KR20000071662A - 플라스틱 부품의 제조 방법 및 자동차용 연료 탱크 - Google Patents

플라스틱 부품의 제조 방법 및 자동차용 연료 탱크 Download PDF

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칼 에크
빈프리트 프뢰리히
디터 켈러
유스투스 클뢰커
크누트 마이어
잉오 모르
베른트 룸프
볼프강 진츠
라이너 모저
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요한 요트너,헤르베르트 코네감프
만네스만 파우데오 아게
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Abstract

플라스틱 연료 탱크(1)를 제조하기 위한 방법에서는 서로 용접될 2개의 셸 부품(2, 3) 사이에 하나의 가열 소자(6)가 배치된다. 셸 부품(2, 3)을 함께 프레스할 때, 가열 소자(6)가 플라스틱내로 용융되고 확실한 플라스틱 밀봉 용접이 이루어진다. 연료 탱크(1)는 매우 정확한 형상을 갖는다.

Description

플라스틱 부품의 제조 방법 및 자동차용 연료 탱크 {METHOD FOR MANUFACTURING A PLASTIC PART AND FUEL TANK FOR A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 플라스틱 사출 성형 방법으로 먼저 셸 부품을 제조하고, 셸 부품의 서로 맞댄 용접 에지를 가열하고, 함께 프레스하여 용접하는 방식의, 특히 자동차 연료 탱크의 플라스틱 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 플라스틱 사출 성형 방법으로 제조되어 서로 용접된 다수의 셸 부품을 가진 자동차 연료 탱크에 관한 것이다.
실제로, 연료 탱크로 형성된 플라스틱 부품의 제조 방법은 공지되어 있다. 여기서, 셸 부품은 각각 하나의 평평하게 형성된 용접 에지를 갖는다. 셸 부품의 내부면에는 연료 탱크에 배치될 부품, 예컨대 분출 포트 또는 가이드 부재가 사출 성형 방법으로 제조되거나 또는 셸 부품의 용접 전에 고정된다. 셸 부품은 용접을 위해 그것의 용접 에지가 가열된 플레이드에 대해, 플라스틱이 용융될 때까지 가압된다. 그리고 나서, 셸 부품의 용접 에지가 함께 가압된다.
공지된 방법의 단점은 연료 밀봉 방식의 확실한 용접을 위해 셸 부품이 매우 넓은 용접 에지 및 용접 에지를 프레스하기 위한 매우 높은 압력을 필요로 한다는 것이다. 따라서, 이 방법으로 제조된 플라스틱 부품은 매우 큰 공차를 갖는다.
본 발명의 목적은 플라스틱 부품의 매우 작은 공차를 가능하게 하는 방법을 제공하는 것이다. 또한, 확실한 내밀성 및 정확한 형상을 가진 연료 탱크를 제공하는 것이다.
도 1a, 1b는 본 발명에 따른 연료 탱크 제조 방법의 2 단계를 나타낸 단면도.
도 2는 셸 부품의 프레스시 연료 탱크의 일부를 나타낸 단면도.
도 3a, 3b는 본 발명에 따른 방법의 제 2 실시예의 2 단계를 나타낸 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1, 12: 연료 탱크 2, 3, 13, 14: 셸 부품
4, 5, 15, 16: 용접 에지 6, 19: 가열 소자
8, 9: 돌출부 17, 18: 스트립
방법에 관련한 제 1 목적은 본 발명에 따라 마주 놓인 셀 부품을 향한 돌출부가 용접 에지에 형성되고, 서로 결합될 2개의 용접 에지의 돌출부의 측면이 가열됨으로써 달성된다.
이러한 디자인에 의해, 셸 부품이 수직으로 맞댄 영역으로부터 벗어난 용접 에지의 영역에서 가열된다. 이로 인해, 플라스틱 성형품의 형상이 용접 에지의 가열되지 않은 영역에 의해 또는 돌출부의 서로 중첩된 영역의 압착에 의해 결정된다. 따라서, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 플라스틱 부품은 매우 작은 공차로 제조될 수 있다.
바람직한 실시예에 따라 돌출부가 사출 성형 방법으로 제조되면, 돌출부가 거의 임의의 형상을 가질 수 있다. 이로 인해, 서로 마주 놓인 용접 에지의 돌출부가 예컨대 래비린드형으로 맞물릴 수 있다.
공지된 방법으로 제조된 플라스틱 부품은 용접 에지의 평평한 디자인으로 인해 간단한 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라 돌출부의 측면이 용접 에지 사이에 배치된 가열 소자에 의해 용융되면, 용접 에지가 예컨대 수평 평면으로부터 수직 평면으로 휘어지게 형성될 수 있다. 그리고 나서, 가열 소자는 연료 탱크의 벽에 남아 있을 수 있다. 이로 인해, 가열 소자가 용접 에지 내의 그것의 주어진 위치에 확실하게 배치될 수 있다. 가열 소자는 예컨대 하나 또는 다수의 나란히 놓인 전열선으로 형성될 수 있다. 가열 소자의 가열은 예컨대 전류, 자기 유도, 열 전도 또는 미세 진동에 의해 이루어질 수 있다. 상기 방법의 또다른 장점은 이로 인해 플라스틱 부품의 접근하기 어려운 영역이 간단히 용접될 수 있다는 것이다. 따라서, 이 방법은 진보성을 갖는다.
가열 소자가 용접 에지의 영역에서 적어도 하나의 셸 부품용 사출 성형 모울드내로 삽입된 다음, 셸 부품용 플라스틱이 사출 성형 모울드내로 투입되면, 본 발명에 따른 방법이 플라스틱 부품의 특히 저렴한 제조를 가능하게 한다.
셸 부품이 함께 프레스된 다음, 가열 소자가 가열되면, 본 발명에 따른 방법이 특히 간단하고 신속히 수행될 수 있다. 가열 소자는 용접 에지의 서로 마주 놓인 영역내에 정확히 그것을 위해 제공된 장소에서 플라스틱을 확실하게 용융시킨다. 이로 인해, 셸 부품이 서로 용접되는 영역이 매우 정확히 결정될 수 있고, 플라스틱 부품의 주어진 형상을 형성하는 용접 에지의 영역을 위한 스페이서가 남겨질 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의해, 서로 결합될 2개의 셸 부품의 돌출부가 서로 중첩되는 브래킷으로 형성되면, 연료 탱크로 형성된 플라스틱 부품의 매우 확실한 내밀성이 보장될 수 있다.
셸 부품이 플라스틱 부품에 상응하는 모울드내에 삽입된 다음, 가스가 셸 부품 내로 투입되고 압력이 제공됨으로써 셸 부품이 프레스되면, 연료 탱크로 형성된, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 프라스틱 부품이 매우 작은 공차 및 높은 형상 정확도를 갖는다. 가스로는 예컨대 가열된 공기가 적합하다.
용접 에지에 방사방향 외부로 돌출한 스트립이 형성되고, 가열 소자가 스트립 사이에 배치되면, 높은 형상 정확도를 가진 플라스틱 부품을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법이 매우 적은 비용을 필요로 한다. 이로 인해, 셸 부품의 스트립이 하나의 텅 또는 스트립을 따라 움직이는 2개의 서로 마주 놓인 압축 롤러에 의해 간단히 프레스될 수 있다. 스트립 옆에 있는 용접 에지의 영역은 차가우며 용접시 변형되지 않는다.
제 2 목적, 특히 확실한 내밀성 및 정확한 형상을 가는 전술한 방식의 연료 탱크를 제공하고자 하는 목적은 본 발명에 따라 용접 에지의 영역에서 셸 부품 사이에 가열 소자가 배치됨으로써 달성된다. 가열 소자가 그것의 전체 길이에 걸쳐 균일하게 가열되기 때문에, 본 발명에 의해 셸 부품의 서로 마주 놓인 영역이 용접되는 것이 보장된다. 누설시에는 본 발명에 따른 연료 탱크의 셸 부품이 서로 확실하게 용융될 때까지 가열 소자가 다시 가열될 수 있다. 이 경우, 연료 탱크의 형상은 약간만 변경된다.
가열 소자가 적어도 하나의 전열선을 포함하면, 본 발명에 따른 연료 탱크가 특히 저렴하게 형성될 수 있다. 이로 인해, 가열 소자가 예컨대 전류, 유도, 열전도 또는 미세 진동에 의해 가열될 수 있다.
본 발명은 많은 실시예가 가능하다. 본 발명의 기본 원리를 설명하기 위해, 많은 실시예 중 다수가 도면에 도시되며 하기에 구체적으로 설명된다.
도 1a는 플라스틱 사출 성형 방법으로 제조된, 도 1b에 도시된 연료 탱크(1)로 결합될 2개의 셸 부품(2), (3)을 나타낸다. 상기 셸 부품(2), (3)은 각각 하나의 용접 에지(4), (5)를 갖는다. 셸 부품 중 하나(4)는 와이어형 가열 소자(6)와 일체로 제조된다. 접속 라인(7)이 가열 소자(6)로부터 외부로 뻗는다. 가열 소자(6)는 그 직경의 절반이 용접 에지(4)내로 삽입된다. 이로 인해, 용접 에지(4)는 가열 소자(6) 측면에서 마주 놓인 셸 부품(3)의 용접 에지(5)를 향한 돌출부(8)를 형성한다. 셸 부품(2, 3)은 용접을 위해 먼저 가열 소자(6)가 마주 놓인 용접 에지(5)에 이를 때 까지 차례로 이동된다. 그리고 나서, 접속 라인(7)에 전압이 인가되고 가열 소자(6)가 가열된다. 도 1b에 나타나는 바와 같이, 가열 소자(6)는 도 1a에 도시된 마주 놓인 용접 에지(5)내로 용융된다. 여기서도 상기 용접 에지(5)에 돌출부(9)가 생긴다. 용접 에지(4, 5)의 돌출부(8, 9)는 그 측면(10, 11)이 가열 소자(6)에 접한다. 따라서, 용접 에지(4, 5)가 가열 소자(6)의 영역에서 용융된다. 돌출부(8, 9)는 가열 소자(6)에 대해 간격을 두고 미미하게 가열되므로, 안정하게 남아있고, 셸 부품(2, 3)이 주어진 위치까지만 함께 이동되는 것이 보장된다. 그리고 나서, 셸 부품(2, 3)이 연료 탱크(1)로 용접된다. 가열 소자(6)는 연료 탱크(1) 내에 남아 있다.
도 2는 2개의 셸 부품(13), (14)을 가진 자동차용 연료 탱크(12)의 일부를 개략적으로 나타낸다. 셸 부품(13), (14)은 각각 하나의 용접 에지(15), (16)를 포함한다. 상기 용접 에지(15), (16)로부터 방사방향 외부로 스트립(17), (18)이 돌출한다. 스트립(17), (18) 내에는 가열 소자(19)가 배치된다. 가열 소자(19)는 도 1에서와 같이 용접 에지(15), (16) 내로 용융된다. 외부면에서 스트립(17), (18)이 함께 프레스된다. 상기 프레스는 다이(20), (21)에 의해 또는 도시되지 않은, 스트립(17), (18)을 통과하는 롤러에 의해 이루어질 수 있다. 스트립(17), (18)으로부터 볼 때 용접 에지(15), (16)의 방사방향 내부 영역이 가열 소자(19)에 의해 용융되지 않기 때문에, 셸 부품(13), (14)이 다이(20), (21)의 압착력과 무관하게 그것의 주어진 위치를 유지한다.
도 3a는 도 3b에 도시된 연료 탱크(22)를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법을 개략적으로 나타낸다. 여기서는 서로 마주 놓인 셸 부품(23, 24)이 연료 탱크(22)에 상응하게 형성된 모울드 부품(25), (26)에 삽입된다. 셸 부품(23), (24)은 돌출부(29), (30)를 가진 하나의 용접 에지(27), (28)를 갖는다. 돌출부(29), (30)의 측면(31), (32)은 용융되고, 모울드 부품(25), (26)은 도 3b에 도시된 바와 같이 그것들이 서로 접할 때까지 서로에 대해 이동된다. 측면(31), (32)의 가열은 예컨대 열 복사 또는 도 1a 및 1b에 도시된 방법에서와 같이 가열 소자에 의해 이루어진다. 용접 에지(27), (28)의 돌출부(29), (30)가 서로 변위되게 배치됨으로써, 그것들이 서로 중첩되는 브래킷으로 형성된다. 그리고 나서, 압력 공급부(33)가 하나의 셸 부품(24)의 개구(34)에 장착되고, 셸 부품(23), (24)에 의해 형성된 공동부에 압력이 공급된다. 이 때, 돌출부(29), (30)가 서로 프레스되고 그 측면(31), (32)이 서로 용접된다. 셸 부품(23), (24)이 모울드 부품(25), (26)에 대해 가압되므로, 연료 탱크(22)가 매우 정확한 형상을 갖게 된다.
본 발명에 따른 방법에 의해, 매우 작은 공차를 가진 플라스틱 부품이 제조된다. 또한, 확실한 내밀성 및 정확한 형상을 가진 연료 탱크가 제공된다.

Claims (12)

  1. 플라스틱 사출 성형 방법으로 먼저 셸 부품을 제조하고, 셸 부품의 서로 맞댄 용접 에지를 가열한 다음, 함께 프레스하여 용접하는 방식의, 특히 자동차 연료 탱크의 플라스틱 부품을 제조하기 위한 방법에 있어서,
    각각의 마주 놓인 셸 부품을 향한 돌출부가 용접 에지에 형성되고, 서로 결합될 2개의 용접 에지의 돌출부의 측면이 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    돌출부가 사출 성형 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    돌출부의 측면이 용접 에지에 배치된 가열 소자에 의해 용융되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    가열 소자가 용접 에지의 영역에서 셸 부품 중 적어도 하나의 사출 성형 모울드내로 삽입된 다음, 셸 부품용 플라스틱이 사출 성형 모울드내로 투입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    셸 부품이 함께 프레스된 다음, 가열 소자가 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    서로 결합될 2개의 셸 부품의 돌출부가 서로 중첩되는 브래킷으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    셸 부품이 플라스틱 부품에 상응하는 모울드내에 삽입된 다음, 가스가 셸 부품내로 주입되고 압력이 공급됨으로써, 셸 부품이 프레스되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    방사방향 외부로 돌출한 스트립이 용접 에지에 형성되고 스트립들 사이에 가열 소자가 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항 또는 2항에 있어서, 셸 부품이 그 스트립의 영역에서 프레스되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 플라스틱 사출 성형 방법으로 제조되어 서로 용접된 다수의 셸 부품을 가진 자동차용 연료 탱크에 있어서, 용접 에지(4, 5, 15, 16)의 영역에서 셸 부품(2, 3, 13, 14) 사이에 가열 소자(6, 19)가 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 탱크.
  11. 제 10항에 있어서, 가열 소자(6, 19)가 적어도 하나의 전열선을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 탱크.
  12. 제 11항에 있어서, 전열선의 단부가 외부에서 접근하기 쉬운 것을 특징으로 하는 연료 탱크.
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