JP2019509914A

JP2019509914A - 給気管を製造する方法

Info

Publication number: JP2019509914A
Application number: JP2018548107A
Authority: JP
Inventors: ボルネマン・アクセル; ユーネマン・イェンス; ヘーア・マルティン
Original assignee: コンティテヒ・エムゲーヴェー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
Priority date: 2016-05-11
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2019-04-11
Also published as: WO2017194215A1; EP3455059A1; US20190126567A1; DE102016208115A1; CN109153195A

Abstract

本発明は、プラスチックから給気管を製造する方法に関する。本発明の目的は、給気管を製造する方法を提供することであり、前記方法は、一定の壁厚さと高精度の内側輪郭とを備えた連続繊維補強プラスチックから給気管を製造するために使用される。これは方法が以下の作業ステップ：Ａ）連続繊維（３）を用いてコア（１）上に管輪郭を編むステップ、Ｂ）繊維編地（２）をコアと共に射出成形用の型（４）のキャビティ（５）に挿入するステップ、Ｃ）低粘度で硬化性の易流動性樹脂を注入するステップであって、この際、編まれた管輪郭が樹脂で含浸されるステップ、Ｄ）含浸構成要素を硬化させるステップ、およびＥ）構成要素を型から取り出し、コアを取り出すステップを有することにおいて達成される。

Description

本発明はプラスチックから給気管を製造する方法に関する。

内燃機関用の給気システムの機能性を保証するために、ターボチャージャ、レゾネータ、給気冷却器、およびエンジン入口の間を接続するために剛性および可撓性導管が使用される。コンパクトなエンジン設計により、これらの構成要素は一般に非常に複雑な形状を有する、すなわち１つまたは複数の湾曲角度を含む。

幾何学的要求（内側管状直径）は、運ばれる空気の量、およびエンジンスペースの構造詳細に由来する管の長さの結果である。熱機械および化学的応力を考慮すると、最先端技術に従う剛性導管は、吹込み成形法および射出成形法によって、繊維補強ありまたはなしで、熱可塑性材料から主に製造される。それら構成要素に使用される典型的な材料は、商品熱可塑性材料、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、高機能性熱可塑性材料、例えばポリアミド（ＰＡ）、高温熱可塑性材料、例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、または熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）である。

独国特許第１０２０００１４１１０７４７号明細書は、例えば、補強繊維なしで吹込み成形された管を開示している。

吹込み成形法の欠点は、技術的理由による高い廃棄物の比率、管の内側の未確定表面および主に曲率角度の領域における構成要素断面の不均一な壁厚さである。半径の領域において、その結果、内径上の材料の蓄積、および外径上の壁厚さの低減がもたらされる。熱機械的な要求を満たすために、最小限の壁厚さが給気管の全領域で保証されなければならず、その影響は、非常に高い材料入力が必要とされること、従って、給気管の直線部分の壁厚さが、プロセスに関連する理由のために、必要な最小壁厚さを部分的に超えることである。

吹込み成形技術の欠点を回避するために、壁が繊維補強プラスチックからなる給気管が同様に知られている。独国特許第１０２０１２２０８３６３号明細書は、押出し部品としてプリフォームを有する給気管を提案している。しかしながら、補強材料は、プリフォームを製造した後しか適用できない。

この解決策は多段製造プロセスを伴う。さらに、押出し中、利用可能な繊維の選択は、特に繊維長さの点で制限される。

本発明の目的は、給気管を製造する方法を提供することであり、それによって、均一の壁厚さおよび高精度の内側輪郭を備えた給気管が、連続繊維補強プラスチックから製造可能である。

この目的は、方法が以下のステップ：
Ａ）連続繊維を用いてコア上に管輪郭を編むステップ、
Ｂ）繊維編地をコアと共に射出成形用の型のキャビティ中に横たえるステップ、
Ｃ）低粘度で易流動性の硬化性樹脂を注入し、編まれた管輪郭に樹脂を含浸させるステップ、
Ｄ）含浸構成要素を硬化させるステップ、
Ｅ）構成要素を型から取り出し、コアを取り出すステップ
を有することにおいて達成される。

この方法により、熱硬化マトリックスを有する管がもたらされる。熱硬化マトリックスの利点は、高い熱および寸法安定性、非常に高い表面品質、および比較的低い材料コストである。

本発明の１つの発展において、コアは圧縮可能である。

コアの圧縮可能性は、特定の制限内で比較的複雑な管の形態の場合でさえ、コアが、既に硬化した管からなおも取り出し可能であるという利点を有する。

本発明の１つの発展において、編むステップは自動丸編み機（ｃｉｒｃｕｌａｒｂｒａｉｄｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ）によって実行される。

自動化された機械を使用することにより管の製造コストが下がる。

本発明の１つの発展において、連続繊維は有機繊維である。

本発明の１つの発展において、連続繊維は炭素繊維である。

本発明の１つの発展において、連続繊維はポリアミド繊維である。

本発明の１つの発展において、連続繊維はポリエステル繊維である。

本発明の１つの発展において、連続繊維はアラミド繊維である。

本発明の１つの発展において、連続繊維は天然繊維である。

本発明の１つの発展において、連続繊維は亜麻繊維である。

本発明の１つの発展において、連続繊維は無機繊維である。

本発明の１つの発展において、連続繊維はガラス繊維である。

編むために非常に多様な繊維を使用するオプションにより、本方法は幅広い使用範囲に適応可能である。

以下、図面を参照して、本発明の例をより詳細に説明する。図１は、本発明の方法のステップＣ）を概略的な形で示す。

連続繊維３から構成される編地２が、ここでは膨張可能ホースの形態で、圧縮可能コア１の上に編まれる。編地２、３を備えたコア１は、長手方向に分離可能な型４に挿入される。キャビティ５が型４とコア１上に編まれた繊維３との間に形成される。コア１は、型４のキャビティ５内の中心に置かれるように、ここでは示されない要素によって、型４内を案内される。キャビティ５の壁６と編地２との間の半径方向距離は、コアの左側のあらゆる場所で対応して等しい。

型４は少なくとも１つの注入開口７を有し、それを介してキャビティ５は高粘度樹脂（ここでは図示せず）で充填される。これはキャビティ５を樹脂で満たすだけでなく編地２に樹脂を含浸させる。

硬化後、型４を開けることができ、このとき硬化した含浸編地２を有するコア１を取り出すことができる。

膨張可能コア１をここで引き抜いて、硬化した編地２によって形成された完成管から取り出すことができる。

（本記載の一部）
１圧縮可能コア
２編地
３連続繊維
４長手方向に分離可能な型
５型４内のキャビティ
６キャビティ５の壁
７型５の注入開口

Claims

プラスチックから給気管を製造する方法であって、前記方法が以下のステップ：
Ａ）連続繊維（３）を用いてコア（１）上に管輪郭を編むステップ、
Ｂ）前記繊維編地（２）を前記コア（１）と共に射出成形用の型（４）のキャビティ（５）中に横たえるステップ、
Ｃ）低粘度で易流動性の硬化性樹脂を注入し、前記編まれた管輪郭に前記樹脂を含浸させるステップ、
Ｄ）前記含浸構成要素を硬化させるステップ、
Ｅ）前記構成要素を前記型（４）から取り出し、前記コア（１）を取り出すステップ
を有することを特徴とする方法。
前記コア（１）が圧縮可能であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記編むステップが自動丸編み機によって実行されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
前記連続繊維（３）が有機繊維であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
前記連続繊維（３）が炭素繊維であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
前記連続繊維（３）がポリアミド繊維であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
前記連続繊維（３）がポリエステル繊維であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
前記連続繊維（３）がアラミド繊維であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
前記連続繊維（３）が天然繊維であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
前記連続繊維（３）が亜麻繊維であることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
前記連続繊維（３）が無機繊維であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
前記連続繊維（３）がガラス繊維であることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。