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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines radial nach außen abstehenden, vorzugsweise durchgängig über den Umfang der Hydraulikleitung umlaufenden Wulstes an einer Hydraulikleitung aus Kunststoff, wobei sich der Wulst an wenigstens einem wulstfreien Leitabschnitt, d.h. einem Leitungsabschnitt/Leitabschnitt mit einem konstanten Außendurchmesser, anschließt oder zwischen zwei solchen Leitabschnitten vorhanden ist.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Hydraulikleitungen bekannt. Zum Beispiel offenbart die
DE 10 2010 022 506 A1 eine Kunststoffleitung innerhalb einer hydraulischen oder pneumatischen Strecke zur Kupplungsbetätigung, die einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Aufbau aufweist und deren Mantelfläche im endseitigen Verbindungsbereich gestuft ist, und mit einem hohlzylindrischen, im Verbindungsbereich mit einer gestuften Innenfläche versehenen Konnektor mittels Reibschweißen formschlüssig verbindbar ist, wobei der Konnektor im Verbindungsbereich radiale Bohrungen aufweist.
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Auch ist es bereits aus dem Stand der Technik bekannt, eine Hydraulikleitung mit einem radial nach außen abstehenden Wulst, der sich beispielsweise durchgängig über den Umfang der Hydraulikleitung umlaufend erstreckt, auszubilden. Dabei wird der Wulst verwendet, um die Hydraulikleitung in Axialrichtung relativ zu einem Hydraulikadapter zu fixieren. Insbesondere kommen dabei geschweißte Konnektoren, bei denen der Konnektor durch eine Schweißverbindung an dem Wulst befestigt wird und der Konnektor an dem Hydraulikadapter angebracht wird, oder geclipste Konnektoren, bei denen der Konnektor beispielsweise den Wulst in Axialrichtung zu beiden Seiten umgreift und der Konnektor an dem Hydraulikadapter angebracht wird, zum Einsatz.
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Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass die Herstellung des Wulstes an der Hydraulikleitung noch nicht serienreif ist. Insbesondere ergeben sich zahlreiche Probleme, da der Wulst bei hohen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen größer 160 °C, verschwindet oder schrumpft, da sich der Wulst beim Altern verzieht oder die Abmessungen des Wulstes sich ändern, was einen Funktionsverlust zur Folge haben kann, oder da der Wulst bei Auszugskrafttests durch den Konnektor stark verformt wird, was sich negativ auf die Werte des Wulstes auswirkt.
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Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu verringern. Insbesondere soll ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Wulstes bereitgestellt werden, das ermöglicht, den Wulst so auszubilden, dass sich die Abmessungen des Wulstes weder während des Herstellungsprozesses noch über die Betriebsdauer der Hydraulikleitung verändern. Es soll also ein Herstellungsverfahren entwickelt werden, dass eine Verfestigung/Fixierung der Wulstabmessungen unterstützt und eine Verformung des Wulstes vermeidet. Gleichzeitig soll das Herstellungsverfahren für Hydraulikleitungen verschiedenen Durchmessers angewendet werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines radial nach außen abstehenden Wulstes an einer Hydraulikleitung aus Kunststoff gelöst, wobei in einem ersten Schritt die Hydraulikleitung lokal, d.h. abschnittsweise, d.h. nicht durchgängig über die gesamte axiale Erstreckung der Hydraulikleitung, sondern nur in einem Bereich, in dem der Wulst ausgebildet wird, erhitzt wird, bis sich der Wulst ausbildet, wobei danach in einem zweiten Schritt die Hydraulikleitung zumindest in dem Bereich, in dem der Wulst ausgebildet ist, in ein Werkzeug, dessen Form vorzugsweise einer Negativform des Wulstes entspricht, eingelegt wird oder in einem Werkzeug, das beispielsweise zuvor zur Ausbildung der Wulst verwendet wurde, eingelegt bleibt, so dass der Wulst in Axialrichtung und/oder in Radialrichtung, vorzugsweise vollständig, umschlossen ist, wobei dann in einem dritten Schritt die Hydraulikleitung, insbesondere nur der wulstfreie Leitabschnitt oder nur die wulstfreien Leitabschnitte der Hydraulikleitung, zur Leitungsführung, insbesondere über die gesamte axiale Erstreckung der Hydraulikleitung, erhitzt und in einen vorbestimmten Krümmungsverlauf gebracht wird, wobei danach in einem vierten Schritt die Hydraulikleitung, insbesondere der Leitabschnitt oder die Leitabschnitte und/oder der Wulst, gekühlt wird, und wobei die Hydraulikleitung in einem darauffolgenden fünften Schritt aus dem Werkzeug herausgenommen wird.
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Mit anderen Worten wird die Hydraulikleitung im Bereich des Wulstes von dem Werkzeug umschlossen, d.h. er bleibt in dem Werkzeug eingelegt, bis der Herstellungsprozess abgeschlossen ist. Der Wulst wird also in ein Werkzeug eingeklemmt, das den Wulst auf 360 Grad umgibt, während eine Leitungsführung/Leitungskrümmung der Hydraulikleitung durch Erhitzen, Biegen und Abkühlen erzeugt wird.
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Dies hat den Vorteil, dass sich der Wulst und/oder die Hydraulikleitung nicht deformieren können/kann, weil der Wulst und/oder die Hydraulikleitung zu jeder Zeit der Wärmebehandlung, insbesondere in dem dritten und vierten Schritt, von dem Werkzeug gehalten werden/wird. Dadurch wird ein Verziehen oder ein Schrumpfen der Wulst ausgeschlossen und die Hydraulikleitung mit dem Wulst optimiert.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
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Zudem ist es von Vorteil, wenn die Hydraulikleitung in dem dritten Schritt bei einer vorbestimmten Heiztemperatur von 150 bis 200 °C, insbesondere bei 165 bis 175 °C, erwärmt wird. Diese Temperaturparameter haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen, so dass das Material nicht beschädigt wird und gleichzeitig eine gleichmäßige und beständige Ausbildung der Krümmung bzw. der Leitungsführung ermöglicht werden kann.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Hydraulikleitung in dem dritten Schritt für 8 bis 14 Minuten, insbesondere für 12 Minuten ± 1 Minute, bei der vorbestimmten Heiztemperatur erwärmt wird. So kann gewährleistet werden, dass die Hydraulikleitung über ihre gesamte axiale Erstreckung eine nahezu konstante Temperatur besitzt und somit das Entstehen von Schäden am Material vermieden wird.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn die Hydraulikleitung in dem vierten Schritt mit Wasser und/oder mit Luft gekühlt wird. Dadurch kann vorteilhafterweise eine besonders kostengünstige Lösung zum Kühlen der Hydraulikleitung bereitgestellt werden. Außerdem kann das Wasser und/oder die Luft einfach zu dem zu kühlenden Bereich der Hydraulikleitung zugeführt werden. Auch ist es möglich, die Hydraulikleitung von innen zu kühlen.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn das Wasser eine Wassertemperatur von 5 bis 10 °C besitzt. Damit lässt sich eine ausreichend schnelle Kühlung und eine bestimmte Materialgefüge-Änderung realisieren, die besonders schonend für das Material der Hydraulikleitung, insbesondere Polyamid, ist.
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Auch ist es von Vorteil, wenn die Luft eine Lufttemperatur von 5 bis 10 °C besitzt. So können unabhängig davon, ob Luft und/oder Wasser als Kühlmedium verwendet wird, die gleichen Prozessparameter verwendet werden, was eine Durchführung des Herstellungsprozesses erheblich vereinfacht. Der Vorteil von Luft als Kühlmedium besteht auch darin, dass nicht für eine zusätzliche Abführung der Luft gesorgt werden muss.
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Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Hydraulikleitung für 2 bis 5 Minuten, insbesondere etwa 3 Minuten ± 20 Sekunden, gekühlt wird. Diese Zeitdauer ist ausreichend, um die erwärmte Hydraulikleitung ausreichend weit abzukühlen, so dass sie nicht weiter verformt werden kann und ihre derzeitige Form behält.
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Zudem ist es bevorzugt, wenn die Hydraulikleitung in dem ersten Schritt bei einer Lokalheiztemperatur von 90 bis 110 °C, vorzugsweise bei 100 ± 5 °C, lokal erwärmt wird. So kann der Wulst besonders einfach und effizient gefertigt werden. Gleichzeitig wird gewährleistet, dass das Material der Hydraulikleitung nicht zu fließen und Blasen zu schlagen beginnt.
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Außerdem ist es günstig, wenn die Hydraulikleitung für 1 bis 4 Sekunden, insbesondere 2 Sekunden ± 0,5 Sekunden, bei der vorbestimmten Lokalheiztemperatur erwärmt wird. Gerade in Kombination mit der vorbestimmten Lokalheiztemperatur ergeben sich somit optimale Bedingungen, um den Wulst auszubilden.
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Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Wulst in dem ersten Schritt durch Kompression in das Werkzeug ausgebildet wird. Dadurch kann der Wulst in einfacher Weise an die Innenkontur der Werkzeugform angepasst werden, beispielsweise indem die Hydraulikleitung von innen mit Hydraulikdruck beaufschlagt wird und in die Werkzeugform hineingedrückt wird.
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Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine Optimierung des Wulstes an einer Kunststoffleitung/Hydraulikleitung. Hierbei wird der Herstellungsprozess optimiert, mit folgenden Schritten: Erstellen des Wulstes durch örtliches Erhitzen der Leitung; Legen der Leitung in ein Werkzeug, so dass der Wulst in Radialrichtung und/oder in Axialrichtung vollständig umschlossen ist; Erzeugen der Leitungsführung durch Erhitzen; Kühlen des Wulsts und der Leitung; Demontage der Leitung vom Werkzeug. Erfindungsgemäß wird der Wulst also permanent im Werkzeug gehalten, so dass sich der Wulst nicht deformieren kann. Das heißt also, dass sich der Wulst nicht nach außen ausdehnen oder verformen kann, während die Leitungsführung der Hydraulikleitung hergestellt wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer durch das erfindungsgemäße Verfahren herzustellende Hydraulikleitung mit einem Wulst,
- 2 eine schematische Darstellung von Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen des Wulstes,
- 3 und 4Herstellungsschritte zum Erzeugen eines Halbzeugs für die Hydraulikleitung,
- 5 bis 7 Herstellungsschritte zum Erzeugen des Wulstes an der Hydraulikleitung,
- 8 eine schematische Längsschnittdarstellung der Hydraulikleitung, die in ein Werkzeug so eingelegt ist, dass der Wulst radial und axial umschlossen ist,
- 9 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Krümmungsverlaufs der Hydraulikleitung, und
- 10 eine schematische Darstellung eines Herstellungsschritts, bei dem die Hydraulikleitung aus dem Werkzeug entnommen wird.
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Die Figuren sind leidglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt einen durch das erfindungsgemäße Verfahren herzustellenden, radial nach außen abstehenden Wulst 1 an einer Hydraulikleitung 2 aus Kunststoff. Der Wulst 1 ist über den Umfang der Hydraulikleitung 2 durchgängig umlaufend ausgebildet und weist einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Die Hydraulikleitung 2 bildet einen Kanal zum Führen von Hydraulikmittel aus. Die Hydraulikleitung weist einen Wulstbereich 3, in dem der Wulst 1 angeordnet ist, und dazu benachbarte, an den Wulstbereich 3 angrenzende wulstfreie Leitabschnitte 4, die einen konstanten Außendurchmesser besitzen, auf.
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2 zeigt Schritte des Verfahrens zum Herstellen des Wulstes 1. Das Verfahren beinhaltet einen ersten Schritt 5, einen zweiten Schritt 6, einen dritten Schritt 7, einen vierten Schritt 8 und einen fünften Schritt 9, die in der genannten Reihenfolge zeitlich nacheinander durchgeführt werden.
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3 und 4 zeigen Schritte, die dem ersten Schritt 5 zeitlich vorgelagert sind. In 3 ist dargestellt, dass ein Halbzeug 10 für die Hydraulikleitung 2 extrudiert wird. In 4 wird gezeigt, dass das Halbzeug 10 für die Hydraulikleitung 2 auf eine vorbestimmte Axiallänge gebracht wird. Die Hydraulikleitung 2 liegt vor dem ersten Schritt 5 also als ein geradliniger Leitungsabschnitt vor.
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In dem ersten Schritt 5 des Verfahrens, der insbesondere in 5 und 6 dargestellt ist, wird das Halbzeug 10 der Hydraulikleitung 2 in ein Werkzeug 11 eingelegt und lokal erhitzt. Das Werkzeug 11 besitzt eine Form, die der Negativform des herzustellenden Wulstes 1 entspricht. Das Halbzeug 10 wird also in dem Wulstbereich 3 lokal auf eine vorbestimme Lokalheiztemperatur von 95 bis 105 °C für etwa 2 Sekunden erhitzt und von innen mit Druck beaufschlagt, so dass der Wulst 1 durch Kompression in die Negativform des Werkzeugs 11 ausgebildet wird. So wird also die Hydraulikleitung 2, die den Wulstbereich 3 mit dem radial nach außen abstehenden Wulst 1 und die daran angrenzenden Leitabschnitte ohne Wulst aufweist, wie sie in 7 dargestellt ist, ausgebildet.
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In dem zweiten Schritt 6 des Verfahrens, der in 8 dargestellt ist, wird die Hydraulikleitung 2 in ein Werkzeug 12 eingelegt, so dass der Wulst 1 der Hydraulikleitung 2 in Radialrichtung und in Axialrichtung von dem Werkzeug 12, das das gleiche Werkzeug wie das Werkzeug 11 sein kann, umschlossen ist.
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In dem dritten Schritt 7 des Verfahrens wird die Hydraulikleitung 2 auf eine vorbestimmte Heiztemperatur, die zwischen 165 und 175 °C liegt, für 12 Minuten erhitzt, wobei die Hydraulikleitung 2, oder zumindest der Wulstbereich 3 der Hydraulikleitung 2, in dem Werkzeug 12 eingelegt bleibt. Währenddessen wird die Hydraulikleitung 2 in die gewünschte Form gebracht, so dass die Hydraulikleitung 2 einem vorbestimmten Krümmungsverlauf entspricht. Ein solcher Krümmungsverlauf, der der Leitungsführung der Hydraulikleitung 2 entspricht, ist in 9 dargestellt.
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In dem vierten Schritt 8 des Verfahrens wird die Hydraulikleitung 2 durch Wasser und/oder durch Luft, die eine Wasser- bzw. Lufttemperatur von 5 bis 10°C besitzen, für 3 Minuten gekühlt. Dabei verbleibt der Wulstbereich 3 während dem Kühlen in dem Werkzeug 12.
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In dem fünften Schritt 9 des Verfahrens wird die Hydraulikleitung 2 aus dem Werkzeug 12 herausgenommen, was in 10 dargestellt ist. Die Hydraulikleitung 2 verbleibt also während dem zweiten Schritte 6, dem dritten Schritt 7 und dem vierten Schritt 8 in dem Werkzeug 12, das den Wulst 1 vollständig in Axialrichtung und/oder in Radialrichtung umschließt, damit ausgeschlossen wird, dass sich der Wulst 1 durch die Wärmebehandlung der Hydraulikleitung 2 verändert. Anschließend werden die Abmessungen des Wulstes 1 überprüft.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wulst
- 2
- Hydraulikleitung
- 3
- Wulstbereich
- 4
- Leitabschnitt
- 5
- erster Schritt
- 6
- zweiter Schritt
- 7
- dritter Schritt
- 8
- vierter Schritt
- 9
- fünfter Schritt
- 10
- Halbzeug
- 11
- Werkzeug
- 12
- Werkzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010022506 A1 [0002]
