweist, der von der Kontaktfläche hervorsteht, der Schweißzapfen einstückig an den Befestigungsfuß angeformt ist oder der Schweißzapfen eine Öffnung des Befestigungsfußes durchsetzt, der Schweißzapfen aus einem thermoplastischem Polymer besteht, das mit dem thermoplastischen Polymer der Behälterwand kompatibel ist, der Schweißzapfen in die Behälterwand eingesetzt ist und mit der Behälterwand im Bereich der Durchdringung verschweißt ist und wobei der Schweißzapfen einen Verankerungskopf ausbildet und der Verankerungskopf an einem von der

Kontaktfläche abliegenden Ende des Schweißzapfens verbreitet ist oder der Verankerungskopf mit einem umlaufenden Hinterschnitt versehen ist, derart, dass der Verankerungskopf von dem thermoplastischem Polymer der Behälterwand umgriffen wird.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass eine solche Verbindung des Zubehörteils sowohl die Vorzüge einer Schweißverbindung als auch die Vorzüge einer formschlüssigen Verbindung des Zubehörteils mit der Behälterwand in sich vereinigt. Aufgrund des Umstandes, dass in Fügerichtung das führende Ende des Schweißzapfens als verbreiteter Verankerungskopf ausgebildet ist, wird sowohl eine Verschweißung des Kunststoffs des Schweißzapfens mit dem Kunststoff der Behälterwand erzielt, und zwar in dem Sinne, dass eine gegenseitige

Durchdringung der Moleküle der Polymere erreicht wird, als auch eine

formschlüssige Verankerung, da der Verankerungskopf des Schweißzapfens nach dem Erkalten und Erstarren der Verbindung auch formschlüssig umgriffen wird, woraus sich ein hoher Auszugswiderstand für den Schweißzapfen ergibt.

Eine solche Verbindung lässt sich ebenso in vorteilhafter Art und Weise so auslegen, dass die Schweißzapfen bei Überschreiten entsprechender Scherkräfte abscheren, dies kann insbesondere dadurch gewährleistet sein, dass der betreffende Schweißzapfen an der Wurzel oder im Wurzelbereich mit der

Kontaktfläche mit einem verhältnismäßig geringen Querschnitt ausgebildet ist, der ein definiertes Abscheren bei Überschreiten bestimmter Scherkräfte ermöglicht. Im Rahmen der Erfindung können an dem Befestigungsfuß ein oder mehrere Schweißzapfen vorgesehen sein. Bevorzugt ist eine Vielzahl von Schweißzapfen vorgesehen.

Der Schweißzapfen kann integraler Bestandteil des Befestigungsfußes sein oder, wie vorstehend erwähnt, in eine Öffnung des Befestigungsfußes eingesetzt oder eingespritzt worden sein. Die Behälterwand des Behälters besteht vorzugsweise aus einem

thermoplastischem Polymer auf der Basis von HDPE. Die Behälterwand kann beispielsweise aus einem mehrschichtigen Polymer mit wenigstens einer

Barriereschicht für Kohlenwasserstoffe bestehen. Unter einem Zubehörteil im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Ventile, Fördereinheiten, Schwalleinbauten, Füllstandsgeber, Be- und

Entlüftungsleitungen oder dergleichen zu verstehen.

Der Befestigungsfuß des Zubehörteils kann aus einer Polyolefin oder aus einem Polyamid bestehen. Insbesondere können das Zubehörteil und/oder der

Befestigungsfuß aus einem POM, aus einem PA, aus einem HDPE oder aus einem ABS bestehen.

Der Schweißzapfen besteht vorzugsweise aus einem HDPE, welches mit dem HDPE der Behälterwand verschweißbar ist.

Der Schweißzapfen kann beispielsweise als vorgefertigter Nietstift im Sinne der DE 10 2010 032 279 A der Anmelderin ausgebildet sein, auf die diesbezüglich ausdrücklich zum Zwecke der Offenbarung Bezug genommen wird.

Der Befestigungsfuß kann als integraler Bestandteil des Zubehörteils oder als sogenannte„Krone"ausgebildet sein, die mit dem Zubehörteil verrastet wird, die also eine Aufnahme für das betreffende Zubehörteil bildet. Bei einer bevorzugten Variante des Behälter gemäß der Erfindung ist der

Schweißzapfen als Nietstift ausgebildet, der in die Öffnung des Befstigungsfußes eingesetzt ist, wobei der Nietstift einen verbreiterten Nietkopf aufweist, der gegen die von der Kontaktfläche abgewandte Seite der Öffnung anliegt, und zwar derart wie dies in der DE 10 2010 032 279 A beschrieben ist.

Der Nietstift kann beispielsweise unverlierbar in die Öffnung eingesetzt worden sein oder eingesetzt sein. Der Nietstift kann beispielsweise in einem separaten Herstellungsverfahren erhalten worden sein. Separat in diesem Sinne bedeutet, dass der Nietstift an dem Zubehörteil bereits bei der Herstellung des Zubehörteils oder vor dessen Bereitstellung zur Montage vorgesehen wurde und nicht erst mit der Ausformung des Behälters.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Fußelement eine Vielzahl von

Schweißzapfen aufweist, beispielsweise drei oder mehr.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der

Verankerungskopf konisch verbreitert oder konisch hinterschnitten. Alternativ kann der Verankerungskopf als sogenannter Pilzkopf ausgebildet sein, dessen führendes Ende einen Radius aufweist und verrundet, beziehungsweise konvex ist.

Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters, vorzugsweise ein Verfahren zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Behälters, folgende Verfahrensschritte umfassend:

a) Extrudieren eines schlauchförmigen Vorformlings aus einem

thermoplastischen Poylmer sowie Teilen des Vorformlings in wenigstens zwei Bahnen oder

b) Extrudieren zweier bahnförmiger Vorformlinge,

c) Einbringen der Vorformlinge in ein geöffnetes Blasformwerkzeug mit zwei jeweils eine Kavität aufweisenden Außenformen und einem zwischen die Außenformen verbringbaren Zubehörträgern, d) Anordnen wenigstens eines Zubehörteils auf den Zubehörträger, wobei das Zubehörteil wenigstens ein Befestigungsfuß aufweist, der eine Kontaktfläche aufweist, der Befestigungsfuß wenigstens einen Schweißzapfen aufweist, der aus der Kontaktfläche hervorsteht, der Schweißzapfen an seinem von der Kontaktfläche abstehenden Ende einen verbreiterten oder hinterschnittenen Verankerungskopf aufweist und der Schweißzapfen aus einem mit dem Polymer der Vorformlinge kompatiblen Polymer besteht,

e) Anlegen der Vorformlinge an die durch die Kavitäten definierte Kontur des Blasformwerkzeugs,

f) Fügen des Zubehörteils an ein schalenförmiges Zwischenerzeugnis derart, dass der Schweißzapfen in dem betreffenden warmplastischen Vorformling eindringt und

g) Fügen der schalenförmigen Zwischenerzeugnisse zu einem Behälter.

Die Verfahrensschritte a) bis g) werden vorzugsweise in der Reihenfolge ihrer Nennung durchgeführt, jedoch kann Schritt d) zu einem beliebigen Zeitpunkt zwischen Schritt a) und e) erfolgen. Zwischenschritte sind möglich. Sowohl der Behälter als auch das Verfahren gemäß der Erfindung haben den Vorzug, dass vermöge der Ausbildung des führenden Endes der Schweißzapfen, entweder sich konisch verbreiternd und/oder hinterschnitten und/oder pilzförmig ausgestaltet, eine sichere formschlüssige Verankerung des betreffenden

Schweißzapfens in der Behälterwand unter gleichzeitiger Verschweißung erzielt wird. Entgegen ursprünglicher Befürchtungen hinterfließt das durch den

verbreiterten Verankerungskopf beim Eindringen in die Behälterwand verdrängte Material sogleich den Verankerungskopf wieder , so dass der gewünschte Effekt eintritt. Darüber hinaus halten sich die hierfür erforderlichen Fügekräfte entgegen einer ursprünglichen anderen Annahme im vertretbaren Rahmen.

Das Fügen des Zubehörteils beziehungsweise des oder der Befestigungsfüße des Zubehörteils kann bei dem Verfahren sowohl statisch als auch dynamisch erfolgen. Unter einem statischen Fügen in diesem Sinne wird verstanden, dass das Fügen unter Ausnutzung der Schließbewegung des Werkzeugs erfolgt, wobei das Zubehörteil ortsfest auf dem Zubehörträger verbleibt. Unter einem

dynamischen Fügen in diesem Sinne ist zu verstehen, dass das Zubehörteil mittels entsprechender Aktuatoren verstellbar beziehungsweise verfahrbar auf dem Zubehörträger angeordnet ist, wobei beispielsweise nach einem

vollständigen oder teilweise Schließen des Werkzeuges das Zubehörteil aktiv in Richtung auf die Behälterwand bewegt werden kann. Kombinationen dieser Varianten sind ebenfalls im Rahmen der Erfindung.

Das Fügen beziehungsweise Verschweißen erfolgt vorzugsweise unter

Ausnutzung der Extrusionswärme der Vorformlinge, das heißt in die teilweise zu schalenförmigen Zwischenerzeugnissen ausgeformten Vorformlinge im noch warmplastischen beziehungsweise heißplastischen Zustand der Vorformlinge.

Bei einer Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schweißzapfen als nicht einstückig mit dem Befestigungsfuß ausgebildeter Nietstift in einer Öffnung des Befestigungsfußes eingesetzt ist, derart, wie dies beispielsweise in der DE 10 2010 032 279 A beschrieben ist.

Der Schweißzapfen kann beispielsweise mittels eines an dem Zubehörträger angeordneten Stempels oder eines Widerlagers in den Vorformling eingedrückt werden. Erfolgt das Einbringen des Schweißzapfens mittels eines Stempels, so erfolgt dies vorzugsweise aktiv beziehungsweise dynamisch, bei Verwendung eines Widerlagers kann dies passiv im Sinne eines statischen Fügens erfolgen. Zweckmäßigerweise ist der Schweißzapfen unverlierbar in die Öffnung des Zubehörteils eingesetzt, beispielsweise kann dieser hierfür als Nietstift mit dem einstückig angeformten Nietkopf einerseits und mit dem verbreiterten

Verankerungskopf andererseits in der entsprechenden Öffnung des Zubehörteils gefangen sein. Dieser kann unter elastischer Verformung des Materials des Nietstiftes beziehungsweise Schweißzapfens in die Öffnung eingeschnappt worden sein. Hierzu kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der

Schweißzapfen geschlitzt ist, und zwar der Länge nach, so dass dieser unter entsprechender Deformation in die Öffnung einsetzbar ist. Alternativ kann der Schweißzapfen in die Öffnung des Zubehörteils

beziehungsweise in die Öffnung des Befestigungsfußes des Zubehörteils eingespritzt worden sein. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der

Befestigungsfuß aus einem nicht mit dem Vorformling verschweißbaren Polymer besteht. Bevorzugt wird der Befestigungsfuß durch Spritzgießen eines ersten thermoplastischem Polymers hergestellt und der Nietstift aus einem zweiten thermoplastischen Polymer in die Öffnung des Befestigungsfußes eingespritzt, wobei das erste thermoplastische Polymer nicht mit dem zweiten

thermoplastischen Polymer kompatibel ist.

Hierzu kann beispielsweise das Zubehörteil oder der Befestigungsfuß als

Einlegeteil in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt worden sein.

Der Behälter gemäß der Erfindung sowohl als auch das Verfahren gemäß der Erfindung umfassen auch die Verwendung und Bereitstellung eines

Befestigungsfußes mit einstückig angeformten Schweißzapfen. In diesem Fall ist der Befestigungsfuß vorteilhafterweise aus einem thermoplastischem Polymer ausgebildet, das mit dem Polymer des Behälters kompatibel ist. Kompatibel in diesem Sinne bedeutet verschweißbar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 : eine Explosionsansicht eines Zubehörteils gemäß der Erfindung, Figur 2: eine Ansicht des Befestigungsfußes des Zubehörteils, Figur 3: die Detailansicht III in Figur 1 mit einer ersten Variante des

Schweißzapfens/Nietstifts gemäß der Erfindung und

Figur 4: eine Ansicht einer zweiten Variante eines Schweißzapfens/Nietstifts gemäß der Erfindung. Der Einfachheit halber wird nachstehend zunächst das Verfahren zur Herstellung des Behälters gemäß der Erfindung erläutert. Der Behälter selbst ist in den Zeichnungen nicht dargestellt. Dieser kann beispielsweise als Kraftstoffbehälter für ein Kfz ausgebildet sein, alternativ kann dieser allerdings auch als

Harnstoffbehälter, Wischwasserbehälter oder sonstiger

Betriebsflüssigkeitsbehälter für ein Kfz ausgebildet sein.

Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht zunächst die kontinuierliche Extrusion von zwei bahnförmigen Vorformlingen aus einem thermoplastischen Polymer vor, die zwischen die geöffneten Hälften eines dreiteiligen Blasformwerkzeugs extrudiert werden, und zwar zunächst zwischen jeweils einer Blasformhälfte und einen zwischen den Blasformhälften angeordneten

Werkzeugteiler/Abdichtrahmen. In einem weiteren Verfahrensschritt werden die Blasformhälften gegen den zwischen diesen angeordneten Werkzeugteiler unter

Zwischenlage der Vorformlinge geschlossen. Dieser Schließbewegung der

Blasformhälften überlagert ist eine Verfahrbewegung eines

Maschinengrundgestells der Blasformmaschine unter dem Extrusionskopf weg.

Das Formnest des Blasformwerkzeugs wird geschlossen, wobei der zwischen den Blasformhälften angeordnete Werkzeugteiler die Kavität des Blasformwerkzeugs abdichtet. Sodann werden die Vorformlinge unter Anwendung von Vakuum und/oder Überdruck in die Kavitäten der Blasformhälften angelegt und zu schalenförmigen Zwischenerzeugnissen ausgeformt. In einem weiteren Verfahrensschritt werden die Blasformhälften wieder geöffnet. Ein zwischenzeitlich mit einem Zubehörteil bestückter Zubehörträger wird zwischen die Blasformhälften verbracht, sodann werden die Blasformhälften erneut geschlossen, wobei während oder nach dem Schließen der

Blasformhälften das Zubehörteil an die noch warmplastischen schalenförmigen Zwischenerzeugnisse gefügt wird.

Alternativ kann das Verfahren ohne Verwendung eines Werkzeugteilers durchgeführt werden. Der Zubehörträger kann beispielsweise als Mittenwerkzeug ausgebildet sein. In diesem Falle erfolgt ein anfängliches beziehungsweise erstes Schließen der Blasformhälften gegen den Zubehörträger als Mittenwerkzeug, wobei das Zubehörteil dabei gegen die in den Kavitäten ausgeformten

schalenförmigen Zwischenerzeugnisse gefügt wird. Ein solches Zubehörteil ist beispielsweise in Figur 1 in einer Explosionsansicht dargestellt. Das Zubehörteil ist als Betriebsentlüftungsventil 1 ausgebildet, dieses umfasst ein Ventilgehäuse 2 mit einem Nippel 3 zum Anschluss an einer

Entlüftungsleitung sowie einen Befestigungsfuß 4 als sogenannte„Krone", der mit dem Ventilgehäuse 2 über Rastzungen 5, die in entsprechende

Rastausnehmungen 6 eintauchen, verklippst/verrastet ist.

Der Befestigungsfuß 4 des Betriebsentlüftungsventils ist mit drei

Befestigungsohren 7 versehen, die jeweils eine Öffnung 8 aufweisen. Die Öffnung 8 ist als eingesenktes, kreisrundes Loch ausgebildet und nimmt einen Nietstift 9 als Schweißzapfen auf, der einen Senkkopf 10 mit einer der Einsenkung der Öffnung 8 entsprechenden Kontur aufweist.

Der Nietstift 9 besteht aus einem thermoplastischem Polymer und wurde durch Spritzgießen vorgefertigt und in die Öffnung 8 des Befestigungsfußes eingepresst oder eingespritzt. Der Befestigungsfuß 8 kann beispielsweise aus einem POM bestehen, wohingegen der Nietstift 9 aus einem HDPE bestehen kann.

Der Nietstift 9 ist bei der in Figur 3 gezeigten Variante der Verbindung des

Befestigungsfußes 4 mit der mit 12 bezeichneten Behälterwand mit einem in Querschnitt zylindrischen Schaft 13 versehen, der die im Querschnitt kreisrunde Öffnung 8 in dem Befestigungsfuß 4 durchsetzt.

Das führende Ende des Nietstifts 9, welches in die Behälterwand 12 eintaucht und in dieser verankert ist, ist als konischer Verankerungskopf 1 1 ausgebildet, welcher vollständig in die Behälterwand 12 eingebettet ist und vom Polymer der

Behälterwand 12 umgriffen wird. Der Verankerungskopf 1 1 ist von einer

Kontaktfläche 14 des Befestigungsfußes 4 ausgehend in Richtung auf die

Behälterwand 12 verbreitert, so dass dieser formschlüssig von dem Polymer der Behälterwand 12 umgriffen wird. Darüber hinaus ist der Nietstift 9 im Bereich seiner Umschließung durch die Behälterwand 12 mit der Behälterwand 12 verschweißt.

Die in Figur 3 dargestellte Verbindung wird dadurch erzielt, dass beim Fügen des Zubehörteils, im vorliegenden Fall des Betriebsentlüftungsventils 1 , an die

Behälterwand 12 der Befestigungsfuß 4 mit dem darin angeordneten Nietstift 9 so mit der Behälterwand 12 in Kontakt gebracht wird, dass der von der Kontaktfläche 14 hervorstehende Verankerungskopf 1 1 des Nietstifts 9 in das noch

warmplastische Polymer der Behälterwand 12 eintaucht, mit diesem verschweißt und von diesem umflossen wird. Dabei wird der Nietstift 9 beispielsweise mit einem nicht dargestellten Stempel oder mit einem nicht dargestellten Widerlager an dem Zubehörträger in ausgestellter Lage gehalten.

Die Länge des Nietstifts 9 ist so gewählt, dass der Überstand des Nietstifts 9 über die Kontaktfläche14 etwa 30 bis 70 % der Dicke der Behälterwand 12 entspricht.

Wie bereits vorstehend erwähnt, kann der Nietstift 9 bei der Herstellung des Befestigungsfußes 4 in diesen eingespritzt worden sein, beispielsweise kann der Befestigungsfuß 4 hierzu als Einlegeteil in einem Spritzgusswerkzeug verwendet worden sein.

Der Nietstift 9 besteht vorzugsweise aus einem HDPE (High-density

Polyethylene). Die Behälterwand 12, die beispielsweise als mehrschichtiges Extrudat ausgebildet sein kann, besteht zumindest überwiegend aus HDPE oder umfasst wenigstens einige Schichten aus HDPE und ist deswegen mit dem

Nietstift 9 verschweißbar. In diesem Falle kann der Befestigungsfuß 4 aus einem nicht mit der Behälterwand 12 kompatiblen Polymer bestehen. Grundsätzlich ist es möglich, dass der Befestigungsfuß 4 auch aus einem Metall oder einem anderen Werkstoff besteht, welcher mit der Behälterwand 12 nicht verschweißbar ist.

Aus Gründen der Vereinfachung ist die Mehrschichtigkeit der Behälterwand 12 nicht dargestellt. Von innen nach außen kann die Behälterwand 12 beispielsweise eine HDPE-Innenschicht, eine Rezyklatschicht, zwei Haftvermittlerschichten, eine EVOH-Barriereschicht und eine HDPE-Außenschicht umfassen.

Bei Verwendung eines Befestigungsfußes 4 aus HDPE kann der Nietstift 9 einstückig mit dem Befestigungsfuß 4 ausgebildet sein. Für den Fachmann ist es erkennbar, dass in diesem Fall der Schaft 13 und der Verankerungskopf 1 1 sich unmittelbar an die Kontaktfläche 14 des Befestigungsfußes anschließen und von diesem hervorstehen. Eine alternative Ausgestaltung des Nietstiftes 9 ist in Figur 4 dargestellt. Anstelle eines konischen Verankerungskopfs ist der Nietstift 9 mit einem Senkkopf 10, einem sich daran anschließenden zylindrischen Schaft 13 und an seinem abliegenden Ende mit einem Pilzkopf 15 versehen, dessen von dem Senkkopf 10 abliegendes Ende einen Radius aufweist und konvex ausgebildet ist, wobei der Pilzkopf 15 einen größeren Durchmesser als der Schaft 13 aufweist, so dass dieser ebenso wie der konisch relativ zum Schaft 13 verbreiterte

Verankerungskopf 1 1 in Eindringrichtung in die Behälterwand 12 einen

Hinterschnitt bildet, der eine formschlüssige Verankerung mit dem Polymer der Behälterwand 12 bildet.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Betriebsentlüftungsventil 1 mit einem abnehmbaren und verrastbaren Befestigungsfuß 4 versehen.

Grundsätzlich können der Befestigungsfuß und das Betriebsentlüftungsventil 1 als Zubehörteil auch einstückig ausgebildet sein.

Das mit Nietstiften 9 bestückte Betriebsentlüftungsventil 1 beziehungsweise der mit Nietstiften 9 bestückte Befestigungsfuß 4 wird bei der Ausformung des Behälters über die die Öffnungen 8 durchsetzenden Nietstifte 9 mit der

Behälterwand 12 verschweißt, wobei die Nietstifte 9 mittels eines oder mehrerer geeigneter Werkzeuge in den Öffnungen 8 gehalten werden oder aus diesen hervorgeschoben werden und in die noch warmplastische oder schmelzeheiße Innenschicht der Behälterwand 12 getrieben werden, so dass der

Verankerungskopf 1 1 und der Schaft 13 der Nietstifte 9 mit der Behälterwand 12 verschmelzen und so dass nach dem Aushärten der Behälterwand 12 eine innige Verbindung zwischen den Nietstiften 9 und der Behälterwand 12 entsteht.

Bezugszeichenliste

Betriebsentlüftungsventil

Ventilgehäuse

Nippel

Befestigungsfuß

Rastzungen

Rastausnehmung

Befestigungsohren

Öffnung

Nietstift

Senkkopf

Verankerungskopf

Behälterwand

Schaft

Kontaktfläche

Pilzkopf

Claims

Patentansprüche

Behälter aus thermoplastischem Polymer mit wenigstens einem innerhalb des Behälters angeordneten Zubehörteil, welches mit einer Behälterwand (12) während der Ausformung des Behälters verbunden wurde, wobei das Zubehörteil wenigstens einen Befestigungsfuß (4) aufweist, der eine Kontaktfläche (14) mit der Behälterwand (12) aufweist, wobei die

Kontaktfläche (14) mit der Behälterwand (12) in Anlage ist, der

Befestigungsfuß (4) wenigstens einen Schweißzapfen aufweist, der von der Kontaktfläche (14) hervorsteht, der Schweißzapfen einstückig an den Befestigungsfuß (4) angeformt ist oder der Schweißzapfen eine Öffnung (8) des Befestigungsfußes (4) durchsetzt, der Schweißzapfen aus einem thermoplastischen Polymer besteht, das mit dem thermoplastischen

Polymer der Behälterwand (12) kompatibel ist, der Schweißzapfen in die Behälterwand (12) eingesetzt ist und mit der Behälterwand (12) im Bereich der Durchdringung verschweißt ist, wobei der Schweißzapfen einen

Verankerungskopf (1 1 ) ausbildet und der Verankerungskopf (1 1 ) an einem von der Kontaktfläche (14) abliegenden Ende des Schweißzapfens verbreitert ist oder der Verankerungskopf (1 1 ) mit einem umlaufenden Hinterschnitt versehen ist, derart, dass der Verankerungskopf (1 1 ) von dem thermoplastischen Polymer der Behälterwand (12) umgriffen wird.

Behälter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der

Befestigungsfuß (4) als mit dem Zubehörteil verrastetes Bauteil ausgebildet ist.

Behälter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißzapfen als Nietstift (9) ausgebildet ist, der in die Öffnung (8) des Befestigungsfußes (4) eingesetzt ist, wobei der Nietstift (9) einen verbreiterten Nietkopf (10) aufweist, der gegen die von der Kontaktfläche (14) abgewandte Seite der Öffnung (8) anliegt.

Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nietstift (9) unverlierbar in die Öffnung (8) eingesetzt ist. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsfuß (4) eine Vielzahl von Schweißzapfen aufweist.

Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungskopf (1 1 ) konisch verbreitert oder konisch hinterschnitten ist.

Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungskopf (1 1 ) als Pilzkopf (15) ausgebildet ist, dessen führendes Ende einen Radius aufweist und dessen führendes Ende einen größeren Durchmesser aufweist als ein Schaft 13 des Schweißzapfens.

Verfahren zur Herstellung eines Behälters, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 7, folgende Verfahrensschritte umfassend:

a) Extrudieren eines schlauchförmigen Vorformlings aus einem

thermoplastischen Polymer sowie Teilen des Vorformlings in

wenigstens zwei Bahnen oder

b) Extrudieren zweier bahnförmiger Vorformlinge,

c) Einbringen der Vorformlinge in ein geöffnetes Blasformwerkzeug mit zwei jeweils eine Kavität aufweisenden Außenformen und einen zwischen die Außenform verbringbaren Zubehörträger

d) Anordnen wenigstens eines Zubehörteils auf den Zubehörträger, wobei das Zubehörteil wenigstens einen Befestigungsfuß (4) aufweist, der eine Kontaktfläche (14) aufweist, der Befestigungsfuß (4) wenigstens einen Schweißzapfen aufweist, der aus der Kontaktfläche (14) hervorsteht, der Schweißzapfen an seinem von der Kontaktfläche (14) abstehenden Ende einen verbreiterten oder hinterschnittenen

Verankerungskopf (1 1 ) aufweist und der Schweißzapfen aus einem mit dem Polymer der Vorformlinge kompatiblen Polymer besteht, e) Anlegen der Vorformlinge an die durch die Kavitäten definierte Kontur des Blasformwerkzeugs, f) Fügen des Zubehörteils an einem schalenförmigen Zwischenerzeugnis derart, dass der Schweißzapfen in den betreffenden warmplastischen Vorformling eindringt und

g) Fügen der schalenförmigen Zwischenerzeugnisse zu einem Behälter.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der

Schweißzapfen als nicht einstückig mit dem Befestigungsfuß (4) ausgebildeter Nietstift (9) in eine Öffnung (8) des Befestigungsfußes (4) eingesetzt ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißzapfen mittels eines in dem Zubehörträger angeordneten Stempels oder Widerlagers in den Vorformling eingedrückt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißzapfen unverlierbar in die Öffnung (8) des

Befestigungsfußes (4) eingesetzt ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsfuß (4) aus einem nicht mit dem Vorformling verschweißbaren Polymer besteht.

Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsfuß (4) durch Spritzgießen eines ersten

thermoplastischen Polymers hergestellt wird und dass der Nietstift (9) aus einem zweiten thermoplastischen Polymer in die Öffnung (8) des

Befestigungsfußes eingespritzt wird, wobei das erste thermoplastische Polymer nicht mit dem zweiten thermoplastischen Polymer kompatibel ist.