DE3030134C2

DE3030134C2 - Kühlwasserschlauch für Kraftfahrzeuge und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE3030134C2
Application number: DE19803030134
Authority: DE
Inventors: Ligia Dipl.-Ing. 6840 Lampertheim Ludwig; Rudolf 6921 Lobbach Silchinger
Original assignee: Metzeler Kautschuk GmbH
Current assignee: Metzeler Kautschuk GmbH
Priority date: 1980-08-08
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1982-06-24
Also published as: DE3030134A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlwasserschlauch für Kraftfahrzeuge mit einer Gerüstbandeinlage in Form eines Gestrickes und mindestens einem im Winkel dazu verlaufenden, eber falls eine Gerüstbandeinlage aufweisende Abzweigschlauch für ein Teilmedium, wobei der Abzweigschlauch an einer radialen, vorzugsweise eine kreisbogenförmige Kontur aufweisenden Durchbrechung des Hauptschlauches dauerhaft mit diesem verbunden ist.

Ein derartiger Kühlwasserschlauch mit Abzweig ist aus der DE-AS 24 43 824 bekannt. Hierbei wird zur Herstellung der Abzweigverbindung der Lochrand des Hauptschlauches nach außen gebördelt und der daraufzusetzende Abzweigschiauch ebenfalls an seinem zu verbindenden Ende nach außen gebördelt und beide überlappenden Kanten dann nrch Aufsetzen einer entsprechenden Form und eines konturgetreuen, in den Abzweig eingesetzten Gegenstückes ausvulkanisiert. Abgesehen von der sehr aufwendigen Herstellungsweise kann dabei die Gefahr eines Aufreißens der Verbindungsstelle bestehen.

Weiterhin ist ein Kühlwasserschlauch mit Abzweig aus der DE-OS 22 30 719 bekannt, bei dem der Abzweig selbst oder die Verbindung zu dem Abzweigschlauch dadurch hergestellt wird, daß auf die entsprechende Lochung des Hauptschlauches eine dem Abzweig entsprechende, mit Rohgummi gefüllte Form aufgesetzt und der Rohgummi vulkanisiert wird, so daß der entstehende Abzweig unmittelbar an die durchbrochene ScHauchwandung angeformt ist. Wenn dabei der Ab/.weigschlauch auch eine Geriistbandeinlage aufweisen soll und der mit der Form gebildete Abzweig nur die Verbindung vom Hauptschlauch zum Abzweigschlauch darstellt, haben sich Schwierigkeiten bei der Hallbarkeit dieser Verbindung ergeben, da der Abzweig der Verbindungsstelle zu leicht aufplatzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde.

einen Kühlwasserschlauch mit Abzweig zu schaffen, bei dcffi der Abzweigschlauch weitgehend formschlüssig mit dem Haupischlauch verbunden ist und damit eine erheblich bessere Festigkeit gewährleistet wird. Außer* dem soll dieser Abzweig einfach herzustellen sein und eine Anpassung der verschiedensten Schlauchdurchmesser zueinander ermöglichen.

Ausgehend von einem Kühlwasserschlauch der eingangs genannten Art ist zur Lösung der vorstehen-

den Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Abzweigschlauch im Bereich seines mit dem Hauptschlauch zu verbindenden Endes zwei radiale, einander gegenüberliegende Durchbrechungen aufweist, in die der Hauptschlauch eingesetzt ist, derart, daß das mit den Durchbrechungen versehene Ende des Abzweigschlauches den Hauptschlauch im Bereich seiner radialen Durchbrechung zumindest teilweise umschlingt und daß alle Berührungs- und Verschneidungsbereiche von Haupt- und Abzweigschlauch mit einer ausvulkanisierten Masse haftend verbunden sind.

Damit umfaßt die Gerüstbandeinlage des Abzweigschlauches weitgehend auch den Hauptschlauch, so daß dadurch die Verbindungsstelle zwischen Haupt- und Abzweigschlauch praktisch die gleiche Festigkeit wie der Abzweigschlauch auf seiner übrigen Länge aufweist

Wehere zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 genannt

Das Verfahren zur Herstellung dieses Kühlwasserschlatiches unter Verwendung eines im Bereich der Verbindungsstelle aufgesetzten, der Form tes Hauptschlauches und des Abzweigschlauches entsprechenden, mit einer ausvulkanisierbaren Masse füllbaren Form, besteht erfindungsgemäß darin, daß der Hauptschlauch mit einer radialen Durchbrechung versehen, die Schlauchumfangsfläche im Bereich der Durchbrechung aufgerauht, der Abzweigschlauch an einem Ende mit zwei einander gegenüberliegenden Durchbrechungen versehen und auf den Hauptschlauch bis über dessen Durchbrechung geschoben, die im Bereich der Verbindungsstelle aufgesetzte Form an allen freien Zwischen räumen und Spalten zwischen der Kontur des Hauptschlauches und der des Abzweigschlauches mit Rohgummi gefüllt und der Rohgummi ausvulkanisiert wird, derart, daß beide Schläuche dicht und dauerhaft miteinander verbunden werden.

Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 7 und 8 genannt.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert Dabei zeigen

Fig. IA-C einen fertigen Schlauchabzweig in Seitenansicht, Vorderansicht und Aufsicht.

F i g. 2Λ — C die Durchbrechung Jes Hauptschlauches und seine Herstellung im Querschnitt, in Seitenansicht und in Aufsicht.

Fig. 3A u. B eine Seitenansicht des mit Durchbrechungen versehenen Abzweigschlauches und einen Querschnitt durch diesen Schlauch im Bereich der Durchbrechungen,

Fig. 4 A-C Längsschnitte und einen Querschnitt durch einen Schlauch mit Abzweig entsprechend Fig. A-C.

F ι g. 5A u. B eine Seitenansicht und einen Querschnitt durch einen Ab/weigschlauch mit an der Stirnseite offenen Durchbrechungen,

F i g. 6A u. B einen Längsschnitt und einen Querschmti durch den Kühlwasserschlauch mit einem Abzweigschlauch entsprechend F Ϊ g. 5 und

F i g. 7 einen Längsschnitt durch einen Kühlwasserschlauch mit einem schräg angesetzten Abzweig.

Wie aus den Fig. IA₁ B und C ersichtlich ist, besteht der Kühlwassers-shlauch mit Abzweig im wesentlichen aus dem Hauptschlauch 1 mit einer herkömmlichen Gefiistbandeinlage Ϊ ^;n Form eines Gestrickes und einem davon abgehenden Abzweigschlauch 3, der ebenfalls eine Gerüstbändeinlage 4 aufweist. Der Hauptschlauch 1 weist dazu eine radiale Durchbrechung 5 auf, über die ein Teilstrom des Mediums in Jen Abzweigschlauch 3 übertreten soll. Nach dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hauptschlauch 1 durch die beiden gegenüberliegenden, radialen Durchbrechungen 6 und 7 des Abzweigschlauches 3 geschoben, so daß der Abzweigschlauch 3 den Hauptschlauch 1 voll umfaßt und auf der Unterseite des Hauptschlauches 1 wieder in das geschlossene Schlauchende 8 übergeht. Alle Verschneidungs- und Berührungsflächen beider Schläuche 1 und 3 sind dabei mit einer ausvulkanisierten Masse 9 abgedichtet und zusätzlich miteinander verbunden.

Zusätzlich sind in Fig. IA noch gestrichelt schräg angesetzte Abzweigschläuche 3' bzw. 3" angedeutet

Die Herstellung eines derartigen Schlauchabzweiges ist in den folgenden Figuren erläutert Die Herstellung und das Aussehen der radialen Durchbrechung des Hauptschlauches ist dabei in den Fi g. 2A bis C gezeigt. In den Hauptschlauch 1 wird daU.i, wie zunächst aus F i g. 2A ersichtlich, mittels eines quei zur Längsachse des Hauptschiauches 1 liegenden zylindrischen Werkzeuges 10 im oberen Bereich des Hauptschlnuches 1 vom Schlauchmaterial eine kreisabschnittförmige Ausnehmung 5 ausgeschnitten, derart daß diese den Innenquerschnitt 11 des Hauptschlauches 1 anschneidet so daß sich an der Schlauchinnenwandung entsprechend Fig. 2C das Loch 12 ergibt. Die L'mfangsfläche 13 der Oberfläche des Hauptschiauches 1 im Bereich dieser Durchbrechung 5 wird dann zur Vorbereitung der Verbindung zum Abzweigschlauch entsprechend der eingezeichneten Schraffur aufgerauht.

Wie aus den F i g. 1 A, B und C ersichtlich ist. besteht der Kühlwasserschlauch mit Abzweig im wesentlichen aus dem Hauptschlauch 1 mit einer herkömmlichen Gerüstbandeinlage 2 in Form eines Gestrickes und einem davon abgehenden Abzweigschlauch 3. der ebenfalls eine Gerüstbandeinlage 4 aufweist. Der Hauptschlauch 1 weist dazu eine radiale Durchbrechung 5 auf. über die ein Teilstrom des Mediums in den Abzweigschlauch 3 übertreten soll. Nach dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hauptschlauch 1 durch die beiden gegenüberliegenden, radialen Durchbrechungen 6 und 7 des Abzwrigschlauches 3 geschoben, so daß der Abzweigschlauc'n 3 den Hauptschlauch 1 voll umfaßt und auf der Unterseite des Hauptschlauches 1 wieder in das geschlossene Schlauchende 8 übergeht. Alle Verschneidungs- und Berührungsflächen beider Schläche 1 und 3 sind dabei mit einer ausvulkaniiierten Masse 9 abgedichtet und zusätzlich miteinander verbunden.

Zusätzlich sind in fig. IA noch gestrichelt schräg angesetzte Abzweigschläuche 3' bzw. 3" angedeutet.

Die Herstellung eines derartigen Schlauchabzweiges ist in den folgenden Figuren erläutert. Dit Herstellung und das Aussehen der radialen Durchbrechung des Hauptschlauches ist dabei in den F i g. 2A bis C gezeigt. In den HauptscMauch 1 wird dabei, wie zunächst aus Fig. 2A ersichtlich, mittels eines quer zur Längsachse des Hauptschlauches 1 liegenden zylindrischen Werkzeuges 10 im oberen Bereich des Haupüchlauches 1 vom Schlauchmaterial eine kreisabschnittförmige Ausnehmung 5 ausgeschnitten, derart, daß diese den innenquerschfiitt '.1 des Hauptschlauches 1 anschneidet, so daß sich an der Schlauchinnenwandung entsprechend Fig,2C das Loch 12 ergibt. Die Umfangsfläche 13 der Oberfläche des Hauptschlauches 1 im Bereich dieser Durchfcirechung 5 wild dann zur Vorbereitung der

lsi:
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Verbindung zum Abzweigschlauch entsprechend diir eingezeichneten Schraffur aufgerauht.

Wie aus den Fig.3A und B zu ersehen ist, svird diir Abzweigschlauch 3 im Bereich seines auf den Ilauplschiauch aufzusetzenden Endes mit zwei radialen, einander gegenüberliegenden Durchbrechungen in Form von Langlöchern 6 und 7 versehen, derart, daß an der Stirnseite 8 des Abzweigschlauches 3 noch ein Stüdk geschlossenen Schlauches vorhanden ist. Die Innenseiten der Sehlauehflanken sind ebenfalls gerauht.

Gemäß den Querschnitten nach Fig.4A. B und C wird dann der Hauptschlauch I durch die Durchbrechungen 6 und 7 des Abzweigschlauches 3 geschoben, bis der Innenquerschnitt 14 des Abzweigschlauches 3 genau über der radialen Durchbrechung 5 des Hauptschlauches liegt. Die aufgerauhte BerührungsfUiehe 13 beider Schläuche ist vorher mit einem

WiilLitnteiapliaMn 14 rt f f W A**irvif I J ΛΓ h AI⁴If QmmlinK Al* 7ltCan*l-

mensetzung versehen worden. Nach diesem Zusammenfügen beider Schläuche wird auf die Verbindungsstelle eine nicht näher dargestellte Form aufgesetzt, in die eine vulkanisierbare Masse in Form von Rohgummi 9 zum Ausfüllen aller Spalten und Berührungsflächen zwischen Hauptschlauch 1 und Abzweigschlauch 3 eingefüllt wird. Diese vulkanisierbare Masse umgibt dabei — wie insbesondere aus Fig.4A und C hervorgeht — die beiden Außenkanten des Abzweigschlauchs 3 auf dem Umfang des Hauptschlauches 1 in Form der beiden Dichtraupen 15 und 16 und füllt gleichzeitig den freibleibenden Zwickel 17 zwischen den oberen Enden der Ausnehmungen 6 und 7 und der Durchbrechung 5 des Hauptschlauches 1 aus. Zur Ausfüllung dieses Bereiches 17 ist es dabei zweckmäßig, in den Abzweigschlauch 3 einen entsprechenden Dorn einzuführen, um eine Verengung des freien Querschnittes durch eventuell nach innen austretende Masse zu vermeiden. Ferner ist es zweckmäßig, auch das untere Ende 8 des Abzweigschlauches 3, das unterhalb der Durchbrechungen 6 und 7 liegt, ebenfalls mit vulkanisierbarer Masse auszufüllen.

Nachdem alle Spalten und Berührungsflächen, wie beschrieben, abgedichtet und mit vulkanisierbarer Masse ausgefüllt sind, wird dieser ausvulkanisiert, so daß sich eine feste und dauerhafte Verbindung zwischen Hauptschlauch 1 und Schlauchabzweig 3 ergibt. Da sich die Gerüstbandeinlage des Abzweigschlauches 3 auch noch als geschlossener Schlauchabschnitt 8 unterhalb des Hauptschlauches 1 befindet, ist somit der Hauptschlauch 1 fest in das Material des Abzweigschlauches 3 eingebettet, so **aß auch bei höheren Drücken und höheren Temperaturen ein Abreißen des Abzweigschlauches praktisch nicht möglich ist.

Eine andere Ausführungsform der Verbindung der beiden Schläuche ist in den Fi g. 5 und 6 gezeigt. Nach F i g. 5A und B weist der Abzweigschlauch 20 zwei an der Stirnseite 21 offene Einschnitte 22 und 23 auf, so daß dadurch die beiden Schlauehflanken 24 und 25 gebildet werden. Die beiden Einschnitte 22 und 23 haben dabei eine Länge von etwa dem halben Außtnumfang des Hauptschlauches 1.

Um dabei gleichen Durchmesser und einen kontimi ierlichen Übergang von der Durchbrechung im Hauplschlauch zum Innendurchmesser im Abzweigschlaucli zu erhalten, sind die beiden Durchbrechungen 6 und 7 bzw. die Einschnitte 22 und 23 im Abzweigsehiaueh nur 6S so breit zu wählen, daß der AuBendurchmesser des Abzweigschlauches in etwa genauso groß ist wie die Breite der flachgedrückten Schlauchflanke bzw. der Umfang der Schlauchflanke in Bogenmaß, da sich sonst ein Auswulslen bzw. ein Einziehen des Absweigschlauches oberhalb der Durchbrechung im Hauptschlauch ergibt.

Wie man besonders deutlich aus Fig.6B siehtj wird der so geschlitzte Abzweigschlauch 20 im Bereich der Ausnehmung 5 über dem Hauptschlauch von oben aufgeschoben, so daß die beiden Schlauehflanken 24 und 25 des Abzweigschlauches 20 den Hauptschlauch 1 auf seinem Umfang umschließen. Auch hierbei sind die Umfangsflächen Π des Hauptschlauches 1 und die Schlauehflanken 24 und 25 des Abzweigschlauches zunächst aufgerauht und mit einem vulkanisierbaren Haftvermittler bestrichen. Der verbleibende Zwischenraum zwischen den Stirnseiten 21 der flachgedrückten Flanken 24 und 25 wird dann nach Aufsetzen der Form ebenfalls mit einer ausvulkanisierbaren Masse in Form ynn Roligiimmi 26 ausgefüllt, so daß sich einerseits eine feste Verbindung zwischen den Flanken 24 und 25 ergibt und andererseits diese zu einem geschlossenen Ring, der den Hauptschlauch 1 umfaßt, ergänzt werden. Die übrigen Berührungsstellen und Zwischenräume werden in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 durch eine vulkanisierbare Masse ausgefüllt und anschließend ausvulkanisiert.

Wegen der großen Kontaktflächen zwischen den Flanke' 24 und 25 und dem Rohgummiabschluß 26 weist diese Ausführungsform annähernd die gleiche Festigkeit auf wie die Ausführungsform entsprechend Fig. 1 und 4, bei der der Abzweigschlauch durchgehend gelocht und auf den Hauptschkuch aufgeschoben ist, wobei hier jedoch der Vorteil besteht, daß nach unten kein Schlauchabschnitt mehr übersteht und somit ein geringeres Bauvolumen erforderlich ist.

Besonders günstig gestaltet sich bei der vorstehend beschriebenen Ausbildung des Abzweigschlauches mit den offenen Einschnitten die Anordnung eines derartigen Abzweigschlauches 30 schräg zum Hauptschlauch 1. vrie das in Fig.7 gezeigt ist Dabei soll jedoch der Winkel von der Senkrechten zur Hauptschlauchachse nicht größer als 30° sein. Wie aus dem Längsschnitt nach F i g. 7 zu ersehen ist, muß der Einschnitt schräg erfolgen, damit die Flächen 31 und 32 richtig positioniert zur Anlage kommen. Um einen parallelen Spalt auf der Unterseite zu erhalten, sind dann auch die Stirnseiten der Schlauehflanken entsprechend dem Neigungswinkel schräg zuzuschneiden. Der verbleibende Spalt kann dann in gleicher Weise mit vulkanisierbarer Masse 33 ausgefüllt und vulkanisiert werden, so daß sich auch hier eine feste Verbindung zwischen dem AbzweigsrNauch 30 und dem Hauptschlauch 1 ergibt

Mit der erfindungsgemäßen Verbindung eines Abzweigschlauches mit einem Hauptschlauch, insbesondere zur Verwendung als Kühlwasserschlauch für Kraftfahrzeuge, ergibt sich eine sehr dauerhafte Verbindung beider Teile, die auch hohen Beanspruchungen standhält da das Kühlwasser einen Druck bis zu 3 bar und eine Temperatur bis zu 105° C aufweisen kann. Durch das zusätzliche Ausfüllen aller Berührungs- und Verbindungsstellen und der auftretenden Zwischenräume mit Rohgummt, der anschließend vulkanisiert wird, werden darüber hinaus durch das Anschneiden freiliegende Bereiche der Gerüstbandeinlage vor einem direkten Kontakt mit dem Kühlwasser sicher geschützt und so vor einen? Verrotten bewahrt Dies ist auch deshalb wichtig, da das Kühlwasser meist chemisch nicht neutrale Zusatzstoffe, wie beispielsweise Frostschutzmittel, enthält die zu Korrosionen führen können.

Da sowohl der Mauptschlauch als auch der Abzweigschlauch eine Gerüstbahdeirtlage aufweisen, wobei der Äbzweigsehlaoch den Hauptschlauch voll umschließt, ist neben der Gewährleistung einer ausreichenden Flexibilität beider Schläuche auch die sichere Aufnahme aller Zugkräfte, die bis zu 200 N betragen können, an den VeiVindungsstellen sicher gewährleistet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

MO 225/513 I

Claims

Patentansprüche:

1. Kühlwasserschlauch für Kraftfahrzeuge mit einer Gerüstbandeinlage in Form eines Gestrickes und mindestens einem im Winkel dazu verlaufenden, ebenfalls eine Gerüstbandeinlage aufweisenden Abzweigschlauch für ein Teilmedium, wobei der Abzweigschlauch an einer radialen, vorzugsweise eine kreisbogenförmige Kontur aufweisenden Durchbrechung des Hauptschlauches dauerhaft mit diesem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzweigschlauch (3; 20; 30) im Bereich seines mit dem Hauptschlauch (1) zu verbindenden Endes zwei radiale, einander gegenüberliegende Durchbrechungen (6, 7; 22, 23-, 31, 32) aufweist, in die der Hauptschlauch (1) eingesetzt ist, derart, daß das mit den Durchbrechungen (6, 7; 22, 23; 31, 32) versehene Ende des Abzweigschlauches (3; 20; 3Cj den Hauptschlauch (1) im Bereich seiner radialen LSurchbrechung (5) zumindes· teilweise umschlingt und daß alle Berührungs- und Verschneidungsbereiche (15, 16, 17, 26, 33) von Haupt- und Abzweigschlauch (1; 3, 20, 30) mit einer ausvulkanisierten Masse (9) haftend verbunden sind.

2. Kühlwasserschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen im Abzweigschlauch (3) als Langlöcher (6, 7) ausgebildet sind und der Haupischlauch (1) in diese Lar.glöcher (6,7) eingeschoben ist.

3. Kühlwisäerschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen im Abzweigschlauch (2ßj als an der Stirnseile (21) des Abzweigschlauches (20) offene Einschnitte (20, 23) ausgebildet sind und der Abz.-eigschlauch (20) auf den Hauptschlauch (1) an der Stelle seiner Durchbrechung (5) aufgesetzt ist. derart, daß die den Hauptschlauch (1) zumindest teilweise umschlingenden Schlauchflankcn (24,25) des Abzweigschlauches (20) an ihren Landen (21) r.ach innen gebogen und über die ausvulkanisierte Masse (26) miteinander verbunden sind

4. Kühlwa«.serschlauch nach Anspruch 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Abzweigschlauch (30) in einem von 90 abweichenden Winkel an den Hauptschlauch(l) angesetzt ist.

5. Verfahren zur Hersicllung eines Kühlwasserschlauches nach Anspruch I unter Verwendung einer im Bereich der Verbindungsstelle aufgesetzten, der Form des Hauptschlauches und Abzwcigschlauches entsprechenden, mit einer ausvulkanisierbaren Masse füllbaren Form, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptschlauch mit einer radialen Durchbrechung versehen, die Sehlauchumfangsfläche im Beech der Durchbrechung aufgerauht, der Abzweigschlauch an einem Ende mit zwei einander gegenüberliegenden Durchbrechungen versehen und auf den HauptscHauch bis über dessen Durchbrechung geschoben, die im Bereich der Verbindungsstelle aufgesetzte Form an allen freien Zwischenräumen und Spalten zwischen der Kontur des Hauptschlauehes und der des Abzweigschlauches mit Rohgummi gefüllt und der Rohgumnti anvulkanisiert wird, derart, daß beide Schläuche dicht und dauerhaft miteinander verbunden werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die unmittelbaren Berührungsflächen von Ififienwändung des AbzwcigsehlaUGhes und Außenwandung des Hauptschtauches ein vulka-

nisierter Haftvermittler aufgebracht wird, nachdem diese Flächer, aufgerauht sind.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Abzweigschlauch mit sticnseitig offenen Einschnitten der Zwischenraum zwischen den beiden Stirnkanten der den Hauptschlajch umschlingenden Abzweigschlauchflanken durch die ausvulkamsierbare Masse ausgefüllt und zu einem der Breite der flachgedrückten Schlauchflanken entsprechenden Ring ergänzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung des Hauptschlauches mit einem quer zur Längsachse des Hauptschlauches geführten zylindrischen Schneidwerkzeug ausgeschnitten wird derart, daß die Durchbrechung in Seitenansicht die Form eines die Schlauchinnenwandung anschneidenden Kreisabschnittes aufweist.