DE102012208363A1

DE102012208363A1 - Hohles Bauteil sowie Vorrichtung und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102012208363A1
Application number: DE201210208363
Authority: DE
Inventors: Fabrizio Civetta; Fabrizio Chini; Devid Mosca; Ferdinand di Pauli; Ivan de Metri
Original assignee: Roechling Automotive AG and Co KG; Roechling Automotive SE and Co KG
Current assignee: Roechling Automotive AG and Co KG; Roechling Automotive SE and Co KG
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2013-11-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hohlen Bauteils (10), umfassend die folgenden Schritte: Coextrusion eines Grundkörpermaterials (14) und eines ersten Verstärkungsmaterials in einer Extrusionsvorrichtung zur Bildung eines Vorformlings mit einem Vorformling-Grundkörper und einer ersten Vorformling-Verstärkungsstruktur (13v), und Herstellung des hohlen Bauteils (10) aus dem Vorformling (10v), wobei beim Schritt des In-Kontakt-Bringens des ersten Verstärkungsmaterials (15) mit dem Grundkörpermaterial (14) bei der Coextrusion das erste Verstärkungsmaterial (15) ausschließlich an einer ersten Auftragungsstellen-Anordnung (43') in Kontakt mit dem Grundkörpermaterial (14) gebracht wird, welche aus einer ersten Auftragungsstelle (44') oder mehreren ersten Auftragungsstellen (44') besteht, wobei jede erste Auftragungsstelle (44') sich in Umfangsrichtung um die Extrusionsachse nicht vollständig um diese herum erstreckt, und wobei im Falle von mehreren ersten Auftragungsstellen (44') diese in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hohles Bauteil sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Insbesondere betrifft diese Erfindung Rohre oder Schläuche für das Ansaugsystem eines Verbrennungsmotors, speziell Ladeluftrohre für einen Turbolader.
Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines hohlen Bauteils, umfassend die folgenden Schritte: Coextrusion eines fließfähigen und aushärtbaren Grundkörpermaterials und eines von dem Grundkörpermaterial verschiedenen, fließfähigen und aushärtbaren ersten Verstärkungsmaterials in einer Extrusionsvorrichtung zur Bildung eines Vorformlings, der einen das Grundkörpermaterial umfassenden Vorformling-Grundkörper mit ringförmigem Querschnitt und eine an einer Umfangsfläche des Vorformling-Grundkörpers vorgesehene, das erste Verstärkungsmaterial umfassende erste Vorformling-Verstärkungsstruktur umfasst, und Herstellung des hohlen Bauteils aus dem Vorformling.
Der Schritt der Coextrusion umfasst dabei die folgenden Schritte: In-Kontakt-Bringen des ersten Verstärkungsmaterials im fließfähigen Zustand mit dem Grundkörpermaterial im fließfähigen Zustand und danach gemeinsames Fördern des Grundkörpermaterials und des mit diesem in Kontakt stehenden ersten Verstärkungsmaterials längs einer Extrusionsachse durch einen ringförmigen Austrittsspalt der Extrusionsvorrichtung.
In dieser Anmeldung ist der Begriff „ringförmig” nicht auf einen Kreisring beschränkt sondern bezieht sich auf beliebige Formen mit einer inneren Aussparung.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 35 32 996 A1 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Rohren mit mehrschichtigem Wandaufbau durch Coextrusion, wobei alle Schichten und somit sowohl der Grundkörper als auch eine Verstärkungsstruktur des Rohres sich über den gesamten Umfang des Rohres erstrecken.
Rohre oder Schläuche für das Ansaugsystem von Verbrennungsmotoren sollen biegbar sein und gleichzeitig hohen Drücken oder/und Temperaturen standhalten. Diese Anforderungen stehen im Gegensatz zueinander, so dass derartige Bauteile üblicherweise nicht aus einem einzigen Material hergestellt werden können.
Aus der Praxis ist es daher bekannt, Ladeluftschläuche aus einem Grundkörper und einer daran vorgesehenen Verstärkungsstruktur herzustellen, bei welcher es sich etwa um ein Gewebe aus einem vom Material des Grundkörpers verschiedenen Material handeln kann.
Dabei wird die Verstärkungsstruktur üblicherweise in einem nachträglichen Schritt auf den zunächst fertiggestellten Grundkörper aufgebracht und an diesem fixiert. Aufgrund der verschiedenen, nacheinander auszuführenden Schritte ist ein solches Verfahren verhältnismäßig kompliziert, zeitaufwändig und folglich teuer.
Bei dem vorstehend beschriebenen, gattungsgemäßen Verfahren gemäß der DE 35 32 996 A1 werden Vorformling-Grundkörper und Vorformling-Verstärkungsstruktur zwar in einem Verfahrensschritt durch die Coextrusion hergestellt, es wird jedoch verhältnismäßig viel Material für die den Vorformling-Grundkörper über den gesamten Umfang abdeckende Verstärkungsschicht als Vorformling-Verstärkungsstruktur benötigt, was auch dieses Verfahren verteuert und weiterhin den Nachteil aufweist, dass die vollflächig ausgebildete Verstärkungsschicht die Flexibilität des hohlen Bauteils nachteilig beeinflussen kann.
Aus der Druckschrift DE 25 19 705 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres mit einer an dessen Außenfläche vorgesehener Wendelstruktur, bekannt, welches in einer Einkomponenten-Extrusionsvorrichtung durchgeführt wird, die einen Extrusionskopf mit einem Düsenmantel aufweist, an dessen Innenfläche rinnenförmige Ausnehmungen vorgesehen sind, wobei durch Rotation des Düsenmantels um die Extrusionsachse während der Extrusion die Wendelstruktur gebildet wird.
Vor dem Hintergrund des vorstehend beschriebenen Standes der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, das bekannte Verfahren so weiterzuentwickeln, dass es im Vergleich zum Stand der Technik weniger Material erfordert und dabei einfach und zeitsparend durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst, indem bei dem gattungsgemäßen Verfahren beim Schritt des In-Kontakt-Bringens des ersten Verstärkungsmaterials mit dem Grundkörpermaterial das erste Verstärkungsmaterial ausschließlich an einer ersten Auftragungsstellen-Anordnung in Kontakt mit dem Grundkörpermaterial gebracht wird, die aus einer ersten Auftragungsstelle oder mehreren ersten Auftragungsstellen besteht, wobei jede erste Auftragungsstelle sich in Umfangsrichtung um die Extrusionsachse nicht vollständig um die Extrusionsachse herum erstreckt, und wobei im Falle von mehreren ersten Auftragungsstellen diese in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Auf diese Weise kann ein Vorformling hergestellt werden, bei welchem die erste Vorformling-Verstärkungsstruktur an dem Vorformling-Grundkörper wenigstens in einem axialen Abschnitt nicht an dessen gesamten Umfang vorgesehen ist. Entsprechend ist bei dem aus dem Vorformling hergestellten hohlen Bauteil die erste Verstärkungsstruktur an dem Grundkörper wenigstens in einem axialen Abschnitt nicht an dessen gesamten Umfang vorgesehen.
Da es nicht vollflächig sondern nur an diskreten Auftragungsstellen auf das Grundkörpermaterial aufgetragen wird, wird weniger von dem ersten Verstärkungsmaterial benötigt, was die Herstellungskosten senkt, wobei der Vorformling-Grundkörper und die Vorformling-Verstärkungsstruktur gleichzeitig durch Coextrusion und somit zeitsparend hergestellt werden können.
Ferner kann die erste Verstärkungsstruktur in ihrer Geometrie an die an das fertige Bauteil gestellten Anforderungen angepasst werden, zum Beispiel indem die Anzahl, Verteilung und Form der ersten Auftragungsstellen in geeigneter Weise ausgewählt werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die ersten Auftragungsstellen nur in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, also axial auf der gleichen Höhe angeordnet sind. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass das erste Verstärkungsmaterial an den verschiedenen Auftragungsstellen etwa zur gleichen Zeit in Kontakt mit dem Grundkörpermaterial gebracht wird, was die gleichmäßige Ausbildung der ersten Vorformling-Verstärkungsstruktur und damit der Verstärkungsstruktur des hohlen Bauteils begünstigt.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, die erste Verstärkungsstruktur an einer Innenumfangsfläche von dem Grundkörper anzubringen. Werden aber besonders hohe Anforderungen an die Qualität der Innenumfangsfläche des hohlen Bauteils gestellt, beispielsweise um Verwirbelungen von Luft zu minimieren, die durch das Bauteil hindurch geführt werden soll, kann es vorteilhaft sein, dass beim Schritt des In-Kontakt-Bringens des ersten Verstärkungsmaterials mit dem Grundkörpermaterial das erste Verstärkungsmaterial dem Grundkörpermaterial derart zugeführt wird, dass die erste Vorformling-Verstärkungsstruktur an einer Außenumfangsfläche des Vorformling-Grundkörpers vorgesehen wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Innenumfangsfläche des aus dem Vorformling hergestellten hohlen Bauteils ausschließlich durch das Grundkörpermaterial gebildet ist.
Der oben angesprochene Schritt der Herstellung des hohlen Bauteils aus dem Vorformling kann im einfachsten Fall darin bestehen, dass man den Vorformling zum hohlen Bauteil aushärten lässt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist allerdings vorgesehen, dass das hohle Bauteil durch Blasformen aus dem Vorformling hergestellt wird, wodurch sich die gewünschte Geometrie des hohlen Bauteils, beispielsweise ein bestimmter räumlicher Verlauf der Mittelachse eines gekrümmten Rohres, auf einfache Weise einstellen lässt, indem der extrudierte Vorformling in eine entsprechend geformte Blasformkavität eingelegt und dort unter Druckbeaufschlagung von innen zum hohlen Bauteil geformt wird.
Sofern beim Schritt des In-Kontakt-Bringens des ersten Verstärkungsmaterials mit dem Grundkörpermaterial das erste Verstärkungsmaterial an einer ortsfesten Auftragungsstellen-Anordnung in Kontakt mit dem Grundkörpermaterial gebracht wird, kann ein Vorformling mit einer ersten Vorformling-Verstärkungsstruktur in Form von einem oder mehreren, sich im Wesentlichen parallel zur Extrusionsachse erstreckenden Verstärkungsstreifen entstehen.
Um jedoch ein hohles Bauteil herzustellen, welches sowohl stabil als auch in verschiedene Richtungen biegbar ist, kann bevorzugt vorgesehen sein, dass beim Schritt des In-Kontakt-Bringens des ersten Verstärkungsmaterials mit dem Grundkörpermaterial das erste Verstärkungsmaterial dem Grundkörpermaterial derart zugeführt wird, dass die erste Auftragungsstellen-Anordnung sich während der Coextrusion relativ zu einem ortsfesten Bauteil der Extrusionsvorrichtung bewegt, insbesondere um die Extrusionsachse relativ zu dem ortsfesten Bauteil rotiert.
Wie nachfolgend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung genauer beschrieben wird, kann dies beispielsweise dadurch geschehen, dass das erste Verstärkungsmaterial, bevor es in Kontakt mit dem Grundkörpermaterial gebracht wird, durch einen Extrusionseinsatz mit einer geeigneten Aussparungsanordnung gefördert wird, und dieser Extrusionseinsatz während der Coextrusion relativ zu dem ortsfesten Bauteil bewegt, insbesondere um die Extrusionsachse gedreht wird.
Durch eine Rotation der ersten Auftragungsstellen-Anordnung kann ein Vorformling-Grundkörper erzeugt werden, bei welchem die erste Vorformling-Verstärkungsstruktur in Form einer oder mehrerer Wendel oder Schraubenlinien um dessen Umfangsfläche, insbesondere dessen Außenumfangsfläche, umläuft. Durch Einstellung der Rotationsgeschwindigkeit der ersten Auftragungsstellen-Anordnung im Verhältnis zur Extrusionsgeschwindigkeit, mit der das Grundkörpermaterial und das erste Verstärkungsmaterial gemeinsam durch den Austrittsspalt befördert werden, kann die Steilheit der Schraubenlinie eingestellt werden. Indem die Rotationsrichtung während der Coextrusion wiederholt umgekehrt wird, kann eine Verstärkungsstruktur in Form von gewellten oder zickzackförmigen Verstärkungsstreifen erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich können unterbrochene oder axial nur in einem Teilbereich des Vorformling-Grundkörpers vorgesehene Verstärkungsstrukturen, z. B. Verstärkungsstreifen erzeugt werden, indem die Zufuhr des ersten Verstärkungsmaterials zu dem Grundkörpermaterial zu vorgegebenen Zeiten während des Extrusionsvorgangs begonnen, abgestellt oder unterbrochen wird.
Alternativ oder zusätzlich kann zum gleichen Zweck vorgesehen sein, dass bei oder nach dem Schritt des In-Kontakt-Bringens des ersten Verstärkungsmaterials mit dem Grundkörpermaterial das Grundkörpermaterial und das mit diesem in Kontakt stehende erste Verstärkungsmaterial relativ zu dem ortsfesten Bauteil in eine gemeinsame Drehung um die Extrusionsachse versetzt werden. Um eine gewünschte Verstärkungsstruktur zu erhalten, kann dabei vorgesehen sein, dass der Vorformling nach dem Austreten aus dem Austrittsspalt drehungsfrei oder wenigstens mit im Verhältnis zu der oben angesprochenen gemeinsamen Drehung verminderten Rotationsgeschwindigkeit von der Extrusionsvorrichtung abgezogen wird.
Schließlich soll auch nicht ausgeschlossen sein, einen Vorformling mit einer wenigstens teilweise um diesen umlaufenden Vorformling-Verstärkungsstruktur zu erzeugen, indem der Vorformling nach dem Austreten aus dem Austrittsspalt drehend von der Extrusionsvorrichtung abgezogen wird.
Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf eine Verstärkungsstruktur oder ein Verstärkungsmaterial beschränkt. Es kann daher vorgesehen sein, dass das Verfahren weiter die folgenden Schritte aufweist: In-Kontakt-Bringen eines von dem Grundkörpermaterial verschiedenen, fließfähigen und aushärtbaren zweiten Verstärkungsmaterials im fließfähigen Zustand mit dem Grundkörpermaterial oder/und dem ersten Verstärkungsmaterial jeweils im fließfähigen Zustand bei oder nach dem Beginn des Schritts des In-Kontakt-Bringens des ersten Verstärkungsmaterials mit dem Grundkörpermaterial und Fördern des Grundkörpermaterials gemeinsam mit dem mit diesem in Kontakt stehenden ersten und zweiten Verstärkungsmaterial durch den Austrittsspalt, wobei das zweite Verstärkungsmaterial bei dem Schritt des In-Kontakt-Bringens mit dem Grundkörpermaterial oder/und dem ersten Verstärkungsmaterial ausschließlich an einer zweiten Auftragungsstellen-Anordnung in Kontakt mit dem Grundkörpermaterial oder/und dem ersten Verstärkungsmaterial im fließfähigen Zustand gebracht wird, wobei die zweite Auftragungsstellen-Anordnung aus einer oder mehreren zweiten Auftragungsstellen besteht, wobei jede zweite Auftragungsstelle sich in Umfangsrichtung um die Extrusionsachse nicht vollständig um die Extrusionsachse herum erstreckt, und wobei im Falle von mehreren zweiten Auftragungsstellen diese in Umfangsrichtung um die Extrusionsachse voneinander beabstandet sind.
Auf diese Weise kann in gleicher Weise wie die erste Vorformling-Verstärkungsstruktur eine von dieser verschiedene zweite Vorformling-Verstärkungsstruktur an einer Umfangsfläche von dem Vorformling-Grundkörper vorgesehen werden. Dabei kann das zweite Verstärkungsmaterial verschieden von oder identisch mit dem ersten Verstärkungsmaterial sein. Schließlich können in gleicher Weise eine beliebige Anzahl von Vorformling-Verstärkungsstrukturen an einer Umfangsfläche von dem Vorformling-Grundkörper vorgesehen werden.
Die Anzahl der verschiedenen Formen von Vorformling-Verstärkungsstrukturen, die auf dem Vorformling-Grundkörper angebracht werden können, kann hierbei weiter dadurch erhöht werden, dass beim Schritt des In-Kontakt-Bringens des zweiten Verstärkungsmaterials mit dem Grundkörpermaterial oder/und dem ersten Verstärkungsmaterial das zweite Verstärkungsmaterial dem Grundkörpermaterial in der Art zugeführt wird, dass die zweite Auftragungsstellen-Anordnung sich während der Coextrusion relativ zu der ersten Auftragungsstellen-Anordnung und relativ zu dem ortsfesten Bauteil bewegt.
Insbesondere kann eine einem Verstärkungsgewebe ähnelnde Verstärkungsstruktur hergestellt werden, indem beim Schritt des In-Kontakt-Bringens des zweiten Verstärkungsmaterials mit dem Grundkörpermaterial oder/und dem ersten Verstärkungsmaterial das zweite Verstärkungsmaterial dem Grundkörpermaterial derart zugeführt wird, dass die zweite Auftragungsstellen-Anordnung während der Coextrusion gegenläufig zu der ersten Auftragungsstellen-Anordnung oder/und gegenläufig zu dem Grundkörpermaterial und dem mit diesen in Kontakt stehenden ersten Verstärkungsmaterial relativ zu dem ortsfesten Bauteil um die Extrusionsachse rotiert.
Wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird, kann dies durch zwei verschiedene Extrusionseinsätze mit entsprechenden Aussparungen bewerkstelligt werden, die im Betrieb gegenläufig um die Extrusionsachse rotieren.
Damit das hohle Bauteil höheren Belastungen oder/und Temperaturen standhalten kann, als es bei einem entsprechend geformten Bauteil nur aus dem Grundkörpermaterial der Fall wäre, ist bevorzugt vorgesehen, dass das erste oder/und das zweite Verstärkungsmaterial jeweils im ausgehärteten Zustand ein höheres Elastizitätsmodul oder/und eine höhere Zug- oder/und Druck- oder/und Biegefestigkeit aufweist oder/und temperaturbeständiger ist als das Grundkörpermaterial im ausgehärteten Zustand.
Dabei ist das Elastizitätsmodul das Verhältnis aus Spannung und Dehnung bei einachsiger Belastung im linearen Eleastizitätsbereich, es ist also umso größer, je mehr Widerstand ein Material seiner elastischen Verformung entgegensetzt.
Die Zug-, Druck- bzw. Biegefestigkeit ist der mechanische Widerstand, den ein Werkstoff seiner plastischen Verformung bei einer Zug-, Druck- bzw. Biegebelastung entgegensetzt, also der Spannungswert, bei welchem das entsprechende Bauteil versagt, d. h. sich plastisch verformt, insbesondere bricht.
Das Grundkörpermaterial kann beispielsweise ein vulkanisiertes thermoplastisches Material auf PA-Basis umfassen bzw. sein, das in der Lage ist, Temperaturen von bis zu 150°C standzuhalten.
Das Verstärkungsmaterial kann beispielsweise ein Standard PA6 ohne Glasfaserverstärkung umfassen bzw. sein, da dieses Material eine gewisse Verformung ermöglicht. Auch ist denkbar, als Verstärkungsmaterial ein PA6 mit einem Elastomer-Anteil zu verwenden.
Das vorstehend beschriebene Verfahren enthält bereits einige Vorrichtungsaspekte, so dass zur Erläuterung der nachstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Vorrichtung auch auf die vorstehende Beschreibung des Verfahrens verwiesen wird. Umgekehrt enthält auch die nachfolgende Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung einige Verfahrensaspekte, so dass auch zur Vervollständigung und Erläuterung des beschriebenen Verfahrens auf die nachfolgende Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils, umfassend eine Extrusionsvorrichtung zur Bildung eines Vorformlings, der einen ein Grundkörpermaterial umfassenden Vorformling-Grundkörper mit ringförmigem Querschnitt und eine an einer Umfangsfläche des Vorformling-Grundkörpers vorgesehene, ein erstes Verstärkungsmaterial umfassende erste Vorformling-Verstärkungsstruktur umfasst, wobei die Extrusionsvorrichtung umfasst: eine Förderleitung für das Grundkörpermaterial, eine von dieser getrennte Förderleitung für das erste Verstärkungsmaterial, eine erste Verbindungsleitung mit ringförmigem Querschnitt, in welche die Förderleitungen für das Grundkörpermaterial und das erste Verstärkungsmaterial einmünden, sowie einen ringförmigen Austrittsspalt, der mit der ersten Verbindungsleitung in Strömungsverbindung steht und der bezüglich einer Extrusionsrichtung stromabwärts von dieser angeordnet ist.
Eine derartige gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der bereits oben erwähnten Offenlegungsschrift DE 35 32 996 A1 bekannt.
Vor dem Hintergrund des Standes der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Vorrichtung so weiterzuentwickeln, dass sie die Herstellung von hohlen Bauteilen ermöglicht, bei welcher im Vergleich zum Stand der Technik weniger Material erforderlich ist, und die dabei einfach und zeitsparend durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine gattungsgemäße Vorrichtung, bei welcher die erste Förderleitung mit der ersten Verbindungsleitung ausschließlich vermittels einer ersten Aussparungsanordnung in Strömungsverbindung steht, welche aus einer oder mehreren ersten Aussparungen besteht, wobei jede erste Aussparung sich bezüglich einer Mittelachse der ersten Verbindungsleitung in Umfangsrichtung nicht vollständig um die Mittelachse herum erstreckt, und wobei im Falle mehrerer erster Aussparungen diese in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Dabei können die ersten Aussparungen nur in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, also axial auf der gleichen Höhe vorgesehen sein. Durch die Anzahl, Form und Verteilung der ersten Aussparungen werden die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erwähnten ersten Auftragungsstellen festgelegt.
Um auf einfache Weise ein Bauteil geeigneter Geometrie aus dem Vorformling herstellen zu können, kann weiter vorgesehen sein, dass die Vorrichtung weiter eine Blasformvorrichtung zur Herstellung des hohlen Bauteils aus dem Vorformling umfasst.
Eine solche Blasformvorrichtung kann unmittelbar benachbart zu der Extrusionsvorrichtung angeordnet oder mit dieser in eine Blasform-Extrusionsvorrichtung integriert sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Vorformling aus dem Austrittsspalt der Extrusionsvorrichtung unmittelbar in eine Blasformkavität befördert wird oder/und eine Düsennadel der Extrusionsvorrichtung zugleich einen Blasdorn der Blasformvorrichtung bildet.
Um Vorformling-Verstärkungsstrukturen herstellen zu können, welche den Vorformling-Grundkörper wendelförmig umlaufen oder wenigstens teilweise umlaufen, beispielsweise in Form von Zickzacklinien, kann vorgesehen sein, dass die Extrusionsvorrichtung weiter einen ersten Extrusionseinsatz umfasst, in welchem die erste Aussparungsanordnung oder/und die erste Verbindungsleitung vorgesehen sind, und der um die Mittelachse der ersten Verbindungsleitung drehbar an der Extrusionsvorrichtung gelagert ist.
Konstruktiv kann das oben beschriebene bevorzugte Verfahren, bei welchem ein Vorformling-Grundkörper mit zwei Vorformling-Verstärkungsstrukturen hergestellt wird, realisiert werden, indem die Extrusionsvorrichtung weiter umfasst: eine von den Förderleitungen für das Grundkörpermaterial und für das erste Verstärkungsmaterial getrennte Förderleitung für ein zweites Verstärkungsmaterial, und eine zweite Verbindungsleitung mit ringförmigem Querschnitt, in welche die Förderleitung für das zweite Verstärkungsmaterial einmündet, wobei die erste Verbindungsleitung in die zweite Verbindungsleitung einmündet oder mit dieser überlappt oder identisch ist. Dabei steht die zweite Förderleitung mit der zweiten Verbindungsleitung ausschließlich vermittels einer zweiten Aussparungsanordnung in Strömungsverbindung, welche aus einer oder mehreren zweiten Aussparungen besteht, wobei jede zweite Aussparung sich bezüglich einer Mittelachse der zweiten Verbindungsleitung in Umfangsrichtung nicht vollständig um die Mittelachse herum erstreckt, und wobei im Falle mehrerer zweiter Aussparungen diese in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Bevorzugt sind die erste und die zweite Verbindungsleitung koaxial mit der Extrusionsachse ausgebildet, so dass deren Mittelachsen mit der Extrusionsachse zusammenfallen. Grundsätzlich soll aber nicht ausgeschlossen sein, dass, etwa um baulichen Vorgaben zu genügen, die erste und die zweite Verbindungsleitung so angeordnet sind, dass ihre Mittelachsen nicht zusammenfallen sondern beispielsweise versetzt zueinander angeordnet sind, so dass das fließfähige Material von der ersten in die zweite Verbindungsleitung längs einer gekrümmten Bahn fließt.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Extrusionsvorrichtung weiter einen zweiten Extrusionseinsatz umfasst, in welchem die zweite Aussparungsanordnung ausgebildet ist, und der relativ zum ersten Extrusionseinsatz und relativ zu dem ortsfesten Bauteil bewegbar an der Extrusionsvorrichtung gelagert ist.
Zur Herstellung eines hohlen Bauteils mit einer gewebeähnlichen Verstärkungsstruktur kann insbesondere vorgesehen sein, dass der zweite Extrusionseinsatz gegenläufig zum ersten Extrusionseinsatz um die Mittelachse der zweiten Verbindungsleitung relativ zu den ortsfesten Bauteil drehbar an der Extrusionsvorrichtung gelagert ist.
Bei Coextrusionseinrichtungen werden die Förderleitungen für die verschiedenen Materialien häufig in koaxialen Leitungen mit ringförmigem Querschnitt gefördert. Üblicherweise werden dabei die Materialien mit geringem Abstand voneinander über verhältnismäßig lange Strecken in der Extrusionsvorrichtung gefördert. Dies kann zu Problemen führen kann, wenn die Materialien stark voneinander abweichende Schmelzpunkte aufweisen, da es aufgrund des geringen räumlichen Abstands schwierig ist, unterschiedliche Temperaturen in den Förderleitungen für die Materialien mit den unterschiedlichen Schmelzpunkten aufrecht zu erhalten.
Um auf einfache Weise ein Bauteil herstellen zu können, bei welchem das Grundkörpermaterial und das erste Verstärkungsmaterial unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisen, kann vorgesehen sein, dass eine Mittelachse der Förderleitung für das erste Verstärkungsmaterial zumindest in einem Abschnitt, dessen stromabwärtiges Ende an die erste Verbindungsleitung angrenzt und in diese einmündet, nicht koaxial sondern im Wesentlichen radial zur Mittelachse der ersten Verbindungsleitung verläuft. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Förderleitung wenigstens in dem vorstehend angesprochenen Abschnitt keine Ringleitung ist sondern einen einfach zusammenhängenden Querschnitt (also eine Querschnittsfläche ohne innere Aussparung) aufweist, zum Beispiel einen kreisförmigen Querschnitt, der auf einfache Weise durch Bohren erzeugt werden kann.
Weiterhin bietet dies den Vorteil, dass auch eine normale Einkomponenten-Extrusionsvorrichtung auf einfache Weise in eine erfindungsgemäße Vorrichtung umgebaut werden kann, indem eine externe Spritzeinheit an der Extrusionsvorrichtung angebracht wird, um der ersten Förderleitung das erste Verstärkungsmaterial zuzuführen.
Die radial zu der ersten Verbindungsleitung hin führende und in diese einmündende Förderleitung kann beispielsweise in einem Einsatzbauteil der Extrusionsvorichtung vorgesehen und an ihrem stromaufwärtigen Ende mit der externen, an der Extrusionsvorrichtung angebrachten Spritzeinheit verbunden sein.
Wird für das erfindungsgemäße Verfahren eine konventionelle Coextrusionseinrichtung eingesetzt, die für das Coextrudieren von mehrschichtig aufgebauten Rohren ausgelegt ist, und die lediglich durch einen geeigneten Extrusionseinsatz zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umgerüstet wurde, muss aufgrund der für den Aufbau mehrschichtiger Rohre ausgelegten Förderleitungen für das Verstärkungsmaterial eine verhältnismäßig große Menge von dem Verstärkungsmaterial im schmelzflüssigen Zustand in der Extrusionsvorrichtung über eine längere Zeit aufbewahrt werden, was unter Umständen zu einer Beeinträchtigung des Verstärkungsmaterials führen kann. Dieser Nachteil wird mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Extrusionsvorrichtung mit externer Spritzeinheit vermieden, da die Förderleitung für das Verstärkungsmaterial in ihren Abmessungen auf die Menge des benötigten Verstärkungsmaterials abgestimmt sein kann.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung gemäß einem dritten Aspekt auch ein hohles Bauteil, umfassend einen Grundkörper mit ringförmigem Querschnitt, der ein fließfähiges und aushärtbares Grundkörpermaterial umfasst, und eine an einer Umfangsfläche des Grundkörpers vorgesehene erste Verstärkungsstruktur, die ein von Grundkörper verschiedenes fließfähiges und aushärtbares ersten Verstärkungsmaterial umfasst.
Ein solches Bauteil in Form eines mehrschichtigen Rohres, wobei eine Schicht den Grundkörper und eine andere Schicht die erste Verstärkungsstruktur bildet, ist aus der bereits mehrfach erwähnten DE 35 32 996 A1 bekannt. Vor dem Hintergrund des einleitend beschriebenen Standes der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, das bekannte Bauteil so weiterzuentwickeln, dass es sich unter Einsatz von weniger Material und dabei zeitsparend herstellen lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei dem gattungsgemäßen hohlen Bauteil die erste Verstärkungsstruktur an dem Grundkörper wenigstens in einem axialen Abschnitt nicht über dessen gesamten Umfang vorgesehen ist und einen ersten Verstärkungsstreifen oder eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten ersten Verstärkungsstreifen umfasst.
Die Verstärkungsstreifen können beliebig geformt und insbesondere auch axial unterbrochen sein. Sie können sich axial über das gesamte Bauteil erstrecken oder axial nur in einem Teilbereich des Bauteils vorgesehen sein.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann weiter an einer Umfangsfläche des Grundkörpers vorgesehene, von der ersten Verstärkungsstruktur verschiedene zweite Verstärkungsstruktur vorgesehen sein, die ein vom Grundkörpermaterial verschiedenes, fließfähiges und aushärtbares zweites Verstärkungsmaterial umfasst, wobei die zweite Verstärkungsstruktur an dem Grundkörper ebenfalls wenigstens in einem axialen Abschnitt nicht über dessen gesamten Umfang vorgesehen ist, und einen zweiten Verstärkungsstreifen oder eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten zweiten Verstärkungsstreifen umfasst.
Jeder Verstärkungsstreifen erstreckt sich also in Umfangsrichtung um die Mittelachse des hohlen Bauteils nicht vollständig um diese herum.
Es können weiterhin eine beliebige Anzahl von verschiedenen Verstärkungsstrukturen aus verschiedenen oder gleichen Verstärkungsmaterialien vorgesehen sein.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die ersten Verstärkungsstreifen und die zweiten Verstärkungsstreifen den Grundkörper in Form von Wendeln oder Schraubenlinien mit gegenläufigem Drehsinn umgeben.
Ein solches Bauteil entspricht in seiner Biegsamkeit etwa einem mit einem Gewebe verstärkten Schlauch, ist jedoch auf deutlich einfachere und schnellere und dadurch kostengünstigere Weise herzustellen.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den beiliegenden 1 bis 12 illustriert sind. Dabei zeigt:
1 einen Vorformling eines hohlen Bauteils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hohlen Bauteils in einer Querschnittansicht,
2 das aus dem Vorformling aus 1 hergestellte erfindungsgemäße hohle Bauteil,
3 eine Längsschnittansicht von Teilen einer Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung,
4 eine perspektivische Darstellung des Extrusionseinsatzes der Vorrichtung aus 3,
5 eine Ausschnittvergrößerung von 4,
6 eine Längsschnittansicht von Teilen einer Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
7 in den Teilabbildungen a) und b) jeweils eine Seitenansicht bzw.
eine Längsschnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen hohlen Bauteils,
8 in den Teilabbildungen a) und b) jeweils eine Seitenansicht bzw. eine Längsschnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen hohlen Bauteils,
9 eine Aufsicht auf Teile eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
10 eine Längsschnittansicht des Gegenstands von 9 in einer dort mit X-X gekennzeichneten Schnittebene,
11 eine Längsschnittansicht des Gegenstands von 9 in einer dort mit XI-XI gekennzeichneten Schnittebene, und
12 den Gegenstand von 11 zusammen mit weiteren Teilen der Vorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
Bei allen Figuren handelt es sich um vereinfachte und schematisierte Darstellungen zur Erläuterung der Erfindung, die insbesondere nicht maßstabsgetreu sind.
1 zeigt einen Vorformling 10v eines hohlen Bauteils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Querschnitt. Dieser umfasst einen zylindrischen Vorformling-Grundkörper 12v aus einem Grundkörpermaterial 14 und eine erste Vorformling-Verstärkungsstruktur 13v aus einem ersten Verstärkungsmaterial 15.
Hierbei ist die erste Vorformling-Verstärkungsstruktur 13v aus einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Mittelachse Mv angeordneten und in Umfangsrichtung um diese Achse voneinander beabstandeten Vorformling-Verstärkungsstreifen 17v aufgebaut, die an der Außenumfangsfläche 12va des Vorformling-Grundkörpers 12v vorgesehen sein können. Die erste Vorformling-Verstärkungsstruktur 13v bedeckt die Außenumfangsfläche 12va des Vorformling-Grundkörpers 12v nicht an dessen gesamten Umfang.
2 zeigt das aus dem Vorformling 10v aus 1 hergestellte hohle Bauteil 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung. Bei dem hohlen Bauteil 10 kann es sich beispielsweise um ein Ladeluftrohr für den Turbolader eines Kraftfahrzeugmotors handeln.
Entsprechend zu dem Vorformling 10v umfasst das hohle Bauteil 10 einen das Grundkörpermaterial 14 umfassenden Grundkörper 12 und eine an einer äußeren Umfangsfläche 12a von diesem vorgesehene, das erste Verstärkungsmaterial 15 umfassende erste Verstärkungsstruktur 13, die aus mehreren, hier im Wesentlichen äquidistanten Verstärkungsstreifen 17 aufgebaut sein kann, welche in Umfangsrichtung bezüglich einer (gekrümmten) Mittelachse M voneinander beabstandet sind, so dass die erste Verstärkungsstruktur 13 sich wenigstens in einem axialen Abschnitt nicht über den gesamten Umfang des Grundkörpers 12 erstreckt.
Das Bauteil 10 kann zum Beispiel durch Blasformen aus dem Vorformling 10v hergestellt sein, wobei der Vorformling im verformbaren Zustand in eine geeignete Blasformkavität eingelegt und dann durch Druckbeaufschlagung von innen in die dargestellte Form eines Rohrs mit gekrümmter Mittelachse M gebracht wird.
Der Vorformling 10v und das hohle Bauteil 10 können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beziehungsweise in der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einfache Weise hergestellt werden, wie anhand der folgenden Figuren genauer beschrieben wird.
3 zeigt eine Längsschnittansicht von wesentlichen Teilen einer Extrusionsvorrichtung 18 einer Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, in der auch das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.
Die Extrusionsvorrichtung 18 umfasst eine Förderleitung 20 für das Grundkörpermaterial 14 und eine von dieser getrennte Förderleitung 24 für das erste Verstärkungsmaterial 15.
Wie 3 zeigt, kann vorgesehen sein, dass die beiden Förderleitungen 20 und 24 sich im Wesentlichen parallel zueinander und in Form von Ringleitungen koaxial und konzentrisch zu einer Extrusionsachse E erstrecken, wobei die Förderleitung 24 für das erste Verstärkungsmaterial 15 die Förderleitung 20 für das Grundkörpermaterial 14 konzentrisch umgeben kann, so dass das erste Verstärkungsmaterial 15 dem Grundkörpermaterial 14 radial von außen zugeführt und entsprechend die erste Vorformling-Verstärkungsstruktur 13 an einer Außenumfangsfläche 12a des Vorformling-Grundkörpers 12 vorgesehen werden kann.
Die Förderleitung 20 für das Grundkörpermaterial 14 und die Förderleitung 24 für das erste Verstärkungsmaterial 15 münden beide in eine erste Verbindungsleitung 28 ein. In Strömungsverbindung mit der ersten Verbindungsleitung 28 und stromabwärts von dieser befindet sich ein ringförmiger Austrittsspalt 30, an welchen sich beispielsweise eine (hier nicht dargestellte) Kavität einer Blasformvorrichtung anschließen kann.
Eine innere Begrenzungswand 20i der Förderleitung 20 für das Grundkörpermaterial 14 kann durch eine Außenumfangsfläche 34a eines im Wesentlichen hohlzylindrischen Düsenkerns 34 gebildet sein, in dessen innerem Hohlraum 34o eine Düsennadel 36 längs der Extrusionsachse E beweglich aufgenommen sein kann, um die Breite des ringförmigen Austrittsspaltes 30 einzustellen.
Eine äußere Begrenzungswand 20a der Förderleitung 20 für das Grundkörpermaterial 14 kann durch eine Innenumfangsfläche 40i eines ersten Mantelbauteils 40 gebildet sein, das den Düsenkern 34 konzentrisch umgibt und sich in Extrusionsrichtung R derart verjüngt, dass es an seinem stromabwärtigen Ende eine Kante 40k aufweist.
Die an ihren stromabwärtigen Ende zu der Extrusionsachse E hin geneigte Außenumfangsfläche 40a des ersten Mantelbauteils 40 kann weiter eine innere Begrenzungswand 24i der Förderleitung 24 für das erste Verstärkungsmaterial 15 bilden. Eine äußere Begrenzungswand 24a der Förderleitung 24 für das erste Verstärkungsmaterial 15 kann schließlich von einer Innenumfangsfläche 42i eines zweiten Mantelbauteils 42 gebildet sein, welches das erste Mantelbauteil 40 konzentrisch umgibt.
Aufgrund der Form der beiden Mantelbauteile 40 und 42 kann die Förderleitung 24 für das erste Verstärkungsmaterial 15 in Extrusionsrichtung R auf die Förderleitung 20 für das Grundkörpermaterial 22 zu verlaufen, und beide Förderleitungen 20, 24 münden in die erste Verbindungsleitung 28.
Dabei steht die Förderleitung 24 für das erste Verstärkungsmaterial 15 ausschließlich vermittels einer ersten Aussparungsanordnung 43 (vgl. 4) in Strömungsverbindung mit der ersten Verbindungsleitung 28, was unter Bezugnahme auf die 4 und 5 nachfolgend noch genauer beschrieben wird.
Wie 3 in Verbindung mit den 4 und 5 zeigt, kann die erste Aussparungsanordnung 43 in einem ersten Extrusionseinsatz 32 ausgebildet sein, in dem weiterhin auch die erste Verbindungsleitung 28 vorgesehen sein kann.
Es soll aber nicht ausgeschlossen sein, die erste Aussparungsanordnung und die erste Verbindungsleitung in voneinander getrennten Bauteilen vorzusehen die gewünschtenfalls relativ zueinander beweglich angeordnet sein können.
Der erste Extrusionseinsatz 32, der hier in Form einer Extrusionsscheibe oder eines Extrusionsflansches ausgebildet sein kann, kann mit einer Stirnflläche als Anlagefläche 32f an einer Gegenanlagefläche 42f des zweiten Mantelbauteils, 42 sowie an der Kante 40k des ersten Mantelbauteils 40 anliegen.
Der Extrusionseinsatz 32 ist genauer in 4 zu erkennen, bei welcher es sich um eine perspektivische Darstellung handelt, die einen Blick von oben auf die Anlagefläche 32f ermöglicht.
Wie ein Vergleich der 3 und 4 zeigt, kann der Extrusionseinsatz 32, in Form einer kreisförmigen Platte, ausgebildet sein, in deren Zentrum sich eine Öffnung 32o mit im Wesentlichen kreisförmigen, sich längs einer Mittelachse K' in einer Richtung von der Anlagefläche 32f weg verjüngenden Querschnitt befindet.
An ihrem stromaufwärtigen Ende ist die Öffnung 32o durch eine im Wesentlichen kreisförmige Kante 32k begrenzt, die durch eine Mehrzahl von in dem ersten Extrusionseinsatz 32 vorgesehenen ersten Aussparungen 44 unterbrochen wird, welche die erste Aussparungsanordnung 43 bilden, und die um die Mittelachse K' des Extrusionseinsatzes 32, welche der Mittelachse K der ersten Verbindungsleitung 28 entspricht, in Umfangsrichtung voneinander beabstandet in der Extrusionsvorrichtung 18, hier in dem Extrusionseinsatz 32 ausgebildet sind. Durch die ersten Aussparungen 44 sind in diesem Ausführungsbeispiel die ersten Auftragungsstellen 44' definiert, und entsprechend definiert hier die erste Aussparungsanordnung 43 die erste Auftragungsstellen-Anordnung 43'.
Im vorliegenden Beispiel sind die ersten Aussparungen 44 jeweils mit gleichen Winkelabständen voneinander um den Umfang der Öffnung 32o angeordnet, es sind jedoch auch andere Anordnungen denkbar. Weiterhin sind im dargestellten Beispiel die ersten Aussparungen nur in Umfangsrichtung voneinander beabstandet und befinden sich axial etwa auf der gleichen Höhe, auch hier sind aber andere Konfigurationen möglich.
Wie insbesondere die in 5 dargestellte Ausschnittvergrößerung zeigt, können die ersten Aussparungen 44 in Form von Rillen mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet sein. Die Form der ersten Aussparungen 44 und ihre Platzierung bestimmt im Wesentlichen die Form der ersten Vorformling-Verstärkungsstruktur und ihre Positionierung auf dem Vorformling-Grundkörper.
Im zusammengebauten Zustand der Extrusionsvorrichtung 18 liegt, wie 3 zeigt, das erste Mantelbauteil 40 mit seiner unteren Kante 40k an oder nahe dem Rand 32k an der Anlagefläche 32f des ersten Extrusionseinsatzes 32 an, so dass das erste Verstärkungsmaterial 15, welches durch die hier ringförmige Förderleitung 24 für das erste Verstärkungsmaterial 15 gefördert wird, ausschließlich vermittels der ersten Aussparungen 44 in Strömungsverbindung mit der ersten Verbindungsleitung 28 steht.
Hierdurch wird das erste Verstärkungsmaterial 15 nicht vollflächig sondern nur an verschiedenen, diskreten und in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Auftragungsstellen auf das Grundkörpermaterial aufgetragen, welches durch die ringförmige erste Verbindungsleitung 28 gefördert wird.
Bei einem in dieser Vorrichtung durchgeführten erfindungsgemäßen Verfahren werden also das Grundkörpermaterial 14 und das erste Verstärkungsmaterial 15 jeweils im fließfähigen Zustand über die Förderleitungen 20 bzw. 24 zu der ersten Verbindungsleitung 28 gefördert.
Dort werden die Materialien im fließfähigen Zustand miteinander in Kontakt gebracht, so dass sie eine feste Verbindung miteinander eingehen können.
Es kann vorgesehen sein, den ersten Extrusionseinsatz 32 relativ zu einem ortsfestem Bauteil 38 der Extrusionsvorrichtung 18, hier beispielsweise einem Gehäuse, drehbar vorzusehen. Hierzu kann eine in den Figuren nicht dargestellte Antriebseinrichtung zum Antreiben einer Rotationsbewegung mit dem ersten Extrusionseinsatz 32 gekoppelt sein.
Hierdurch kann erreicht werden, dass ein Vorformling mit einer ersten Verstärkungsstruktur erzeugt wird, die den Vorformling-Grundkörper in Form einer oder mehrerer Schraubenlinien umgibt. Sofern aufgrund der Rotationsbewegung des ersten Extrusionseinsatzes 32 auch das Grundkörper-Material 14 während des Transports durch die erste Verbindungsleitung 28 in Rotation um die Extrusionsachse versetzt wird, kann vorgesehen sein, den Vorformling drehfest oder zumindest mit einer im Vergleich zur Rotationsgeschwindigkeit des Extrusionseinsatzes 32 reduzierten Rotationsgeschwindigkeit von der Extrusionsvorrichtung 18 abzuziehen, um einen Vorformling mit der gewünschten Verstärkungsstruktur zu erhalten.
6 zeigt eine etwas abgewandelte Extrusionsvorrichtung 118 einer Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines hohlen Bauteils. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden solche Merkmale, die Merkmalen des ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aus den 3 bis 5 entsprechen, durch Bezugszeichen gekennzeichnet, die durch Addition der Zahl 100 aus den Bezugszeichen die entsprechenden Bauteile des vorgenannten Ausführungsbeispiels hervorgehen. Für das Grundkörpermaterial 14 und das erste Verstärkungsmaterial 15, sowie für solche Merkmale, die mit Buchstaben gekennzeichnet sind, werden in allen Ausführungsbeispielen die gleichen Bezugszeichen verwendet. Das in 6 dargestellte Ausführungsbeispiel wird nur insofern beschrieben, als es sich vom Ausführungsbeispiel der 3 bis 5 unterscheidet, auf deren vorstehende Beschreibung ansonsten verwiesen wird.
Der wesentliche Unterschied zwischen der in 6 dargestellten Extrusionsvorrichtung 118 und der zuvor beschriebenen Extrusionsvorrichtung 18 besteht darin, auf welche Art und Weise das erste Verstärkungsmaterial 15 dem Grundkörpermaterial 14 zugeführt wird.
Während im ersten Ausführungsbeispiel die Förderleitung 20 für das Grundkörpermaterial 14 und die Förderleitung 24 für das erste Verstärkungsmaterial 15 im Wesentlichen koaxial zueinander und konzentrisch zu der Extrusionsachse E verlaufen, verläuft bei der Extrusionsvorrichtung 118 eine Mittelachse (M) der Förderleitung 124 für das erste Verstärkungsmaterial 15 in einem Abschnitt 124e im Wesentlichen senkrecht zur Extrusionsachse E und damit radial zur Mittelachse K der ersten Verbindungsleitung 128. Hierdurch kann erreicht werden, dass das erste Verstärkungsmaterial 15 nur in einem relativ kleinen Bereich der Extrusionsvorrichtung 118 in engem Kontakt mit dem Grundkörpermaterial 124 steht, so dass hier auch Materialien mit stark unterschiedlichen Schmelzpunkten zum Einsatz kommen können. Wenigstens im Abschnitt 124e ist die Förderleitung 124 keine Ringleitung sondern hat einen einfach zusammenhängenden, beispielsweise kreisförmigen Querschnitt.
Im in 6 dargestellten Beispiel kann das zweite Mantelbauteil 142 mit seiner Innenumfangsfläche bündig an einer Außenumfangsfläche von dem ersten Mantelbauteil 140 anliegen, es soll aber auch nicht ausgeschlossen sein, dass das erste und das zweite Mantelbauteil 140, 142 gemeinsam als ein einstückiges Bauteil ausgebildet sind.
In dem zweiten Mantelbauteil 142 kann sich die zumindest im Abschnitt 124e senkrecht zur Extrusionsachse E verlaufende Förderleitung 124 befinden, welche das erste Verstärkungsmaterial 15 zu der in einem ersten Extrusionseinsatz 132 vorgesehenen ersten Verbindungsleitung 128 fördert. Die Extrusionsvorrichtung 118 gemäß dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich insbesondere in der Form dieses ersten Extrusionseinsatzes 132 des in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiels.
Der Extrusionseinsatz 132 kann ein Oberteil 132o und ein Unterteil 132u umfassen, die längs einer im Wesentlichen senkrecht zur Extrusionsachse E verlaufenden Kontaktfläche 132T in Kontakt miteinander stehen. Die erste Aussparungsanordnung 143 kann im Unterteil 132u des Extrusionseinsatzes vorgesehen sein der um die Extrusionsachse E drehbar an der Extrusionsvorrichtung 118 gelagert sein kann, während das Oberteil 132o drehfest an der Extrusionsvorrichtung 118 angebracht sein kann.
Dies bietet im Vergleich zu der Extrusionsvorrichtung 18 der 3 bis 5 den Vorteil, dass das erste Verstärkungsmaterial 15 erst kurz vor dem Austrittsspalt 130 in Kontakt mit dem Grundkörpermaterial 14 gebracht wird, so dass die erste Verstärkungsstruktur nicht stark durch den gemeinsamen Transport von Grundkörpermaterial und erstem Verstärkungsmaterial durch die erste Verbindungsleitung 128 beeinflusst werden; zum Beispiel werden Verstärkungsrippen weniger stark flach gedrückt als in der Vorrichtung 18. Da in der Extrusionsvorrichtung 118 auch lediglich das Unterteil 132u des Extrusionseinsatzes in Rotation versetzt wird, wird die Wahrscheinlichkeit verringert, dass sich das Grundkörpermaterial zusammen mit dem ersten Verstärkungsmaterial dreht, so dass der Extrusionsprozess stabiler ist.
Ein weiterer Vorteil der Extrusionsvorrichtung 118 besteht darin, dass eine Einkomponenten-Extrusionsvorrichtung auf einfache Weise umgerüstet werden kann, indem ein Extrusionseinsatz 132 verwendet wird, eine Förderleitung 124 in dem Mantelbauteil 142 vorgesehen und eine externe Spritzeinheit von außen an die Extrusionsvorrichtung 118 angesetzt wird, welche der Förderleitung 124 für das erste Verstärkungsmaterial 15 das erste Verstärkungsmaterial 15 zuführt.
Die genaue Form der ersten Aussparungsanordnung 143 ist aus der Längsschnittansicht in der stark schematisierten 6 nicht deutlich ersichtlich, kann vom Fachmann jedoch z. B. unter Berücksichtigung der in den 3 bis 5 und 9 bis 12 dargestellten anderen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen einfach ausgewählt und an die Bedürfnisse des Einzelfalls angepasst werden.
Die 7 und 8 zeigen zwei weitere Beispiele für erfindungsgemäße hohle Bauteile.
7 zeigt in den Teilabbildungen a) und b) eine Seitenansicht bzw. eine Längsschnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen hohlen Bauteils 210, während 8 in den entsprechenden Teilabbildungen a) und b) die entsprechenden Ansichten für ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauteils 310 zeigt. Merkmale der hohlen Bauteile 210 und 310, die solchen des in 2 dargestellten hohlen Bauteils 10 entsprechen, sind in den Figuren mit Bezugszeichen gekennzeichnet, die durch Addition der Zahl 200 bzw. 300 aus den Bezugszeichen der entsprechenden Merkmale des hohlen Bauteils 10 hervorgehen. Lediglich für das Grundkörpermaterial und das erste Verstärkungsmaterial sowie für solche Merkmale, die mit Buchstaben gekennzeichnet sind, werden in allen Ausführungsbeispielen die gleichen Bezugszeichen verwendet. Wiederum werden die hohlen Bauteile 210 und 310 nur insofern genauer beschrieben, als sie sich vom in 2 dargestellten Bauteil 10 unterscheiden, auf dessen Beschreibung ansonsten verwiesen wird.
Das hohle Bauteil 210 kann zum Beispiel in einer der Extrusionsvorrichtungen 18 bzw. 118 hergestellt werden, wobei der Extrusionseinsatz 32 bzw. 132 beim Schritt der Coextrusion um die Extrusionsachse E gedreht wird.
Auf diese Weise kann ein hohles Bauteil 210 hergestellt werden, welches einen Grundkörper 212 und eine an diesem vorgesehene erste Verstärkungsstruktur 213 umfasst, die aus einem oder einer Mehrzahl von ersten Verstärkungsstreifen 217 aufgebaut ist, die in Umfangsrichtung um die Mittelachse M des Bauteils 210 voneinander beabstandet sind und wendelförmig um eine Außenumfangsfläche 121a des Grundkörpers 212 umlaufen.
8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel 310 mit einer wendelförmigen ersten Verstärkungsstruktur 313 und einer zweiten Verstärkungsstruktur 316 in Form von gegenläufig zu den ersten Verstärkungsstreifen 317 um die Außenumfangsfläche 312a des Grundkörpers 302 umlaufenden zweiten Verstärkungsstreifen 319, so dass sich insgesamt eine an ein Gewebe erinnernde Verstärkungsstruktur ergibt, welche ein besonders biegsames und dabei hohen Temperaturen und Drücken standhaltendes hohles Bauteil 310 ermöglicht.
9 zeigt eine Aufsicht auf Teile einer Extrusionsvorrichtung 318 (vgl. 12) einer Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, genauer gesagt auf einen ersten Extrusionseinsatz 332, wobei direkt unter diesem ein zweiter Extrusionseinsatz 333 angeordnet ist, welcher in den Schnittansichten der 10 bis 12 noch deutlicher zu erkennen ist.
Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden solche Merkmale, die Merkmalen des ersten bzw. zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung aus den 3 bis 5 bzw. 6 entsprechen, durch Bezugszeichen gekennzeichnet, die durch Addition der Zahl 300 aus den Bezugszeichen der entsprechenden Merkmale des ersten Ausführungsbeispiels bzw. durch Addition der Zahl 200 aus den Bezugszeichen der entsprechenden Merkmale des zweiten Ausführungsbeispiels hervorgehen. Lediglich für das Grundkörpermaterial 14, das erste Verstärkungsmaterial 15 sowie für solche Merkmale, die mit Buchstaben gekennzeichnet sind, werden in allen Ausführungsbeispielen die gleichen Bezugszeichen verwendet. Das in den 9 bis 12 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nur insofern beschrieben, als es sich von den zuvor beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der 3 bis 5 bzw. 6 unterscheidet, auf deren vorstehende Beschreibung ansonsten verwiesen wird.
Die in 9 dargestellte Aufsicht ermöglicht im Wesentlichen einen Blick auf den ersten Extrusionseinsatz 332, über welchen, wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird, das erste Verstärkungsmaterial 15 dem Grundkörpermaterial 14 zugeleitet wird. Der erste Extrusionseinsatz 332 kann als ungefähr kreisringförmiger Extrusionsflansch ausgebildet sein, an dessen Außenumfangsfläche 332u eine Anordnung von Zähnen 332z vorgesehen sein kann, welche mit Zähnen eines hier nicht dargestellten Antriebszahnrads oder dergleichen in Eingriff gebracht werden bzw. in Eingriff stehen können, um den ersten Extrusionseinsatz 332 zu einer Rotationsbewegung um dessen Mittelachse K' anzutreiben, welche im zusammengebauten Zustand der Vorrichtung mit der Mittelachse K der ersten Verbindungsleitung 328 (vgl. 12) sowie mit der Extrusionsachse E zusammenfallen kann.
9 ermöglicht einen Blick auf eine „obere” bzw. in Extrusionsrichtung R stromaufwärtig gelegene Stirnfläche 332s1 des ersten Extrusionseinsatzes 332, auf der zwei Paare von ringförmigen, zueinander sowie zur Mittelachse K konzentrischen Führungsvorsprüngen 332v vorgesehen sein können, welche im zusammengebauten Zustand in Führungseingriff mit entsprechenden Führungsausnehmungen 338v' in einem ortsfesten Bauteil 338 der Extrusionsvorrichtung 318 stehen können, um die Drehbewegung des ersten Extrusionseinsatzes 332 um die Mittelachse K zu führen (vgl. 12). Entsprechend können in einer unteren, bzw. in Extrusionsrichtung R stromabwärtigen Stirnfläche 333s2 des zweiten Extrusionseinsatzes 333 ringförmige, zueinander sowie zur Mittelachse K konzentrische Führungsausnehmungen 333v' vorgesehen sein, die zum gleiche Zweck mit entsprechenden Führungsvorsprüngen 340v in einem Mantelbauteil 340 der Extrusionsvorrichtung 318 in Eingriff stehen können, wie in 12 illustriert ist. In ähnlicher Weise stehen auch der erste und der zweite Extrusionseinsatz 332, 333 über Führungsausnehmungen 332v' und Führungsvorsprünge 333v miteinander in Eingriff, die in Stirnflächen 332s2 und 333s1 der Extrusionseinsätze 332, 333 vorgesehen sind.
Zwischen dem inneren und dem äußeren Paar von Führungsvorsprüngen 332v an der ersten Stirnfläche 332s1 des ersten Extrusionseinsatzes 332 kann eine kreisringförmige Förderrinne 323 vorgesehen sein, welche Teil einer Förderleitung 324 für das erste Verstärkungsmaterial 15 sein kann.
Wie den 10 bis 12 in einer Zusammenschau zu entnehmen ist, kann die Förderleitung 324 für das erste Verstärkungsmaterial weiterhin eine von der Förderrinne 323 abzweigende und im Wesentlichen axial (parallel zur Mittelachse K) etwa bis zur Mitte des ersten Extrusionseinsatzes 332 verlaufende Ringleitung 326 und einen einzelnen, radial zur Mittelachse K verlaufenden Abschnitt 324e der Förderleitung 324 umfassen, der auf Höhe etwa der Mitte des ersten Extrusionseinsatzes von der Ringleitung 236 abzweigen kann und in die erste Verbindungsleitung 328 einmündet.
Im dargestellten Beispiel wird also das erste Verstärkungsmaterial 15 dem Grundkörpermaterial über den Abschnitt 324e an einer einzigen definierten Auftragungsstelle 344' zugeführt, welche durch eine einzelne, etwa kreisförmige erste Aussparung bzw. Öffnung 344 gebildet sein kann, wie sie in 11 gezeigt ist. Im vorliegenden Beispiel ist also die erste Auftragungsstellen-Anordnung 343' bzw. die erste Aussparungsanordnung 343 durch die einzelne erste Auftragungsstelle 344' bzw. die einzelne erste Aussparung 344 gebildet. Alternativ sind aber auch kompliziertere Auftragungsstellen-Anordnungen (Aussparungsanordnungen) möglich, die mehrere Auftragungsstellen (Aussparungen) umfassen.
Der zweite Extrusionseinsatz 333 dient dazu, die zweite Verstärkungsstruktur auf dem hohlen Bauteil anzubringen, wobei im vorliegenden Beispiel das erste Verstärkungsmaterial 15 und das zweite Verstärkungsmaterial 16 identisch sind.
Eine Förderleitung 325 für das zweite Verstärkungsmaterial 16 steht über mehrere (vorliegend sechs, vgl. 9) im ersten Extrusionseinsatz 332 ausgebildete Verbindungsabschnitte 327 in Strömungsverbindung mit der Förderleitung 324 für das erste Verstärkungsmaterial, wobei die Verbindungsabschnitte 327 in axialer Richtung von der Ringleitung 326 abzweigen und mit einer an einer ersten Stirnfläche 333s1 des zweiten Extrusionseinsatzes 333 vorgesehenen Förderrinne 350 in Strömungsverbindung stehen können, welche Teil einer Förderleitung 325 für das zweite Verstärkungsmaterial 16 sein kann.
Weiterhin kann die Förderleitung 325 für das zweite Verstärkungsmaterial 16 eine Ringleitung 352 umfassen, die von der Förderrinne 350 abgeht und axial etwa bis zur Mitte des zweiten Extrusionseinsatzes verlaufen kann, sowie einen Abschnitt 325e der Förderleitung 325 für das zweite Verstärkungsmaterial 16, der etwa auf Höhe der Mitte des zweiten Extrusionseinsatzes 333 radial von der Ringleitung 352 nach innen abzweigen kann, und der vermittels einer einzelnen Aussparung 346 (Aussparungsanordnung 345) in eine zweite Verbindungsleitung 329 münden kann. Dabei entspricht die zweite Ausspaarung 346 (zweite Aussparungsanordnung 345) der zweiten Auftragungsstelle 346' (zweiten Auftragungsstellen-Anordnung 345').
Im vorliegenden Beispiel mündet die erste Verbindungsleitung 328 in die zweite Verbindungsleitung 329, welche wiederum, wie 12 zeigt, in einen Austrittsspalt 330 der Extrusionsvorrichtung 318 einmündet. Dabei ist nur aus Gründen der einfacheren Darstellung in den 9 bis 12, im Gegensatz etwa zur 6, ein Düsenkern nicht gezeigt, der die Innenwand des ringförmigen Austrittsspalts 330 bzw. der Verbindungsleitungen 328 und 329 bildet.
Werden der erste Extrusionseinsatz 332 und der zweite Extrusionseinsatz 333 der Extrusionsvorrichtung 318 durch geeignete Antriebszahnräder, Antriebszahnstangen oder dergleichen während des Extrusionsprozesses zu einer gegenläufigen Rotationsbewegung um die Extrusionsachse E angetrieben, so kann ein hohles Bauteil 310 erzeugt werden, wie es in 8 dargestellt ist, bei welchem eine wendelförmige erste Verstärkungsstruktur und eine wendelförmige zweite Verstärkungsstruktur gegenläufig um eine Außenumfangsfläche des Grundkörpers umlaufend vorgesehen sind, so dass sich insgesamt eine an ein Gewebe erinnernde Verstärkungsstruktur ergibt.
Es ist auf einfache Weise möglich, die Extrusionsvorrichtung 318 zu erweitern, indem zum Beispiel ein oder mehrere Extrusionseinsätze in der Form des ersten Extrusionseinsatzes 332 zwischen dem ersten und dem zweiten Extrusionseinsatz 332, 333 vorgesehen werden. Sollen für die unterschiedlichen Verstärkungsstrukturen unterschiedliche Verstärkungsmaterialien verwendet werden, so kann die Vorrichtung dadurch abgewandelt werden, dass Extrusionseinsätze mit voneinander separaten Förderleitungen für die unterschiedlichen Verstärkungsmaterialien eingesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3532996 A1 [0005, 0009, 0038, 0055]
DE 2519705 C2 [0010]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Standard PA6 [0035]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines hohlen Bauteils (10; 210; 310), umfassend die folgenden Schritte: – Coextrusion eines fließfähigen und aushärtbaren Grundkörpermaterials (14) und eines von dem Grundkörpermaterial (14) verschiedenen, fließfähigen und aushärtbaren ersten Verstärkungsmaterials (15) in einer Extrusionsvorrichtung (18; 118; 318) zur Bildung eines Vorformlings (10v), der einen das Grundkörpermaterial (14) umfassenden Vorformling-Grundkörper (12v) mit ringförmigem Querschnitt und eine an einer Umfangsfläche (12va) des Vorformling-Grundkörpers (12v) vorgesehene, das erste Verstärkungsmaterial (15) umfassende erste Vorformling-Verstärkungsstruktur (13v) umfasst, und – Herstellung des hohlen Bauteils (10; 210; 310) aus dem Vorformling (10v), wobei der Schritt der Coextrusion die folgenden Schritte umfasst: – In-Kontakt-Bringen des ersten Verstärkungsmaterials (15) im fließfähigen Zustand mit dem Grundkörpermaterial (14) im fließfähigen Zustand und danach, – gemeinsames Fördern des Grundkörpermaterials (14) und des mit diesem in Kontakt stehenden ersten Verstärkungsmaterials (15) längs einer Extrusionsachse (E) durch einen ringförmigen Austrittsspalt (30; 130; 330) der Extrusionsvorrichtung (18; 118; 318), dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt des In-Kontakt-Bringens des ersten Verstärkungsmaterials (15) mit dem Grundkörpermaterial (14) das erste Verstärkungsmaterial (15) ausschließlich an einer ersten Auftragungsstellen-Anordnung (43'; 343') in Kontakt mit dem Grundkörpermaterial (14) gebracht wird, welche aus einer ersten Auftragungsstelle (44'; 344') oder mehreren ersten Auftragungsstellen (44'; 344') besteht, wobei jede erste Auftragungsstelle (44'; 344') sich in Umfangsrichtung um die Extrusionsachse (E) nicht vollständig um diese herum erstreckt, und wobei im Falle von mehreren ersten Auftragungsstellen (44'; 344') diese in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt des In-Kontakt-Bringens des ersten Verstärkungsmaterials (15) mit dem Grundkörpermaterial (14) das erste Verstärkungsmaterial (15) dem Grundkörpermaterial (14) derart zugeführt wird, dass die erste Vorformling-Verstärkungsstruktur (13v) an einer Außenumfangsfläche (12va) des Vorformling-Grundkörpers (12) vorgesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hohle Bauteil (10; 210; 310) durch Blasformen aus dem Vorformling (10v) hergestellt wird.
Verfahren nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt des In-Kontakt-Bringens des ersten Verstärkungsmaterials (15) mit dem Grundkörpermaterial (14) das erste Verstärkungsmaterial (14) dem Grundkörpermaterial (15) derart zugeführt wird, dass die erste Auftragungsstellen-Anordnung (43'; 343') sich während der Coextrusion relativ zu einem ortsfesten Bauteil (38; 138; 338) der Extrusionsvorrichtung (18; 118; 318) bewegt.
Verfahren nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt des In-Kontakt-Bringens des ersten Verstärkungsmaterials (15) mit dem Grundkörpermaterial (14) das erste Verstärkungsmaterial (15) dem Grundkörpermaterial (14) derart zugeführt wird, dass die erste Auftragungsstellen-Anordnung (43'; 343') während der Coextrusion um die Extrusionsachse (E) relativ zu einem ortsfesten Bauteil (38; 138; 338) der Extrusionsvorrichtung (18; 118; 318) rotiert, oder dass bei oder nach dem Schritt des In-Kontakt-Bringens des ersten Verstärkungsmaterials (15) mit dem Grundkörpermaterial (14) das Grundkörper-Material (14) und das mit diesem in Kontakt stehende erste Verstärkungsmaterial (15) relativ zum dem ortsfesten Bauteil (38; 138; 338) in eine gemeinsame Rotation um die Extrusionsachse (E) versetzt werden.
Verfahren nach Anspruch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter die folgenden Schritte aufweist: – In-Kontakt-Bringen eines von dem Grundkörpermaterial (14) verschiedenen, fließfähigen und aushärtbaren zweiten Verstärkungsmaterials (16) im fließfähigen Zustand mit dem Grundkörpermaterial (14) oder/und und dem ersten Verstärkungsmaterial (15) jeweils im fließfähigen Zustand bei oder nach dem Beginn des Schritts des In-Kontakt-Bringens des ersten Verstärkungsmaterials (15) mit dem Grundkörpermaterial (14), – Fördern des Grundkörpermaterials (14) gemeinsam mit dem mit diesem in Kontakt stehenden ersten und zweiten Verstärkungsmaterial (15, 16) durch den Austrittsspalt (30; 130; 330), wobei das zweite Verstärkungsmaterial (16) bei dem Schritt des In-Kontakt-Bringens mit dem Grundkörpermaterial (14) oder/und dem ersten Verstärkungsmaterial (15) ausschließlich an einer zweiten Auftragungsstellen-Anordnung (345') in Kontakt mit dem Grundkörpermaterial (14) oder/und dem ersten Verstärkungsmaterial (15) gebracht wird, wobei die zweite Auftragungsstellen-Anordnung (345') aus einer zweiten Auftragungsstelle (346') oder mehreren zweiten Auftragungsstellen (346') besteht, wobei jede zweite Auftragungsstelle (346') sich in Umfangsrichtung um die Extrusionsachse (E) nicht vollständig um diese herum erstreckt, und wobei im Falle von mehreren zweiten Auftragungsstellen (346') diese in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Verfahren nach Anspruch 6 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt des In-Kontakt-Bringens des zweiten Verstärkungsmaterials (16) mit dem Grundkörpermaterial (14) oder/und und dem ersten Verstärkungsmaterial (15) das zweite Verstärkungsmaterial (16) dem Grundkörpermaterial (14) oder/und und dem ersten Verstärkungsmaterial (15) derart zugeführt wird, dass die zweite Auftragungsstellen-Anordnung (345') während der Coextrusion gegenläufig zu der ersten Auftragungsstellen-Anordnung (343') rotiert oder/und gegenläufig zu dem Grundkörper-Material (14) und dem mit diesem in Kontakt stehenden ersten Verstärkungsmaterial (15) relativ zu dem ortsfesten Bauteil (38; 138; 338) um die Extrusionsachse (E) rotiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste oder/und das zweite Verstärkungsmaterial (15, 16) jeweils im ausgehärteten Zustand ein höheres Elastizitätsmodul oder/und eine höhere Zug- oder/und Druck- oder/und Biegefestigkeit aufweist oder/und temperaturbeständiger ist als das Grundkörpermaterial (14) im ausgehärteten Zustand.
Vorrichtung zur Herstellung eines hohlen Bauteils (10; 210; 310), umfassend: eine Extrusionsvorrichtung (18; 118; 318) zur Bildung eines Vorformlings, der einen ein Grundkörpermaterial umfassenden Vorformling-Grundkörper (12v) mit ringförmigem Querschnitt und eine an einer Umfangsfläche (12va) des Vorformling-Grundkörpers (12v) vorgesehene, ein erstes Verstärkungsmaterial (15) umfassende erste Vorfomling-Verstärkungsstruktur (13v) umfasst, wobei die Extrusionsvorrichtung (18; 118; 318) umfasst: eine Förderleitung (20; 120; 320) für das Grundkörpermaterial (14), eine von dieser getrennte Förderleitung (24; 124; 324) für das erste Verstärkungsmaterial (15), eine erste Verbindungsleitung (28; 128; 328) mit ringförmigem Querschnitt, in welche die Förderleitungen (20, 24; 320, 324) für das Grundkörpermaterial (14) und das erste Verstärkungsmaterial (15) einmünden, einen ringförmigen Austrittsspalt (30; 130; 330), der mit der ersten Verbindungsleitung (28; 128; 328) in Strömungsverbindung steht und bezüglich einer Extrusionsrichtung (R) stromabwärts von dieser angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleitung (24; 124; 324) für das erste Verstärkungsmaterial (15) mit der ersten Verbindungsleitung (28; 128; 328) ausschließlich vermittels einer ersten Aussparungsanordnung (43; 143; 343) in Strömungsverbindung steht, welche aus einer ersten Aussparung (44; 144; 344) oder mehreren ersten Aussparungen (44; 144; 344) besteht, wobei jede erste Aussparung sich bezüglich einer Mittelachse (K) der ersten Verbindungsleitung (28; 128; 328) in Umfangsrichtung nicht vollständig um diese herum erstreckt, und wobei im Falle von mehreren ersten Aussparungen (44; 144; 344) diese in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter eine Blasformvorrichtung zur Herstellung des hohlen Bauteils (10; 210; 310) aus dem Vorformling (10v) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusionsvorrichtung (18; 118; 318) weiter einen ersten Extrusionseinsatz (32; 132; 332) umfasst, in welchem die erste Aussparungsanordnung (43; 143; 343) vorgesehen ist, und der um die Mittelachse (K) der ersten Verbindungsleitung (28; 128; 328) drehbar an der Extrusionsvorrichtung (18; 118; 318) gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusionsvorrichtung (318) weiter umfasst: eine von der Förderleitung (320) für das Grundkörpermaterial getrennte Förderleitung (325) für ein zweites Verstärkungsmaterial (16), eine zweite Verbindungsleitung (329) mit ringförmigem Querschnitt, in welche die Förderleitung (325) für das zweite Verstärkungsmaterial (16) einmündet, wobei die erste Verbindungsleitung (328) entweder in die zweite Verbindungsleitung (329) einmündet oder mit dieser überlappt oder identisch ist, wobei die zweite Förderleitung (325) ausschließlich vermittels einer zweiten Aussparungsanordnung (345) in Strömungsverbindung mit der zweiten Verbindungsleitung (329) steht, welche aus einer zweiten Aussparung (346) oder mehreren zweiten Aussparungen (346) besteht, wobei jede zweite Aussparung (346) sich bezüglich einer Mittelachse (K) der zweiten Verbindungsleitung (329) in Umfangsrichtung nicht vollständig um diese herum erstreckt, und wobei im Falle von mehreren zweiten Aussparungen (346) diese in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusionsvorrichtung (318) weiter einen zweiten Extrusionseinsatz (333) umfasst, in welchem die zweite Aussparungsanordnung (345) ausgebildet ist, und der bevorzugt gegenläufig zum ersten Extrusionseinsatz (332) um die Mittelachse (K) der zweiten Verbindungsleitung (329) relativ zu dem ortsfesten Bauteil (338) drehbar an der Extrusionsvorrichtung (318) gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittelachse (M) der Förderleitung (124; 324) für das erste Verstärkungsmaterial (15) zumindest in einem Abschnitt (24e; 324e), dessen stromabwärtiges Ende in die erste Verbindungsleitung (128; 328) mündet, im Wesentlichen radial zur Mittelachse (K) der ersten Verbindungsleitung (128; 328) verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, insbesondere nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine an der Extrusionsvorrichtung (118) vorgesehene externe Spritzeinheit (150) umfasst, um der Förderleitung (124) für das erste Verstärkungsmaterial (15) das erste Verstärkungsmaterial (15) zuzuführen.
Hohles Bauteil (10; 210; 310), umfassend: einen Grundkörper (12; 212; 312) mit ringförmigem Querschnitt, der ein fließfähiges und aushärtbares Grundkörpermaterial (14) umfasst, und eine an einer Umfangsfläche (12a, 212a, 312a) des Grundkörpers (12; 212; 312) vorgesehene, erste Verstärkungsstruktur (13; 213; 313), die ein vom Grundkörpermaterial (14) verschiedenes, fließfähiges und aushärtbares erstes Verstärkungsmaterial (15) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verstärkungsstruktur (13; 213; 313) wenigstens in einem axialen Abschnitt nicht an dem gesamten Umfang des Grundkörpers (12; 212; 312) vorgesehen ist und einen ersten Verstärkungsstreifen (17, 217; 317) oder eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten ersten Verstärkungsstreifen (17, 217; 317) umfasst.
Hohles Bauteil (310) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter eine an einer Umfangsfläche (312a) des Grundkörpers (312) vorgesehene, von der ersten Verstärkungsstruktur (313) verschiedene zweite Verstärkungsstruktur (316) umfasst, die ein vom Grundkörpermaterial (14) verschiedenes, fließfähiges und aushärtbares zweites Verstärkungsmaterial (16) umfasst, wobei die zweite Verstärkungsstruktur (316) wenigstens in einem axialen Abschnitt nicht an dem gesamten Umfang des Grundkörpers (312) vorgesehen ist und einen zweiten Verstärkungsstreifen (319) oder eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten zweiten Verstärkungsstreifen (319) umfasst.
Hohles Bauteil (310) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verstärkungsstreifen (317) beziehungsweise die ersten Verstärkungsstreifen (317) und der zweite Verstärkungsstreifen (319) beziehungsweise die zweiten Verstärkungsstreifen (319) an dem Grundkörper (312) in Form von Schraubenlinien mit gegenläufigem Drehsinn ausgebildet sind.