DE10356440A1 - Verfahren zur Herstellung von Krümmerschläuchen - Google Patents

Abstract

Zur Herstellung von Krümmerschläuchen auf einem flexiblen Dorn wird über den aufgebauten unvulkanisierten Schlauchrohling (12) ein elastisch aufweitbarer flexibler Hüllschlauch (14) gezogen, der als Außenform verwendet wird. Der Hüllschlauch (14) zieht sich aufgrund seiner elastischen Rückstellkraft wieder zusammen und presst den Schlauchrohling (12) gleichmäßig gegen den Hohldorn (10).

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Krümmerschläuchen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Ein Verfahren zur Herstellung von Krümmerschläuchen ist aus der DE 101 62 294 A1 bekannt. Ein wesentliches Merkmal dieses bekannten Verfahrens besteht darin, dass für die Formgebung – also für die Erzeugung der gekrümmten Raumform des Schlauchrohlings – und für das Vulkanisieren des Kautschuks – also für die Vernetzung der elastomeren Bestandteile der Schlauchwandung unter Einwirkung von Hitze und Formungsdruck – eine exakt schließbare starre Negativform vorgesehen ist, die infolge ihrer unvermeidlich hohen Herstellkosten zu einer nicht unerheblichen Erhöhung der Verfahrenskosten führt.
• Ein anderes Verfahren, bei dem ebenfalls eine Negativform verwendet wird, ist aus der DE 195 27 182 A1 der bekannt. Da die Negativform hierbei zum Einlegen und Herausnehmen des Schlauchrohlings teilbar sein muss, ist bei diesem bekannten Verfahren nicht vermeidbar, dass sich die Teilungsfugen auf der Oberfläche des fertigen Krümmerschlauches abbilden, wodurch eine Qualitätsminderung einttitt. Weichen die Maßtoleranzen zwischen der Negativform und dem Schlauchrohling in dem Sinne voneinander ab, dass der Schlauchrohling ein Untermaß besitzt, ergibt sich einerseits eine zerklüftete Oberfläche, zum anderen wird der zum Vulkanisieren nötige Druck auf den Schlauchrohling nicht homogen über den gesamten Schlauchabschnitt erzeugt, so dass die Vulkanisation ungleichmäßig ist, wodurch die Reproduzierbarkeit und die Qualität leiden. Ein Umwickeln des Schlauchrohlings bietet keinen Ausweg aus der Problematik, da sich einerseits enge Krümmungsradien nicht realisieren lassen und sich andererseits auch bei großen Krümmungsradien das Stützband auf der Oberfläche des Krümmerschlauches abbildet. Auch ein Vorvulkanisieren des noch geraden Schlauchrohlings hat sich als nachteilig erwiesen; denn die durch die Negativform aufgezwungene Formgebung ist nach dem Endvulkanisieren nicht mehr beständig, da der Krümmerschlauch nach dem Herausnehmen aus der Negativform dazu tendiert, zu der ursprünglichen geraden Form seines Achsenverlaufs zurückzukehren.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs genannten Verfahren zur reproduzierbaren Herstellung von Krümmerschläuchen mit einem definierten Achsenverlauf bei homogener Vulkanisation und glatten Aussen- und Innenflächen ohne Verringerung der Produktqualität die Produktionskosten zu reduzieren.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, das die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen Merkmale aufweist.
• Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Während die fachmännische Lehre der o.a. DE 101 62 294 A1 die Verwendung einer exakt schließenden starren Negativform als zwingend erforderlich ansah, widerlegt die vorliegende Erfindung diese Ansicht und schlägt ein weitgehend entsprechendes Verfahren vor, das jedoch ganz ohne eine derartige Negativform auskommt und dadurch erheblich geringere Produktionskosten verursacht.
• Erfindungsgemäß geht man in folgenden Schritten vor:
  Zunächst baut man auf einem flexiblen Hohldorn einen dem konstruktiven Aufbau des herzustellenden Krümmerschlauches entsprechenden Schlauchrohling auf. Dabei weist der Hohldorn, der vorugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff – und zwar inbesondere aus einem recyclebaren Polymethylpenten – gebildet ist, eine in Längsrichtung koaxial durchgängige Ausnehmung mit konstanter lichter Weite auf, Über diesen, den Hohldorn enthaltenden, unvulkanisierten Schlauchrohling zieht man dann einen elastisch aufweitbaren flexiblen Hüllschlauch, den man dabei – insbesondere durch Aufblähen – aufweitet. Anschließend lässt man den Hüllschlauch sieh durch seine elastische Rückstellkraft wieder zusammenziehen, wobei dieser die Wandung des Schlauchrohlings ringsum gleichmäßig gegen den Hohldorn presst. Dann wird der Schlauchrohling samt Hohldorn und Hüllschlauch in bestimmunggemäße Schlauchkrümmer-Längen unterteilt – insbesondere geschnitten, und in die koaxialen Ausnehmungen der Hohldorn-Abschnitte werden starre Heizdorne eingebracht, deren Durchmesser der lichten Weite der Ausnehmungen entsprechen und die entsprechend der Raumform der herzustellenden Krümmerschläuche gekrümmt sind. Die bis dahin unvulkanisierten Schlauchrohling-Abschnitte werden dann zusammen mit den sie umfassenden Hüllschlauch-Abschnitten und den enthaltenen Hohldorn-Abschnitten und Heizdornen – in einem Heizkessel o.ä. – in in einem Arbeitsgang vulkanisiert, und schließlich werden die starren Heizdorne sowie die Hüllschlauch- und Hohldorn-Abschnitte entfernt.
• Vorzugsweise besitzt der Hüllschlauch gegenüber dem Schlauchrohling Untermaß, d.h. die lichte Weite des Hüllschlauchs ist im entspannten Zustand kleiner als der Außendurchmesser des Schlauchrohlings. Die Aufweitung, des Hüllschlauches während des Aufziehens auf den Schlauchrohling erfolgt zweckmäßig durch pneumatisches Aufblähen. Durch das Aufblähen wird das Aufziehen ohne mechanische Belastung und Beeinträchtigung des Schlauchrohlings ermöglicht. Beim anschließenden Entspannen des Hüllschlauches wird durch seine elastische Rücksiellkraft von aussen her ein gleichmäßiger Druck auf den Schlauchrohling erzeugt, wodurch eine homogene Vulkanisation gewährleistet wird. Da der Hüllschlauch hochflexibel ist, überträgt er die Krümmungen der starren Heizdorne – auch in Bereichen kleiner Krümmungsradien – äußerst exakt und irreversibel auf die Schlauchrohling-Abschnite.
• Der Hüllschlauch kann eine glatte oder strukturierte Innenoberfläche aufweisen, wodurch die Schlauchrohling-Abschnitte beim Vulkanisieren eine glatte oder strukturierte Oberfläche erhalten.
• In einer besonders vorteihaften Ausführungsform des erfindunggemäßen Verfahrens wird auf den Hohldorn bereits vor dem Aufbringen des Schlauchrohlings eine Folie extrudiert, die sich beispielsweie durch geringe Gas-, Dampf- oder Flüssigkeitsdurchlässigkeit auszeichnet und die sich bei der Vulkanisation mit der Wandungs-Innenfläche des Schlauchrohlings verbindet und nach Entfernen des Hohldorns im Krümmerschlauch verbleibt. Infolge des beim erfindungsgemäßen Verfahren durch den Hüllschlauch ringsum gleichmäßig radial auf den Schlauchrohling und die in diesem angeordnete Folie ausgeübten Anpressdruckes wird jegliche Faltenbildung dieser Folie verhindert, und die Innenfläche der Krümmerschlauch-Wandung bleibt völlig faltenfrei.
• Durch eine solche Folie gelingt es, Krümmerschläuche mit hoher Dichtigkeit bezüglich der zu führenden Medien herzustellen, ohne dabei Rücksicht auf eine eventuelle Unverträglichkeit dieser Medien gegenüber dem übrigen Material des Krümmerschlauchs nehmen zu müssen. Vielmehr kann das Material des Krümmerschlauchs, also insbesondere der Gummi, überwiegend nach anderen Parametern, wie z. B. Elastizität, Druckfestigkeit und Temperaturfestigkeit ausgelegt werden.
• Ferner gewährleistet die faltenfreie Innenfläche der erfindungsgemäß hergestellten Krümmerschläuche bei der Förderung von Fluiden in technischen Anlagen reduzierte Strömungswiderstände. Auch werden Schädigungen der Krümmerschläuche in Form von Auswaschungen vermieden, die infolge von Falten entstehen können.
• Gemäss einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch die Heizdorne als Hohldorne ausgebildet sein, so dass die Schlauchrohlinge auch von ihrer Innenseite her mit dem zum Vulkanisieren eingesetzten Trägermedium temperaturbeaufschlagt werden können.
• Vorzugsweise wird für den Hüllschlauch ein Elastomer-Werkstoff verwendet. Als besonders geeignet hat sich hierfür ein Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) erwiesen; denn die Elastizität dieses Werkstoffs sorgt dafür, dass der notwendige Aussendruck auf den Schlauchrohling erzeugt und bei den Vulkanisationstemperaturen aufrechterhalten wird.
• Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der beigefügten Querschnittszeichnung am Beispiel eines Kältemittel-Krümmerschlauches erläutert.
• Wie die Zeichnung zeigt, wird der Schlauchrohling 12 auf einem flexiblen – insbesondere thermoplastischen – Hohldorn 10 aufgebaut, auf den man zuvor eine folienförmige Schicht 22 aufextrudiert hat. Diese Folie 22 bildet später die Auskleidung des fertigen Krümmerschlauches. Hierauf wird dann der übrige Schlauchrohling 12 aus einer elastomeren Innenschicht 24, einer elastomeren Außenschicht 28 und einem zwischen diesen Schichten eigebetteten Festikeitsträger 26 – und erforderlichenfalls geeigneten Haftvermittler-Schichten – aufgebaut. Anschließend wird der gesamte Schlauchrohling 12 mit einem zu diesem Zweck durch Aufblähen elastisch aufgeweiteten Hüllschlauch 14 überzogen. Wenn dieser sich dann infolge seiner elastischen Rückstellkraft wieder zusammenzieht, presst er den Schlauchrohling – und mit diesem die Folie 22 konzentrisch gleichmäßig gegen den flexiblen Hohldorn 10.
• Dieser aus dem flexiblen Hohldorn 10, dem Schlauchrohling 12 samt Folie 22 und dem Hüllschlauch 14 gebildete Schichtenaufbau kann in größeren Längen hergestellt werden. Er wird dann in bestimmungsgemäße Krümmerschlauchlängen unterteilt, und die so erzeugten Abschnitte werden auf starre – insbesondere metallische – gekrümmte Heizdorne 16 aufgebracht, indem man die Heizdorne 16, deren Durchmesser der lichten Weite w der Ausnehmungen 11 der Hohldornabschnitte 10 entspricht, in diese einführt. Dabei werden den Schlauchrohlingen die vorgegebenen gekrümmten Raumformen der Heizdorne 16 aufgezwungen, und durch die anschließende Vulkanisation werden die Krümmungen der Heizdorne 16 bleibend auf die hergestellten Krümmerschläuche übertragen.

10

flexibler Hohldorn

11

koaxiale Ausnehmung

w

lichte Weite der Ausnehmung 11

12

Schlauchrohling

14

Nüllschlauch

16

starrer gekrümmter Heizdorn

22

Folie

24

Innenschicht

26

Festigkeitsträger

28

Außenschicht

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Krümmerschläuchen, wobei auf einem flexiblen Dorn (10) ein Schlauchrohling (12) aufgebaut, unvulkanisiert mit dem in seinem Inneren befindlichen Dorn (10) in eine Außenform (14) eingebracht, in dieser vulkanisiert, dann aus ihr entnommen und schließlich der Dorn (10) aus dem Inneren des fertigen Krümmerschlauchs entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass der Schlauchrohling (12) auf einem flexiblen Hohldorn (10) aufgebaut wird, der eine in Längsrichtung durchgängige, koaxial verlaufende Ausnehmung (11) mit konstanter lichter Weite (w) aufweist, – dass als Außenform ein elastisch aufweitbarer flexibler Hüllschlauch (14) verwendet wird, der in aufgeweitetem Zustand über den den Hohldorn (10) enthaltenden unvulkanisierten Schlauchrohling (12) gezogen wird, – dass man den Hüllschlauch (14) sich durch seine elastische Rückstellkraft wieder zusammenziehen lässt, so dass er die Wandung des Schlauchrohlings (12) ringsum gleichmäßig gegen den Hohldorn (10) presst, – dass der Schlauchrohling (12) samt Hohldorn (10) und Hüllschlauch (14) in bestimmungsgemäße Schlauchkrümmer-Längen unterteilt wird, – dass in die koaxialen Ausnehmungen (11) der Hohldorn (10) – Abschnitte starre Heizdorne (16) eingebracht werden, die die der Raumform der herzustellenden Krümmerschläuche entsprechende(n) Krümmungen) aufweisen und – dass die Schlauchrohling (12) – Abschnitte dann in den elastischen Hüllschlauch (14) – Abschnitten durch Hitzeeinwirkung in einem Arbeitsgang vulkanisiert – und schließlich die starren Heizdorne (16) sowie die Hüllschlauch (14) – und Hohldorn (10) – Abschnitte entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Hüllschlauchs (14) im entspannten Zustand kleiner als der Aussendurchmesser des Schlauchrohlings (12) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hüllschlauch (14) während des Aufziehens auf den Schlauchrohling (12) pneumatisch aufgebläht und nach dem Aufziehen entspannt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Hohldorn (10) vor Aufbringen des Schlauchrohlings (12) eine Folie (22) extrudiert wird, die sich bei der Vulkanisation des Schlauchrohlings (12) mit dessen Wandungs-Innenfläche verbindet und nach Entfernen des Hohldorns (10) im Krümmerschlauch verbleibt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als starre Heizdorne (16) Hohldorne verwendet und die Schlauchrohling (12) – Abschnitte auch von der Innenseite der Heizdorne (16) her mit dem zum Vulkanisieren eingesetzten Trägermedium temperaturbeaufschlagt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchrohlinge (12) mit den im Inneren befindlichen Hohldornen (10) und den sie umfassenden Hüllschläuchen (14) vor dem Aufziehen auf die Heizdorne (16) vorgewärmt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hüllschlauch (14) aus Elastomer-Werkstoff(en) verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Elastomer-Werkstoff ein Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) verwendet wird.