DE69109458T2

DE69109458T2 - Ein mehrschichtiges Rohr aus Kunststoff und Verfahren zu dessen Herstellung.

Info

Publication number: DE69109458T2
Application number: DE69109458T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Ezaki; Tatsuya Nakagawa
Original assignee: Ex-Cell-O Corp
Current assignee: Ex-Cell-O Corp
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1991-11-18
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2011-11-19
Also published as: EP0618356A3; US5699835A; US6251332B1; KR960003690B1; KR920010195A; JP3219407B2; EP0492129A1; EP0492129B1; JPH04189528A; AU8804891A; US6537484B2; EP0618356A2; US20010013675A1; DE69109458D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren ist aus DE-A-38 38 921 bekannt.
Seit dem Aufkommen eines Verfahrens zur Herstellung eines Kunststoffrohres, dessen Mittelachse zwei- oder dreidimensional auf beliebige Weise verläuft, durch Hohlkörperblasen sind viele in Automobilen verwendete Rohre und Leitungen durch Kunststoffrohre und -leitungen ersetzt worden und dies dauert noch an. Durch das Vorsehen solcher Kunststoffrohre, die eine zweidimensional oder dreidimensional beliebige Gestalt haben, kann, wenn beispielsweise Leitungen oder Rohre in einem begrenzten Raum eines Automobils - etwa einem Motorraum - anzuordnen sind, ohne daß die Notwendigkeit eines Montierens einer Mehrzahl von Rohrteilen mit einfacheren Formen besteht, ein Kunststoffrohr mit zusammenhängendem Aufbau, das eine entweder zweidimensional oder dreidimensional kompliziert gebogene Gestalt hat, vorgesehen werden, was dazu beiträgt. den Montagevorgang für die Rohre oder Leitungen zu vereinfachen. Außerdem besteht bei einem solchen Kunststoffrohr mit zusammenhängendem Aufbau, da es keine Verbindung zwischen Rohrteilen gibt, keine Möglichkeit des Auftretens von Lecks bei einem durch die Leitungen oder Rohre fließenden Fluid. Aus diesem Grunde sind viele der herkömmlichen Leitungen oder Rohre, die aus Gummi o.ä. gefertigt wurden, für den Einsatz in einem Motorraum eines Automobils durch Kunststoffrohre ersetzt worden und dies dauert an.
Jedoch können z.B. auch für Leitungen und Rohre zur Verwendung in einem Motorraum eines Automobils die zu erfüllenden Bedingungen in Abhängigkeit von den Bedingungen, bei denen diese verwendet werden, sich radikal ändern. Insbesondere ist, wenn eine solche Leitung oder ein Rohr als Ansaugstutzen direkt an einem Motor angebracht ist, dieses einer ziemlich hohen Temperatur ausgesetzt, und darüber hinaus ist, da auf dieses direkt Schwingungen einwirken, ein hoher Grad von Haltbarkeit erforderlich. Aus diesem Grunde wurde der herkömmliche Ansaugstutzen eines Automobils normalerweise aus einem Metall, etwa Aluminium, hergestellt. Wenn jedoch eine Leitung oder ein Rohr aus einem Metall hergestellt werden soll, ist sein Herstellungsvorgang kompliziert, schwierig und teuer, und darüber hinaus ist die Gestalt einer herzustellenden Leitung oder eines Rohres tendentiell beschränkt.
Daher wurden beträchtliche Anstrengungen unternommen und eine große Menge Geld ausgegeben, um zu versuchen, eine solche Leitung oder ein Rohr als Ansaugstutzen durch eine Kunststoffleitung oder ein Kunststoffrohr zu ersetzen, da dies jedoch eine Art von Leitung oder Rohr ist, welches ausgeprägte Temperaturbeständigkeit sowie erhöhte Haltbarkeit erfordert, ist bislang noch kein praktikables Verfahren zu dessen Herstellung vorgeschlagen worden.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten mehrschichtigen Kunststoffrohres, insbesondere eines mehrschichtigen Kunststoffrohres mit erhöhter Haltbarkeit und verbesserten Wärmebeständigkeitseigenschaften, welches auch als Leitung zur Verwendung in einem Autoteil wie einem verbesserten Ansaugstutzen geeignet ist, bereitzustellen. Das Verfahren sollte auch die leichte und zuverlässige Herstellung derartiger Rohre mit hoher Produktivität und niedrigen Kosten erlauben.
Gemäß der Erfindung werden diese und weitere Aufgaben für ein Verfahren der oben beschriebenen Art mittels der Merkmale gelöst, die im kennzeichnenden Teil des Verfahrensanspruchs 1 definiert sind.
Es ist zu beachten, daß hier die Begriffe "Rohr" und "Leitung" im Austausch gegeneinander verwendet werden, ohne daß sich eine veränderte Bedeutung ergibt.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein mehrschichtiges Kunststoffrohr durch zusammenhängende Bildung einer äußeren Schicht eines dritten Kunststoffmaterials auf der äußeren Umfangsfläche eines hohlen Kernes gebildet, der aus einem ersten Kunststoffmaterial in eine gewünschte Gestalt geformt worden ist. Bei dieser Ausführungsform wird, wenn der hohle Kern in einem Formhohlraum angeordnet wird, mindestens ein Abstandshalterteil zwischen die äußere Oberfläche des hohlen Kerns und die Oberfläche des Formhohlraumes gebracht, um dadurch einen vorbestimmten Spalt zwischen diesen zu bestimmen. Dann wird das dritte Kunststoffmaterial im geschmolzenen Zustand unter Druck in den Hohlraum oder den Spalt zwischen der äußeren Oberfläche des hohlen Kerns und der Formoberfläche eingespritzt. Danach wird eine Kompressionskraft auf das eingespritzte Kunststoffmaterial ausgeübt, wodurch eine integral mit der äußeren Oberfläche des hohlen Kerns, zusammen mit dem Abstandshalterteil, eine äußere Schicht gebildet wird. Schließlich wird das so eingespritzte dritte Kunststoffmaterial, beispielsweise durch Abkühlung, verfestigt bzw. gehärtet. Vorzugsweise wird der hohle Kern, gemeinsam und integral mit dem Abstandshalterteil, durch Hohlkörperblasen hergestellt. Auf diese Weise kann, da das Abstandshalterteil zwischen dem hohlen Kern und der Oberfläche des Hohlraums vorhanden ist, wenn der hohle Kern in dem Formhohlraum an Ort und Stelle gebracht wird, ein vorbestimmter Spalt zwischen dem hohlen Kern und der Hohlraum- Oberfläche aufrechterhalten werden, während das geschmolzene dritte Kunststoffmaterial in den Hohlraum eingespritzt wird. Im Ergebnis dessen kann über die gesamte Oberfläche des hohlen Kerns eine äußere Schicht mit gewünschter Dicke und gewünschter Gestalt gebildet werden.
In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Mehrzahl von Formsegmenten miteinander verbunden, um einen Formhohlraum zu bestimmen, wobei ein hohler Plastikkern innerhalb des Formhohlraumes angeordnet wird. In diesem Falle werden die Formsegmente nicht vollständig miteinander verbunden bzw. aneinandergesteckt, sondern eine vorbestimmte Lücke wird zwischen mindestens zwei der Formsegmente aufrechterhalten, so daß die Lücke den Durchgang von Luft erlauben kann, es aber keinerlei geschmolzenem Kunststoffmaterial erlaubt, hindurchzutreten. Unter dieser Bedingung wird Kunststoffmaterial im geschmolzenen Zustand unter Druck in den Hohlraum zugeführt, und dann werden die Formsegmente vollständig miteinander verbunden, wodurch eine Kompressionskraft auf das so in den Hohlraum zugeführte Kunststoffmaterial ausgeübt wird, so daß eine äußere Schicht mit einer gewünschten Gestalt aus einem dritten Kunststoffmaterial integral auf der äußeren Umfangsfläche des hohlen Kerns in einer einheitlichen Struktur gebildet wird.
Vorzugsweise kann, um zu verhindern, daß der hohle Kern während der Herstellung in unerwünschter Weise verformt wird, der hohle Kunststoffkern mit Teilchen - etwa Sand - gefüllt werden, oder es kann unter Druck stehendes Gas in das Innere des hohlen Kerns wenigstens während der Zeit zugeführt werden, während derer ein äußerer Druck aut die äußere Oberfläche des hohlen Kerns ausgeübt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die ein mehrschichtiges Kunststoffrohr zeigt, das in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist,
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, die einen Querschnitt eines Kunststoffrohres längs der in Fig. 1 bezeichneten Linie A-A zeigt,
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, die eine Ansicht eines Endes des Kunststoffrohres nach Fig. 1 zeigt,
die Figuren 4a bis 4c sind schematische Darstellungen, die eine Folge von Schritten zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen,
die Figuren 5 und 6 sind schematische Darstellungen, die eine Abwandlung des in den Figuren 4a bis 4c gezeigten Verfahrens darstellen,
die Figuren 7a und 7b sind schematische Darstellungen, die das Prinzip der Positionierung des Abstandshalterteils bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigen,
die Figuren 8a bis 8d sind schematische Darstellungen, die verschiedene Ausführungsformen der Abstandshalterteile zeigen,
die Figuren 9a, 9b, 10a und 10b sind schematische Darstellungen, die alternative Aufbauten von Formen zeigen, die mit Vorteil zur Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können,
die Figuren 11a bis 11g sind schematische Darstellungen, die eine Folge von Schritten bei der Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, welches sowohl weiche als auch harte Abschnitte hat,
die Figuren 12a bis 12c sind schematische Darstellungen, die eine Folge von Schritten bei der Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, welches einen Balgenabschnitt hat,
die Figuren 13a bis 13d sind schematische Darstellungen, die eine Folge von Schritten bei der Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres in Übereinstimmung mit einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, welches ein Paar von unabhängigen Durchflußkanälen einschließt,
die Figuren 14a bis 14c sind schematische Darstellungen, die eine Folge von Schritten bei der Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres in Übereinstimmung mit einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, welches ein Paar von unabhängigen Durchflußkanälen einschließt,
die Figuren 15a bis 15f sind schematische Darstellungen, die eine Folge von Schritten bei der Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres in Übereinstimmung mit einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, welches einen durch ein Metallteil verstärkten Flanschabschnitt einschließt, und
die Figuren 16a und 16b sind schematische Darstellungen, die eine Abwandlung des Verfahrens zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres zeigen, welches einen durch ein Metallteil verstärkten Flanschabschnitt einschließt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In den Figuren 1 bis 3 ist schematisch ein mehrschichtiges Kunststoffrohr 1 gezeigt, das in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, und dieses Rohr 1 ist besonders geeignet zur Verwendung beispielsweise als Ansaugrohr bzw. -stutzen eines Automobils. Das mehrschichtige Kunststoffrohr 1 umfaßt ein hohles Teil 11, welches aus einem ersten Kunststoffmaterial in einer gewünschten Gestalt gebildet ist, und ein Abstandshalterteil oder einen Fortsatz 13, der aus einem zweiten Kunststoffmaterial in einer vorbestimmten Höhe oder Dicke gebildet ist, ist an einer vorbestimmten Stelle (im dargestellten Beispiel an sechs Stellen) auf der äußeren Umfangsfläche des hohlen Teils 11 vorgesehen. Weiter ist eine äußere Schicht 12 in einer vorbestimmten Gestalt auf der äußeren Umfangsfläche des hohlen Teils 11 mit Ausnahme der Stellen gebildet, wo die Abstandshalterteile 13 vorgesehen sind. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die äußere Schicht 12 integral mit dem hohlen Teil 11 und den Abstandshalterteilen 13 gebildet, und die äußere Schicht 12 hat eine Dicke, die im wesentlichen gleich der Dicke oder Höhe jedes der Abstandshalterteile 13 ist. Die äußere Schicht kann beispielsweise durch Verkleben oder Verschmelzen integral mit dem hohlen Teil 11 und den Abstandshalterteilen 13 gebildet sein. Die äußere Schicht 12 bestimmt einen Flanschabschnitt 12a an jedem Ende des mehrschichtigen Kunststoffrohres 1, und jeder Flanschabschmitt 12a ist mit einer Mehrzahl von Befestigungslöchern 12b gebildet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das hohle Teil 11 durch Hohlkörperblasen gebildet und hat eine gewünschte Gestalt, wobei die Mittelachse zweidimensional oder dreidimensional gebogen ist. Die Abstandshalterteile 13 können integral zur gleichen Zeit gebildet werden. zu der das hohle Teil 11 durch Hohlkörperblasen gebildet wird, oder alternativ dazu können die Abstandshalterteile 13, die separat gefertigt worden sind, beispielsweise unter Verwendung eines Klebers oder lokales Verschmelzen integral an vorbestimmten Stellen der äußeren Umfangsfläche des hohlen Teils 11 vorgesehen werden, nachdem das hohle Teil 11 durch Hohlkammerblasen gebildet wurde. Die Abstandshalterteile 13 können aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein, welches dasselbe wie das des hohlen Teils 11 ist oder sich von diesem unterscheidet. Somit können die Abstandshalterteile 13 lokal unterschiedliche Eigenschaften an einer Stelle aufweisen, wobei das mehrschichtige Kunststoffrohr 1 lokal in Kontakt mit einem anderen Teil gebracht wird, oder wo ein anderes Teil darauf angebracht wird.
Die äußere Schicht 12 ist integral mit dem hohlen Teil 11 gebildet, aber die äußere Schicht 12 kann aus einem sich vom Kunststoffmaterial des hohlen Teils 11 unterscheidenden Kunststoffmaterial gebildet sein. Im Ergebnis dessen, können dem mehrschichtigen Kunststoffrohr 1 gewünschte Eigenschaften verliehen werden, die von den Bedingungen abhängen, unter denen es verwendet wird. Beispielsweise kann das hohle Teil 11, da es einen Durchflußkanal zum Führen des Flusses eines Fluids bestimmt, aus einem Kunststoffmaterial gebildet werden, das gewünschte Eigenschaften hat, die in Verbindung mit dem Fluß eines solchen Fluids benötigt werden. Wenn beispielsweise das mehrschichtige Kunststoffrohr 1 als Ansaugrohr eines Motors verwendet werden soll, wird vorzugsweise ein Kunststoffmaterial verwendet, das ausgezeichnete Kraftstoffbeständigkeits- und Gas-Anblaseigenschaften ("antiblow-by gas characteristic") hat, während, wenn das mehrschichtige Kunststoffrohr 1 als Kühlerschlauch eines Automobils verwendet werden soll, vorzugsweise ein Kunststoffmaterial mit ausgezeichneten anti-LLC-Eigenschaften verwendet wird.
Die äußere Schicht 12 hat die spezielle Aufgabe, dem mehrschichtigen Kunststoffrohr 1 mechanische Stabilität und/oder Wärmebeständigkeitseigenschaften zu verleihen. Somit wird, obowhl die äußere Schicht 12 grundsätzlich aus demselben Kunststoffmaterial wie das hohle Teil 11 hergestellt werden kann, vorzugsweise ein solches Kunststoffmaterial verwendet, das auch Verstärkungsmaterialien, etwa Fasern oder Füller, einschließt. Solche Verstärkungsmaterialien schließen typischerweise Glasfasern, Kohlefasern, Talkum und Glimmer ein.
Für das hohle Teil 11, die Abstandshalterteile 13 und die äußere Schicht 12 können unterschiedliche Kunststoffmaterialien verwendet werden, solange sie ineinander löslich sind. In dem Falle, daß eine solche Löslichkeit nicht selbst gegeben ist, kann eine Klebschicht zwischen den beiden Kunststoffmaterialien eingesetzt werden, zwischen denen keine Löslichkeit besteht. Sowohl das hohle Teil 11 wie auch die Abstandshalterteile 13 und die äußere Schicht 12 können aus demselben Kunststoffmaterial gemacht werden, falls gewünscht. Die bevorzugten Kunststoffmaterialien, die für das hohle Teil 11 und die Abstandshalterteile 13 zu verwenden sind, schließen Nylon 6, Nylon 6-6, Nylol 6 oder 6-6 (20 % Glasfasern enthaltend), Nylon 11 oder 12, Nylon 4-6 oder 6- 10 oder 6-12, Mischungen der Nylon-Familie, PPS (Polyphenylensulfid), PET (Polyethylenterephthalat, PBT (Polybutylenterephthalat), PES (Polyethersulfon), PEEK (Polyetheretherketon), Polyimid und Polyamidimid ein. Andererseits schließen die bevorzugten Kunststoffmaterialien zur Bildung der äußeren Schicht 12 eine Mischung jedes der oben aufgelisteten Kunststoffmaterialien zur Bildung des hohlen Teils 11 mit einem gewünschten Prozentsatz, wie etwa 30 %, Verstärkungsmaterial - etwa Glasfasern - ein.
Wie in Figuren 1 und 2 gezeigt, kann, wie die äußere Schicht 12 aus einem Kunststoffmaterial mit ausgezeichneter mechanischer Festigkeit gebildet ist, ein Flanschabschnitt 12a als Teil davon gebildet werden. Der Flanschabschnitt 12a wird mit einer Mehrzahl von Befestigungslöchern 12b gebildet, so daß der Flanschabschnitt 12a direkt beispielsweise an eine Ansaugöffnung eines Motors oder einen Kühler eines Automobils unter Verwendung von Bolzen und Muttern montiert werden kann. In der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsform sind die Abstandshalterteile 13 auf gegenüberliegenden Seiten des hohlen Teils 11 angeordnet, ein solches Abstandshalterteil 13 kann jedoch auch an mindestens einer Stelle der äußeren Umfangsfläche des hohlen Teils 11 vorgesehen sein, so daß die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche spezielle Anordnung der Abstandshalterteile 13 beschränkt ist, wie sie in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist. Wie später ausführlich beschrieben wird, kann die Anordnung und Anzahl solcher Abstandshalterteile 13 entsprechend den Bedingungen bestimmt werden, unter denen das mehrschichtige Kunststoffrohr 1 verwendet wird, und in Übereinstimmung mit dem angewandten Herstellungsverfahren.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Figuren 4a bis 4c ein Verfahren zur Herstellung des mehrschichtigen Kunststoffrohres 1 entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
Wie in Fig. 4a gezeigt, wird in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform Gebrauch von einem Paar aus einer ersten Formhälfte 15 und einer zweiten Formhälfte 16 gemacht, welche zusammen, wenn sie miteinander in Kontakt gebracht werden, eine vollständige Form bilden, und diese erste und zweite Formhälfte 15 und 16 sind so angeordnet, daß sie zueinander hin oder voneinander weg bewegbar sind. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die erste Formhälfte 15 hinsichtlich ihrer Lage festgelegte wobei ihre Paßfläche nach oben gewandt ist, während die zweite Formhälfte 16 so angeordnet ist, daß sie vertikal bewegbar ist, wodurch sie näher zur zugehörigen, stationären ersten Formhälfte 15 hin oder weiter von dieser wegbewegt werden kann. Die Paßfläche der ersten Formhälfte 15 ist mit einer ersten Formhöhlung lsa gebildet, die eine vorbestimmte Gestalt hat und eine erste Hälfte eines Formhohlraumes bestimmt. Ein Sitzabschnitt 15b ist an jedem Ende der ersten Formhöhlung 15a gebildet, und diese Sitzabschnitte 15b dienen dazu, einen hohlen Kunststoffkern 11 an Ort und Stelle zu halten, wenn er in der ersten Formhälfte 15 angeordnet wird. Die erste Formhälfte 15 ist auch mit einer vorbestimmten Anzahl von Zuführkanälen 17 versehen, die in Verbindung mit einer Zuführquelle 18 zur Zuführung von Kunststoffmaterial stehen. Somit wird das dritte Kunststoffmaterial in geschmolzenem Zustand von der Zuführquelle 18 über diese Zuführkanäle 17 in den durch die erste und die zweite Formhälfte 15 und 16 bestimmten Hohlraum zugeführt, wenn diese in einen sich nahezu berührenden Zustand gebracht werden.
Die zweite Formhälfte 16 hat auch eine Paßfläche, die in Kontakt mit der Paßfläche der ersten Formhälfte 15 gebracht wird, und die Paßfläche der zweiten Formhälfte 16 ist mit einer zweiten Formhöhlung 16a gebildet, die eine gewünschte Gestalt hat. Wie gezeigt, ist ein Gleitkern 19 an jedem Ende der zweiten Formhöhlung 16a vorgesehen, und dieser ist so angeordnet, daß er gleitend in einem in der zweiten Formhälfte 16 gebildeten Führungsloch bewegbar ist. Eine Feder ist im Führungsloch angeordnet, so daß der Gleitkern normalerweise nach außen gedrückt wird, so daß er in seiner vorgeschobenen Lage angeordnet ist. Der Gleitkern 19 hat eine derart gebildete Vorderfläche, daß sie den gleichen Umfang wie der hohle Kunststoffkern 11 hat und diesen somit teilweise in sich aufnimmt, und die Vorderfläche des Gleitkernes 19 kann in Kontakt mit der Paßfläche der ersten Formhälfte 15 gebracht werden.
Nun wird ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres unter Verwendung eines Paares einer ersten und einer zweiten Formhälfte 15 und 16, wie oben beschrieben, erläutert. Zuerst wird der hohle Kunststoffkern 11 aus einem ersten Kunststoffmaterial in einer gewünschten Gestalt gebildet, beispielsweise durch ein Hohlkörperblasverfahren. Der Spitzen-Endabschnitt an jedem Ende des hohlen Kunststoffkerns 11 wird unter Umständen entfernt, jedoch wird unter Verwendung dieser Spitzen-Endabschnitte der hohle Kunststoffkern 11 in der ersten Formhöhlung 15a an Ort und Stelle gebracht, in dem seine Spitzen-Endabschnitte auf den Sitzabschnitten 15b der ersten Formhälfte 15 angeordnet werden, wie in Fig. 4a gezeigt. Wie hier gezeigt, wird der hohle Kunststoffkern 11 an ausgewählten Stellen seiner äußeren Umfangsfläche mit einer Mehrzahl von Abstandshalterteilen 13 versehen. Vorzugsweise werden diese Abstandshalter teile 13 zur gleichen Zeit gebildet, zu der der hohle Kunststoffkern 11 hergestellt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden, da diese so ausgebildet ist, daß ein drittes Kunststoffmaterial im geschmolzenen Zustand über in der ersten Formhälfte 15 vorgesehene Zuführkanäle 17 in den Hohlraum gebracht wird, die Abstandshalterteile 13 nur auf der oberen Hälfte der äußeren Umfangsfläche des sich horizontal erstreckenden hohlen Kunststoffkerns 11 angeordnet. Wenn gewünscht, können diese Abstandshalterteile 13 zusätzlich auch an anderen Stellen der äußeren Umfangsfläche des hohlen Kunststoffkerns 11 vorgesehen sein. Es ist jedoch zu beachten, daß diese Abstandshalterteile 13 an solchen Stellen des hohlen Kunststoffkerns 11 vorgesehen sein sollten, die der auf den hohlen Kunststoffkern 11, wenn das Kunststoffmaterial in geschmolzenem Zustand in den Hohlraum zugeführt wird, einwirkenden Kraft widerstehen können. Daher sollten bei der vorliegenden Ausführungsform diese Abstandshalterteile 13 mindestens auf der oberen Hälfte der äußeren Umfangsfläche des hohlen Kunststoffkerns 11, der sich horizontal erstreckt, vorgesehen sein.
Dann wird, wie in Fig. 4b gezeigt, die zweite Forrnhälfte 16 abgesenkt, wobei die Gleitkerne 19 zuerst in Kontakt mit dem jeweiligen Endabschnitt des hohlen Kunststoffkerns 11 und mit der Paßfläche der ersten Formhälfte 15 gebracht werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der hohle Kunststoffkern 11 in dem zwischen der ersten und zweiten Formhälfte 15 und 16 bestimmten Hohlraum an Ort und Stelle gehalten. Wenn die zweite Formhälfte 16 weiter abgesenkt wird, werden die Gleitkerne 19 in die entsprechenden Führungslöcher der zweiten Formhälfte 16 gegen die Kraft der Federn 20 zurückgezogen, da die Gleitkerne 19 in Kontakt mit der Paßfläche der ersten Formhälfte 15 sind. Wenn ein Spalt G zwischen den beiden Paßflächen der ersten und zweiten Formhälfte 15 und 16 einen vorbestimmten Wert erreicht hat (halbgeschlossener Zustand), wird die Abwärtsbewegung der zweiten Formhälfte 16 gestoppt. Der Wert des Spaltes G kann in diesem Falle auf irgend einen gewünschten Wert, der von den Umständen abhängt, eingestellt werden; er wird jedoch typischerweise in einem Bereich zwischen 2 und 5 mm eingestellt. In diesem Zustand wird das dritte Kunststoffmaterial in geschmolzenen Zustand von der Zuführquelle 18 über die Zuführkanäle 17 in den Hohlraum zugeführt. In diesem Falle - bei der vorliegenden Ausführungsform - wird der hohle Kunststoffkern 11, da die Abstandshalterteile 13 auf dem hohlen Kunststoffkern 11 auf seiner äußeren Umfangsfläche an solchen Stellen angeordnet sind, die der Richtung der Zuführung des dritten Kunststoffmaterials in den Hohlraum gegenüberliegen, so an Ort und Stelle gehalten, daß die Abstandshalterteile 13 in Kontakt mit der Oberfläche der zweiten Formhöhlung 16a stehen, so daß das zugeführte dritte Kunststoffmaterial keine vorgeprägte Verteilung innerhalb des Hohlraumes erfährt.
Dann wird, nachdem genügend von dem dritten Kunststoffmaterial in den Hohlraum zugeführt wurde, die Zufuhr des dritten Kunststoffmaterials beendet und - wie in Fig. 4c gezeigt - die zweite Formhälfte 16 wieder zu einer Abwärtsbewegung veranlaßt, bis die erste und zweite Formhälfte 15 und 16 in den Zustand vollständigen Aufeinandertreffens gebracht sind, in dem die Paßfläche der ersten Formhälfte 15 in Kontakt mit der Paßfläche der zweiten Formhälfte 16 steht. Im Ergebnis dessen wird das dritte Kunststoffmaterial, das in den Hohlraum oder den Spalt zwischen dem hohlen Kunststoffkern 11 und der Oberfläche der ersten und zweiten Formhöhlung 15a und 16a zugeführt worden war, gleichmäßig in dem gesamten Hohlraum verteilt, wodurch die äußere Schicht 12 aus dem dritten Kunststoffmaterial mit einer gewünschten Gestalt und zusammenhängend mit dem hohlen Kunststoffkern 11 gebildet wird. Während dieses Verdichtungsschrittes wird das in den Hohlraum zugeführte dritte Kunststoffmaterial hinreichend in einen großvolumigen Abschnitt, etwa den Flanschabschnitt, zugeführt. Außerdem wird durch das Vorsehen der Abstandshalterteile 13 an ausgewählten Stellen auf dem hohlen Kunststoffkern 11 verhindert, daß der hohle Kunststoffkern 11 deformiert wird und die äußere Schicht 12 kann mit gewünschter Gestalt und Dicke integral und zusammenhängend mit den Abstandshalterteilen 13 um den hohlen Kunststoffkern 11 herum gefertigt werden.
In dem Falle, daß die Stärke des hohlen Kunststoffkerns 11 selbst nicht hinreichend ist und daher die Möglichkeit besteht, daß der hohle Kunststoffkern 11 während des oben beschriebenen Verdichtungsschrittes deformiert werden kann, kann der Innenraum des hohlen Kunststoffkerns 11 mit Teilchen, etwa Sand, gefüllt werden. Alternativ hierzu kann ein unter Druck stehendes Gas in den Innenraum des hohlen Kunststoffkerns 11 zugeführt werden, um die während des Verdichtungsschrittes auf den hohlen Kunststoffkern 11 ausgeübte äußere Kraft auszugleichen und damit zu verhindern, daß der hohle Kunststoffkern 11 deformiert wird. Außerdem können, wenn auch die Möglichkeit besteht, daß der hohle Kunststoffkern 11 während des oben erwähnten Verdichtungsschrittes in Kontakt mit der Oberfläche der ersten Formhöhlung 15a kommt, die Abstandshalterteilchen 13 auch auf der unteren Hälfte der äußeren Umfangsfläche des hohlen Kunststoffkerns 11 vorgesehen sein.
Fig. 5 stellt eine Abwandlung des Verfahrens zur Bildung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres mit einem Flansch, das in den Figuren 4a bis 4c gezeigt ist, dar. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist eine Zylindervorrichtung 21 auf der ersten Formhälfte 15 angebracht, und eine Stange 21a der Zylindervorrichtung 21 geht durch ein in der ersten Formhälfte 15 vorgesehenes Loch hindurch, so daß die Stange 21a sich in den Hohlraum bewegen oder aus diesem zurückgezogen werden kann. Insbesondere kann die Stange 21a in den Raum eines Flanschbildungsabschnittes der ersten Formhöhlung 15a bewegt werden. Wenn die erste und zweite Formhälfte 15 und 16 in den Zustand vollständigen Aufeinandertreffens gebracht werden, um das dritte Kunststoffmaterial in dem Hohlraum zu verdichten und damit das dritte Kunststoffmaterial dazu zu bringen, daß es gleichmäßig jedem Abschnitt des Hohlraumes zugeführt wird, besteht noch eine Möglichkeit, daß das dritte Kunststoffmaterial dem Raum eines Flanschbildungsabschnittes des Hohlraumes nicht hinreichend zugeführt oder nicht hinreichend verdichtet wird. Unter diesen Umständen kann, wenn während des in Fig. 4c gezeigten Verdichtungsschrittes bewirkt wird, daß sich die Stange 21a in den Raum eines Flanschbildungsabschnittes der ersten Formhöhlung 15a hinein bewegt, eine zusätzliche Kompressionskraft lokal auf jenen Abschnitt 12' des dritten Kunststoffmaterials ausgeübt werden, der sich im Raum des Flanschbildungsabschnittes der ersten Formhöhlung 15a befindet. In diesem Falle wird im Zylinderabschnitt des sich ergebenden Produktes durch die Stange 21a eine Bohrung oder ein Loch gebildet, und eine solche Bohrung oder ein Loch kann später als Durchgangsloch bestimmt und als Befestigungsloch 12b des Flanschabschnittes 12a genutzt werden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 7a und 7b das Prinzip des Bestimmens der Stelle, wo die Abstandshalterteile 13 auf dem hohlen Kunststoffkern 11 im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung anzuordnen sind, beschrieben. Im Falle der Fig. 7a wird der hohle Kunststoffkern 11 durch ein Paar Gleitkerne 19 an Ort und Stelle gehalten, und geschmolzenes Kunststoffmaterial wird aus einer Zuführöffnung 17 von hinten in den Hohlraum zugeführt. In diesem Falle muß, da der Mittelabschnitt des hohlen Kunststoffkerns 11 dazu neigt, unter dem Einfluß des unter Druck eintretenden geschmolzenen Kunststoffmaterials nach oben angehoben zu werden, ein Abstandshalter 13 auf dem hohlen Kunststoffkern 11 irgendwo in der oberen Hälfte von dessen äußerer Umfangsfläche angeordnet sein. In Fig. 7a ist es, obgleich gezeigt ist, daß ein einzelnes Abstandshalterteil 13 an einer Stelle diametral entgegengesetzt zur Zuführöffnung bzw. zum Zuführkanal 17 angeordnet ist, nicht unbedingt nötig, solch ein einzelnes Abstandshalterteil 13 an einer Stelle entgegengesetzt zur Zuführöffnung 17 - wie gezeigt - vorzusehen, sondern es kann eine gewünschte Anzahl solcher Abstandshalterteile 13 auf dem hohlen Kunststoffkern 11 vorgesehen sein, um zu verhindern, daß der hohle Kunststoffkern 11 in Kontakt mit der Oberfläche des Hohlraums kommt.
In Fig. 7b ist ein hohler Kunststoffkern 11 mittels eines Paares von Gleitkernen 19 an Ort und Stelle gehalten, und geschmolzenes Plastikmaterial wird aus einer Zuführöffnung 17 von oben in den Hohlraum zugeführt. In diesem Falle ist, da der hohle Kunststoffkern 11 dazu neigt, in seinem Mittelabschnitt nach unten gedrückt zu werden, wenn das geschmolzene Kunststoffmaterial unter Druck aus der Zuführöffnung 17 in den Hohlraum zugeführt wird, ein einzelnes Abstandshalterteil 13 auf dem hohlen Kunststoffkern 11 an dessen Unterseite diametral gegenüber der Zuführöffnung 17 vorgesehen, um zu verhindern, daß der hohle Kunststoffkern 11 in Kontakt mit der Oberfläche des Hohlraums kommt. Somit ist es grundsätzlich nur nötig, eines oder mehrere Abstandshalterteile 13 in jenem Abschnitt der äußeren Umfangsfläche des hohlen Kunststoffkerns 11 vorzusehen, der gegenüber der Seite liegt, von der aus geschmolzenes Kunststoffmaterial unter Druck zugeführt wird. Es ist jedoch auch zu beachten, daß jede gewünschte Anzahl solcher Abstandshalterteile 13, in Gestalt und Größe einander gleich oder unterschiedlich, nur auf irgendeinem Abschnitt des hohlen Kunststoffkerns 11 derart vorgesehen sein kann, daß die äußere Schicht 12 mit gewünschter Dicke in Abhängigkeit von der Gestalt des hohlen Kunststoffkerns 11 und dem Verfahren der Zuführung von geschmolzenem Kunststoffmaterial in den Hohlraum gebildet wird.
Beispielsweise kann - wie in Fig. 8a gezeigt - eine Mehrzahl von Abstandshalterteilen 13 um den Umfang des hohlen Kunststoffkerns 11 herum angeordnet sein. Insbesondere ist es in dem Falle, daß der hohle Kunststoffkern 11 eine komplizierte Form hat und geschmolzenes Kunststoffmaterial in den Hohlraum über eine Mehrzahl von Zuführöffnungen zugeführt werden muß, bevorzugt, eine Mehrzahl solcher Abstandshalterteile 13 in Umfangsrichtung des hohlen Kunststoffkerns 11 vorzusehen. Auch wenn eine Mehrzahl von Abstandshalterteilen in Umfangsrichtung des hohlen Kunststoffkerns 11 vorzusehen ist, müssen diese nicht alle auf demselben Umfang vorgesehen sein, sondern statt dessen können solche Abstandshalterteile 13 auch in Längsrichtung des hohlen Kunststoffkerns 11 gegeneinander verschoben um diesen herum angeordnet sein. Fig. 8b stellt den Fall dar, daß eine Mehrzahl von Abstandshalterteilen 13 durch lokale Biegungsabschnitte des hohlen Kunststoffkerns 11 in Form radialer hervorstehender Rippen bestimmt sind. Ein derart profilierter hohler Kunststoffkern 11 kann leicht durch Verwendung einer Form gebildet werden, deren Formhohlraumoberfläche mit einer Mehrzahl von Nuten versehen ist. Fig. 8c stellt einen hohlen Kunststoffkern 11 mit einer Mehrzahl von darin eingebetteten Abstandshalterteilen 13 dar, der durch Anordnen einer Mehrzahl von Abstandshalterteilen 13 in der Hohlraumoberfläche als Einsätze beim Blasformen des hohlen Kunststoffkerns 11 gebildet werden kann. Fig. 8d stellt einen Fall dar, in dem nach der Bildung eines hohlen Kunststoffkerns 11 durch Blasformen eine Mehrzahl von Abstandshalterteilen 13, die separat gefertigt wurden, unter Verwendung eines Klebstoffes oder durch Verschmelzen fest am hohlen Kunststoffkern 11 angebracht werden.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Figuren 9a, 9b, 10a und 10b der Aufbau einer Form im einzelnen beschrieben, die zur Verwendung in einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Wie in Fig. 9a gezeigt, hat die erste Formhälfte 15 eine erste Formhöhlung 15a, und auf der anderen Seite hat die zweite Formhälfte 16 eine zweite Formhöhlung 16a. Wenn die erste und zweite Formhälfte 15 und 16 einander näher gebracht werden, wobei ein Spalt oder eine Lücke G zwischen den jweiligen Paßflächen bestimmt ist, ist ein halb-passender oder halb-geschlossener Zustand erreicht und ein Hohlraum zwischen der ersten und der zweiten Formhöhlung 15a und 16a gebildet. Ein Paar von Vorsprüngen 16b ist auf den gegenüberliegenden Seiten der zweiten Formhöhlung 16a gebildet und diese Vorsprünge 16b haben eine Höhe, die größer als der Spalt G ist. Auf der anderen Seite sind die gegenüberliegenden Seiten der ersten Formhöhlung 15a so gestaltet, daß sie zur Aufnahme dieser Vorsprünge 16b fähig sind. Somit passen in dem in Fig. 9a gezeigten Zustand die spitzen Enden dieser Vorsprünge 16b teilweise in die entsprechenden Aufnahmeabschnitte der ersten Formhöhlung 15a, so daß der Hohlraum in seinen teilweise geschlossenen Zustand oder halb-passenden Zustand gebracht wird. In diesem halb-passenden Zustand kann Luft durch eine Lücke zwischen dem Vorsprung 16b und dem ihm zugeordneten Aufnahmeabschnitt der ersten Formhöhlung 15a hindurchtreten, ein Hindurchtreten von geschmolzenem Kunststoffmaterial ist jedoch nicht gestattet.
Dementsprechend kann, wenn geschmolzenes Kunststoffmaterial unter Druck in diesem halb-geschlossenen Zustand in den Hohlraum zugeführt wird, die Luft in dem Hohlraum durch den Spalt zwischen dem Vorsprung 16b und dem zugeordneten Aufnahmeabschnitt der ersten Formhöhlung 15a in die Atmosphäre austreten, während das in den Hohlraum zugeführte geschmolzene Kunststoffmaterial im wesentlichen daran gehindert wird, über diesen Spalt aus dem Hohlraum herauszufließen. Fig. 9b stellt den Zustand dar, in dem nach der Zuführung von geschmolzenem Kunststoffmaterial in den Hohlraum die erste und zweite Formhälfte 15 und 16 in vollständigen Kontakt miteinander gebracht sind, um damit einen Zustand vollständiger Passung herzustellen, und Fig. 9b entspricht somit Fig. 4c.
Fig. 10a stellt den Aufbau einer weiteren Form zur Verwendung bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Bei der in Fig. 10a gezeigten Ausführungsform hat die erste Formhälfte 15 eine erste Formhöhlung 15a, die an jeder Seite mit einem ausgeschnittenen Abschnitt 15c gebildet ist, und die zweite Formhälfte 16 hat eine zweite Formhöhlung 16a, die an ihren gegenüberliegenden Seiten mit einem Paar von Fortsätzen 16c gebildet ist. In diesem Falle haben - im Unterschied zu der in Fig. 9b gezeigten Ausführungsform - diese Fortsätze 16c abgeschnittene spitze Enden, d.h. es sind stumpfe Enden vorgesehen. Demgemäß haben die Fortsätze 16c der vorliegenden Ausführungsform verbesserte Steifigkeit, und die Gestalt dieser Fortsätze 16c wird durch wiederholten Gebrauch weniger beeinflußt oder verändert. Im Ergebnis dessen können, auch wenn eine große Anzahl von mehrschichtigen Kunststoffrohren herzustellen ist, die gewünschten unstabilen Eigenschaften erhalten werden. Darüber hinaus wird bei der vorliegenden Ausführungsform - wie in Fig. 10b gezeigt - auch dann, wenn die erste und zweite Formhälfte 15 und 16 sich im Zustand vollständigen Aufeinandertreffens befinden, da die Fortsätze 16c nicht den gesamten durch die ausgeschnittenen Abschnitte 15c bestimmten Raum einnehmen, daß sich ergebende mehrschichtige Kunststoffrohr eine Rippe 12c haben, die sich in Längsrichtung erstreckend, als ein Teil der äußeren Schicht 12 gebildet ist. Eine solche Rippe 12c ist in einigen Fällen von Vorteil, da sie der äußeren Schicht 12 eine erhöhte Stabilität und Steifigkeit verleiht.
Unten werden als nächstes verschiedene Abwandlungen und abweichende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Figuren 11a bis 11f stellen ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres mit einem flexiblen oder relativ weichen Passungsabschnitt an einem Ende dar. Wie in Fig. 11a gezeigt, wird zuerst ein hohler Kunststoffkern 11 durch ein Blasformverfahren gefertigt. Dieser hohle Kunststoffkern 11 enthält einen harten Abschnitt 11H, der aus einem relativ harten Kunststoffmaterial besteht, und einen weichen Abschnitt 11S, der aus einem relativ weichen Kunststoffmaterial besteht. Als das relativ harte Kunststoffmaterial kann beispielsweise Nylon 6 verwendet werden, während als das relativ weiche Kunststoffmaterial beispielsweise Nylon 11 verwendet werden kann. Im Falle des Blasformen eines hohlen Kunststoffkernes 11 mit einem einheitlichen Aufbau aus zwei in der Härte unterschiedlichen Kunststoffmaterialien wird das einer Düse zugeführte Kunststoffmaterial, das die Formmasse bildet, von einem Material auf das andere umgeschaltet, womit ein Komposit-Formmaterial aus zwei unterschiedlichen Kunststoffmaterialien längs verschiedener Abschnitte der Längsachse gebildet wird, und dann kann das sich ergebende Kompositmaterial einem Blasformen unterzogen werden, um eine gewünschte Gestalt zu erhalten.
Wie am besten in Fig. 11a zu sehen, hat das so gebildete hohle Kunststoffrohr 11 nicht benötigte Abschnitte 11H' und 11S' an den jeweiligen Enden, und diese nicht benötigten Endabschnitte 11H' und 11S' werden später entfernt. Bei der in Fig. 11a gezeigten Ausführungsform hat der weiche Abschnitt 11S einen vergrößerten Durchmesser. Andererseits haben bei der in Fig. 11b gezeigten Ausführungsform der harte und der weiche Abschnitt 11H und 11S denselben Durchmesser.
Wie in Fig. 11c gezeigt, wird der so gebildete hohle Kunststoffkern 11 dann in seine Lage in einem zwischen der ersten und zweiten Formhälfte 15 und 16 bestimmten Hohlraum gebracht. Dann wird, wie in Fig. 11d gezeigt&sub1; geschmolzenes Kunststoffmaterial über Zuführkanäle 17, die in der ersten Formhälfte 15 angeordnet sind, unter Druck in den Hohlraum zugeführt. Das zugeführte geschmolzene Kunststoffmaterial ist in diesem Falle normalerweise ein relativ hartes Kunststoffmaterial, etwa eine Mischung aus Nylon 6 und Glasfasern (30 %). Dann werden die erste und die zweite Formhälfte 15 und 16 in vollständigen Kontakt gebracht, womit der Zustand des vollständigen Aufeinandertreffens erreicht und eine Kompressionskraft auf das Kunststoffmaterial ausgeübt wird, so daß eine äußere Schicht 12 integral auf der äußeren Oberfläche des hohlen Kunststoffkerns 11 gebildet wird. In diesem Falle wird vorzugsweise ein unter Druck stehendes Gas in das Innere des hohlen Kunststoffkerns eingeleitet, oder alternativ können Teilchen - etwa Sand - vorab in das Innere des hohlen Kunststoffkerns 11 gefüllt werden. Zusätzlich kann vorzugsweise eine gewünschte Anzahl von Abstandshalterteilen auf der äußeren Umfangsfläche des hohlen Kunststoffkerns 11 vorgesehen sein, wie weiter oben beschrieben.
Dann, nach der Verfestigung des geschmolzenen Kunststoffmaterials werden die erste und die zweite Formhälfte voneinander getrennt, und das erhaltene, unter Druck geformte Produkt wird aus der Form entnommen. Das sich ergebende Produkt ist in Fig. 11e gezeigt. Dann werden die nicht benötigten Abschnitte 11H' und 11S' vom Produkt entfernt, so daß ein gewünschtes mehrschichtiges Kunststoffrohr erhalten werden kann, wie in Fig. 11f gezeigt. Fig. 11g stellt eine Ausführungsform dar, in der sowohl der harte als auch der weiche Abschnitt 11H und 11S denselben Durchmesser haben. Das sich ergebende mehrschichtige Kunststoffrohr hat einen Flanschabschnitt 12a, der aus einem relativ harten Kunststoffmaterial gebildet ist, an einem Ende und einen Passungsabschnitt 11S, der aus einem relativ weichen Kunststoffmaterial gebildet ist, am gegenüberliegenden Ende. Der Passungsabschnitt 11S ist relativ weich und kann daher in oder an ein anderes Rohr ein- bzw. angepaßt werden.
Jetzt wird unter Bezugnahme auf die Figuren 12a bis 12c ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres, das einen Balkenabschnitt hat, in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zuerst wird, wie in Fig. 12a gezeigt, ein hohler Kunststoffkern 11 durch ein Hohlkörperblasverfahren hergestellt. In diesem Falle weist der hohle Plastikkern 11 einen harten Abschnitt 11H, der aus einem relativ harten Kunststoffmaterial wie etwa Nylon 6-6 besteht, und einen aus einem relativ weichen Kunststoffmaterial wie etwa Nylon 12 aufgebauten Balkenabschnitt 11S auf. Außerdem umfaßt er auch an jedem Ende einen unerwünschten Abschnitt 11H', der später entfernt wird. Dann wird der in Fig. 12a gezeigte hohle Kunststoffkern 11 in einem zwischen der ersten und der zweiten Formhälfte 15 und 16 bestimmte Hohlraum in seine Position gebracht, und geschmolzenes Kunststoffmaterial wird über Zuführkanäle 17 unter Druck in den Hohlraum zugeführt. Als solches geschmolzenes Kunststoffmaterial kann beispielsweise eine Mischung aus Nylon 6-6 und Glasfasern (beispielsweise 30 %) eingesetzt werden. In diesem Falle wird das geschmolzene Kunststoffmaterial auf die äußere Umfangsfläche des harten Abschnitts 11H mit Ausnahme des Balkenabschnittes 11S zugeführt. Dann werden die Formhälften 15 und 16 in vollständigen Kontakt gebracht, wodurch der Zustand des vollständigen Aufeinandertreffens erreicht wird und das zugeführte geschmolzene Kunststoffmaterial wird verfestigt, um eine äußere Schicht 12 mit einer gewünschten Gestalt zu bilden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die äußere Schicht 12 einen Flanschabschnitt 12a an jedem Ende haben. Vorzugsweise kann während des Verdichtungsschrittes ein unter Druck stehendes Gas in den Innenraum des hohlen Kunststoffkerns 11 eingeleitet werden, oder alternativ können Teilchen - etwa Sandteilchen - vorab in das Innere des hohlen Kunststoffkerns 11 gefüllt werden, um eine Verformung des hohlen Kunststoffkerns 11 infolge der auf ihn einwirkenden äußeren Kraft zu vermeiden. Außerdem können, wie oben beschrieben, ein oder mehrere Abstandshalterteile an ausgewählten Stellen der äußeren Umfangsfläche des harten Abschnitts 11H des hohlen Kunststoffkernes 11 vorgesehen sein.
Nach Beendigung des Formens werden die Formhälften 15 und 16 voneinander entfernt, um das erhaltene Kunststoffprodukt zu entnehmen, und seine unerwünschten Endabschnitte 11H' werden abgeschnitten. Das sich ergebende mehrschichtige Kunststoffrohr ist in Fig. 12c dargestellt.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 13a bis 13d wird nun ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres mit einer Mehrzahl von getrennten Strömungskanälen ausführlich beschrieben. Fig. 13a stellt einen hohlen Kunststoffkern 11 dar, der durch Hohlkörperblasen in einer gewünschten Gestalt gefertigt wurde. Dieser hohle Kunststoffkern 11 ist - wie in der transversalen Querschnittsdarstellung in Fig. 13b gezeigt - mit einem Paar einer oberen und unteren Furche 11a gebildet, deren Böden in Kontakt miteinander stehen und dadurch ein Paar getrennter Durchflußkanäle 11b bestimmen. Ein solcher hohler Kunststoffkern 11 wird in einem zwischen einem Paar einer ersten und zweiten Formhälfte auf eine Art und Weise, wie sie bei den oben erwähnten Ausführungsformen beschrieben ist, in einem Hohlraum in seine Position gebracht, und dann wird geschmolzenes Kunststoffmaterial in den Hohlraum zugeführt, worauf die Schritte des In-vollständigen-Kontakt-Bringens der beiden Formhälften zur Ausführung des Formvorganges unter Druck folgen. Nach Beendigung des Formens werden die beiden Formhälften wieder voneinander entfernt, um das erhaltene Produkt daraus zu entnehmen. Dann werden die unerwünschten Endabschnitte abgeschnitten. Im Ergebnis dessen kann ein mehrschichtiges Kunststoffrohr mit einer Mehrzahl von voneinander getrennten Durchflußkanälen, wie in Fig. 13c gezeigt, erhalten werden. Dieses mehrschichtige Kunststoffrohr ist an jedem Ende mit einem Flanschabschnitt 12a gebildet, und sein Querschnittsaufbau ist in Fig. 13d dargestellt.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 14a bis 14c wird nun ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres mit einer Mehrzahl von Durchflußkanälen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in Fig. 14a gezeigt, wird zuerst eine Mehrzahl (bei der dargestellten Ausführungsform zwei) von hohlen Kunststoffkernen 11-1 und 11-2, von denen jeder seine eigene gewünschte Gestalt hat, durch Hohlkörperblasen geformt. Dann werden, wie in Fig. 14b gezeigt, diese beiden hohlen Kunststoffkerne 11-1 und 11-2 in einem zwischen einem Paar aus einer ersten und zweiten Formhälfte 15 und 16 bestimmten Hohlraum in ihre Position gebracht. Dann wird geschmolzenes Kunststoffmaterial unter Druck in den Hohlraum zugeführt, und die beiden Formhälften werden in vollständigen Kontakt miteinander gebracht, wodurch das geschmolzene Kunststoffmaterial unter Druck in eine gewünschte Form gebracht wird. Nach Beendigung des Formens werden die Formhälften wieder voneinander getrennt, um das erhaltene Produkt zu entnehmen und dann werden die unerwünschten Endabschnitte abgeschnitten, um ein mehrschichtiges Kunststoffrohr mit einer Mehrzahl von unabhängigen bzw. voneinander getrennten Durchflußkanälen bereitzustellen. Der Aufbau des sich ergebenden mehrschichtigen Kunststoffrohres ist im Querschnitt in Fig. 14c dargestellt.
Nun wird unter Bezugnahme auf die Figuren 15a bis 15f ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, welches einen mit einem Metallteil bedeckten Flanschabschnitt hat. Zuerst wird, wie in Fig. 15a gezeigt, ein hohler Kunststoffkern 11 durch ein Hohlkörperblasverfahren unter Verwendung eines kappenförmigen Metallteils 31 als Einsatzteile gebildet. Fig. 15b stellt den Zustand dar, in dem das kappenförmige Metallteil 31 durch Blasformen integral mit dem hohlen Kunststoffkern 11 verbunden wird. Dann wird, wie in Fig. 15c gezeigt, dieser hohle Kunststoffkern 11 in einem Formhohlraum in seine Position gebracht. In diesem Falle kann ein Paar einer ersten und zweiten Formhälfte 15 und 16 - wie oben beschrieben - verwendet werden, wobei jedoch die erste und zweite Formhälfte 15 und 16 mit aufgeweiteten Abschnitten 16c der Formhöhlungen zur Aufnahme eines Teils des Metallteiles 31 darin ausgebildet sind. Somit dient in diesem Falle das Metallteil 31 als Anschlag für die erste und zweite Formhälfte 15 und 16, und der hohle Kunststoffkern 11 kann in dem Hohlraum an Ort und Stelle gebracht werden, wenn das Metallteil 31 exakt in die aufgeweiteten Abschnitte 16c der Formhöhlungen eingesetzt ist.
Dann wird, wie in Fig. 15d gezeigt, geschmolzenes Kunststoffmaterial unter Druck durch mindestens einen Zuführkanal 17 (nicht gezeigt), der entweder in einer oder beiden der ersten und zweiten Formhälften 15 und 16 vorgesehen ist, zugeführt. Dann werden die beiden Formhälften 15 und 16 in den Zustand vollständigen Aufeinandertreffens gebracht, um ein Preßformen auszuführen, so daß eine äußere Schicht 12 mit gewünschter Gestalt integral bzw. zusammenhängend aus dem geschmolzenen Kunststoffmaterial gebildet wird. In diesem Falle ist es jedoch bevorzugt, ein unter Druck stehendes Gas in das Innere des hohlen Kunststoffkerns 11 einzuleiten, oder alternativ können Teilchen - etwa Sand - vorab in das Innere des hohlen Kunststoffkerns 11 gefüllt werden, um zu verhindern, daß der hohle Kunststoffkern 11 während des Preßformens verformt wird. Weiterhin kann bevorzugt eine gewünschte Anzahl von Abstandshalterteilen an gewünschten Stellen der äußeren Umfangsfläche des hohlen Kunststoffkerns 11 vorgesehen sein. Nach Beendigung des Formvorganges werden die Formhälften wieder voneinander getrennt, und das erhaltene Produkt wird aus der Form entnommen. Der sich ergebende Aufbau ist im Querschnitt in Fig. 15e gezeigt.
Dann wird der unerwünschte Abschnitt 11' des hohlen Kunststoffkerns 11, der in Fig. 15e gezeigt ist, abgeschnitten, und es werden, wie in Fig. 15f gezeigt, eines oder mehrere Befestigungslöcher 12b gebildet, die durch den Flanschabschnitt 12a und das kappenförmige Metallteil 31 hindurchgehen. Bei einem so hergestellten mehrschichtigen Kunststoffrohr wird, da der Flanschabschnitt 12a durch das Metallteil 31 bedeckt und dadurch verstärkt ist, verhindert, daß, wenn der Flanschabschnitt 12a beispielsweise an einem Gegenstand - etwa einem Motor mit innerer Verbrennung - mit Bolzen und Muttern befestigt wird, der Flanschabschnitt infolge des Festziehens der Bolzen verformt wird, was einen sicheren Montage-Aufbau ermöglicht.
Die Figuren 16a und 16b stellen ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres, dessen Flanschabschnitt durch ein Metallteil verstärkt ist, in Übereinstimmung mit einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Wie in den Figuren 15a und 15b gezeigt, wird zuerst ein hohler Kunststoffkern 11, der ein Metallteil 31 aufweist, durch Hohlkörperblasen gebildet, und der erhaltene hohle Kunststoffkern 11 wird in einer Formhöhlung einer ersten Formhälfte 15 in seine Position gebracht. In diesem Falle ist die erste Formhälfte 15 mit einer Formhöhlung 15a mit einer vorbestimmten Gestalt mit einem aufgeweiteten Abschnitt 15c zur teilweisen Aufnahme des Metallteils 32 darin und mit einem Sitz 15b zum Halten eines Endabschnitts des hohlen Kunststoffkernes 11 darauf gebildet. Die zweite Formhälfte 16 andererseits ist mit einer zweiten Formhöhlung 16a mit einer vorbestimmten Gestalt gebildet und mit einem Gleitkern 19 versehen, der zwischen seiner vorgeschobenen Position und seiner zurückgezogenen Position bewegt werden kann und normalerweise mittels einer Feder 20 zu seiner vorgeschobenen Position hin vorgespannt ist. Der Gleitkern 19 ist mit einem Ausschnitts-Abschnitt lga zur Aufnahme eines Bereiches des Metallteils 32 darin gebildet.
Mit dem oben beschriebenen Aufbau wird, wenn die zweite Formhälfte 16 abgesenkt wird, das Metallteil 32 im Ausschnitts-Abschnitt 19a des Gleitkernes 19 positioniert, und die zweite Formhälfte 16 wird weiter nach unten bewegt, bis der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Paßflächen der ersten und zweiten Formhälfte 15 und 16 einer vorbestimmten Lücke G entspricht, wodurch ein halb-passender bzw. halb-geschlossener Zustand erreicht ist. Dieser Zustand ist in Fig. 16b dargestellt. In diesem Zustand wird geschmolzenes Kunststoffmaterial über (nicht gezeigte) Zuführkanäle, die entweder in einer oder beiden der ersten und zweiten Formhälfte 15 und 16 vorgesehen sind, in den Hohlraum zugeführt. Danach werden die erste und zweite Formhälfte 15 und 16 in den Zustand vollständigen Aufeinandertreffens gebracht, in dem die Lücke G auf Null verringert wird, wodurch ein Preßformen ausgeführt wird, so daß das geschmolzene Kunststoffmaterial um den hohlen Kunststoffkern 11 herum in eine gewünschte Gestalt gebracht wird. Nach Verfestigung bzw. Härtung des geschmolzenen Kunststoffmaterials werden die Formhälften 15 und 16 voneinander entfernt, und das erhaltene Produkt wird entnommen. Dann wird - ähnlich wie oben beschrieben - ein unerwünschter Abschnitt vom erhaltenen Produkt entfernt, um ein mehrschichtiges Kunststoffrohr zu erhalten.
Auch bei der vorliegenden Ausführungsform kann - wie bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen erwähnt - vor dem Schritt des Preß- bzw. Kompressionsformens ein unter Druck stehendes Gas in das Innere des hohlen Kunststoffkernes 11 eingeleitet werden, oder alternativ können Teilchen - etwa Sand - in das Innere des hohlen Kunststoffkerns 11 gefüllt werden, um zu verhindern, daß der hohle Kunststoffkern 11 verformt wird, wenn eine externe Kraft auf seine Umfangsfläche einwirkt. Außerdem kann bevorzugt eine gewünschte Anzahl von Abstandshalterteilen auf einem oder mehreren ausgewählten Abschnitten der äußeren Umfangsfläche des hohlen Kunststoffkerns 11 vorgesehen sein.
Wie oben beschrieben, kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein mehrschichtiges Kunststoffrohr bereitgestellt werden, das ausgezeichnete Wärmebeständigkeitseigenschaften und Haltbarkeit aufweist. Insbesondere ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, ein mehrschichtiges Kunststoffrohr bereitzustellen, das gleichmäßige Eigenschaften längs der gesamten Länge des Kunststoffrohres hat, in dem eine gewünschte Anzahl von Abstandshalterteilen verwendet wird. Daher kann ein gemäß der vorliegenden Erfindung hergestelltes mehrschichtiges Kunststoffrohr Eigenschaften, die den Gestaltungsbedingungen extrem nahekommen, und daher eine hohe Zuverlässigkeit haben. Darüber hinaus liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines hochgradig reproduzierbar herstellbaren mehrschichtigen Kunststoffrohres. Somit wird ein Verfahren bereitgestellt, das zur Herstellung verschiedener Automobilteile - etwa von Ansaugrohren und Kühlerschläuchen - die hohen Temperaturen und starken Schwingungen ausgesetzt sind, aus Kunststoffmaterialien erlaubt. Insbesondere kann, wenn diese als in Automobilen zu verwendende Leitungen eingesetzt werden, das Gewicht der Komponente beträchtlich reduziert werden. Es kann beispielsweise eine Verringerung des Gewichtes bis zu 50 %, verglichen mit dem Fall von aus Druck gegossenem Aluminium hergestellten Ansaugrohren, erreicht werden, wenn die vorliegende Erfindung angewandt wird.
Obgleich die obige Beschreibung eine vollständige Offenbarung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gibt, können verschiedene Abwandlungen, abweichende Aufbauten und Äquivalente verwendet werden. Daher sollte die obige Beschreibung und Darstellung nicht als den Schutzbereich der Erfindung, der durch die anhängenden Ansprüche bestimmt ist, einschränkend angesehen werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunststoffrohres, mit den Schritten

(a) Bilden eines hohlen Kunststoffkerns (11) mit einer gewünschten Gestalt aus einer ersten Kunststoffkomponente,

(b) Plazieren des hohlen Kunststoffkerns (11) in einem durch eine Mehrzahl von Formteilen bestimmten Formhohlraum und

(c) Zuführen einer dritten Kunststoffkomponente in den Hohlraum, gekennzeichnet durch ein Zuführen der dritten Kunststoffkomponente unter Druck während des Schrittes (c) und durch den zusätzlichen Schritt

(d) Ausüben einer Kompressionskraft auf die geschmolzene Kunststoffkomponente in dem Hohlraum nachfolgend auf den Schritt (c), um dadurch eine äußere Schicht (12) aus der dritten Kunststoffkomponente auf der äußeren Umfangsfläche des hohlen Kunststoffkerns (11) integral mit diesem zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei

- im Schritt (b) die Mehrzahl von Formteilen in einen halbgeschlossenen Zustand mit einer vorbestimmten Lücke zwischen jeweils zwei benachbarten Formteilen gebracht wird, wobei der hohle Kunststoffkern (11) in seine Lage innerhalb eines Hohlraums gebracht ist, so daß Luft, aber nicht die dritte Kunststoffkomponente, durch die Lücke hindurchtreten kann, und

- nachfolgend auf den Schritt (c) zum Ausüben einer Kompressionskraft die Mehrzahl von Formteilen in einen endgültig aufeinandertreffenden Zustand gebracht wird, wodurch eine äußere Schicht (12) aus der dritten Kunststoffkomponente integral auf einer äußeren Oberfläche des hohlen Kunststoffkerns (11) gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das hohle Teil (11) durch Hohlkörperblasen gebildet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Flanschabschnitt (12a) integral mit der äußeren Schicht (12) gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Mischung aus der ersten Kunststoffkompnente und einer Verstärkungskomponente als dritte Kunststoffkomponente verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als erste Kunststoffkomponente ein Material verwendet wird, das aus der aus Nylon 6, Nylon 6 mit Glasfasern, Nylon 6-6, Nylon 6-6 mit Glasfasern, Nylon 11, Nylon 12, Nylon 4-6, Nylon 6-10, Nylon 6-12, Mischungen der Nylon- Familie, Polyphenylensulfid, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyethersulfon, Polyetheretherketon, Polyimid und Polyamidimid bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der hohle Kunststoffkern (11) vorab mit einem entfernbaren Füllstoff gefüllt und der Füllstoff aus dem hohlen Kunststoffkern (11) nach Bildung der äußeren Schicht (12) auf dem hohlen Kunststoffkern (11) entfernt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Füller Teilchen, etwa Sand, enthält.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Innenraum des hohlen Kunststoffkerns (11) im Zustand eines vorbestimmten hohen Drucks gehalten wird, während die äußere Schicht (12) auf dem hohlen Kunststoffkern (11) gebildet wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Paar einer ersten und zweiten Formhälfte (15, 16) als Mehrzahl von Formteilen verwendet wird, wobei die Formhälften mit einem Paar einer ersten und zweiten Formhöhlung (15a, 16a) auf ihren jeweiligen Paßflächen gebildet sind, und die erste und zweite Formhöhlung (15a, 16a) den Formhohlraum bestimmen, wenn die erste und zweite Formhälfte (15, 16) in den Zustand des Aufeinandertreffens gebracht werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die zweite Formhälfte (16) mit einem Paar von Vorsprüngen (16b) längs gegenüberliegender Seiten der zweiten Formhöhlung (16a) und die erste Formhälfte (15) mit einem Paar von Aufnahmeabschnitten der ersten Formhöhlung (15a) zur Aufnahme des Paares von Vorsprüngen (16b) längs gegenüberliegender Seiten der ersten Formhöhlung 15a gebildet ist, wodurch, wenn die erste und zweite Formhälfte (15, 16) in den halbgeschlossenen Zustand gebracht werden, das Paar von Vorsprüngen (16b) teilweise in dem Paar von Aufnahmeabschnitten aufgenommen ist, derart, daß Luft durch eine Lücke zwischen jeweils einem Vorsprung (16b) und seinem zugeordneten Aufnahmeabschnitt hindurchtreten kann, aber im wesentlichen verhindert wird, daß das geschmolzene Kunststoffmaterial durch die Lücke hindurchtritt.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei vor dem Schritt (c) mindestens ein Abstandshalterteil (13), das die Form einer Insel hat und aus einer zweiten Kunststoffkomponente gebildet ist, zwischen eine Wandungsfläche des Hohlraumes und eine äußere Umfangsfläche des hohlen Kunststoffkerns (11) gebracht und an der letzteren befestigt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Abstandshalterteil (13) vorab integral mit dem hohlen Kunststoffkern (11) gebildet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei das Abstandshalterteil (13) mit einer Dicke gebildet wird, die den Abstand zwischen der Wandungsfläche des Formhohlraumes und der äußeren Umfangsfläche des hohlen Kunststoffkerns (11) auf einen vorbestimmten Wert einstellt, wenn eine den Formhohlraum bestimmende Form in den Zustand ihres vollständigen Aufeinandertreffens gebracht wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die äußere Schicht (12) mit einer Dicke gebildet wird, die im wesentlichen gleich der Dicke mindestens eines der Abstandshalterteile (13) ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei im wesentlichen dieselbe Zusammensetzung als die erste und zweite Kunststoffkomponente verwendet wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei das Abstandshalterteil (13) an einer Stelle des hohlen Kunststoffkerns (11) derart angeordnet ist, daß es einer auf den hohlen Kunststoffkern (11), wenn das geschmolzene Kunststoffmaterial in den Hohlraum zugeführt wird, ausgeübten Kraft entgegenwirkt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei eine Mehrzahl der Abstandshalterteile (13) auf dem hohlen Kunststoffkern (11) an in Längsachsenrichtung des hohlen Kunststoffkerns (11) verschobenen Stellen angeordnet ist.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei eine Mehrzahl der Abstandshalterteile (13) auf dem hohlen Kunststoffkern (11) und in dessen Umfangsrichtung angeordnet ist.