DE3714593A1

DE3714593A1 - Verfahren und strangpresswerkzeug zur herstellung eines sicherheitsrohres aus kunststoff

Info

Publication number: DE3714593A1
Application number: DE19873714593
Authority: DE
Inventors: Erwin Brunnhofer
Original assignee: Technoform Caprano and Brunnhofer GmbH and Co KG
Current assignee: Technoform Caprano and Brunnhofer GmbH and Co KG
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1988-11-17
Also published as: DE3714593C2

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Her stellung eines Sicherheitsrohres mit Rohrmantel aus einem werkstoffmä ßig einheitlichen Kunststoff, wobei ein Massestrom des thermoplastifi zierten Kunststoffes mit Hilfe eines Strangpreßwerkzeuges mit Werkzeugmantel, Werkzeugdorn und dorn haltenden Stegen kontinuierlich zu dem Sicherheitsrohr stranggepreßt sowie danach ab gekühlt und gegebenenfalls kalibriert wird. Die Erfindung bezieht sich fernerhin auf ein Strangpreßwerkzeug, welches zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignet ist. - Sicherheitsrohre bezeichnet solche, die insbes. bei Kraftfahrzeugen, z. B. für Kraftstoffleitungen und in Bremssystemen, eingesetzt werden. Sie sollen singuläre, durchgehende Schwachstellen in der Rohrwandung nicht aufweisen. Durchgehende Schwachstellen meint solche, die die Rohrwandung in radialer Richtung mehr oder weniger vollständig durchsetzen. Von durchgehenden singu lären Schwachstellen können Schäden ausgelöst werden, die z. B. zum Dauerbruch und zu Undichtigkeiten führen. Durchgehende singuläre Schwachstellen in dem Rohrmantel können jedoch auftreten, wenn der Werkstoff Verunreinigungen mitführt. Dazu zählen auch hochviskose Fremdmaterialien, verkrackte Werkstoffteile, Gel-Körper u. dgl.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfah ren so zu führen, daß durchgehende singuläre Schwachstellen im Rohr mantel nicht mehr auftreten können. Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde, ein Strangpreßwerkzeug anzugeben, welches für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders einfach ist und funktionssicher arbeitet.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Massestrom des thermoplastifizierten Kunststoffes in zumindest zwei Schichtströme aufgeteilt wird, die in dem Strangpreßwerkzeug in radialer Richtung voneinander getrennt sind, und daß die Schichtströme in axialer und/ oder in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt und danach zum Rohr mantel wieder vereinigt werden. - Erfindungsgemäß wird ein Volumen element des Massestromes, welches sich beim Eintritt in den Strömungs raum des Strangpreßwerkzeuges vom Werkzeugdorn zum Werkzeugmantel erstreckt, in radialer Richtung in zumindest zwei Teilvolumenelemente aufgeteilt, die in dem Strangpreßwerkzeug einen unterschiedlichen Strö mungsweg nehmen und sich folglich nicht wieder vereinigen. Handelt es sich bei dem Volumenelement um eine entsprechend erstreckte Verun reinigung, wie eingangs angegeben, so liegen die Verunreinigungsele mente in der Rohrwandung des fertigen Rohres nicht mehr deckungs gleich. In der Rohrwandung wird durch die Verunreinigung keine durch gehende Schwachstelle mehr erzeugt. Die entsprechend den Teilvolumen elementen aufgeteilte Verunreinigung in einer der Schichten ist jeweils von einer anderen Schicht des Werkstoffes abgedeckt. Sie bildet keine durchgehende Verunreinigung und folglich keine durchgehende Schwach stelle mehr. Sie kann auch nicht mehr die Ursache entsprechender Schäden sein.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird ein aus einem einzigen Extruder kommender Massestrom in dem Strangpreßwerkzeug in zumindest zwei Schichtströme aufgeteilt. Insbes. kann der Massestrom mit Hilfe von zumindest einer in die dornhaltenden Stege eingebauten, zum Kern koaxialen Aufteilungshülse in zumindest zwei Schichtströme aufgeteilt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, eine Mehrzahl von Masseströmen aus dem gleichen Werkstoff, die aus der gleichen Mehrzahl von Extrudern entnommen werden, in dem Strangpreßwerkzeug zu Schichtströmen zu überschichten sowie nach Versetzung der Schichten zum Rohrmantel zu vereinigen. Bei dieser Ausführungsform ist die Wahr scheinlichkeit, daß eine durchgehende Verunreinigung entsteht, prak tisch null. Färbt man eine der Schichten, so ist das hergestellte Rohr als Sicherheitsrohr gekennzeichnet.

Um die beschriebene Versetzung zu bewirken, bestehen verschiedene Möglichkeiten. Eine ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtströme durch unterschiedlich lange Strömungswege in dem Strangpreßwerkzeug in axialer Richtung gegeneinander versetzt werden. Eine andere ist da durch gekennzeichnet, daß die Schichtströme durch als Strömungsleit elemente ausgebildete, in bezug auf die Rohrachse schräg, z. B. schraubenwendelförmig verlaufende, dornhaltende Stege in Umfangsrich tung gegeneinander versetzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Strangpreßwerkzeug für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens, welches in seinem grund sätzlichen Aufbau aus einem Werkzeugmantel, einem Werkzeugdorn, den dornhaltenden Stegen und einem Strömungsraum zwischen Werkzeugdorn und Werkzeugmantel besteht, der durch die dornhaltenden Stege unter teilt ist. Das für das erfindungsgemäße Verfahren eingerichtete Strang preßwerkzeug ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Werkzeug dorn und dem Werkzeugmantel zumindest eine koaxiale Aufteilungshül se angeordnet ist, die von den Stegen getragen ist, und daß die von der Aufteilungshülse gebildeten Strömungswege in axialer Richtung und/ oder in Umfangsrichtung unterschiedlich eingerichtet sind. Dazu können die Strömungswege in axialer Richtung unterschiedliche Länge aufwei sen. Dazu können aber auch die Strömungswege in Umfangsrichtung unterschiedlich orientiert sein, so daß sie den Schichtströmungen unter schiedlichen Drall verleihen. Man kann auch beide Maßnahmen super ponieren.

Da bei der Herstellung von Sicherheitsrohren üblicherweise mit Schmel zefiltern gearbeitet wird, empfiehlt es sich, Vorsorge zu treffen, daß die Verunreinigungen, die diesen Filter passieren können, in dem erfin dungsgemäßen Strangpreßwerkzeug eine Dickenreduzierung erfahren. Da zu lehrt die Erfindung, daß die Aufteilungshülse mit dem Werkzeugman tel und/oder dem Werkzeugdorn verengte Fließspalte bildet. Es versteht sich, daß in Strömungsrichtung hinter den Fließspalten der Strömungs raum aller Schichten ausreichend groß zu dimensionieren ist, damit die Gesamtwanddicke des herzustellenden Sicherheitsrohres über eine Zen trierung eingestellt werden kann. Auch ist auf diese Weise dafür ge sorgt, daß durch die zeitweilige Verstopfung von einzelnen Fließspalten durch Verunreinigungen die benachbarten Materialschichten dieses Fließ defizit ausfüllen, so daß die Gesamtwanddicke des Sicherheitsrohres an dieser Stelle nicht leidet. Solche Verstopfungen lösen sich im übrigen von selber auf.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zei gen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Strangpreßwerkzeug für die Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens, ausschnittsweise,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1, ebenfalls ausschnittsweise,

Fig. 3 die Abwicklung des Werkzeugmantels des Gegenstandes der Fig. 1 mit den dornhaltenden Stegen,

Fig. 4 entsprechend der Fig. 3 die Abwicklung des Werkzeugmantels mit den dornhaltenden Stegen bei einem anderen Strangpreß werkzeug für die Durchführung des erfindungsgemäßen Ver fahrens.

Zu dem in den Figuren dargestellten Strangpreßwerkzeug gehören ein Werkzeugmantel 1, ein Werkzeugdorn 2, dornhaltende Stege 3, 4 und ein Strömungsraum 5 zwischen Werkzeugdorn 2 und Werkzeug mantel 1, der durch die Stege 3, 4 unterteilt ist. Der thermoplasti fizierte Kunststoff tritt in Fig. 1 rechts in Richtung des dort einge zeichneten Pfeiles ein und strömt im Strömungsraum 5 so, wie es die weiteren Pfeile verdeutlichen. Das Sicherheitsrohr 6 wird links in Fig. 1 abgezogen und gegebenenfalls einer Kühlung und Kalibrie rung zugeführt. Es versteht sich, daß das Werkzeug mit üblichen Zentriereinrichtungen ausgerüstet ist, die dazu dienen, die Dicke des Rohrmantels auf überall gleichen Wert einzustellen. Das wurde nicht gezeichnet.

Aus der Fig. 1 entnimmt man, daß zwischen dem Werkzeugdorn 2 und dem Werkzeugmantel 1 eine koaxiale Aufteilungshülse 7 ange ordnet ist, die von den Stegen 4 getragen ist. Aus einer verglei chenden Betrachtung der Fig. 1 und 3 entnimmt man, daß die von der Aufteilungshülse 7 gebildeten Strömungswege 8, 9 in axialer Richtung unterschiedlich, nämlich unterschiedlich lang eingerichtet sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind die Stege 3, 4 schräg zur Strömungsrichtung angeordnet. Es versteht sich, daß die Stege 3, die von der inneren Schichtströmung 10 passiert werden, eine andere Orientierung aufweisen als die Stege 4, die von der äußeren Schichtströmung 11 passiert werden. Die Strömungswege 8, 9 sind auf diese Weise in Umfangsrichtung unterschiedlich orientiert und verleihen den Schichtströmungen 10, 11 unterschiedlichen Drall. Man erkennt in der Fig. 1, daß die Aufteilungshülse 7 mit dem Werkzeugmantel 1 und dem Werkzeugdorn 2 austrittsseitig verengte Fließspalte 12, 13 bildet, deren Funktion und Bedeutung bereits erläutert wurde.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsrohres mit Rohrmantel aus einem werkstoffmäßig einheitlichen Kunststoff, wobei ein Massestrom des thermoplastifizierten Kunststoffes mit Hilfe eines Strangpreßwerkzeuges mit Werkzeugmantel, Werkzeugdorn und dorn haltenden Stegen kontinuierlich zu dem Sicherheitsrohr stranggepreßt sowie danach abge kühlt und gegebenenfalls kalibriert wird, dadurch ge kennzeichnet, daß der Massestrom des thermoplastifizierten Kunststoffes in zumindest zwei Schichtströme aufgeteilt wird, die in dem Strangpreßwerkzeug in radialer Richtung voneinander getrennt sind, und daß die Schichtströme in axialer und/oder in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt und danach zum Rohrmantel wieder vereinigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus einem einzigen Extruder kommender Massestrom in dem Strangpreßwerk zeug in zumindest zwei Schichtströme aufgeteilt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Masse strom mit Hilfe von zumindest einer in die dornhaltenden Stege einge bauten, zum Dorn koaxialen Aufteilungshülse in zumindest zwei Schicht ströme aufgeteilt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehr zahl von Masseströmen aus dem gleichen Werkstoff, die aus der gleichen Mehrzahl von Extrudern entnommen werden, in dem Strangpreßwerkzeug zu Schichtströmen überschichtet sowie zum Rohrmantel vereinigt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß die Schichtströme durch unterschiedlich lange Strömungswege in dem Strangpreßwerkzeug in axialer Richtung gegeneinander versetzt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß die Schichtströme durch als Strömungselemente ausgebildete, in bezug auf die Rohrachse schräg, z. B. schraubenwendelförmig ver laufende dornhaltende Stege in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt werden.

7. Strangpreßwerkzeug für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit Werkzeugmantel, Werkzeugdorn und dornhal tenden Stegen sowie Strömungsraum zwischen Werkzeugdorn und Werk zeugmantel, der durch die Stege unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Werkzeugdorn (2) und dem Werkzeugmantel (1) zumin dest eine koaxiale Aufteilungshülse (7) angeordnet ist, die von den Stegen (4) getragen ist, und daß die von der Aufteilungshülse (7) ge bildeten Strömungswege (8, 9) in axialer Richtung und/oder Umfangs richtung unterschiedlich eingerichtet sind.

8. Strangpreßwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungswege (8, 9) in axialer Richtung unterschiedliche Länge aufweisen.

9. Strangpreßwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungswege (8, 9) in Umfangsrichtung un terschiedlich orientiert sind und den Schichtströmungen (10, 11) unter schiedlichen Drall verleihen.

10. Strangpreßwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Aufteilungshülse (7) mit dem Werkzeugmantel (1) und/oder dem Werkzeugdorn (2) verengte Fließspalte (12, 13) bildet.