DE1120121B - Verfahren zum Herstellen von gebogenen Schlauchstuecken aus Polytetrafluoraethylen - Google Patents

Description

deutsches

Patentamt

kl. 39 a 15

DMTERNAT.KL. B 29 f

R20195X/39a

ANMELDETAG: 14. DEZEMBER 1956

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 21. DEZEMBER 1961

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von gebogenen Schlauchstücken aus Polytetrafluoräthylen.

Schläuche werden gegenüber Rohrleitungen in Fällen bevorzugt, wo infolge Schwingungen leicht Rohrbrüche entstehen können oder die Rohre schwierig zu verlegen sind. Insbesondere im Flugzeugbau ist es erwünscht, Rohrleitungen durch Schlauchleitungen zu ersetzen, wie beispielsweise Brennstoff- und Ölleitungen bei Strahltriebwerken. Die üblichen Schläuche aus Kautschuk sind hierzu jedoch wegen der auftretenden höheren Temperaturen wenig geeignet. Da Polytetrafluoräthylen Arbeitstemperaturen bis zu etwa 260° C gut aushält, werden neuerdings im Flugzeugbau usw. Schläuche aus Polytetrafluoräthylen verwendet. Dabei ergibt sich jedoch insofern eine Schwierigkeit, als die Schlauchleitungen infolge der Raumverhältnisse häufig scharfe Bögen erhalten müssen. Die aus Polytetrafluoräthylen hergestellten Schläuche sind nun nicht so biegsam wie Schläuche aus Kautschuk, d. h., der für Schläuche aus Polytetrafluoräthylen zulässige, kleinste Biegeradius ist noch verhältnismäßig groß.

Die Erfindung löst die Aufgabe, gebogene Sehlauchstücke aus Polytetrafluoräthylen mit einem wesentlich kleineren Biegeradius herzustellen, als dies bisher möglich gewesen ist»

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß ein gerades Schlauchstück mit einem Füllmittel gefüllt, anschließend auf den gewünschten Radius gebogen, in der gebogenen Gestalt festgehalten und auf eine Temperatur unterhalb 327° C erhitzt, hierauf weiter in der gebogenen Gestalt gehalten und abgekühlt wird und die Erhitzung vor dem Kühlen so lange durchgeführt wird, daß die gebogene Gestalt nach der Kühlung erhalten bleibt.

Die hierbei angewendeten Verfahrensschritte sind nicht neu. So ist es bekannt, Schläuche aus Kunststoff vor dem Biegen mit einer Substanz zu füllen, die beim Biegevorgang das Einknicken des Schlauches verhindert. Statt einer eingefüllten Substanz ist es auch bekannt, einen zusätzlichen Schlauch einzuführen, der vor dem Biegen aufgeblasen wird oder zur Versteifung eine Drahtwendel einzuschieben. Der Unterschied des Verfahrens gemäß der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik liegt also in der Aufeinanderfolge der bekannten Verfahrensschritte.

Als besonderer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung ergibt sich, daß nunmehr Schlauchleitungen völlig aus Polytetrafluoräthylen bestehen können, selbst wenn diese Leitungen in Bögen mit kleinem Biegeradius um Kanten usw. geführt werden müssen.

Verfahren zum Herstellen

von gebogenen Schlauchstücken

aus Polytetrafluoräthylen

Anmelder:

Resistoflex Corporation* Roseland,
N.J. (V.St.A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner, Berlin-Grunewald, und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Tal 71,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. Dezember 1955 (Nr. 553 335)

Irving David Press, West Orange, N. J. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Bisher wurden in diesen Fällen bei Leitungen aus Polytetrafluoräthylen besondere. Eassonstücke aus Metall benutzt. Dies ist einerseits umständlich und andererseits müssen die verschiedenen Teile der Leitung miteinander verbunden werden, und es besteht nicht immer völlige Gewähr dafür, daß alle Verbindungen genau vorschriftsmäßig, d. h. nicht zu fest oder ungenügend angezogen werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines gebogenen Schlauchstückes aus Polytetrafluoräthylen mit einer einzigen Lage Drahtgeflecht, wobei die Biegeradien des normalen Schlauches und des nach der Erfindung vorgeformten Schlauches wiedergegeben sind,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Schlauch mit darin befindlichem Kern,

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Haltevorrichtung für die Ausführung des Verfahrens der Erfindung.

In Fig. 1 ist strichpunktiert der normale minimale Biegeradius eines Schlauches S der Größe »—4« gemäß der im nachfolgenden Text noch angegebenen Tabelle dargestellt. Wird der Schlauch dieser Größe nach einem kleineren Radius gebogen, so knickt der Schlauch ein, womit der Durchflußquerschnitt vermindert wird. In vollen Linien ist in Fig. 1 der minimale Biegeradius dargestellt, der beim gleichen Schlauch erhalten werden kann, wenn dieser Schlauch gemäß der Erfindung vorgeformt wird.

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Die erste Verfahrensstufe besteht darin, den Schlauch auf die gewünschte Länge zuzuschneiden, wobei eine geringe Zugabe gemacht werden kann. In dieses Schlauchstück wird ein biegsamer Kern eingesetzt. Die Bedingungen für diesen Kern sind nur, "5 daß er genügend biegsam ist, daß er ausreichend kräftig ist, um das Zusammengehen des Schlauches beim Biegen zu verhindern, und daß er die Temperaturen bei der folgenden Wärmebehandlung aushält. Geeignete Stoffe, die für die Kerne benutzt worden sind, sind volle Stangen oder Rohre aus Polytetrafluoräthylen, Silikonen und synthetischem Kautschuk, beispielsweise Chloropren. Biegsame Stahlwellen können ebenfalls benutzt werden.

In Fig. 2 ist ein Schlauch 5 a dargestellt, der aus einem Polytetrafluoräthylen 6 mit einer einzigen Drahtgeflechthülle 7 besteht (schematisch angedeutet). Im Schlauch befindet sich ein biegsamer voller Kern 8. Der Kern soll einen solchen Durchmesser gegenüber dem Schlauch haben, daß dieser mit leichtem Gleitsitz aufgeschoben werden kann, und so stark als möglich sein, ohne daß das Abziehen des Schlauches nach dem Biegen erschwert wird.

Die nächste Verfahrensstufe ist das Biegen des den Kern enthaltenden Schlauches in die gewünschte Form, in der der Schlauch mittels einer beliebigen Halterung bzw. Schablone festgehalten wird. Eine Art des Festhaltens ist aus Fig. 3 ersichtlich. Sie besteht darin, daß auf einer ebenen Platte 10 mittels eines Zapfens 11 ein zylindrischer Block 12 angebracht ist, um den herum eine Anzahl einstellbarer Klemmen oder Anschläge 13 liegt, die durch Schrauben 14 festgelegt werden. Wenn der Block 12 und die Klemmen 13 von der Platte 10 genügend weit nach oben ragen, kann eine Reihe von gebogenen Schlauchstücken gleichzeitig in die Haltevorrichtung eingelegt werden. Die hier dargestellte Biegung beträgt 180°. DurchWeglassen einer oder mehrerer Klemmen kann eine geringere Biegung und durch die Verwendung anderer Klemmen oder Anschläge können mehrfache Biegungen erhalten werden.

Nachdem der Schlauch in der beschriebenen Weise festgelegt worden ist, wird er zusammen mit der Haltevorrichtung in einem Ofen gebracht, auf die gewünschte Temperatur erhitzt und im Ofen belassen, bis er gleichmäßig durchgewärmt ist. Die Temperatur liegt vorzugsweise im Bereich von 230° C. Polytetrafluoräthylen wird oberhalb 327° C zu einem Gel, und es sollte nicht auf diese Temperatur erhitzt werden. Es kann bei noch viel niedrigeren Temperaturen als 205⁰C verformt werden, jedoch ist dann für die Wärmebehandlung eine längere Zeitdauer erforderlich. Beste Ergebnisse werden durch halbstündiges Erhitzen auf 230° C erhalten.

Als nächste Verfahrensstufe schließt sich das Abkühlen des Schlauches an, wobei er auch noch in der gewünschten Form gehalten wird, wonach er dann aus der Haltevorrichtung herausgenommen und der Kern entfernt wird. Schließlich werden die Enden des Schlauches zugeschnitten und die Kuppelstücke angebracht. In dieser Weise entsteht also ein vorgeformter Schlauch mit der genauen im Gebrauchszustand erforderlichen Biegung, der jedoch nach wie vor noch seine Biegsamkeit hat.

Ein für die anzuwendende Temperatur bei der Wärmebehandlung bestimmender Faktor liegt darin, daß ein Schlauch aus Polytetrafluoräthylen, der in der angegebenen Weise in eine bestimmte Gestalt verformt worden ist, diese Gestalt nicht beibehält, wenn er auf eine Temperatur erhitzt wird, die höher als die bei der Verformung angewendete Temperatur ist. Infolge dieser Rückstelleigenschaft will der Schlauch beim Erhitzen auf hohe Temperaturen wieder seine ursprüngliche Gestalt annehmen. Ist es daher bekannt, daß der Schlauch später unter Bedingungen benutzt wird, wo er beispielsweise Temperaturen von 205° C unterliegt, so sollte der Schlauch bei etwas höheren Temperaturen vorgeformt werden, etwa bei 230° C.

Die folgende Tabelle zeigt den großen Unterschied zwischen dem normalen minimalen Biegedurchmesser eines Schlauches der beschriebenen Art, bestehend aus einem Polytetrafluoräthylenschlauch mit einer einzigen Drahtgeflechthülle aus nichtrostendem Stahl, und den schärferen Biegungen, die beim gleichen Schlauch gemäß dem Verfahren der Erfindung vorgenommen werden können.

Schlauch- größe	Durch innen	messer außen	Minimaler Biegeradius	Minimaler Vorgeformter Radius
	cm	cm	cm	cm
-4	0,47	0,78	5	1,9
-5	0,62	0,94	7,5	2,5
-;6	0,78	1,1	10 ·	3,1
-8	1,0	1,4	11,6	3,8
-10	1,3	1,7	13,8	4,4
-12	1,6	1,9	16,3	5
-16	2,2	2,6	18,4	7,5
-20	2,8	3,3	22,5	12,5

(Die Biegeradien sind von der im Bogen innenliegenden Schlauchfläche aus gemessen, nicht von der Schlauchmittelachse.)

Bei der Verformung tritt keine Beeinträchtigung oder sonstige Veränderung der Eigenschaften des Polytetrafluoräthylens ein. Der Schlauch kann gegebenenfalls sogar mehrmals verformt bzw. umgeformt werden. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens liegt noch darin, daß Probeschläuche oder Muster angefertigt werden können, indem ein Schlauchstück mit schärferen Biegungen, als sie dem minimalen Biegeradius entsprechen, dadurch hergestellt wird, daß das Schlauchstück mit einem Kern gefüllt und mit Kuppelstücken versehen wird, wonach es an der Gebrauchsstelle angehalten und seine gebogene Gestalt durch beliebige Mittel gesichert wird. Wird dann dieses fixierte Schlauchstück erhitzt und gekühlt, so ist nach Entfernung des Kerns ein Musterstück vorhanden, ohne daß es erforderlich ist, die erhebliche Zeit aufzuwenden, die für einen zeichnerischen Entwurf benötigt wird. Das vorgeformte Modell kann einfach zur Herstellung weiterer Schlauchstücke gleicher Gestalt verwendet werden, indem um das Modellstück eine Haltevorrichtung herumgebaut wird.

Obwohl die Verwendung eines Kerns der beschriebenen Art für die meisten Biege- und Vorformungsarbeiten bevorzugt wird, kann in den Fällen, wo zahlreiche verschiedene (kombinierte) Biegungen an einem Schlauchstück vorhanden sind und das Herausziehen des Kerns Schwierigkeiten macht, das Einknicken oder Zusammengehen des Schlauches während der VorformOng dadurch vermieden werden, daß an den Enden des Schlauches, entweder vorübergehend oder gleich für dauernd, Kuppelstücke ange-

bracht werden, um den Schlauch mit einem Druckmittel zu füllen. Druckluft oder -gas sind für diesen Zweck benutzt worden, wobei ein Überdruckventil an den Schlauch angeschlossen wurde, um durch Druckentlastung keine höheren Drücke während des Erhitzens aufkommen zu lassen, die sonst durch die Ausdehnung des Gases entstehen können. Es kann auch eine nicht zusammendrückbare Flüssigkeit benutzt werden, vorzugsweise eine Hüssigkeit mit einem Siedepunkt oberhalb der Temperatur, die für das Vorformen des Schlauches angewendet wird. Für diesen Zweck sind eine Anzahl von Ölen mit hohem Siedepunkt geeignet.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Herstellen von gebogenen Schlauchstücken aus Polytetranuoräthylen, deren Biegeradius erheblich kleiner ist als der für solche Schläuche übliche kleinste Biegeradius, dadurch gekennzeichnet, daß ein gerades Schlauchstück mit einem Füllmittel gefüllt, anschließend auf den gewünschten Radius gebogen, in der gebogenen Gestalt festgehalten und auf eine Temperatur unterhalb 327° C erhitzt, hierauf weiter in der gebogenen Gestalt gehalten und abgekühlt wird und die Erhitzung vor dem Kühlen so lange durchgeführt wird, daß die gebogene Gestalt nach der Kühlung erhalten bleibt.

2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Biegen von Schlauchstücken aus Polytetraftuoräthylen mit einer Umhüllung aus Drahtgeflecht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Kunststoff Taschenbuch« von P ab st, Hauser-Verlag, 11. Auflage, S. 66.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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