WO2010060945A1 - Kunststoffhohlteil - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a plastic hollow part having an end-side connection contour for attaching an attachment part and a support element arranged on the connection contour.
- a plastic hollow part is provided in particular for the conduction of fluids, for example, intake air in a motor vehicle or air conditioning air, but also liquids can be passed through the plastic hollow body.
- hose clamps are often used to ensure a process-tight seal between the two components.
- the plastic hollow parts, on which the elastomer hoses are placed have a connection contour for the passage of fluids onto which the hose ends are attached. Since plastics under permanent forces in effect may have the tendency to relax, a support ring made of metal is used on the inside of the plastic component. Against this support ring, the hose clamp is supported and clamps both the elastomer hose and the connection contour.
- the receiving contour for the arranged on the inner circumference of the connection contour support ring is mechanically reworked.
- This mechanical post-processing is done by a cutting process, for example by a stepped bore or a spindle.
- chips of various types are produced. Since the chips can not be dissipated reliably, there is a risk that some of the chips remain in the component. In some applications, residual chips can be harmless, but with the use of components in the clean air area chips are not acceptable because they are directly fed, for example, the internal combustion engine and can cause damage there.
- the object of the present invention is therefore to provide a plastic hollow part which avoids the risk of damage to downstream components. According to the invention, this object is achieved by a plastic hollow part with the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention are listed in the subclaims.
- the plastic hollow part according to the invention with an end-side connection contour for attaching an attachment part and a support element arranged on the connection contour provides that the support element is arranged on the outer circumference of the connection contour.
- the support member is positioned on the outside of the connection contour, so that no cutting process steps are necessary, which could lead to contamination of the fluid path, in particular airway. Even if a machining of the outer periphery of the connection contour should be necessary, the chips would not accumulate inside the hollow plastic part, so that there is no danger of the following components. As a rule, however, no reworking of the blow-molded plastic hollow part will be necessary since the outer contour of the connection contour is formed by the tool.
- the support element for example a support ring
- the support element is mounted with some pressure on the connection contour.
- a development of the invention provides that the support element is formed in the connection contour, that is already inserted in the blow mold during the molding of the plastic hollow part or the connection contour. As a result, a particularly firm connection between the support element and the connection contour is realized.
- the formation of the support element as a support ring causes effective support against the radially acting forces by a hose clamp or other safety devices.
- Alternative geometries can be and are provided depends on the connection contour.
- polygonal support elements preferably with a closed cross-section.
- a metallic support element is preferred as support element in order to ensure sufficient strength with low weight and easy machinability.
- a securing contour for the support element may be formed; this securing contour is, for example, a shoulder which has a larger diameter than the support surface of the support element on the connection contour.
- This securing contour can already be produced during the molding process of the plastic hollow part or the connecting contour, whereby at the same time an increase in the withdrawal forces of the securing element is provided.
- the fuse contour in a subsequent operation, for. B. by thermal embossing, with a very large radial projection or molded.
- a further development of the invention provides that at the end remote from the end face of the mounted support element, a sealing shoulder is formed, the tightness between the Kunststoffblasteil and the attachment, for example, the elastomer hose, produces after mounting the hose clamp or other security device.
- the sealing shoulder can simultaneously form an abutment shoulder for the support element, so that together with the securing contour the Support element is optionally set in the axial direction with the formation of a low clearance.
- the sealing shoulder can be made very narrow or have an angled, in particular acute-angled contour, which increases the surface pressure on the attachment. By pressing the attachment in the sealing shoulder this acts simultaneously as a form-locking element between the attachment and the plastic hollow part, which increases the withdrawal forces of the two parts to each other.
- the support element is mounted on the plastic hollow part without play, in particular embedded without play.
- a plastic hollow part 1 with a connection contour 10 and an attachment 2 mounted thereon is shown in the form of an elastomer hose.
- the elastomeric hose 2 is pushed over the connecting contour 10, which is formed, for example, as a connecting piece or a flange, and serves to connect the elastomer hose 2 to the plastic hollow part 1.
- the plastic hollow part 1 is preferably designed as a plastic blow-molded part and has an internal cavity 10a, which serves in particular for the passage of fluids, such as intake air or the like.
- an end-face securing contour 3 is provided at the connection contour 10. hen, which is formed in the illustrated embodiment as a peripheral edge.
- the securing contour 3 can also be designed in the form of individual, radially projecting projections, so that no circumferential edge, but interrupted web portions on the front side of the connection contour 10 are present.
- the securing contour 3 can be molded together with the plastic hollow part 1 in the blow mold or applied subsequently, for example by thermal embossing or by injection molding.
- a sealing shoulder 4 in the present case a circumferential sealing shoulder 4, is formed on the plastic hollow part 1 and the connecting contour 10.
- the peripheral sealing shoulder has a triangular cross-section and has a certain radial extent of the connection contour 10.
- a support element 5 in the form of a support ring on the connection contour 10 is arranged.
- the support ring 5 rests on the outer circumference on the connection contour 10 and serves to receive radially acting forces.
- the support ring 5 may be mounted in a press fit outside on the plastic hollow part 1, the backup contour can also be omitted. It is also possible that the support ring 5 is formed outside on the connection contour 10 by the support ring 5 is inserted before blowing the plastic material into the blow mold and at least partially surrounded by the plastic material.
- the attachment 2 in the form of the elastomeric hose extends over the securing contour 3, the support ring 5 and the peripheral sealing shoulder 4 and is held on the connection contour 10 via a clamp 6, in the present case a hose clamp.
- the hose clamp 6 is arranged in the present embodiment, that it is arranged axially above the sealing shoulder 4 and presses the attachment 2 in the direction of the sealing shoulder 4. Characterized the acute-angled sealing shoulder 4 is pressed into the attachment 2, so that a partial positive engagement is generated, which increases the withdrawal forces between the attachment 2 and the plastic hollow part 1.
- the hose clamp 6 is likewise arranged above the support element 5, so that the attachment 2 is clamped between the support element 5 and the hose clamp 6.
- connection contour 10 Due to the very precise definition of the outer contour of the connection contour 10 by the blow molding tool, a reworking of the contact surface of the support ring 5 on the connection contour 10 will generally not be necessary.
- the support ring 5 can be pushed onto the connection contour 10 from the outside until it rests against the sealing shoulder 4.
- the security contour 3 then secures the support ring 5 against falling or slipping down during transport prior to assembly.
- connection contour 10 As an alternative to a hose clamp, other securing elements can also be provided which secure the attachment 2 on the connection contour 10 and exert radially acting forces on the connection contour 10.
- the securing contour 3 can also be applied after the support ring has been pushed on, for example by thermal embossing.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kunststoffhohlteil (1) mit einer endseitigen Anschlusskontur (10) zur Anbringung eines Anbauteiles (2) und einem an der Anschlusskontur (10) angeordneten Stützelement (5), wobei das Stützelement (5) an dem Außenumfang der Anschlusskontur (10) angeordnet ist.
Description
Kunststoffhohlteil
Die Erfindung betrifft ein Kunststoffhohlteil mit einer endseitigen Anschlusskontur zur Anbringung eines Anbauteiles und einem an der Anschlusskontur angeordneten Stützelement. Ein solches Kunststoffhohlteil ist insbesondere zur Leitung von Fluiden vorgesehen, beispielsweise Ansaugluft in einem Kraftfahrzeug oder Klimatisierungsluft, jedoch können auch Flüssigkeiten durch den Kunststoffhohlkörper durchgeleitet werden.
Um beispielsweise Elastomerschläuche mit Kunststoffhohlteilen zu verbinden, wer- den häufig Schlauchschellen eingesetzt, um eine prozesssichere Dichtheit zwischen den beiden Komponenten zu gewährleisten. Die Kunststoffhohlteile, auf denen die Elastomerschläuche aufgesetzt werden, haben eine Anschlusskontur zur Durchleitung von Fluiden, auf die die Schlauchenden aufgesteckt werden. Da Kunststoffe unter dauerhafter Kräfte in Wirkung die Neigung zum Relaxieren aufweisen können, wird ein Stützring aus Metall auf der Innenseite des Kunststoffbauteiles eingesetzt. Gegen diesen Stützring stützt sich die Schlauchschelle ab und klemmt sowohl den Elastomerschlauch als auch die Anschlusskontur ein. Da die Innenkontur des Kunststoffbauteils, das in der Regel als ein Blasteil gefertigt wird, prozessbedingt relativ große Toleranzen aufweist, wird die Aufnahmekontur für den am Innenumfang der Anschlusskontur angeordneten Stützring mechanisch nachbearbeitet. Diese mechanische Nachbearbeitung erfolgt durch einen spanenden Prozess, zum Beispiel durch eine Stufenbohrung oder eine Ausspindelung.
Bei allen spanenden Nachbearbeitungsverfahren entstehen Späne unterschiedlichster Ausprägung. Da die Späne nicht prozesssicher abgeführt werden können, besteht die Gefahr, dass ein Teil der Späne im Bauteil verbleibt. Bei einigen Anwendungen können Restspäne unschädlich sein, bei dem Einsatz von Komponenten im Reinluftbereich sind Späne jedoch nicht akzeptabel, da diese direkt beispielsweise dem Verbrennungsmotor zugeführt werden und dort Schäden anrichten können. So kann es beispielsweise zu Ablagerungen oder Beschädigungen am Turbolader kommen, was in der Folge zum Ausfall des Turboladers führen kann. Bei der Verwendung von Kunststoffen mit einem Glasfaseranteil können Ablagerungen der Glasfasern aus den Spänen zwischen dem Kolbenring und der Zylinderlaufbuchse auftreten, was zu einer Leckage und deshalb zu einem Leistungsverlust des Motors führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kunststoffhohlteil bereitzustel- len, das die Gefahr einer Beschädigung nachgelagerter Bauteile vermeidet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Kunststoffhohlteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Das erfindungsgemäße Kunststoffhohlteil mit einer endseitigen Anschlusskontur zur Anbringung eines Anbauteiles und einem an der Anschlusskontur angeordneten Stützelement sieht vor, dass das Stützelement an dem Außenumfang der Anschlusskontur angeordnet ist. Statt einer aufwendigen spanenden Nachbearbeitung des
blasgeformten Kunststoffhohlteils wird das Stützelement auf der Außenseite der Anschlusskontur positioniert, so dass keine spanenden Prozessschritte notwendig sind, die zu einer Verschmutzung des Fluidweges, insbesondere Luftweges führen könnten. Selbst wenn eine spanende Bearbeitung des Außenumfangs der Anschlusskon- tur notwendig sein sollte, würden die Späne nicht im Inneren des Kunststoffhohlteiles anfallen, so dass eine Gefahr der nachfolgenden Bauteile nicht gegeben ist. In der Regel wird jedoch keine Nachbearbeitung des blasgeformten Kunststoffhohlteils notwendig sein, da die Außenkontur der Anschlusskontur durch das Werkzeug gebildet wird. An der Außenkontur herrschen im Vergleich zur Innenseite der als Durch- führung ausgebildeten Anschlusskontur sehr geringe Toleranzen, was bedeutet, dass das Stützelement, beispielsweise ein Stützring, ohne mechanische Nachbearbeitung spielfrei montiert werden kann. Bevorzugt wird das Stützelement mit etwas Pressung auf der Anschlusskontur montiert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Stützelement in der Anschlusskontur eingeformt ist, also bereits bei der Ausformung des Kunststoffhohlteils bzw. der Anschlusskontur in dem Blaswerkzeug eingelegt ist. Hierdurch wird eine besonders feste Verbindung zwischen dem Stützelement und der Anschlusskontur verwirklicht.
Die Ausbildung des Stützelementes als Stützring bewirkt eine wirksame Abstützung gegenüber den radial wirkenden Kräften durch eine Schlauchschelle oder andere Sicherungseinrichtungen. Alternative Geometrien können vorgesehen sein und sind
von der Anschlusskontur abhängig. Beispielsweise können auch polygonale Stützelemente, vorzugsweise mit einem geschlossenen Querschnitt vorgesehen sein. Dabei wird als Stützelement insbesondere ein metallisches Stützelement bevorzugt, um ausreichende Festigkeiten bei geringem Gewicht und leichter Bearbeitbarkeit zu ge- währleisten.
An der Stirnseite der Anschlusskontur kann eine Sicherungskontur für das Stützelement ausgebildet sein, diese Sicherungskontur ist beispielsweise ein Absatz, der einen größeren Durchmesser als die Auflagefläche des Stützelementes auf der An- schlusskontur aufweist. Dadurch werden eine axiale Verlagerung des Stützelementes und ein Herunterrutschen des Stützelementes von der Anschlusskontur vermieden. Diese Sicherungskontur kann bereits beim Formprozess des Kunststoffhohlteils bzw. der Anschlusskontur hergestellt werden, wodurch gleichzeitig eine Erhöhung der Abzugskräfte des Sicherungselementes bereitgestellt wird. Alternativ kann die Sicherungskontur in einem nachgeschalteten Arbeitsgang, z. B. durch thermisches Prägen, mit einem sehr großen radialen Überstand aus- oder angeformt werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an dem der Stirnseite abgewandten Ende des montierten Stützelementes eine Dichtschulter ausgebildet ist, die nach der Montage der Schlauchschelle oder einer anderen Sicherungseinrichtung die Dichtheit zwischen dem Kunststoffblasteil und dem Anbauteil, beispielsweise des Elastomerschlauches, herstellt. Die Dichtschulter kann gleichzeitig eine Anlageschulter für das Stützelement ausbilden, so dass zusammen mit der Sicherungskontur das
Stützelement in Axialrichtung gegebenenfalls unter Ausbildung eines geringen Spiels festgelegt ist. Zur Erhöhung der Flächenpressung und der daraus resultierenden Erhöhung der Dichtheit kann die Dichtschulter sehr schmal ausgebildet sein oder eine winklige, insbesondere spitzwinklige Kontur aufweisen, wodurch sich die Flächen- pressung auf das Anbauteil erhöht. Durch das Einpressen des Anbauteils in die Dichtschulter wirkt diese gleichzeitig als ein Formschlusselement zwischen dem Anbauteil und dem Kunststoffhohlteil, was die Abzugskräfte der beiden Teile zueinander erhöht.
Zur Erhöhung der Montagegenauigkeit ist das Stützelement an dem Kunststoffhohl- teil spielfrei montiert, insbesondere spielfrei eingebettet.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine vergrößerte schematische Detaildarstellung im Schnitt.
In der Figur ist ein Kunststoffhohlteil 1 mit einer Anschlusskontur 10 und einem daran montierten Anbauteil 2 in Gestalt eines Elastomerschlauches dargestellt. Der Elastomerschlauch 2 ist über die Anschlusskontur 10, die beispielsweise als ein Stutzen oder ein Flansch ausgebildet ist, geschoben und dient zur Verbindung des Elasto- merschlauches 2 mit dem Kunststoffhohlteil 1. Das Kunststoffhohlteil 1 ist bevorzugt als ein Kunststoffblasteil ausgebildet und weist einen innen liegenden Hohlraum 10a auf, der insbesondere zur Durchleitung von Fluiden, wie Ansaugluft oder dergleichen dient. An der Anschlusskontur 10 ist eine stirnseitige Sicherungskontur 3 vorgese-
hen, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein umlaufender Rand ausgebildet ist. Die Sicherungskontur 3 kann auch in Gestalt von einzelnen, radial vorstehenden Vorsprüngen ausgebildet sein, so dass kein umlaufender Rand, sondern unterbrochene Stegabschnitte an der Stirnseite der Anschlusskontur 10 vorhanden sind. Die Sicherungskontur 3 kann zusammen mit dem Kunststoffhohlteil 1 im Blaswerkzeug angeformt sein oder nachträglich aufgebracht werden, beispielsweise durch thermisches Prägen oder durch Anspritzen. In einer axialen Entfernung zu der Sicherungskontur 3 ist eine Dichtschulter 4, vorliegend eine umlaufende Dichtschulter 4 an dem Kunststoffhohlteil 1 und der Anschlusskontur 10 ausgebildet. Die umlaufende Dichtschulter weist einen dreieckigen Querschnitt auf und weist eine gewisse radiale Erstreckung von der Anschlusskontur 10 auf. Zwischen der Sicherungskontur 3 und der Dichtschulter 4 ist ein Stützelement 5 in Gestalt eines Stützringes auf der Anschlusskontur 10 angeordnet. Der Stützring 5 liegt am Außenumfang auf der Anschlusskontur 10 auf und dient zur Aufnahme von radial wirkenden Kräften. Der Stützring 5 kann in einem Presssitz außen auf dem Kunststoffhohlteil 1 montiert sein, die Sicherungskontur kann dabei auch entfallen. Ebenfalls ist es möglich, dass der Stützring 5 außen auf der Anschlusskontur 10 eingeformt ist, indem der Stützring 5 vor dem Einblasen des Kunststoffmaterials in das Blaswerkzeug eingelegt und zumindest teilweise von dem Kunststoffmaterial umgeben wird.
Das Anbauteil 2 in Gestalt des Elastomerschlauches erstreckt sich über die Sicherungskontur 3, den Stützring 5 und die umlaufende Dichtschulter 4 und wird auf der Anschlusskontur 10 über eine Schelle 6, vorliegend eine Schlauchschelle, gehalten.
Die Schlauchschelle 6 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass sie axial oberhalb der Dichtschulter 4 angeordnet ist und das Anbauteil 2 in Richtung auf die Dichtschulter 4 drückt. Dadurch wird die spitzwinklig ausgebildete Dichtschulter 4 in das Anbauteil 2 hineingedrückt, so dass ein teilweiser Formschluss erzeugt wird, der die Abzugskräfte zwischen dem Anbauteil 2 und dem Kunststoffhohlteil 1 erhöht. Die Schlauchschelle 6 ist ebenfalls oberhalb des Stützelementes 5 angeordnet, so dass das Anbauteil 2 zwischen dem Stützelement 5 und der Schlauchschelle 6 eingeklemmt ist.
Durch die sehr präzise Festlegung der Außenkontur der Anschlusskontur 10 durch das Blaswerkzeug wird in der Regel eine Nachbearbeitung der Anlagefläche des Stützrings 5 auf der Anschlusskontur 10 nicht notwendig sein. Der Stützring 5 kann von außen auf die Anschlusskontur 10 aufgeschoben werden, bis es an der Dichtschulter 4 anliegt. Die Sicherungskontur 3 sichert dann den Stützring 5 gegen ein Herunterfallen bzw. ein Herunterrutschen während des Transports vor der Montage.
Alternativ zu einer Schlauchschelle können auch andere Sicherungselemente vorgesehen sein, die das Anbauteil 2 auf der Anschlusskontur 10 sichern und radial wirkende Kräfte auf die Anschlusskontur 10 ausüben. Die Sicherungskontur 3 kann auch nach dem Aufschieben des Stützringes aufgebracht werden, beispielsweise durch thermisches Prägen.
Claims
1. Kunststoffhohlteil (1) mit einer endseitigen Anschlusskontur (10) zur Anbringung eines Anbauteiles und einem an der Anschlusskontur (10) angeordneten Stützelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (5) an dem Außenumfang der Anschlusskontur (10) angeordnet ist.
2. Kunststoffhohlteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (5) in der Anschlusskontur (10) eingeformt ist.
3. Kunststoffhohlteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (5) als Stützring ausgebildet ist.
4. Kunststoffhohlteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (5) aus Metall ausgebildet ist.
5. Kunststoffhohlteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stirnseite der Anschlusskontur (10) eine Sicherungskontur (3), insbesondere ein Absatz ausgebildet ist.
6. Kunststoffhohlteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der Stirnseite abgewandten Ende des montierten Stützelementes (5) eine Dichtschulter (4) ausgebildet ist.
7. Kunststoffhohlteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtschulter (4) eine winkelige, insbesondere spitzwinkelige Kontur aufweist.
8. Kunststoffhohlteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (5) an dem Kunststoffhohlteil (1) spielfrei montiert eingebettet ist.
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