DE3618810C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ver
stärkter Hohlprofile mit einer Verstärkungseinlage, bei dem
die Verstärkungseinlage aus einem bandförmigen, mit Durchbrechungen
versehenen Rohling in eine gewünschte rohrförmige Querschnitts
form gewalzt wird und dann in einen Extrusionskopf mit
Schleppdorn eingeführt und in diesem durch Strangpressen
allseitig mit Kunststoff beschichtet wird, wobei der Kunst
stoff im Extrusionskopf wenigstens von außerhalb der rohr
förmigen Verstärkungseinlage so zugeführt wird, daß er durch
die Durchbrechungen der Verstärkungseinlage hindurchdringt,
und wobei der in den Innenbereich der Verstärkungseinlage
gelangende Kunststoff durch den Extrusionskopf ausgeformt wird.
Aus der FR-PS 15 08 630 ist ein Verfahren zur Herstellung
verstärkter Hohlprofile mit einer Verstärkungseinlage be
kannt, bei dem die Verstärkungseinlage durch Strangpressen
in einem Extrusionskopf allseitig ummantelt wird. Bei diesem
bekannten Herstellungsverfahren kann die Verstärkungseinlage
aus einem bandförmigen, mit Durchbrechungen versehenen
Materialstreifen bestehen, der vor dem Eintritt in einen
Extrusionskopf in eine gewünschte Querschnittsform gewalzt
wird wie beispielsweise in eine rohrförmige Querschnittsge
stalt. Nach dem Eintritt des die gewünschte Querschnittsform
aufweisenden Verstärkungsteiles in den Extrusionskopf
wird von außen her ein aushärtbares Material (Kunststoff)
auf die Verstärkungseinlage aufgespritzt, wobei das Material
durch die in der Verstärkungseinlage ausgebildeten Öffnungen
hindurchtritt und dadurch auch in den Innenbereich (inneren
Wandbereich) der Verstärkungseinlage gelangt. Der Extrusions
kopf enthält in seinem Inneren einen Schleppdorn, der so ge
formt ist, daß das in den Innenbereich der Verstärkungsein
lage eingedrungene aushärtbare Material (Kunststoff) durch
den Extrusionskopf ausgeformt wird. Bei diesem bekannten
Verfahren wird der Schleppdorn bereits vor der endgültigen
Formgebung der Verstärkungseinlage in den Hohlraum des teil
weise verformten Verstärkungsmaterials eingeführt, so daß
anschließend in Bewegungsrichtung der Verstärkungseinlage
noch eine weitere Verformung erforderlich ist, damit die
Verstärkungseinlage dann ihre endgültige Querschnittsgestalt
erreicht.
Aus der DE-OS 34 32 857 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum kontinuierlichen beidseitigen Beschichten von gewirkten
oder gewebten Schläuchen bekannt. Gemäß diesem bekannten Ver
fahren wird der Schlauch durch ein Führungsgehäuse mit
fliegend gelagertem Dorn (Schleppdorn) geführt und es wird
dabei über einen Ringkanal die Beschichtungsmasse zunächst
von außen durch den Schlauch hindurchgepreßt, so daß dadurch
eine teilweise Innenbeschichtung des Schlauchmaterials erfolgt.
Mit Hilfe eines zweiten Ringkanals wird eine weitere Be
schichtungsmasse von außen zugeführt, welche in einem zweiten
Beschichtungsspalt die Außenschicht ausbildet. Die durch
den Schlauch hindurchgepreßte Beschichtungsmasse wird mit
Hilfe des fliegend gelagerten Dorns ausgeformt.
Aus der DE-OS 21 37 059 ist eine Vorrichtung zum Herstellen
von Kunststoffrohren oder Kunststoffschläuchen mit einer
verstärkenden Einlage bekannt, wonach eine Verstärkungsein
lage in einem Extrusionskopf von außen als auch von innen
beschichtet wird. Die Verstärkungseinlage ist mit Durch
brechungen versehen und das Beschichtungsmaterial wird von
außerhalb der Verstärkungseinlage zugeführt, derart, daß
es durch die Durchbrechungen der Verstärkungseinlage hindurch
in das Innere der Verstärkungseinlage hineingelangt. Der bei
dieser bekannten Vorrichtung verwendete Schleppdorn besitzt
in seinem Inneren ein relativ kurzes Kanalsystem, welches
dazu dient, das von außen zugeführte Beschichtungsmaterial
in längsaxialer Richtung weiter zu leiten und zwar zu einer
zweiten Beschichtungsstelle, an welcher weiterer Kunststoff
von außen zugeführt wird. Der Schleppdorn wird mit Hilfe
einer relativ komplizierten Rollenkonstruktion in Lage ge
halten, wobei diese bekannte Art der Aufhängung aber nur bei
einem Verstärkungsmaterial möglich ist, welches relativ
weich ist und sich nahezu beliebig verformen läßt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
ein Verfahren zur Herstellung verstärkter Hohlprofile mit
einer Verstärkungseinlage der angegebenen Gattung zu schaffen,
welches die Möglichkeit bietet, mehrfach beschichtete Hohl
profile mit sehr genauer gewünschter Querschnittsform und
mit besonders hoher mechanischer Festigkeit und Biegesteifig
keit mit vergleichsweise hoher Produktionsgeschwindigkeit
herstellen zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungs
teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß erfolgt die Verformung der Verstärkungseinlage
bis zu ihrer endgültigen Querschnittsgestalt bereits in Be
wegungsrichtung vor dem Einführungsbereich des Schleppdorns
in die Verstärkungseinlage, wodurch einerseits der Ver
formungsvorgang in keiner Weise durch einen inneren Schlepp
dorn beeinträchtigt wird und andererseits die Verstärkungs
einlage auch mit höherer Geschwindigkeit bewegt und verformt
werden kann, da im Bereich des Schleppdorns keine Verformungen
mehr auftreten und das Entstehen von mechanischen Spannungen
und auch auf den Dorn wirkende Klemmkräfte weitgehenst ausge
schaltet werden.
Bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann auch
die Aufhängung des Schleppdorns sehr viel kürzer ausgeführt
werden als vergleichsweise bei dem eingangs geschilderten
bekannten Verfahren, wodurch eine stabile Anordnung realisiert
wird, die höhere Produktionsgeschwindigkeiten erlaubt.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 10.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs
beispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Extrudieranlage
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine teilweise Schnittdarstellung des Extrudierkopf
abschnittes;
Fig. 3 einen Ausschnitt des bandförmigen Rohlings, der zur
Herstellung einer Verstärkungseinlage verwendet wird;
und
Fig. 4 eine Seitenansicht einer zahnradförmigen Scheibe,
die in der Führungsstation der Extrudieranlage zur
Anwendung gelangt.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer
Extrudieranlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die allgemein mit 1 bezeichnet ist.
Die Extrudieranlage 1 umfaßt eine Vorratsspule 2, auf welcher
ein bandförmiger Rohling 4 aufgewickelt ist. Der bandförmige
Rohling 4 ist in Fig. 3 als Ausschnitt wiedergegeben. Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Rohling 4 aus
einem Blechstreifen, der eine Vielzahl von Öffnungen bzw.
Bohrungen 28 aufweist, die in Längsrichtung des Streifens
in Form von Öffnungsreihen angeordnet sind, die nebeneinan
der verlaufen. Die Außenränder des bandförmigen Rohlings 4
sind mit Rastvorsprüngen 30 und mit entsprechend gestalteten
Rastausnehmungen 29 ausgestattet.
In der Anlage nach Fig. 1 gelangt der bandförmige Rohling 4
zunächst in eine Ausrichtstation 3, in der der bandförmige
Rohling geradegerichtet wird, um einen ebenen nicht gewellten
Blechstreifen zu erhalten. Von der Ausrichtstation 3 gelangt
der Rohling dann in eine Walzstation, die in dem Abschnitt zwischen den Ebenen AB
und CD gelegen ist und mehrere Walzenpaare 5, 6, 7 aufweisen kann,
um den bandförmigen Rohling 4 in eine bestimmte gewünschte
Querschnittsgestalt zu walzen. Die zusammenwirkenden Walzen
paare 5, 6, 7 können winkelmäßig versetzt zueinander ange
ordnet sein, um dadurch verschiedene Rundungsabschnitte in
dem Blechstreifen ausbilden zu können. In der Ebene CD ver
läßt dann eine fertig geformte Verstärkungseinlage die Walz
station, wobei bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel
die Verstärkungseinlage zu einem kreisrunden Rohr verformt
wurde. Die Verstärkungseinlage wird dabei immer so verformt,
daß sich die zwei Längsränder mit den zahnartigen Rast
vorsprüngen 30 und den entsprechend gestalteten Rastaus
nehmungen 29 gegenüberliegen bzw. berühren. In einer nachfol
genden Aufweitstation 8 (Ebene EF) wird dann das fertig ge
formte Verstärkungsrohr schlitzförmig aufgeweitet, wobei
aber das Verstärkungsrohr lediglich elastisch verformt wird.
In dem Bereich zwischen den Ebenen GH und EF wird dann in die schlitz
förmig aufgeweitete Öffnung der Verstärkungseinlage 9 ein
Schleppdorn 11 eingeführt, der bis zu dem vorderen Austrag
ende des Extrudierkopfes 14 reicht.
Die Verstärkungseinlage gelangt dann zu einer Schließstation
12 (Ebene GH), in welcher die zwei Längsränder der Verstär
kungseinlage wieder aufeinanderzubewegt werden, um dadurch
die schlitzförmige Öffnung wieder zu beseitigen und in der
die zwei Längsränder übereinander bewegt werden, um die
jeweiligen Rastvorsprünge 30 in die entsprechenden Rast
ausnehmungen 29 einzuführen. Nunmehr hat die Verstärkungs
einlage ihre endgültige Form und Gestalt erhalten und sie
wird in dieser Form dann weiter in eine Führungsstation 13
eingeleitet, in welcher am Umfang verteilt mehrere zahnrad
förmige Scheiben drehbar gelagert sind, wobei eine dieser
Scheiben in Fig. 4 veranschaulicht ist und mit 31 bezeich
net ist. Diese Scheiben 31 besitzen an ihrem Außenumfang
zahnartige Vorsprünge 32, wobei die Zahnteilung dem Loch
abstand (in Längsrichtung) des bandförmigen Rohlings 4
bzw. der fertig verformten Verstärkungseinlage 9 entspricht.
Diese zahnradförmigen Scheiben sind mit ihren Hauptebenen
parallel zur Längsachse der Extrudieranlage 1 angeordnet
und es können mehrere derartige Scheiben in Längsrichtung
hintereinander angeordnet sein und auch umfangsmäßig ver
teilt angeordnet sein, so daß die rohrförmige Verstärkungs
einlage 9 in der Führungsstation 13 exakt in eine bestimte
Lage gebracht und in dieser exakten Lage in den Extrudier
kopf 14 eingeführt wird. Die Verwendung der zahnradförmigen
Scheiben 31 führt zu dem besonderen Vorteil, daß in der
Führungsstation 13 kaum eine Reibung auftritt und daher der
Verschleiß in dieser Station äußerst gering gehalten werden
kann.
Die in Längsrichtung verlaufenden Öffnungszeiten können ab
wechselnd in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet
sein, wodurch erreicht wird, daß die Zähne der zahnradför
migen Scheiben 31 nicht im Gleichtakt in die Öffnungen ein
greifen und diese Öffnungen wieder verlassen, sondern teil
weise im Gegentakt, wodurch Schwingungen und Vibrationen
beim Fördervorgang wirksam verhindert werden können.
Die rohrförmige Verstärkungseinlage gelangt dann aus der
Führungsstation 13 in einen Extrudierkopf 14, der in Fig. 2
teilweise im Schnitt schematisch und auch in vergrößertem
Maßstab gezeigt ist. Der Extrudierkopf besteht aus mehreren
scheibenförmigen Elementen, die in Axialrichtung
durch geeignete (nicht gezeigte) Befestigungsmittel zusam
mengehalten werden. Der Extrudierkopf enthält eine erste
Spritzdüse 19, die sich ringförmig um die Verstärkungsein
lage 9 erstreckt und die eine schräg verlaufende schlitz
förmige Öffnung aufweist. Über die Spritzdüse 19 wird Kunst
stoff auf den Außenmantel der rohrförmigen Verstärkungsein
lage 9 aufgespritzt, wobei aber ein Teil dieses Kunststof
fes durch die Öffnungen 28 (s. Fig. 3) der Verstärkungsein
lage in das Innere der rohrförmigen Verstärkungseinlage ein
dringen kann. In Fig. 2 ist auch schematisch der Schleppdorn 11
gezeigt, der im Bereich der Führungsstation 13 an der
Innenwand der rohrförmigen Verstärkungseinlage geführt sein
kann. Der Schleppdorn 11 besitzt an seinem vorderen Abschnitt
eine am Umfang verlaufende wannenförmige Ausnehmung 23′, in
die der Kunststoff eindringt, der durch die Öffnungen 28
über die Spritzdüse 19 eingespritzt wurde. Dieser Kunststoff
wird dann aufgrund der sich allmählich erweiternden Gestalt
des Schleppdorns 11 in eine Innenschicht 24 geformt, wobei
gleichzeitig auch eine Außenschicht 23 gebildet wird, so
daß die erste Außenschicht 23 materialeinheitlich mit
der ersten Innenschicht 24 verbunden ist (über die Öffnungen
28).
In Bewegungsrichtung der rohrförmigen Verstärkungseinlage 9
folgt dann eine zweite Spritzdüse 20, mit deren Hilfe eine
zweite Außenschicht 25 auf die erste Außenschicht 23 aufge
spritzt wird.
Über den hohl ausgebildeten Schleppdorn 11 wird über Spritz
kanäle eines Kanalsystems 27 dann von innen her eine zweite Innenschicht 26 auf
die erste Innenschicht 24 aufgespritzt, wobei die endgültige
Form dieser zweiten Innenschicht durch den Endabschnitt 21
des Schleppdorns 11 erhalten wird. Wie sich der Fig. 2 ent
nehmen läßt, sind die Außenabmessungen (Durchmesser) des
Endabschnittes 21 etwas kleiner als die Außenabmessungen
(Durchmesser) des Schleppdorns 11 im Bereich der Führungs
station 13.
Aus dem linken Ende der Extrudieranlage 1 tritt somit ein
verstärktes Hohlprofil aus, welches nicht nur in jeder be
liebigen Länge hergestellt werden kann, sondern welches auch
ganz besondere Eigenschaften hat:
Dieses Hohlprofil kann besonders dünnnwandig hergestellt werden
und enthält mehrere Außenschichten und mehrere Innenschichten.
Die Verstärkungseinlage entspricht der Querschnittsgestalt des
Hohlprofils, so daß diese Verstärkungseinlage besonders wirk
sam ist, um eine höhere mechanische Festigkeit, insbesondere
Biegesteifigkeit zu erzielen.
Der Extrudierkopf 18 kann selbstverständlich auch mit mehr als
2 Spritzdüsen 19 und 20 ausgestattet sein, wobei dann die Mög
lichkeit besteht, eine vielschichtige Struktur herzustellen,
die aus mehr als 4 Schichten mit einer Verstärkungseinlage
besteht.
Die gezeigte Anordnung bietet ferner den besonderen Vorteil,
daß die Schichtstärken über den gesamten Umfang hinweg sehr
exakt und mit gleichbleibender Stärke ausgebildet werden kön
nen, so daß die mechanischen Eigenschaften des Hohlprofils
umfangsmäßig konstant sind. Dies ist besonders dann von Be
deutung, wenn das Hohlprofil als Leitung eingesetzt wird, um
ein Gas oder eine Flüssigkeit mit hohem Druck zu leiten.
Es ist offensichtlich, daß für die Beschichtung der Verstär
kungseinlage verschiedene Kunststoffsorten, Kunststoff-Faser
mischungen oder auch spezifische Kunststoff-Sperrmaterialien
verwendet werden können.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin,
daß die Innenschicht 26 und/oder die Außenschicht 25 aus
einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer besteht, so daß die
betreffenden Schichten dann als gasundurchlässige Sperr
schichten wirken.
Es sei darauf hingewiesen, daß der geschilderte Extrudier
vorgang keineswegs auf eine Verstärkungseinlage mit kreis
förmigem Querschnitt beschränkt ist. Es besteht ebenso die
Möglichkeit, Hohlprofile mit quadratischem Querschnitt,
Hohlprofile mit rechteckförmigem Querschnitt oder irgend
einem anders gestalteten Querschnitt in der gleichen Weise
herzustellen.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Extrudieranlage 1 gelangen im
Prinzip drei Extruder 15, 16 und 17 zur Anwendung. Es ist
für den Fachmann jedoch offensichtlich, daß ohne weiteres
auch mehr als drei Extruder eingesetzt werden können und bei
spielsweise mit dem Extruder 15 ein vierter Extruder verbun
den werden kann, um über einen zweiten Hohlraum innerhalb
des Schleppdorns 11 von innen her eine weitere Spezialbe
schichtung auf die Schichtenfolge aufzubringen.
Die Schließstation 12 kann schließlich auch aus einer Schweißstation
mit einer nachfolgenden Schleifstation bestehen, um die fertig
geformte Verstärkungseinlage entlang der sich gegenüberliegen
den Längsränder zu verschweißen. Dabei genügt es in vielen
Fällen, die Verschweißung nicht kontinuierlich, sondern nur
punktförmig in bestimmten Abständen vorzunehmen.
Der bandförmige Rohling 4 kann auch Blech, Stahlblech, Alu
minium, Kupfer oder irgendeinem anderen Metall, aber auch aus
einem Drahtgeflecht oder einem versteiften Textilgewebe be
stehen.
Nachdem mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Ver
stärkungseinlage mit relativ großer Gesamtquerschnittsfläche
allseitig in einen Kunststoff eingebettet werden kann, be
steht auch die Möglichkeit, die Verstärkungseinlage dazu zu
verwenden, um elektrische Signale über das Hohlprofil zu
übertragen, so daß ein nach der Erfindung hergestelltes
verstärktes Hohlprofil eine Doppelfunktion erfüllen kann
und zwar zum einen als Leitungssystem, um ein gasförmiges
oder flüssiges Medium zu übertragen und zum anderen als
elektrisches Leitungssystem, um elektrische Signale oder
Strom (Versorgungsstrom) zu übertragen.
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung verstärkter Hohlprofile mit
einer Verstärkungseinlage, bei dem die Verstärkungs
einlage aus einem bandförmigen, mit Durchbrechungen
versehenen Rohling in eine gewünschte rohrförmige
Querschnittsform gewalzt wird und dann in einen Extru
sionskopf mit Schleppdorn eingeführt und in diesem durch
Strangpressen allseitig mit Kunststoff beschichtet
wird, wobei der Kunststoff im Extrusionskopf wenigstens
von außerhalb der rohrförmigen Verstärkungseinlage so
zugeführt wird, daß er durch die Durchbrechungen der
Verstärkungseinlage hindurchdringt, und wobei der in
den Innenbereich der Verstärkungseinlage gelangende
Kunststoff durch den Extrusionskopf ausgeformt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) die fertig verformte Verstärkungseinlage (9) vor ihrem Eintritt in den Extrusionskopf (18) im Bereich der sich gegenüberliegenden oder berührenden Längs ränder unter Bildung einer schlitzförmigen Öffnung aufgeweitet wird, wobei die Verstärkungseinlage (9) elastisch verformt wird,
- b) in die schlitzförmige Öffnung der Schleppdorn (11) eingeführt wird,
- c) die aufgeweitete schlitzförmige Öffnung in der Ver stärkungseinlage (9) wieder geschlossen wird,
- d) die sich gegenüberliegenden oder berührenden Längs ränder der Verstärkungseinlage aneinander befestigt werden, und
- e) über ein im Schleppdorn (11) ausgebildetes und durch seine Aufhängung verlaufendes Kanalsystem (27) in Bewegungsrichtung der Verstärkungseinlage (9) hinter dem Ausformungsbereich des Schleppdornes (11) eine weitere Kunststoff-Innenschicht (26) auf die bereits ausgeformte erste Innenschicht (24) aufgetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß als bandförmiger Rohling (4) ein Blechstreifen
mit einer Vielzahl von Öffnungsreihen verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Längsränder der fertig ver
formten Verstärkungseinlage (9) miteinander verschweißt
werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die erste Kunststoff-Außen
schicht (23) und die erste Kunststoff-Innenschicht (24)
aus gleichem Kunststoff bestehen und daß eine zweite
aufextrudierte Kunststoff-Außenschicht (25) und die
weitere Kunststoff-Innenschicht (26) aus gleichem
Kunststoff bestehen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß der Kunststoff der ersten Innenschicht (24)
und der ersten Außenschicht (23) sich vom Kunststoff
der weiteren Innenschicht (26) und der zweiten Außen
schicht (25) unterscheidet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die erste Innenschicht (24) und die erste
Außenschicht (23) aus einer Faser-Kunststoffmischung
bestehen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Kunststoff-Fasermischung Holzfasern, Glas
fasern, Textilfasern, Metallfasern oder Mischungen aus
diesen Fasern enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zweite Außenschicht (25)
und/oder die weitere Innenschicht (26) aus einem gas
undurchlässigen Material gebildet ist bzw. sind.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß das gasundurchlässige Material aus einem
Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer besteht.
10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß ein bandförmiger Rohling (4) mit mehreren sich
in Längsrichtung erstreckenden nebeneinanderliegenden
Öffnungsreihen verwendet wird, und daß die Öffnungen in
einer Reihe in Längsrichtung gegenüber den Öffnungen in
einer anderen Öffnungsreihe versetzt angeordnet sind.
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1987
- 1987-04-28 GB GB08710039A patent/GB2193463A/en not_active Withdrawn
- 1987-06-02 FR FR8707697A patent/FR2599667A1/fr active Pending
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Publication number | Publication date |
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GB2193463A (en) | 1988-02-10 |
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