DE3809835A1 - Verfahren zur herstellung von schrumpfbaren, hohlen formteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schrumpfbaren, hohlen Formteilen aus polymerem Material durch Verbindung von gegenüberliegenden Flächenbereichen, anschließen­ der Vernetzung und Streckung dieser Formteile.

Aus der europäischen Patentanmeldung 00 48 177 ist ein oben be­ schriebenes Verfahren zur Herstellung wärmerückstellfähiger Ge­ genstände bekannt. Dabei werden die hohlen Gegenstände aus flächen- bzw. folienhaft aufbereitetem, polymerem Material zu­ nächst durch Verschmelzung entlang seiner gewünschten äußeren Konturen geprägt. Dadurch erhalten diese Gegenstände an den Rändern immer einen nahtförmigen Umriß. Außerdem kann jeweils nur eine geringe Anzahl von Gegenständen gleichzeitig geformt werden, da die Preßformen nicht beliebig lang ausgebildet wer­ den können. Die Streckung der Längsstücke aus polymerem Mate­ rial erfolgt nach dem Vernetzungsvorgang in Längsrichtung nach Erwärmung.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, bei dem nahtartige Randprofile vermieden werden, wobei dies bei einer fortlaufend kontinuierlichen Ferti­ gung ermöglicht werden soll. Die gestellte Aufgabe wird nun ge­ mäß der Erfindung mit Hilfe eines Verfahrens der eingangs be­ schriebenen Art dadurch gelöst, daß als Ausgangsprodukt ein endlos längsextrudiertes Formstück verwendet wird, bei dem die dauerhafte Verbindung von inneren Wandbereichen zumindest in kleineren Längsabschnitten erfolgt und bei dem die Streckung in Querrichtung vorgenommen wird und daß die endgültigen Form­ teile anschließend durch Abtrennung quer zur Längsrichtung des Ausgangsproduktes hergestellt werden.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß die Fertigung der gewünschten schrumpfbaren Formteile aus extrudiertem, polyme­ rem Material in kontinuierlicher und fortlaufender Weise er­ folgen kann. Dies ermöglicht, daß die Herstellung der gewünsch­ ten Formteile entweder sofort nach der Extrusion als Ausgangs­ produkt in einem anschließendem Arbeitsschritt oder auch be­ reits aus vorgefertigtem, in größeren Längen, zum Beispiel auf Trommeln, gespeichertem Material hergestellt werden kann. Die Verbindung von gegenüberliegenden Flächenbereichen des Ausgangs­ produktes erfolgt dann ebenfalls in kontinuierlicher Weise durch Prägung, Materialverschweißung oder Klebung, wobei diese flächenhaften Verbindungen mit Hilfe entsprechender Werkzeuge oder einzelner Vorrichtungen an dem in Längsrichtung transpor­ tiertem Ausgangsprodukt vorgenommen werden. Besonders einfach lassen sich derartige Formstücke aus einem schlauchförmigen Ausgangsprodukt herstellen, die dann nach ebenfalls kontinuier­ lich erfolgter Vernetzung entweder durch Abtrennen in entspre­ chenden Querebenen und anschließender Aufweitung oder erst durch Aufweitung und dann anschließender Abtrennung vollendet werden. Die Aufweitung der einzelnen abgetrennten Formstücke kann zum Beispiel durch geeignete Einführung eines Dornes in die jeweils zutreffenden Öffnungen erfolgen. Doch sind auch an­ dere bereits gebräuchliche Aufweitungsverfahren anwendbar, zum Beispiel unter Zuhilfenahme von Überdruck und ähnlichem. Durch den Aufweitungsvorgang können auch Anpassungen für später auszu­ gleichende Durchmesseränderungen vorgesehen werden, so daß beim Schrumpfvorgang gleichzeitig auch der gewünschte Ausgleichs- bzw. Anpassungsvorgang abläuft. Durch entsprechende Einlagen in die Ausgangsprodukte lassen sich spezielle Ausführungsformen für Sonderfälle, insbesondere für mechanisch sehr beanspruchte Formteile weiter modifizieren.

Die Erfindung wird nun anhand von elf Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein schlauchförmiges Ausgangsprodukt mit einge­ brachten Prägestellen.

Fig. 2 zeigt ein vom kontinuierlich hergestellten Ausgangspro­ dukt abgetrenntes Formteil.

Fig. 3 zeigt ein Anwendungsbeispiel für ein beschriebenes Form­ teil.

Fig. 4 zeigt ein nach dem Verfahren hergestelltes Formteil mit Mehrfachprägung.

Fig. 5 zeigt das Beispiel nach Fig. 4 im Querschnitt.

Fig. 6 zeigt das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5, das als dreiteiliges Verzweigungsstück verwendet wird.

Fig. 7 zeigt ein in der Funktion erweitertes Beispiel für ein Verzweigerformteil, bei dem zusätzlich eine Durchmes­ seranpassung erfolgen soll.

Fig. 8 zeigt das vom "Endlosprodukt" nach Fig. 7 abgetrennte Formteil.

Fig. 9 zeigt das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 im montierten Zustand.

Fig. 10 zeigt ein Beispiel für eine Verfahrensvariante, bei der die Verbindungen der Wandbereiche unter gleichmäßigem Formdruck, jedoch mit einer nicht haftenden Einlage hergestellt werden.

Fig. 11 zeigt ein Formteil, bei dem verstärkende Einlagen ein­ gefügt sind.

Fig. 1 zeigt eine Möglichkeit zur Herstellung von schrumpfbaren Formteilen gemäß der Erfindung. Hier wird beispielsweise ein nor­ mal extrudierter Schlauch 1 aus polymerem Material, zum Beispiel Polyethylen, einer Schweiß-, Präge- oder Klebevorrichtung zuge­ führt, wobei dort die gegenüberliegenden Wandbereiche des Schlauches 1 zum Beispiel durch stempelartige Werkzeuge an kleineren Längsabschnitten 2, deren Größe je nach Bedarf be­ stimmt werden kann, zusammengebracht und je nach Verfahrens­ art durch Materialverschweißung, Prägung, Pressung oder Kle­ ben miteinander verbunden werden. Besonders durch Verschweißen des Materials und anschließende Vernetzung wird eine sichere Materialverbindung gewährleistet. Außerdem ist diese Material­ verschweißung besonders einfach durchzuführen, da das auf ent­ sprechende Temperatur gebrachte Ausgangsprodukt durch Anwendung von Druck eine innige Verbindung ergibt. Die einzelnen Verfah­ rensschritte zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formteile können sowohl in getrennten Einzelschritten oder auch in einem fortlaufenden Arbeitsgang ablaufen. Letzteres bietet sich be­ sonders deshalb an, da es sich von der Extrusion bis letztlich zum Trennvorgang ohne Unterbrechung durchführen läßt. Dabei wer­ den die sonst zwischenzeitlich erforderlichen Aufwärmezeiten erspart, da zum Beispiel die Restwärme von der Extrusion für die weiteren Vorgänge ausgenutzt werden kann.

Die Fig. 2 zeigt den in Fig. 1 angedeuteten Schnitt II-II durch den fortlaufend gefertigten Schlauch 1. Ein solcher Ab­ schnitt läßt sich nun als Formteil 1 a für Verzweigerstücke zum Beispiel in der Kabel- bzw. Leiterverbindungstechnik verwenden. Ein längsgerichteter Einschnitt 4 in dem Verbindungsbereich des Längsabschnitts 2 ermöglicht eine besondere Aufspreizung, wenn die eingeführten Leitungen in den Verzweigeröffnungen 3 und 4 extrem abgebogen werden müssen. Dieses Formteil 1 a muß nun nach dem Vernetzungsvorgang im warmen Zustand aufgeweitet und in diesem Zustand abgekühlt werden, um ihm das gewünschte Formgedächtnis für den Schrumpfvorgang einzuverleiben. Dieser Weitungs- bzw. Streckvorgang kann entweder am Stück des be­ reits vernetzten Schlauches 1 oder an den bereits abgetrenn­ ten Formteilen 1 a erfolgen. Dies hängt von verschiedenen prak­ tischen Faktoren ab, die jedoch mit der Erfindung als solcher nichts zu tun haben. Solche Weitungsverfahren sind an sich weit­ gehend bekannt.

Die Fig. 3 zeigt ein Anwendungsbeispiel für ein schrumpffähi­ ges Formteil 1 b nach den vorhergehenden Erläuterungen. An der einen Seite wird zum Beispiel eine Mehrfachleitung 6 eingeführt und an den Verzweigeröffnungen 3 und 4 verlassen Verzweiger­ leitungen 5 das Formteil. Nach der Einführung wird das Formteil 1 b, wie gezeigt ist, dichtend auf die Leitungen aufgeschrumpft. Durch eine Innenbeschichtung aus geeignetem Dichtungsmaterial, zum Beispiel einem Schmelzkleber, wird die Dichtwirkung erhöht.

Die Fig. 4 zeigt ein Formteil 7, mit dem zum Beispiel eine dreifache Verteilung von Leitungen vorgenommen werden kann. In den Längsabschnitten 2, in denen die Materialverbindung vorge­ nommen wird, werden Mehrfachverbindungen der sich gegenüberlie­ genden Wandungen vorgenommen. So ergibt sich zum Beispiel durch eine kleeblattähnliche Ausbildung 8 eine dreifache Verteilungs­ möglichkeit, wie aus dem Schnitt V-V näher hervorgeht.

Die Fig. 5 zeigt diesen Schnitt V-V, wobei die Verzweigeröff­ nungen 8 a, 8 b, 8 c mit der gemeinsamen Verbindungsstelle im Längsabschnitt 2 als Formteil 7 deutlich zum Ausdruck kommen. Nach der entsprechenden Aufweitung besitzt dieses Dreifachform­ teil 7 in den Verzweigeröffnungen wie in der Eingangsöffnung schrumpfende Fähigkeiten und die ein- bzw. ausgeführten Leitun­ gen können dichtend umschlossen werden, wenn die entsprechende Schrumpfwärme einwirkt.

Die Fig. 6 zeigt wiederum ein Anwendungsbeispiel für die Ver­ zweigung eines eingeführten Kabels 6 in Einzelleitungen 5, wel­ che die Verzweigeröffnungen 8 a, 8 b, 8 c verlassen. Das Formteil 7 ist hier wie oben bereits erläutert aufgeschrumpft.

Die Fig. 7 verdeutlicht ein Formteil 9 mit Verbindungsstellen der gegenüberliegenden Wandungen in den Längsabschnitten 2, bei dem zusätzlich eine angedeutete Durchmesseranpassung 9 a durch Aufweiten durchgeführt werden kann.

Die Fig. 8 zeigt die Ansicht des Formteiles 9 nach dem Schnitt VIII-VIII der Fig. 7. Hier ist bereits die Aufweitung 9 a er­ folgt und kann dann schließlich je nach Erfordernis durch Schrumpfen auf den erforderlichen Durchmesser angepaßt wer­ den.

Die Fig. 9 verdeutlicht den Vorgang der Anpassung an einem Ausführungsbeispiel für Verzweigerzwecke.

In der Fig. 10 wird nun erläutert, wie die Herstellung der Materialverbindungen in den Längsabschnitten 2 des Schlauches 1 im Gegensatz zum Verfahren mit punktuellem Anpreßdruck mit gleichmäßigem auf das Ausgangsprodukt, dem Schlauch 1, wirken­ den Druck erfolgen kann. Hier wird bei der Extrusion des Schlau­ ches 1 eine nicht haftende Zusatzfolie 10 ins Innere eingebracht, die an den späteren Verbindungsstellen in den Längsabschnitten 2 entsprechende Aussparungen 11 aufweist. Bei gleichmäßiger Druck­ einwirkung auf den Schlauch 1 berühren sich nun nur noch die inneren Wandungsteile in den Aussparungen 11 der Zusatzfolie 10, so daß nur hier eine Materialverbindung zustande kommen kann. Die übrigen Arbeitsschritte verlaufen dann wie bisher. Nach dem Abtrennen in die einzelnen Formteile kann die Zusatz­ folie 10 wieder entnommen werden.

Die Fig. 11 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung für einen Schlauch 1 mit Verbindungsstellen in den Längsabschnitten 2, bei dem zum Beispiel eine Verstärkungs­ einlage 12 in Form eines Geflechtes mitextrudiert oder anderwei­ tig eingefügt worden ist. So können auch andere Einlagen, die den jeweiligen Erfordernissen angepaßt sind, eingebracht wer­ den. So ist beispielsweise auch zweckmäßig, jeweils eine geeig­ nete Innenbeschichtung einzubringen, zum Beispiel einen der üb­ lichen Schmelzkleber, durch die das Abdichten zu den eingeführ­ ten Gegenständen begünstigt wird.

Der Vernetzungsvorgang, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Verfahrensschritt mit einbezogen ist, läuft in der an sich bekannten Weise ab und kann entweder durch chemische Vernetzungs­ mittel oder durch Elektronenbestrahlung angeregt werden.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung von schrumpfbaren, hohlen Formtei­ len aus polymerem Material durch Verbindung von gegenüberliegen­ den Flächenbereichen, anschließender Vernetzung und Streckung dieser Formteile, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsprodukt ein längsextrudiertes Formteil (1, 7, 9) verwendet wird, bei dem die dauerhafte Verbindung von inneren Wandbereichen zumindest in kleineren Längsabschnitten (2) er­ folgt, bei dem die Streckung zur Verleihung des Formgedächt­ nisses in Querrichtung vorgenommen wird und daß die endgültigen Formteile (1, 7, 9) anschließend durch Abtrennung quer zur Längs­ richtung des Ausgangsproduktes hergestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung in den Längsabschnitten (2) symmetrisch er­ folgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung zwischen zwei Längsabschnitten (2) erfolgt.

4. Verfahren zur Herstellung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsprodukt ein Schlauch (1) verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsprodukt ein vorgeformtes Hohlprofil (7) ver­ wendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsprodukt plattenförmiges Material, insbesondere Folien verwendet werden, die beim Verbindungsvorgang auch ent­ lang der Randbereiche miteinander verbunden werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsprodukt Verstärkungseinlagen (12), insbesonde­ re Gewebeeinlagen, eingefügt werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsprodukt Trennungsfolien (10), insbesondere mit Aussparungen (11) für die Verbindungsbereiche eingefügt wer­ den.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Wandbereiche nach Erwärmung des Aus­ gangsprodukts durch Prägungen hergestellt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Wandbereiche durch Materialverschwei­ ßung hergestellt werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Wandbereiche durch Klebungen, insbeson­ dere mit einem vernetzungsresistenten Kleber, vorgenommen werden.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsprodukt eine Innenbeschichtung aus einem Dich­ tungsmittel, vorzugsweise aus einem vernetzungsresistenten Kle­ ber, aufweist.