| JP2001162630 | SEAMLESS BELT AND APPARATUS FOR MANUFACTURING THE SAME |
| JP01113215 | PIVOTED ROTARY MOLDING DEVICE |
| WO/2004/065093 | A ROTATIONAL MOULDING MACHINE |
Thomas, Udo (Sankt-Klara-Strasse 3b, Dudenhofen, 67373, DE)
Middendorf, Elmar (Ludowiciring 13B, Jockgrim, 76751, DE)
Thomas, Udo (Sankt-Klara-Strasse 3b, Dudenhofen, 67373, DE)
| 1. | Verfahren zum Verbinden wenigstens eines in einem Innenraum (48) eines Kunststoffbehältnisses (32) angeordneten Einbauelements (1) mit einer Wandung (30) des Kunststoffbehältnisses (32) im Rahmen eines Rotationssinterprozesses, im Laufe welches in einer Form (4) befindliches Kunststoffpulver durch Erwärmung geschmolzen und durch. Rotation der Form (4) sich die Wandung (30) des Kunststoffbehältnisses (32) ausbildet, beinhaltend folgende Schritte : a) Fertigen einer Durchgangsbohrung (6) in einer Wandung (2) der Form (4) , b) Lösbares Befestigen eines Halteelements (20) in der Durchgangsbohrung (6), an dessen in den Innenraum (24) der Form (4) ragendem Ende ein ausschließlich der Befestigung des Einbauelements (1) an der Wandung (30) des Kunststoffbehältnisses (32) dienendes Befestigungselement (8) lösbar befestigt ist, c) Durchführen des Rotationssinterprozesses unter Ausbildung der Wandung (30) des Kunststoffbehältnisses (32) derart, dass ein Verankerungsabschnitt (14) des Befestigungselements (8) in der Wandung (30) des Kunststoffbehältnisses (32) formschlüssig eingebettet und ein Halteabschnitt (10) des Befestigungselements (8) zur Aufnahme des Einbauelements (1) freigelassen ist, d) Entfernen der Form (4) und des Halteelements (20) von der Wandung (30) des Kunststoffbehältnisses (32), e) Verbinden eines Verankerungs und/oder Dichtelements (38) mit dem Verankerungsabschnitt (14) des Befestigungselements (8) . |
| 2. | Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Halteelement (20) und dem Befestigungselement (8) und die Verbindung zwischen dem Verankerungs und/oder Dichtelement (38) mit dem Befestigungselement (8) durch jeweils eine durchmessergleiche Schraubverbindung erfolgt. |
| 3. | Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrung (6) in der Wandung (2) der Form (4) mit einem gegenüber den Außenmaßen des Befestigungselements (8) größerem Durchmesser gefertigt wird. |
| 4. | Vorrichtung zum Verbinden von wenigstens einem in einem Innenraum (48) eines Kunststoffbehältnisses (32) angeordneten Einbauelement (1) mit einer Wandung (30) des Kunststoffbehältnisses (32) im Rahmen eines Rotationssinterprozesses, beinhaltend eine Form (4) , an deren Wandung (2) sich durch Erwärmung geschmolzenes und durch Rotation der Form (4) anlegendes Kunststoffpulver absetzt, wobei eine Durchgangsbohrung (6) in einer Wandung (2) der Form (6) vorgesehen ist, in welcher ein mit einem ausschließlich zum Halten des Einbauelements (1) an der Wandung (30) des Kunststoffbehältnisses (32) dienenden Befestigungselement (8) lösbar verbundenes Haltelement (20) lösbar befestigt ist, wobei das Befestigungselement (8) mit einem freien Halteabschnitt (10) in den Innenraum (24) der Form (4) ragt. |
| 5. | Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrung (6) in der Wandung (2) der Form (4) einen gegenüber den Außenmaßen des Befestigungselements (8) größeren Durchmesser aufweist. |
| 6. | Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung zwischen dem Halteelement (20) und dem Befestigungselement (8) und die lösbare Verbindung zwischen dem Halteelement (20) und der Durchgangsbohrung (6) jeweils durch eine Schraubverbindung gebildet wird. |
| 7. | Kunststoffbehältnis (32) mit wenigstens einem in seinem Innenraum (48) angeordneten Einbauelement (1) , welches mittels wenigstens eines ausschließlich der Befestigung des Einbauelements (1) dienenden Befestigungselements (8) an einer seiner Wandungen (30) gehalten ist, wobei von dem Befestigungselement (8) ein Verankerungsabschnitt (14) in der Wandung (30) formschlüssig eingebettet und ein freier, nach innen ragender Halteabschnitt (10) zur Aufnahme des Einbauelements (1) ausgebildet und der Verankerungsabschnitt (14) mit einem Verankerungs und/oder Dichtelement (38) verbunden ist, welches von außen in eine Ausnehmung (36) der Wandung (30) eingesetzt ist. |
| 8. | Kunststoffbehältnis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungsabschnitt (14) des Befestigungselements (8) in einem in den Innenraum (48) vorspringenden Abschnitt (33) der Wandung (30) eingebettet ist. |
| 9. | Kunststoffbehältnis nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungs und/oder Dichtelement (38) mit dem Befestigungselement (8) lösbar verbunden ist. |
| 10. | Kunststoffbehältnis nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungs und/oder Dichtelement durch eine Schraube (38) gebildet wird. |
| 11. | Kunststoffbehältnis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaft (40) der Schraube (38) in ein Innengewinde einer im Verankerungsabschnitt (14) des Befestigungselements (8) ausgebildeten Aufnahmebohrung (16) eingeschraubt ist und sich ein Schraubenkopf (42) der Schraube (38) an der Wandung (30) abstützt. |
| 12. | Kunststoffbehältnis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schraubenkopf (42) und der Wandung (30) wenigstens ein Dichtelement (46) angeordnet ist. |
| 13. | Kunststoffbehältnis nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbauelement (1) durch eine Schlauch oder Rohrleitung und das Befestigungselement (8) durch eine Schlauch oder Rohrschelle gebildet wird. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden wenigstens eines in einem Innenraum eines Kunststoffbehältnisses angeordneten Einbauelements mit einer Wandung des Kunststoffbehältnisses im Rahmen eines
Rotationssinterprozesses, im Laufe welches in einer Form befindliches Kunststoffpulver durch Erwärmung geschmolzen und durch Rotation der Form sich die Wandung des Kunststoffbehältnisses ausbildet, gemäß Anspruch 1.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Verbinden von wenigstens einem in einem Innenraum eines Kunststoffbehältnisses angeordneten Einbauelement mit einer Wandung des Kunststoffbehältnisses im Rahmen eines Rotationssinterprozesses, beinhaltend eine Form, an deren Innenwand sich durch Erwärmung geschmolzenes und durch Rotation der Form anlegendes Kunststoffpulver absetzt, gemäß Anspruch 4.
Schließlich betrifft die Erfindung auch ein
Kunststoffbehältnis mit wenigstens einem in seinem Innenraum angeordneten Einbauelement, welches mittels wenigstens eines
ausschließlich der Befestigung des Einbauelements dienenden Befestigungselements an einer seiner Wandungen gehalten ist, gemäß Anspruch 7.
Ein gängiges Verfahren zur Herstellung von
Kunststoffbehältnissen ist das Rotationssinterverfahren, bei welchem eine zwei- oder mehrteilige Form mit
Kunststoffpulver, beispielsweise Polyethylen gefüllt und dann durch Zusammenfügen der Formteile verschlossen wird. Die gefüllte Form wird anschließend in einem Ofen erhitzt und um alle drei Raumachsen verschwenkt. Das durch die Erhitzung geschmolzene Kunststoffpulver legt sich dabei an die Wand der Form an und bildet eine Wandung des Kunststoffbehältnisses aus, welches nach Abkühlung der Form entnommen werden kann.
Oft stellt sich dabei das Problem, dass der Innenraum des Kunststoffbehältnisses mit Einbauelementen versehen werden muss. Dabei ist jedoch nicht von in der Wandung eingebetteten Stutzen die Rede, welche ja nicht im Innenraum des Behältnisses angeordnet sind, sondern ausschließlich von Einbauelementen, welche vollständig im Innenraum gehalten sind. Dazu zählen im Fahrzeugbereich beispielsweise Rohrleitungen oder Tankschwallwände. Dabei muss eine sichere und definierte Befestigung dieser Einbauelemente im Kunststoffbehältnis sichergestellt sein. Insbesondere müssen die Einbauelemente während der Rotation der Form an ihrem Platz gehalten werden. Nicht zuletzt dürfen die Einbauelemente die Wand der Form nicht berühren, da sich sonst an den Kontaktstellen kein Kunststoffmaterial anlagern könnte und infolgedessen das Behältnis zum einen nicht dicht und zum andern keine ausreichende Fixierung des Einbauelements an der Wandung vorhanden wäre.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, dass die oben genannten Probleme vermieden werden. Im Ergebnis soll ein Kunststoffbehältnis mit hoher Dichtigkeit und hoher Anbindungssteifigkeit der Einbauelemente erhalten werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 4 und 7 gelöst.
Das Fertigungsverfahren von Anspruch 1 beinhaltet folgende Verfahrensschritte : a) Fertigen einer Durchgangsbohrung in einer Wandung der Form, b) Lösbares Befestigen eines Halteelements in der Durchgangsbohrung, an dessen in den Innenraum der Form ragendem Ende ein ausschließlich der Befestigung des Einbauelements an der Wandung des Kunststoffbehältnisses dienendes Befestigungselement lösbar befestigt ist, c) Durchführen des Rotationssinterprozesses unter Ausbildung der Wandung des Kunststoffbehältnisses derart, dass ein Verankerungsabschnitt des Befestigungselements in der Wandung des Kunststoffbehältnisses formschlüssig eingebettet und ein nach innen ragender Halteabschnitt des Befestigungselements zur Aufnahme des Einbauelements freigelassen ist, d) Entfernen der Form und des Halteelements von der Wandung des Kunststoffbehältnisses, e) Verbinden eines Verankerungs- und/oder Dichtelements mit dem Verankerungsabschnitt des Befestigungselements .
Dieses Verfahren wird mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen von Anspruch 7 durchgeführt, wobei von dem Befestigungselement ein Verankerungsabschnitt in der Wandung des Kunststoffbehältnisses formschlüssig eingebettet und ein freier, nach innen ragender Halteabschnitt zur Aufnahme des Einbauelements ausgebildet und der Verankerungsabschnitt mit einem Verankerungs- und/oder Dichtelement verbunden ist, welches von außen in eine Bohrung der Wandung eingesetzt ist.
Die durch diese Maßnahmen erzielbaren Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass aufgrund der formschlüssigen Einbettung des Befestigungselements das jeweilige Einbauelement sicher an der Wandung des Kunststoffbehältnisses fixiert ist. Mittels des in die Wandung eingesetzten Verankerungs- und/oder Dichtelements, das mit dem Befestigungselement verbunden ist, wird letzteres noch steifer an die Wandung angebunden bzw. wird für eine sichere Abdichtung der Wandung nach außen gesorgt, da nach dem Entfernen des Halteelements im Bereich des Befestigungselements eine Wandausnehmung vorhanden ist. Da das Verankerungs- und/oder Dichtelement von außen in die Wandung eingesetzt werden kann, ist hierzu ist kein Öffnen des Kunststoffbehältnisses notwendig.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt.
Gemäß einer besonders zu bevorzugenden Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Verbindung zwischen dem Halteelement und dem Befestigungselement und die Verbindung zwischen dem
Verankerungs- und/oder Dichtelement mit dem Befestigungselement durch jeweils eine durchmessergleiche Schraubverbindung. Dadurch wird der Fertigungsaufwand vorteilhaft reduziert.
Falls die Durchgangsbohrung in der Wandung der Form mit einem gegenüber den Außenmaßen des Befestigungselements größerem Durchmesser gefertigt wird, kann das Befestigungselement von außen eingesetzt werden, ohne dass ein Öffnen der Form notwendig ist. Dadurch wird das Befestigungselement im Innenraum der Form angeordnet und durch das Halteelement in der Durchgangsbohrung gehalten.
Dabei wird die lösbare Verbindung zwischen dem Halteelement und dem Befestigungselement und die lösbare Verbindung zwischen dem Halteelement und der Durchgangsbohrung vorzugsweise jeweils durch eine Schraubverbindung gebildet.
Eine besonders steife Anbindung des Befestigungselements an die Wandung des Kunststoffbehältnisses ergibt sich, wenn der Verankerungsabschnitt des Befestigungselements in einem in den Innenraum vorspringenden Abschnitt der Wandung eingebettet ist. Denn dann ist die Wandstärke der Wandung im Bereich des Befestigungselements größer als in der Umgebung, was günstig für die Krafteinleitung an dieser Stelle ist.
Gemäß einer weiteren Maßnahme ist das Verankerungs- und/oder Dichtelement mit dem Befestigungselement lösbar verbunden. Insbesondere wird das Verankerungs- und/oder Dichtelement beispielsweise durch eine Schraube gebildet, wobei ein Schaft der Schraube in ein Innengewinde einer im Verankerungsabschnitt des Befestigungselements ausgebildeten
Aufnahmebohrung eingeschraubt ist und sich ein Schraubenkopf der Schraube an der Wandung abstützt. Zusätzlich kann zwischen dem Schraubenkopf und der Wandung ein Dichtelement angeordnet sein.
Gemäß einer besonders zu bevorzugenden Anwendung der Erfindung kann das Einbauelement durch eine Schlauch- oder Rohrleitung und das Befestigungselement durch eine Schlauchoder Rohrschelle gebildet werden.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigt
Fig.l eine Querschnittsdarstellung einer Form zur Herstellung eines Kunststofftanks eines Kraftfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vor dem Rotationssinterprozess ;
Fig.2 die Querschnittsdarstellung der Form von Fig.l, an deren Innenwand bereits die Wandung des Kunststofftanks ausgebildet ist;
Fig.3 eine Querschnittsdarstellung einer Wandung des Kunststofftanks nach Entfernen der Form.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In den Figuren 1 bis 3 sind die verschiedenen Fertigungsschritte dargestellt, welche durchgeführt werden, um ein Kunststoffbehältnis, beispielsweise einen Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs herzustellen, in dessen Innenraum ein Einbauelement, vorzugsweise in Form einer Schlauch- oder Rohrleitung 1 angeordnet ist. Die Herstellung
des Kunststoffbehältnisses erfolgt im Rahmen eines Rotationssinterprozesses. Ein solcher Prozess ist hinlänglich bekannt und beispielsweise in der Beschreibungseinleitung beschrieben.
Gemäß eines ersten Fertigungsschritts des
Fertigungsverfahrens wird in der Wandung 2 einer hohlen Form 4, welche für den Rotationssinterprozess herangezogen wird, eine Durchgangsbohrung 6 gefertigt, deren Durchmesser vorzugsweise größer ist als die Außenmaße eines Befestigungselements vorzugsweise in Form einer Schlauchoder Rohrschelle 8, von welcher die Schlauch- oder Rohrleitung 1 gehalten wird. Hierzu weist die Schlauch- oder Rohrschelle 8 an ihrem freien Ende einen Halteabschnitt 10 auf, mit zwei elastisch aufspreizbaren Schenkeln 12, wobei durch elastisches Aufspreizen der beiden Schenkel 12 die Schlauch- oder Rohrleitung 1 in die zwischen ihnen geformte Öffnung eingeschoben und dadurch formschlüssig hintergriffen werden kann. Ein Verankerungsabschnitt 14 des Befestigungselements 8 ist demgegenüber dadurch gekennzeichnet, dass er eine Sacklochbohrung 16 mit Innengewinde aufweist, über welches er mit einem Gewindezapfen 18 eines Halteelements 20 verschraubbar ist, welches über einen im Durchmesser erweiterten Abschnitt 22 ebenfalls durch eine Schraubverbindung in der Durchgangsbohrung 6 der Wandung 2 der Form 4 gehalten ist. Dieses Halteelement 20 kann auf seiner vom Innenraum 24 der Form 4 weg weisenden Seite mit einer Ansatzfläche 26 für ein Schraubwerkzeug versehen sein. Die Schlauch- oder Rohrschelle 8 dient ausschließlich der Befestigung der Schlauch- oder Rohrleitung 1 und hat sonst keine weitere Funktion.
Im verschraubten Zustand ist zwischen einer Stirnfläche des Verankerungsabschnitts 14 des Befestigungselements 8 und der Wandung 2 der Form 4 ein lichter Abstand d vorhanden. Das Halteelement 20 übergreift außenseitig mit einem Ringflansch 28 den Rand der Durchgangsbohrung 6 und dichtet dadurch den Innenraum 24 der Form 4 gegenüber der Umgebung ab. Weiterhin ragt der Gewindezapfen 18 des Halteelements 20 in den Innenraum 24 der Form 4 hinein. Das Halteelement 20 und das Befestigungselement 8 bestehen aus einem Material, welches durch die bei einem Rotationssinterprozess üblichen Temperaturen nicht schmelzbar ist, vorzugsweise aus Stahl. Dieser, vor der Durchführung des Rotationssinterprozesses herrschende Zustand ist in Fig. 1 dargestellt.
Durch Erhitzen der mit einem Kunststoffpulver gefüllten Form 4 in einem Ofen und durch Schwenken dieser Form 4 um alle drei Raumachsen legt sich das geschmolzene Kunststoffpulver von innen an die Wandung 2 der Form an und bildet eine Wandung 30 des zu fertigenden Kunststoffbehältnisses 32 aus. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird dabei der
Verankerungsabschnitt 14 des Befestigungselements 8 in einem in den Innenraum 24 vorspringenden Abschnitt 33 der Wandung 30 des Kunststoffbehältnisses 32 formschlüssig eingebettet, während der nach innen ragende Halteabschnitt 10 des Befestigungselements 8 freigelassen wird. Zur besseren Ausbildung eines Formschlusses kann die äußere Fläche des Befestigungselements 8 beispielsweise mit einer oder mehreren Rippen 34 versehen sein, welche sich dann negativ in der gegenüberliegenden Wandung 30 des Kunststoffbehältnisses 32 abbilden.
Das Haltelement 20 und insbesondere der in den Innenraum 24 der Form 4 ragende, aber nicht in der Sacklochbohrung 16 des Befestigungselements 8 befindliche Abschnitt des Gewindezapfens 18 weist hingegen eine glatte, nicht hinterschnittene Außenfläche auf, damit das Halteelement 20 zusammen mit der Form 4 ungehindert entfernt werden kann. Hierzu wird das Halteelement 20 von außen durch Ansatz eines Schraubwerkzeugs an der Ansatzfläche 26 herausgeschraubt, wodurch in der Wandung 30 des Kunststoffbehältnisses 32 eine Ausnehmung 36 entsteht, welche durch die Sacklochbohrung 16 des Befestigungselements 8 nach innen fortgesetzt ist. In diese Ausnehmung 36 wird ein Verankerungs- und/oder Dichtelement von außen eingesetzt, welches vorzugsweise durch eine Schraube 38 gebildet wird. Der Gewindedurchmesser des Schafts 40 dieser Schraube 38 ist an den Durchmesser des Innengewindes des Verankerungsabschnitts 14 des Befestigungselements 8 derart angepasst, dass dieser Schaft 40 in die Sacklochbohrung 16 des Befestigungselements 8 eingeschraubt werden kann. Der Schraubenkopf 42 der Schraube 38 ist vorzugsweise so groß, dass er den Rand der Ausnehmung 36 radial überragt und bei vollständig eingeschraubtem Schraubenschaft 40 sich an der äußeren Fläche der Wandung 30 des Kunststoffbehältnisses 32 abstützen kann. Die Wandung 30 kann im Bereich des Schraubenkopfes 42 mit einer Senke 44 geringer Tiefe versehen sein, welche einen Dichtring 46 aufnimmt, welcher dann zwischen dem Schraubenkopf 42 und dem Boden der Senke 44 dichtend gespannt ist. Die Schraube 38 erfüllt daher zum einen eine Dichtfunktion, in dem sie einen Innenraum 48 des Kunststoffbehältnisses 32 gegenüber der Umgebung abdichtet. Denn trotz der Einbettung des Befestigungselements 8 in der Wandung 30 kann es durch Kapillarwirkung vorkommen, dass Kraftstoff an den Trennfugen zwischen dem Befestigungselement 8 und dem Abschnitt 33 der Wandung 30 entlang kriecht, aber schließlich durch den von
der Schraube 38 gehaltenen und gespannten Dichtring 46 aufgehalten wird. Darüber hinaus wird das ohnehin in die Wandung 30 formschlüssig eingebettete Befestigungselement 8 durch die sich an der Wandung 30 abstützende Schraube 38 zusätzlich fixiert, wodurch sich eine sehr steife Verbindung zwischen dem Befestigungselement 8 und der Wandung 30 ergibt. Alternativ kann die Schraube 38 auch nur eine der beiden genannten Funktionen übernehmen, indem beispielsweise kein Dichtring 46 vorgesehen wird oder die Schraube 38 und der Dichtring 46 durch einen Stopfen, beispielsweise aus Kunststoff ersetzt werden, der mit einem geeigneten Verfahren (z.B. Spiegelschweißen) zur Abdichtung der Wandung 30 eingesetzt wird.
Die Schlauch- oder Rohrleitung 1 kann vor oder auch nach dem Fertigen des Kunststoffbehältnisses 32 mit dem Befestigungselement 8 verbunden werden, je nachdem , ob entsprechende Zugangsmöglichkeiten von außen gegeben sind oder nicht.
Die Erfindung ist nicht auf eine Befestigung von Schlauchoder Rohrleitungen 1 in einem Kraftstofftank 32 beschränkt, vielmehr kann sie für jegliche Art von Einbauteilen verwendet werden, welche für einen Innenraum eines Kunststoffbehältnisses vorgesehen sein können.
Next Patent: METHOD FOR SCALING AN E-DCH CHANNEL