DE4038077A1 - Verfahren zum herstellen eines rohrfoermigen, fadenverstaerkten blasform- oder spritzblasteils aus thermoplastischem elastomermaterial - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her­ stellung von flaschen- oder rohrförmigen, fadenverstärkten Blasform- oder Spritzblasteilen aus thermoplastischem Elastomermaterial. Solche Blashohlkörper aus thermoplasti­ schem Elastomermaterial werden für technische Zwecke dort verwendet, wo eine gewisse Beweglichkeit gefordert wird, um Schwingungen oder Maßschwankungen auszugleichen, insbeson­ dere bei bewegten oder stationären Maschinen und Motoren. Dort werden insbesondere fluide Medien durch sie hindurch­ geleitet, welche einen gewissen Überdruck gegenüber dem außen befindlichen Atmosphärendruck aufweisen können.

Die Werkstoffklasse der thermoplastischen Elastomeren ist bekannt für die sehr kurzen Fertigungszeiten; sie verhalten sich nämlich in der Wärme wie Thermoplaste und besitzen nach dem Abkühlen die Eigenschaften von Elastomeren, sind also gummiartig.

Wie reiner Gummi haben thermoplastische Elastomere die Eigenschaft, unter innerem Druck diesem auszuweichen und die Kontur zu verändern. Bei Gummi hilft man sich zur Vermeidung dieser Eigenschaft damit, daß man ein Gebilde aus Festig­ keitsträgern einbettet, welches eine radiale Ausdehnung unter Druck weitgehend unterbindet. So beschreibt die DE-PS 36 19 981 ein Verfahren zur Herstellung eines fadenverstärk­ ten Schlauches aus Gummi, bei dem ein Verstärkungsfaden innerhalb des mit Material gespeisten Scherkopfes um den Formkern gewickelt und gleichzeitig in die Wandung des Schlauches eingebracht wird. Dabei wird die Erhitzung so vorgenommen, daß sich zum Zeitpunkt des Einbringens des Verstärkungsfadens in die Wandung des Schlauches eine vorübergehende Absenkung der Viskosität der Ausgangsmischung ergibt.

Bei dreidimensional verformten Rohrstücken ist dieses Verfahren nicht durchführbar; es gelingt nicht, den Festig­ keitsträger in das Material einzubringen, so daß bisher solche Blasformteile nicht für Drücke über 1,2 bar geeignet sind, da sie sich aufblasen würden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beheben und es zu ermöglichen, blasgeformte rohrförmige Teile aus elastischen, thermoplastischen Materialien so zu verstärken, daß sie einen Druck über 1,2 bar aushalten können, ohne dabei ihren Querschnitt wesentlich zu verändern. Die Verstärkung selbst und somit auch das rohrförmige Teil dürfen sich nicht unter Einwirkung eines inneren Druckes elastisch verformen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Blasform- oder Spritzblasverfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man vor dem Aufblasen des Rohlings bzw. Vorformlings mit Druckluft in die formgestaltende Kavität des Blaswerkzeugs einen gewebten, gewirkten oder gestrickten textilen Strumpf mit einem linearen, isotropen Ausdehnungskoeffizienten von 2 bis 10 um den Schlauchrohling bzw. Vorformling anordnet und diesen sodann so weit von innen aufbläst, daß seine Wandung die Innenwandungen der Kavität vollständig berührt und dabei sich gleichzeitig in den textilen Strumpf eindrückt, und daß man nach dem Aushärten das Blasform- bzw. Spritzblas­ teil aus der Kavität entfernt.

Der textile Strumpf ist zweckmäßig an seinen beiden, axial gegenüberliegenden Enden offen. Wichtig ist, daß er durch die Art des Gewebes, Gestrickes oder Gewirkes so elastisch ist, daß er sich gemeinsam mit dem Schlauchrohling in die gewünschte Form aufblasen läßt. Geeignete Textiltypen sind Polyamid, Polyethylenterephthalat, Aramid, Reyon, Viscose oder Baumwolle, aber auch Stahl, Glas oder Kohlenstoff. Bevorzugt wird man solche Textilwerkstoffe nehmen, die in der Lage sind, sich unlösbar mit dem aufgeblasenen Material zu verbinden. Dies sind insbesondere Polypropylen, Polyamid, Polyetherester oder Copolymere und Polymerlegierungen aus Thermoplasten und Elastomeren. Es wurde gefunden, daß bei Einsatz dieser Fasermaterialien für die Textilverstärkung dieses sich unter Einwirkung eines inneren Druckes nicht mehr elastisch verformt.

Die Erfindung kann in drei besonders bevorzugten Varianten des Blasformens durchgeführt werden: Blasformprodukte mit Verstärkung werden so hergestellt, daß man aus einer Schlauchkopfdüse einen Schlauchrohling extru­ diert, einen textilen Strumpf dann über den Schlauchrohling zieht, jenen mit seinem oberen Ende konzentrisch um die Schlauchkopfdüse herum einspannt und sodann den Schlauchroh­ ling mit dem textilen Strumpf in die Kavität des Blas­ werkzeugs transferiert.

Eine Variante gemäß dem bekannten Spritzblasverfahren besteht nach der Erfindung darin, daß man einen an seiner Mündung genau kalibrierten, massiven Vorformling in einer ersten Kavität spritzt und nach dem Entformen, direkt vor dem Transferieren in die Kavität des Blaswerkzeugs, einen entsprechend vorgeformten textilen Strumpf über den Vor­ formling zieht.

Eine weitere Verfahrensvariante des Blasextrudierens besteht darin, daß man zuerst einen textilen Strumpf mit einem seiner offenen Enden konzentrisch um die Düse eines Blasex­ truders herum befestigt, sodann aus dieser Düse einen Schlauchrohling in den Strumpf hineinextrudiert, an dessen axial entgegengesetztem Ende sich ein Kalibrierblasdorn befindet, und daß man sodann über den Kalibrierblasdorn mittels Druckluft den Rohling von innen gemeinsam mit dem Strumpf in der geschlossenen Blasform-Kavität aufbläst.

In jedem Falle legt sich beim Blasformen das thermopla­ stische, Elastomere Material zusammen mit dem es umgebenden Strumpf dicht an die Innenwandungen des Blasform-Hohlraums an, wobei die textilen Fasern sich innig mit den thermopla­ stischen Elastomeren verbinden.

Die erwähnten, drei möglichen Verfahrensvarianten werden im folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schema einer Extrusionsblasmaschine;

Fig. 2 das Schema einer Spritzblasmaschine in den Verfahrens­ stufen a bis f und

Fig. 3 das Spritzextrudier-Blasverfahren in vier Stufen a bis d.

Zunächst sei das Extrusionsblasen betrachtet (Fig. 1). Gezeigt sind der Vorformling (1), die Schließeinheiten (2), der Gewebestrumpf (3), die Düse (4), der Spannring (5) und die Holme (6).

Auf dieser Vorrichtung wird ein Vorformling (1) extrudiert, der dann von den Schließeinheiten (2) umfaßt werden soll, um aufgeblasen zu werden. Nach dem Abkühlen kann das fertige Bauteil entnommen werden. Gemäß der Erfindung wird der Strumpf (3) aus Gewebe rohrförmig gespannt und vor dem Schließen des Werkzeugs (2) über den Vorformling (1) gezogen. Sodann werden die Schließeinheiten (2) geschlossen und der schlauchförmige Vorformling (1) mit dem Gewebestrumpf (3) an die Werkzeugwand geblasen. Das obere Ende des Strumpfes (3) wird konzentrisch um die Düse (4) gehalten, z. B. mit Hilfe eines Spannringes (5) oberhalb des Werkzeugs.

Alternativ wird in einer Spritzblasvorrichtung (Fig. 2) ein Rohling oder Vorformling hergestellt durch Umspritzen eines Kernes (7), Verfahrensstufen a, b. Der umspritzte Kern (7) wird anschließend nach oben entnommen; währenddessen (c) oder nach dem Überführen in die Blasstation, vor dem Schließen der Form (d), wird der Gewebestrumpf (3) über den umspritzten Rohling gezogen. Der Gewebestrumpf (3) wird mit seinem offenen Ende am oberen Teil (8) des Blasdornes befestigt. Die Blasform wird sodann geschlossen und der Vorformling aufgeblasen, bis er an der Wand der Blasform anliegt (e). Nach dem Abkühlen wird das fertige Formteil entnommen (f).

In der dritten Verfahrensvariante, dem Spritzextrudier- Blasverfahren (Fig. 3), wird das obere Ende des Gewebe- Strumpfes (3) am geöffneten Spritzwerkzeug an der Stelle (9) befestigt. Sodann wird das Werkzeug geschlossen, auf die Düse (4) gesetzt und vollgespritzt (Position a). Dabei legt sich der Gewebeschlauch (3) an die Werkzeugwand an. Nun wird das Spritzwerkzeug nach oben gezogen (Position b) und dabei der Rohling oder Vorformling (1) kontinuierlich extrudiert. Der Gewebestrumpf (3), dessen unteres Ende konzentrisch um die Düse (4) befestigt ist, wird dabei aufgelängt. Nun erfolgt das Aufblasen (Position c), wobei sich der Gewebe- Strumpf zusammen mit dem Vorformling an der Innenwand (9) des Blaswerkzeugs anlegt. Es folgt die Endbearbeitung des fertigen Formteils (d) .

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen, fadenver­ stärkten Blasform- oder Spritzblasteils aus thermopla­ stischem Elastomermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Aufblasen des Rohlings bzw. Vorformlings mit Druckluft in die formgestaltende Kavität des Blas­ werkzeugs einen gewebten, gewirkten oder gestrickten, textilen Strumpf mit einem linearen, isotropen Ausdeh­ nungskoeffizient von 2 bis 10 um den Schlauchrohling bzw. Vorformling anordnet und diesen sodann so weit von innen aufbläst, daß seine Wandung die Innenwandungen der Kavität vollständig berührt und dabei sich gleich­ zeitig in den textilen Strumpf eindrückt, und daß man nach dem Aushärten das Blasform- bzw. Spritzblasteil aus der Kavität entfernt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man aus einer Schlauchkopfdüse einen zylindrischen Schlauchrohling extrudiert, den textilen Strumpf dann über den extrudierten Schlauchrohling zieht, den Strumpf mit seinem oberen Ende konzentrisch um die Schlauchkopfdüse herum einspannt und sodann den Schlauch­ rohling mit dem textilen Strumpf in die Kavität des Blaswerkzeugs transferiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen an seiner Mündung genau kalibrierten, massiven Vorformling in einer ersten Kavität spritzt und nach dem Entformen, direkt vor dem Transferieren in die Kavität des Blaswerkzeugs, einen entsprechend vorge­ formten Textilstrumpf über den Vorformling zieht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zuerst einen textilen Strumpf mit seinem offenen Ende konzentrisch um die Düse eines Blasextruders herum befestigt, sodann aus dieser Düse einen Schlauchrohling in den Strumpf hineinextrudiert, an dessen axial entgegengesetztem Ende sich ein Kalibrierblasdorn befindet, und daß man sodann über diesen Blasdorn mittels Druckluft den Rohling von innen gemeinsam mit dem Strumpf in der geschlossenen Blasformkavität aufbläst.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der textile Strumpf über seine gesamte Mantelfläche Öffnungen in der Größen­ ordnung von 0,1 bis 10 mm aufweist und daß seine Fasern aus Metall, Glas, natürlichen oder synthetischen Materialien bestehen.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Fasern des textilen Strumpfes Materialien aus Polypropylen, Polyamid, Polyetherester oder Copolymere und Polymer­ legierungen aus Thermoplasten und Elastomeren wählt.