WO2009133158A1 - Verfahren und vorrichtung zum formen von schläuchen, die insbesondere im motorraum eines kraftfahrzeuges zum einsatz kommen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum formen von schläuchen, die insbesondere im motorraum eines kraftfahrzeuges zum einsatz kommen Download PDF

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expansion body
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pressurized fluid
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/02—Bending or folding
    • B29C53/08—Bending or folding of tubes or other profiled members
    • B29C53/083—Bending or folding of tubes or other profiled members bending longitudinally, i.e. modifying the curvature of the tube axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/82—Cores or mandrels

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for forming hoses.
  • Hoses which are used for example in the engine compartment of a motor vehicle, must be adapted in their shape to the spatial conditions of their place of use. This can be done by industrially manufactured straight tubes made of a thermoplastic material by means of a clamping device fixed in the desired shape and then heated to the softening temperature of the thermoplastic material. When heated, the hoses assume the shape in which they are fixed in the tensioning device and retain them permanently after cooling.
  • the hose can be easily damaged during molding.
  • a high manual effort is necessary.
  • the tube is twisted when mounted on a device, such as a mandrel, whereby the structure of the fabric insert is changed.
  • a risk that buckles when bending the hose which can lead to breakage of the hose wall.
  • the method of claim 1 it is provided to first insert a flexible expansion body in a tube made of a thermoplastic material and then act on the expansion body with a pressurized fluid. Subsequently, the tube is fixed in a clamping device in the desired shape and heated to the softening temperature of the thermoplastic material. To the cooling of the tube it is removed from the clamping device, the pressure fluid discharged from the expansion body and the expansion body removed from the hose. Alternatively, it is possible according to the invention to apply to the expansion body for insertion or removal with a vacuum or vacuum, whereby the process of reprimanding or removal of the expansion body is facilitated.
  • the expansion body in the applied state flexibly supports the inner wall of the hose. This avoids damage to the tube during molding. In particular, when the hose is bent, the expansion body effectively counteracts buckling of the hose. At the same time, it prevents the fabric structure in the tube from being twisted or changed during bending.
  • a further development of the invention provides for shaping a plastic tube, which is made, for example, from a thermoplastic, elastomeric polymer such as rubber. This can be provided in particular with a fiber reinforcement in the form of a fabric.
  • the expansion body is subjected to a pressure in the range between 0.2 to 2.0, preferably from 0.3 to 1.5.
  • a pressure in the range between 0.2 to 2.0, preferably from 0.3 to 1.5.
  • it is provided to heat the tube at an external pressure of 4 to 12 and in particular from 6 to 8 bar. This can be done for example in an autoclave.
  • the increased external pressure ensures that the hose is not unintentionally deformed by the expansion body in the softened state.
  • a rubber hose as a flexible expansion body. This adapts particularly well to the contour of the inner wall of the tube to be formed and also has a high elasticity.
  • the rubber hose may be provided with a fiber reinforcement to increase its load capacity, durability and dimensional stability.
  • a particularly preferred embodiment provides to form a hose for a motor vehicle.
  • a hose for installation in the engine compartment of the motor vehicle can be formed.
  • Another object of the invention is a device for forming hoses according to claim 8.
  • Advantageous embodiments of the device are specified in the subclaims.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a device according to the invention for forming hoses
  • FIG. 2 shows a plan view of the device of FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a first side view of the device of FIG. 1,
  • Figure 4 is a second side view of the device of Figure 1, and
  • FIGS. 1 to 5 show an apparatus 1 according to the invention for forming hoses.
  • the device 1 comprises a flexible expansion body 2, a pump connected thereto, not shown in the drawing, a tensioning device 3 and a heating device, also not shown in the drawing, which is an autoclave suitable for receiving the tensioning device 3 ,
  • the pump serves to generate a pressure or a vacuum in the expansion body 2.
  • the flexible expansion body 2 is formed as a rubber hose with a fiber reinforcement, for example in the form of a fabric, and is fully inserted into a molded hose 4 made of a thermoplastic material.
  • the expansion body 2 is connected via a shut-off valve 5 to the pump, which serves as a supply device for the pressurized fluid, preferably air.
  • the tensioning device 3 has a base plate 6 and two fastening elements 7, 8 releasably securable thereon, which are designed to respectively fix one end region of the hose 4. Furthermore, the clamping device 3 in the region between the two fastening elements 7, 8 a parallel to the base plate 6 extending, attached to this via spacers 9 support plate 10.
  • the mold element 11 has a curved portion 14 which forms with the guide elements 12, 13 between them an arcuate gap 15 by the hose 4 between the fastening elements 7, 8 extends.
  • the tube 4 comes with its outer wall in sections linearly with the curved portion 14 in abutment and rests on the support plate 10.
  • the procedure is as follows. First, the flexible expansion body 2 is inserted into the tube 4. Alternatively, it is conceivable to create a vacuum in the tube 4 to facilitate insertion. Then, with the shut-off valve 5 open, air, water or oil is pumped into the expansion body 2 until an internal pressure of approximately 0.8 bar is reached, whereupon the shut-off valve 5 is closed. The tube 4 is then inserted with the inserted therein expansion body 2 in the gap 15 of the clamping device 3 and fixed by means of the fastening elements 7, 8. Following this, the internal pressure in the hose is increased to about 6 to 10 bar, preferably 6 to 8 bar.
  • the tensioning device 3 is arranged with the hose 4 in the autoclave. Subsequently, a pressure of 6 to 8 bar is set in the autoclave and the Temperature increases to soften the thermoplastic. At the same time, the humidity in the autoclave can be controlled.
  • the expansion body 2 supports the wall of the hose 4 throughout the molding process.
  • bending of the hose 4 during insertion into the gap 15 of the tensioning device 3 prevents buckling and twisting of the fabric insert and thus damage to the hose wall.
  • the expansion body 2 prevents the hose 4 from being damaged in the softened state as a result of a particularly easily possible buckling.

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  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen von Schläuchen, bei dem ein flexibler Expansionskörper (2) in einen Schlauch (4) aus einem thermoplastischen Material eingeschoben, der Expansionskörper (2) mit einem Druckfluid beaufschlagt, der Schlauch (4) in einer Spanneinrichtung (3) in der gewünschten Form fixiert, auf die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Materials erwärmt und nach dem Erkalten aus der Spanneinrichtung (3) entnommen, das Druckfluid aus dem Expansionskörper (2) abgelassen und der Expansionskörper (2) aus dem Schlauch (4) entfernt wird. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung (1) zum Formen von Schläuchen.

Description

Beschreibung
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM FORMEN VON SCHLÄUCHEN, Titel: DIE INSBESONDERE IM MOTORRAUM EINES KRAFTFAHRZEUGES
ZUM EINSATZ KOMMEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen von Schläuchen.
Schläuche, die beispielsweise im Motorraum eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen, müssen in ihrer Form den räumlichen Gegebenheiten ihres Verwendungsortes angepasst werden. Dies kann dadurch erfolgen, dass industriell gefertigte gerade Schläuche aus einem thermoplastischen Material mit Hilfe einer Spanneinrichtung in der gewünschten Form fixiert und anschließend auf die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Material erwärmt werden. Die Schläuche nehmen im erwärmten Zustand die Form an, in der sie in der Spanneinrichtung fixiert sind, und behalten diese dauerhaft nach dem Erkalten.
Bei dem bekannten Verfahren kann der Schlauch während des Formens leicht beschädigt werden. Bei den bekannten manuellen Verfahren ist ein hoher manueller Aufwand notwendig. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass der Schlauch beim Aufziehen auf eine Vorrichtung, zum Beispiel einen Dorn, verdreht wird, wodurch die Struktur der Gewebeeinlage verändert wird. Gleichzeitig besteht die Gefahr, dass beim Biegen der Schlauch einknickt, wobei es zu einem Bruch der Schlauchwandung kommen kann.
Es ist daher Aufgabe die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Formen von Schläuchen anzugeben, welches einen höheren Automatisierungsgrad zulässt und bei dem eine Beschädigung des Schlauchs beziehungsweise eine Veränderung der Gewebestruktur verhindert wird.
Diese Aufgabe ist durch das Verfahren des Anspruchs 1 gelöst. Gemäß der Erfindung ist dabei vorgesehen, zunächst einen flexiblen Expansionskörper in einen Schlauch aus einem thermoplastischen Material einzuschieben und den Expansionskörper dann mit einem Druckfluid zu beaufschlagen. Anschließend wird der Schlauch in einer Spanneinrichtung in der gewünschten Form fixiert und auf die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Materials erwärmt. Nach dem Erkalten des Schlauchs wird er aus der Spanneinrichtung entnommen, das Druckfluid aus dem Expansionskörper abgelassen und der Expansionskörper aus dem Schlauch entfernt. Alternativ ist es erfindungsgemäß möglich, den Expansionskörper zum Einführen beziehungsweise Entfernen mit einem Unterdruck oder Vakuum zu beaufschlagen, wodurch der Vorgang des Rügens beziehungsweise Entfernens des Expansionskörpers erleichtert wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren stützt der Expansionskörper im beaufschlagten Zustand die Innenwandung des Schlauchs flexibel ab. Hierdurch wird eine Beschädigung des Schlauchs während des Formens vermieden. Insbesondere wenn der Schlauch gebogen wird, wirkt der Expansionskörper dem Einknicken des Schlauchs wirksam entgegen. Gleichzeitig wird verhindert, dass während des Biegens die Gewebestruktur im Schlauch verdreht oder verändert wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, einen Kunststoffschlauch, der zum Beispiel aus einem thermoplastischen, elastomeren Polymer wie Gummi gefertigt ist, zu formen. Dieser kann insbesondere mit einer Faserverstärkung in Form eines Gewebes versehen sein.
Vorteilhafter Weise wird der Expansionskörper mit einem Druck im Bereich zwischen 0,2 bis 2,0, bevorzugt von 0,3 bis 1,5 beaufschlagt. Hierdurch wird eine ausreichende Abstützung der Schlauchwandung während des Formens sichergestellt. Die Beaufschlagung mit einem definierten Druck kann insbesondere automatisch erfolgen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, den Schlauch bei einem äußeren Druck von 4 bis 12 und insbesondere von 6 bis 8 bar zu erwärmen. Dies kann beispielsweise in einem Autoklaven erfolgen. Durch den erhöhten Außendruck wird sichergestellt, dass der Schlauch im erweichten Zustand nicht ungewollt von dem Expansionskörper verformt wird.
Es ist ebenfalls möglich, einen Gummischlauch als flexiblen Expansionskörper zu verwenden. Dieser passt sich besonders gut der Kontur der Innenwandung des zu formenden Schlauchs an und weist darüber hinaus eine hohe Elastizität auf. Der Gummischlauch kann mit einer Faserverstärkung versehen sein, um dessen Belastbarkeit, Haltbarkeit und Formstabilität zu erhöhen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, einen Schlauch für ein Kraftfahrzeug zu formen. Insbesondere kann ein Schlauch für den Einbau in den Motorraum des Kraftfahrzeugs geformt werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Formen von Schlauchen gemäß Anspruch 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail erläutert. In den Zeichnungen zeigen :
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Formen von Schläuchen,
Figur 2 eine Aufsicht der Vorrichtung der Figur 1,
Figur 3 eine erste Seitenansicht der Vorrichtung der Figur 1,
Figur 4 eine zweite Seitenansicht der Vorrichtung der Figur 1, und
Figur 5 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C der Figur 4.
In den Figuren 1 bis 5 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Formen von Schläuchen dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist einen flexiblen Expansionskörper 2, eine damit verbundene, in der Zeichnung nicht gezeigte Pumpe, eine Spanneinrichtung 3 sowie eine ebenfalls in der Zeichnung nicht gezeigte Heizeinrichtung auf, bei der es sich um einen Autoklaven handelt, der geeignet ist die Spanneinrichtung 3 aufzunehmen. Die Pumpe dient hierbei zur Erzeugung eines Drucks oder eines Vakuums im Expansionskörper 2. Der flexible Expansionskörper 2 ist als Gummischlauch mit einer Faserverstärkung, zum Beispiel in Form eines Gewebes, ausgebildet und vollständig in einen zu formenden Schlauch 4 aus einem thermoplastischen Kunststoff eingeschoben ist. Der Expansionskörper 2 ist über eine Absperrventil 5 mit der Pumpe verbunden, die als Zuführeinrichtung für das Druckfluid, vorzugsweise Luft dient.
Die Spanneinrichtung 3 weist eine Grundplatte 6 und zwei daran lösbar befestigbaren Befestigungselementen 7, 8 auf, die ausgebildet sind, um jeweils einen Endbereich des Schlauchs 4 zu fixieren. Weiterhin weist die Spanneinrichtung 3 in dem Bereich zwischen den beiden Befestigungselementen 7, 8 eine parallel zur Grundplatte 6 verlaufende, an dieser über Abstandselemente 9 befestigte Auflageplatte 10 auf. An der Auflageplatte 10 sind ein Formelement 11 und zwei Führelemente 12, 13 lösbar befestigt. Das Formelement 11 weist einen gekrümmten Bereich 14 auf, der mit den Führungselemente 12, 13 zwischen sich einen bogenförmigen Spalt 15 ausbildet, indem der Schlauch 4 zwischen den Befestigungselementen 7, 8 verläuft. Dabei kommt der Schlauch 4 mit seiner Außenwandung abschnittsweise linienförmig mit dem gekrümmten Bereich 14 in Anlage und liegt auf der Auflageplatte 10 auf.
Um mit der erfindungemäßen Vorrichtung 1 den Schlauch 4 in die gewünschte gebogene Form zu bringen, wird wie folgt vorgegangen. Zunächst wird der flexible Expansionskörper 2 in den Schlauch 4 eingeschoben. Alternativ ist es vorstellbar im Schlauch 4 ein Vakuum zu erzeugen, um das Einführen zu erleichtern. Dann wird bei geöffnetem Absperrventil 5 mit der Pumpe Luft, Wasser oder Öl in den Expansionskörper 2 gepumpt, bis ein Innendruck von ca. 0,8 bar erreicht ist, worauf das Absperrventil 5 geschlossen wird. Der Schlauch 4 wird anschließend mit dem darin eingeschobenen Expansionskörper 2 in den Spalt 15 der Spanneinrichtung 3 eingelegt und mit Hilfe der Befestigungselementen 7, 8 fixiert. Im Anschluss daran wird der Innendruck im Schlauch auf etwa 6 bis 10 bar, bevorzugt 6 bis 8 bar, erhöht. Die Spanneinrichtung 3 wird mit dem Schlauch 4 in dem Autoklaven angeordnet. Anschließend wird im Autoklaven ein Druck von 6 bis 8 bar eingestellt und die Temperatur bis zum Erweichen des thermoplastischen Kunststoffs erhöht. Gleichzeitig kann auch die Luftfeuchtigkeit im Autoklaven geregelt werden.
Nachdem der Kunststoff des Schlauchs 4 einmal erweicht worden ist, lässt man ihn wieder erkalten. Die Spanneinrichtung 3 wird aus dem Autoklaven entfernt und der Schlauch 4 aus der Spanneinrichtung 3 gelöst. Hier zeigt sich ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung, nämlich der, dass der Expansionskörper 2 nach dem Entspannen leicht aus dem Schlauch 4 herausziehbar ist. Zuletzt wird das Absperrventil 5 geöffnet und das Druckmedium aus dem Expansionskörper 2 aus dem Schlauch 4 entfernt.
Vorteilhafterweise stützt der Expansionskörper 2 während des gesamten Formprozesses die Wandung des Schlauchs 4. So wird schon beim Biegen des Schlauchs 4 während des Einlegens in den Spalt 15 der Spanneinrichtung 3 ein Einknicken und eine Verdrehung der Gewebeeinlage und somit eine Beschädigung der Schlauchwandung verhindert. In der gleichen Weise verhindert der Expansionskörper 2, dass der Schlauch 4 im erweichten Zustand in Folge eines dann besonders leicht möglichen Einknickens beschädigt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Formen von Schläuchen, bei dem ein flexibler Expansionskörper (2) in einen Schlauch (4) aus einem thermoplastischen Material eingeschoben, der Expansionskörper (2) mit einem Druckfluid beaufschlagt, der Schlauch (4) in einer Spanneinrichtung (3) in der gewünschten Form fixiert, auf die Erweichungstemperatur des thermoplastischen Materials erwärmt und nach dem Erkalten aus der Spanneinrichtung (3) entnommen, das Druckfluid aus dem Expansionskörper (2) abgelassen und der Expansionskörper (2) aus dem Schlauch (4) entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kunststoffschlauch geformt wird, insbesondere einem thermoplastischen, elastomeren Polymer der mit einer Faserverstärkung versehen ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Expansionskörper (2) mit einem Druck im Bereich zwischen 0,2 bis 2,0, bevorzugt von 0,3 bis 1,5, besonders bevorzugt von 0,4 bis 1,2 und weiter bevorzugt von 0,6 bis 1,0 bar insbesondere automatisch beaufschlagt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (4) bei einem äußeren Druck von 4 bis 12 und insbesondere von 6 bis 8 bar erwärmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (4) in einem Autoklaven erwärmt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gummischlauch insbesondere mit einer Faserverstärkung als flexibler Expansionskörper (2) verwendet wird
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlauch (4) für ein Kraftfahrzeug insbesondere zum Einbau in dessen Motorraum geformt wird.
8. Vorrichtung (1) zum Formen von Schläuchen, mit einem flexiblen Expansionskörper (2), einer damit verbundenen Zuführeinrichtung für ein Druckfluid, einer Spanneinrichtung (3) zum Fixieren eines Schlauchs (4) in einer gewünschten Form und einer Heizeinrichtung, um den Schlauch (4) im fixierten Zustand zu erwärmen.
9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung ein Autoklaven ist.
10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (3) lösbar an verschiedenen Positionen anbringbare Befestigungselementen (7, 8) zum Fixieren von Schlauchabschnitten aufweist.
11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (3) lösbar an verschiedenen Positionen anbringbare Form- und/oder Führelemente (11, 12, 13) für den Schlauch (4) aufweist.
12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Leitung von der Zuführeinrichtung für das Druckfluid zu dem Expansionskörper (2) ein Absperrventil (5) angeordnet ist.
13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Expansionskörper (2) ein insbesondere mit einer Faserverstärkung versehener Gummischlauch ist.
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