JP2002539984A - ２つのプラスチック構成部分を結合する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 第１の構成部分（６）と第２の構成部分（７）とを結合する方法であって、第１の構成部分（６）が、第２の構成部分（９）との結合部を形成するのが望まれている結合区分（１２）で射出成形型に挿入される。この場合第２の構成部分（９）がプラスチックを結合区分に射出することによって形成され、結合区分の表面が少なくとも部分的に第２の構成部分（９）のプラスチックによってぬらされ、少なくとも１つの構成部分が、融解部の加工のために比較的狭い温度領域しか有していないプラスチックから形成することができる。射出成形されたプタスチックによってぬらすために設けられた表面に、この表面と結合する少なくとも１つの結合体が形成されており、この結合体が射出時に射出されたプラスチックの熱エネルギによって融解し、射出されたプラスチックと融合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１の上位概念記載の特徴を有する、プラスチックから成る第
１の構成部分とプラスチックからなる第２の構成部分とを結合する方法に関する
。

【０００２】 このような方法は、たとえば欧州特許第０５６７７０２号明細書から公知であ
る。この方法では、第１のプラスチック構造部分たとえば内燃機関の吸込装置の
吸込管と、第２のプラスチック構成部分たとえば吸込装置のフランジとを結合す
るために、第１の構成部分は、第２の構成部分との結合部を形成するのが望まし
い少なくとも１つの結合区分で射出成形型に挿入される。第２の構成部分は、第
１の構成部分の結合区分にプラスチックを射出することによって形成され、この
場合結合区分の表面は少なくとも部分的に第２の構成部分のプラスチックによっ
てぬらされる。

【０００３】 結合区分の適当な形状付与、特に増加する壁厚と、射出された構成部分のプラ
スチック材料への結合区分の適当な埋め込み（この場合射出された構成部分は別
の構成部分の結合区分をできるだけ広範囲に取り囲む）とによって、構成部分間
に形状結合部を形成することができ、この形状結合部は比較的高い静荷重にさら
すことができる。

【０００４】 このような結合部が高周波の動荷重でも長い耐用寿命を有するため、およびこ
の耐用寿命の間に高圧下でも結合部の緊密性を保証するために、これらの構成部
分は互いに材料結合する必要がある。このために、第２の構成部分を射出成形す
るのが望まれいている第１の構成部分は、射出成形型に挿入する前に、プラスチ
ックが結合区分の領域において軟化されるかもしくは融解されるように、加熱さ
れる。この状態で、第１の構成部分は射出成形型に挿入することができる。次い
で射出過程が行われ、この場合射出された液状のプラスチックと、融解されたプ
ラスチックとが第１の構成部分の表面で互いに融合する。このようにして、ある
程度互いに混合された融解物が凝固すると、得ようとする集中的な材料結合部が
形成される。有利には、材料結合で結合したいプラスチックは相容性で、同じ基
材から成っている。

【０００５】 しかしながらこのような方法は、構成部分の少なくとも１つが、融解物の加工
にとって比較的小さいかまたは狭い温度領域しか有していないプラスチックから
形成されていと、用いることができない。つまり、融解物の加工のために最低限
必要である最低融解温度と、最高融解温度（この融解温度を超えると融解物の規
定に基づく加工がもはや可能でなくなる）との間に比較的小さな差しか存在しな
い。これはたとえばポリアミドプラスチックの場合に生じる。たとえば第１の構
成部分がそのようなプラスチックから形成されていると、加熱によって形成され
た融解物は結合区分において射出過程の開始までに、得ようとする材料結合部が
規則通りにはもはや得られなくなるまで再び冷却される。さらに第１の構成部分
の加熱もしくは融解と、この第１の構成部分の射出成形型への搬送とに比較的コ
ストがかかる。これとは異なって、射出したい構成部分が前述の形式のプラスチ
ックから形成されていると、射出材料が射出過程時に第１のプラスチック構成部
分と接触すると、直ちに射出材料が迅速に前述の最低融解温度以下に冷却される
ので、ここでも得ようとする高品質の材料結合部が規則通りには得られない。

【０００６】 したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような方法を改良して、一方の構成
部分および／または他方の構成部分のプラスチックが、融解物の加工にとって比
較的小さな温度領域を有している場合でも、２つのプラスチック構成部分の間で
比較的廉価に材料結合部を形成できるような方法を提供することである。

【０００７】 この課題は、請求項１の特徴部に記載した方法によって解決される。

【０００８】 本発明は、第１の構成部分の結合区分の表面に結合体を形成することによって
、射出されたプラスチックから第１の構成部分に伝達された熱エネルギを、結合
体が熱エネルギによって融解し、射出されたプラスチックと融合できるように、
調節するという一般的な考えに基づいている。得られた熱伝導によって、有利な
融解区域が結合区分に形成され、この結合区分において融解が十分な早さで行わ
れ、これによって所望の高品質な、両方の構成部分の相互的な材料結合部を形成
することができる。

【０００９】 有利は方法によれば、結合体を***部によって形成することができ、***部は
結合区分の表面から突出していて、第１の構成部分を製作する際に結合区分に成
形されているので、結合体は結合区分と一体的に形成されている。既に第１の構
成部分の製作もしくは成形時に結合体の形成を考慮することによって、第１の構
成部分の製作のためのコスト増加が生じない。さらにこれらの結合体は、第１の
構成部分の形状に組み込むことによって、第１の構成部分と効果的に結合されて
いる。結合体が結合区分の表面から突出しているので、射出されたプラスチック
との接触時に、結合体に伝達された熱が結合区分もしくは第１の構成部分を介し
て十分すぎる程度には迅速に導出されないので、結合区分の領域の第１の構成部
分のプラスチックが結合体で融解し、射出されたプラスチックとの融合が可能で
あるという所望の結果を備えた熱溜が形成される。

【００１０】 本発明に基づいて提案された方法によって、融解状態で高粘性、つまり流れに
くいプラスチックから成る構成部分に、融解状態で低粘性、つまり流れやすいプ
ラスチックから成る射出部分としての構成部分を射出することができる。射出さ
れた低粘性のプラスチックと十分に混合するかもしくは結合するまで、高粘性の
プラスチックが結合体で加熱されて液化される。これによって特に第１の構成部
分をブロー成形部分として形成することが可能で、つまり第１の構成部分はブロ
ー成形方法によって製作されている。ひいては第１の構成部分を高粘性のプラス
チックから成形することができる。

【００１１】 結合体の融解を改善するために、第２の構成部分のプラスチックが射出成形型
に射出される温度、つまり射出温度が、このようなプラスチックを用いた射出成
形方法を実施可能である温度領域の上限近くに選択される。このような手段を用
いると、射出されたプラスチックによって第１の構成部分に伝達可能な熱量が増
加される。

【００１２】 本発明の方法の別の重要な特徴および利点は、従属請求項、図面および図面の
に基づく実施例の説明から明らかである。

【００１３】 既に述べた方法および以下に述べる方法は、それぞれ記載の組み合わせの使用
に制限されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなしに、別の組み合
わせまたはあらゆる調整形式で使用可能である。

【００１４】 次に本発明の有利な実施例を図示し、詳しく説明する。

【００１５】 吸込装置１は、図示していない内燃機関では、吸気装置から供給されて内燃機
関における燃焼のために設けられた空気を内燃機関の個々の燃焼室に分配する。
図１に示したように、モジュール構成の吸込装置１は空気分配器モジュール２を
備えており、この空気分配器モジュール２自体はモジュール式に構成されていて
、上位に設けられた一体的な空気分配器上部モジュール３と下位に設けられた一
体的な空気分配器下部モジュール４とから成っている。空気分配器モジュール３
，４はそれぞれ外側へ突出し、周方向に完全に延びているカラーまたはつば５を
備えており、つば５で両方の空気分配器モジュール３，４は特に摩擦溶接方法に
よって互いに結合されている。

【００１６】 空気分配器上部モジュール３の上面に一体的な複数の吸込管モジュール６が接
続されているかもしくは結合されており、図１には、これらの吸込管モジュール
のうちの単に１つが示されている。なぜならば視野角で切断面の後方に配置され
た吸込装置１の構成部分が図示の簡略化のために省略されているからである。吸
込管モジュール６は一方の管端部７で空気分配器モジュール２と結合されていて
、他方の管端部８でフランジモジュール９と結合されており、このフランジモジ
ュール９は内燃機関に取付可能である。したがって空気分配器モジュール２に導
入された空気は、吸込管モジュール６を通って、吸込管モジュール６にそれぞれ
対応配置された内燃機関の燃焼室に到達することができる。

【００１７】 フランジモジュール９に受容部１０が形成されており、図１に示したように、
この受容部１０に噴射弁１１が取付可能である。

【００１８】 吸込装置１の製作は以下のようにして行われる。

【００１９】 まず吸込管モジュール６が製作される。有利には、この製作はブロー成形方法
を用いて行われる。これによって吸込管モジュール６の形状は比較的簡単に変化
させることが可能で、したがってたとえば管直径、曲率半径および管長さを内燃
機関の種々異なる配置構成に適合させることができる。各フランジモジュール９
に対応配置された吸込管モジュール６は、次いで少なくとも管端部８で射出成形
型に挿入される。次いで射出成形が行われ、フランジモジュール９が形成される
。フランジモジュール９に対応配置された管端部８は、射出過程時に両側で、つ
まり吸込管モジュール６の内側および外側で、フランジモジュール９のプラスチ
ックによって取り囲まれるように、形成されている。さらに吸込管モジュール６
の壁厚は管端部８に広げられるので、全体としてフランジモジュール９における
吸込管モジュール６の大いに効果的な固定部が形成される。したがって管端部８
は形状結合式（formschluessig；形状による束縛）にフランジモジュール９と結
合されている。吸込管モジュール６とフランジモジュール９との間でさらに質の
高い堅固で密な材料結合部を形成するために、本発明の方法が用いられる。

【００２０】 このために図２に示したように、フランジモジュール９との結合部が形成され
る、管端部８の結合区分１２において、少なくとも外側に位置する表面１３に結
合体１４が形成されている。ここでは結合体１４は、リング状に周方向に延びる
***部の形状で形成されており、***部は表面１３から外側へ突出していて先細
に延びている。***部の寸法は互いに結合している構成部分６，９の寸法と比べ
て小さくなっている。たとえば***部１４は表面１３から１ｍｍ突出している。
連結体１４は結合区分１２と一体的に形成されており、つまり吸込管モジュール
６の製作時に結合区分１２と共に成形される。プラスチックの射出時にフランジ
モジュール９を形成するために、結合体１４の選択された幾何学形状が次のよう
に作用する。つまり、結合体１４に、射出されたプラスチックから結合区分１２
に伝達される熱エネルギが集められ、結合体１４の融解が生じるように作用する
。このようにして融解物は互いに混合し、両方の構成部分（吸込管モジュール６
およびフランジモジュール９）が結合領域において互いに融合することができる
。両方の構成部分の、結合領域における共通の融解物の凝固によって、構成部材
６と構成部材９との間の、所望の形状結合式かつ材料結合式の、緊密で堅固な結
合が生じる。

【００２１】 本発明の方法を行ったあとで、図１に示したように、吸込管モジュール６の、
フランジモジュール９とは反対側の管端部７が空気分配器モジュール２と結合さ
れ、この結合のためにここでは空気分配器モジュール２に対する吸込管モジュー
ル６の接続部が差込結合部として形成されている。この場合管端部７は外側管片
を形成しており、これに対して空気分配器上部モジュール３は内側管片１５を備
えている。それぞれ互いに入り込むように差し込まれた外側管片７と内側管片１
５との結合は、従来の方法、たとえば溶接結合、収縮結合、接着結合、または種
々異なる固定手段の組み合わせによって行うことができる。次に空気分配器上部
モジュール３に、たとえば摩擦溶接方法で、空気分配器下部モジュール４が一体
成形される。

【００２２】 図２には、第２の構成部分９の射出前の管端部８が部分的に示されている。構
成部分９の射出前とは、***部もしくは結合体１４が射出過程によってまだ変形
されていないか、もしくは射出されたプラスチックと融合されていない時点であ
る。本発明の方法によって、結合体１４は、少なくとも部分的に融解物もしくは
射出成形材料に埋め込まれ、これによって射出成形部分９に組み込まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の方法を用いて製作された、内燃機関の吸込装置を概略的に示す断面図
である。

【図２】 図１において符号ＩＩで示した部分を詳しく示す断面図である。

【符号の説明】

１ 吸込装置、 ２ 空気分配器モジュール、 ３ 空気分配器上部モジュー
ル、 ４ 空気分配器下部モジュール、 ５ つば、 ６ 吸込管モジュール、
７，８ 管端部、 ９ フランジモジュール、 １０ 受容部、 １１ 噴射
弁、 １２ 結合区分、 １３ 表面、 １４ 結合体、 １５ 内側管片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 31:30 Ｂ２９Ｌ 31:30 (72)発明者 ハンス イェンセン ドイツ連邦共和国 キルヒハイム ハイメ ンシュタインシュトラーセ 12 (72)発明者 ギュンター カハラー ドイツ連邦共和国 インゲルスハイム イ ム シュタッフェルライン 22 (72)発明者 ホルスト シュナイダー ドイツ連邦共和国 ヴァイプリンゲン バ ンゲルトシュトラーセ 50 (72)発明者 ユルゲン シュテーリッヒ ドイツ連邦共和国 ネッカータイルフィン ゲン ホーエンノイフェンシュトラーセ 30 Ｆターム(参考） 3D038 BA00 BB01 BC00 BC15 4F206 AD05 AD12 AD35 AG08 AH16 JA07 JB12 JB20 4F211 AD05 AG07 AH16 TA01 TA08 TC14 TD01 TN82

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチックから成る第１の構成部分（６）とプラスチック
   から成る第２の構成部分（９）とを結合する方法であって、 第１の構成部分（６）を、第２の構成部分（９）との結合部を形成するのが望
   ましい少なくとも１つの結合区分（１２）で射出成形型に挿入し、 前記第２の構成部分（９）を、前記第１の構成部分（６）の前記結合区分（１
   ２）にプラスチックを射出することによって形成し、 前記結合区分（１２）の表面（１３）を、第２の構成部分（９）のプラスチッ
   クによって少なくとも部分的にぬらす方法において、 前記第２の構成部分（９）のプラスチックによってぬらすために設けられた前
   記結合区分（１２）の表面（１３）に、該結合区分（１２）と堅固に結合される
   少なくとも１つの結合体（１４）を形成し、該結合体（１４）が、前記第２の構
   成部分（９）のプラスチックを射出する際に、射出されたプラスチックの熱エネ
   ルギによって融解し、射出されたプラスチックと融合することを特徴とする、２
   つのプラスチック構成部分を結合する方法。
2. 【請求項２】 各前記結合体（１４）を、前記結合区分（１２）の表面（１
   ３）から突出していて前記第１の構成部分（６）を製作する際に前記結合区分（
   １２）に一体成形される***部から形成し、各前記結合体（１４）を前記結合区
   分（１２）と一体的に形成する、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 各前記***部（１４）を、次第に間隔を増やして、前記表面
   （１３）から先細に形成する、請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 前記第１の構成部分（６）が筒型特に円筒形に形成されてい
   る場合、リング状特に円形リング状に閉鎖した、前記表面（１３）に沿って周方
   向に延びる前記***部（１４）を形成する、請求項２または３記載の方法。
5. 【請求項５】 前記第２の構成部分（９）のプラスチックが射出成形型に射
   出される温度である射出温度が、プラスチックによる射出成形方法を行うことの
   できる温度領域の上限近くに位置する、請求項１から４までのいずれか１項記載
   の方法。
6. 【請求項６】 前記第２の構成部分（９）のプラスチックが射出成形型に射
   出される圧力である射出圧力が、プラスチックによる射出成形方法を行うことの
   できる圧力領域の上限近くに位置する、請求項１から５までのいずれか１項記載
   の方法。
7. 【請求項７】 前記第１の構成部分（６）のプラスチックが、前記第２の構
   成部分（９）の射出されたプラスチックと比べて高い粘性を有する、請求項１か
   ら６までのいずれか１項記載の方法。
8. 【請求項８】 前記第１の構成部分（６）を、ブロー成形方法によって製作
   される構成部分であるブロー成形部分として形成する、請求項１から７までのい
   ずれか１項記載の方法。
9. 【請求項９】 両方の前記構成部分（６，９）のプラスチックが、ほぼ同じ
   温度領域の融解温度を有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 【請求項１０】 両方の前記構成部分（６，９）のプラスチックが、融解物
    の加工のための比較的小さな温度領域を有している、請求項１から９までのいず
    れか１項記載の方法。
11. 【請求項１１】 それぞれポリアミドプラスチックから形成されている構成
    部分（６，９）を使用する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 【請求項１２】 それぞれ繊維強化されたプラスチック、特にガラス繊維強
    化されたプラスチックまたは炭素繊維強化されたプラスチック、特にポリアミド
    プラスチックから成っている構成部分（６，９）を使用する、請求項１から１１
    までのいずれか１項記載の方法。
13. 【請求項１３】 内燃機関における燃料のために設けられた空気を空気供給
    装置から受け取って内燃機関の個々の燃焼室に分配する吸込装置（１）の吸込管
    （６）である第１の構成部分を使用し、内燃機関に取付可能である、前記吸込装
    置（１）のフランジ（９）である第２の構成部分を使用する、請求項１から１２
    までのいずれか１項記載の方法。
14. 【請求項１４】 プラスチックから成る空気分配器モジュール（２）を備え
    ていて、該空気分配モジュール（２）が内燃機関の空気供給装置に接続可能であ
    り、それぞれプラスチックから成る一体的な複数の吸込管モジュール（６）を備
    えていて、これらの吸込管モジュール（６）がそれぞれ一方の管端部（７）で前
    記空気分配器モジュール（２）と結合されていて、かつそれぞれ内燃機関の燃焼
    室の１つに対応配置されており、プラスチックから成る一体的な少なくとも１つ
    のフランジモジュール（９）を備えており、該フランジモジュール（９）と少な
    くとも１つの前記吸込管モジュール（６）が他方の管端部（８）で結合されてい
    る、モジュール構成を有している吸込装置（１）を使用する、請求項１３記載の
    方法。