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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststofffolienschlauchs und auf einen Kunststofffolienschlauch, welcher mittels eines solchen Verfahrens hergestellt ist.
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Nach dem derzeitigen Stand der Technik ist die Herstellung von Schläuchen mit einem von einem Rundquerschnitt abweichenden Querschnitt, z. B. rechteckig, quadratisch u. dgl., mit den bisher eingesetzten Produktionsverfahren nicht bzw. nur mit starken Einschränkungen bzgl. der Ausbildung der Querschnittsgeometrie, der Wandstärkentoleranz und der Oberflächenausbildung möglich. Benötigt werden derartige Schläuche aber beispielsweise für die Fertigung von hohlen Faserverbundbauteilen, um dabei eine bessere Gestaltung der inneren Oberfläche erreichen zu können.
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Als Herstellungsverfahren von Kunststofffolienschläuchen wird insbesondere das Blasextrusionsverfahren benutzt, bei welchem flüssiger Kunststoff, z. B. Polymere oder Polyamide, aus einer ringförmigen Düse in einen Luftstrahl extrudiert werden. Mit diesem Verfahren ist die Herstellung von dünnwandigen Kunststofffolienschläuchen mit einem vom Rundquerschnitt abweichenden Querschnitt und gleichzeitiger Forderung nach einer hohen Fertigungsgenauigkeit bzgl. der Maß- und Formhaltigkeit nicht möglich.
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Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Schläuchen ist die Profilextrusion von Kunststoffen durch eine Matrize. Mit dieser Fertigungstechnologie ist eine Herstellung von Schläuchen mit einer anderen als der Kreisgeometrie möglich. Damit können allerdings nur bedingt Schläuche mit einer geringen Wandstärke hergestellt werden. Bestimmte Kunststofffolien lassen sich z. B. aufgrund ihres molekularen Aufbaus mit dieser Technologie überhaupt nicht herstellen.
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Ein weiteres Problem bei Schläuchen mit einem vom Rundquerschnitt abweichenden Querschnitt ist der Transport der Schläuche zum Einsatzort, da bei der Herstellung bestimmter Geometrien bzw. Querschnitte, größeren Wandstärken, dem Einsatz von Kunststoffen mit einem hohen E-Modul, sowie bedingt durch das höhere Flächenträgheitsmoment bestimmter Querschnitte, das konventionelle Aufwickelverfahren auf eine Trommel, Haspel o. ä. mit Beschädigung des Schlauches verbunden sein kann.
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Die
US 6 793 871 B1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines großvolumigen, tassen- oder wannenartigen Behälters aus thermoplastischem Kunststoff, bei dem ein schlauchartiger Vorformling aus kompaktem Kunststoff in einer vorgegebenen Länge extrudiert und anschließend zu dem Behälter verformt wird, wobei der extrudierte Vorformling um ein vorgegebenes Maß aufgeweitet und von unten ein Kern in den aufgeweiteten Vorformling bewegt wird und der aufgeweitete Vorformling an seinem unteren freien Ende dichtend gegen den Kern verspannt und anschließend der Vorformling mittels Formluft zu dem Behälter geformt wird.
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Die
US 2 837 121 A offenbart einen flexiblen Schlauch und ein Verfahren zum Herstellen desselben. Der formausgebildete Schlauch weist einen laminierten Körper auf, welcher aus Schichten einer Struktur mit einem zwischengeordneten elastomerischen Material besteht, wobei der Schlauch an jedem Ende zylindrische Befestigungsabschnitte aufweist sowie eine spiralförmige Wellung bzw. Riffelung welche sich dazwischen erstreckt. Des Weiteren weist der Schlauch eine geformte äußere Oberfläche sowie eine spiralförmige Feder auf, welche mit elastomerischem Material bedeckt ist und voneinander beabstandete Windungen aufweist, welche den Körper umgeben und wobei dessen Enden an den Befestigungsabschnitten angebracht sind. Die Windungen der Feder sind an der äußeren Oberfläche der Spitze der Windungen angebracht.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststofffolienschlauchs mit einem von einem Rundquerschnitt abweichenden Zielquerschnitt bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Demgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststofffolienschlauchs mit einem von einem Rundquerschnitt abweichenden Zielquerschnitt bereitgestellt:
Aufziehen eines Schlauchhalbzeugs auf ein Kernwerkzeug mit einem Kernquerschnitt, welcher Ausschnitte umfasst, so dass dessen Umfang größer als der Umfang des Querschnitts des Schlauchhalbzeugs ist; Beaufschlagen des aufgezogenen Schlauchhalbzeugs mit einer vorbestimmten Kraft zum Anpressen des Schlauchhalbzeugs an den Kernquerschnitt des Kernwerkzeugs, wobei beim Beaufschlagen des Schlauchhalbzeugs mit der Kraft Falten in Längsrichtung des Schlauchhalbzeugs erzeugt werden, welche sich in einen jeweiligen Ausschnitt hineinerstrecken, um dadurch das Schlauchhalbzeug zu straffen; Erwärmen des Schlauchhalbzeugs auf eine vorbestimmte Umformtemperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer zur Herstellung des Kunststofffolienschlauchs mit dem Zielquerschnitt; und Abziehen des derart geformten und abgekühlten Kunststofffolienschlauchs von dem Kernwerkzeug.
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Somit weist die vorliegende Erfindung gegenüber den eingangs genannten Ansätzen den Vorteil auf, dass das erfindungsgemäße Verfahren eine Herstellung von Kunststofffolienschläuchen mit einem vom Rundquerschnitt abweichenden Querschnitt bei einer hohen Genauigkeit der Geometrie, scharfer Ausbildung von Ecken mit geringen Radien, definierter Wandstärke, Maßhaltigkeit bei niedrigen Herstellungskosten und großer Schlauchlänge ermöglicht. Durch die verschiedenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, Schläuche mit einer für den jeweiligen Anwendungszweck optimierten Querschnittgeometrie herzustellen, wenn eine Herstellung im Extrusionsprozess durch eine zu geringe Wandstärke, materialbedingt oder aus Transportgründen nicht möglich ist.
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Durch das Beaufschlagen des aufgezogenen Schlauchhalbzeugs mit der Kraft zum Erzeugen der Falten, so genannten Übermaßfalten, in Längsrichtung des Schlauchhalbzeugs können Schwankungen im Querschnitt durch Fertigungstoleranzen oder lokale Verstärkungen, beispielsweise bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen ausgeglichen werden (zum Beispiel bei der Blasschlauchtechnik).
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Die Größe der Ausschnitte in dem Kernwerkzeug ist dabei in Abhängigkeit der Reibkoeffizienten des Kern- und Schlauchmaterials sowie des Umfangs des zu fertigenden Folienschlauchs (z. B. aus einem Polymer) zu bestimmen.
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Die Ausschnitte werden benötigt, um das Schlauchhalbzeug auf den Umfang des Kerns mit Hilfe einer Kraft, die zum Beispiel durch Beaufschlagen mit einer Druckdifferenz (Vakuum) oder ein Umformwerkzeug, beispielsweise spezielle Spannschienen, erzeugt wird, zu straffen bzw. dem Querschnitt des Kernwerkzeugs, d. h. dem Kernquerschnitt, anzupassen.
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Die Anwendungsmöglichkeiten eines solchen Kunststofffolienschlauches sind vielfältig und ermöglichen es, bei bestimmten Anwendungen verfügbare Bauräume besser auszunutzen als im Stand der Technik und dabei durch verringerten Materialeinsatz Gewicht einzusparen. Zum Beispiel ist der Einsatz dieser Kunststofffolienschläuche bei der Fertigung von Composite-Bauteilen möglich, bei welchen mit derartigen Schläuchen die Herstellung von Bauteilen möglich wird, die mit den bisher möglichen Rundquerschnittschläuchen und den dadurch verursachten Harzansammlungen, lokalen Unter- und Überpressungen, Materialüberdehnungen und daraus entstehenden Undichtigkeiten, zum Teil gar nicht oder nur mit Einschränkungen bzgl. der Qualität der gefertigten Bauteile möglich war.
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Unter einem „Schlauchhalbzeug” ist vorliegend ein im normalen Extrusions- oder Blasextrusionsverfahren hergestellter Schlauch mit einem Rund- bzw. Kreisquerschnitt zu verstehen, das aufgewickelt bereitgestellt wird.
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Unter dem Begriff „Zielquerschnitt” ist ein Schlauchquerschnitt zu verstehen, welcher erzielt werden soll. Ein erster Zielquerschnitt wird mittels des Kernwerkzeugs geformt. Ein zweiter Zielquerschnitt kann optional mittels eines weiteren Verfahrensschritts erhalten werden.
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In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung.
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Das derart an den Kernquerschnitt des Kernwerkzeugs angepresste Schlauchhalbzeug wird dann auf eine vorbestimmte Umformtemperatur, korrespondierend zu dem Schlauchhalbzeugwerkstoff, erwärmt und auf dieser für eine vorbestimmte Zeitdauer, z. B. kurzzeitig gehalten, um die Spannungen, die durch das Umformen und Anpressen im Material des Schlauchhalbzeugs entstehen, abzubauen. Damit wird ein erster Zielquerschnitt erreicht.
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Unter dem Begriff „Kunststofffolienschlauch” ist das auf den Zielquerschnitt geformte Schlauchhalbzeug zu verstehen.
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Zum Abziehen des geformten Kunststofffolienschlauchs nach Abkühlung von dem Kernwerkzeug kann der Kunststofffolienschlauch mit einem Medium, z. B. Druckluft beaufschlagt werden. Kurzzeitig zum Ablösen aus dem Kernausschnitt oder für die gesamte Dauer des Entformungsprozesses. Eine weitere Erleichterung des Abziehens wie auch des Aufziehens ergibt sich dadurch, dass das Material des Kernwerkzeugs einen geringen Reibungswiderstand aufweist.
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Der Kunststofffolienschlauch kann dann auf ein gefordertes Endmaß abgelängt werden.
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Der auf diese Weise hergestellte Kunststofffolienschlauch mit vom Rundquerschnitt abweichenden Querschnitt zeichnet sich auch besonders dadurch aus, dass er dünnwandig ausgebildet ist. Die Wandstärken liegen im Bereich von ca. 30 μm...4 mm, insbesondere im Bereich von 0,2...0,3 mm.
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In einem optionalen Verfahrensschritt kann der geformte und abgezogene Kunststofffolienschlauch in ein Formwerkzeug, welches einen zweiten Zielquerschnitt in einer Negativform aufweist, eingebracht und mit Druck und Wärme zur Formgebung auf den zweiten Zielquerschnitt beaufschlagt werden. Hierbei verschwinden die Falten des ersten Zielquerschnitts im Inneren der Außenkontur. Eine direkte Umformung eines flach aufgewickelten Schlauchhalbzeugs auf eine Geometrie mit scharfen Außenkanten ist ohne das Kernwerkzeug nicht möglich.
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Es kann auch möglich sein, dass der Kunststofffolienschlauch für ein kontinuierliches Umformen auf diesen zweiten Zielquerschnitt durch die Negativform, welche hierfür als Matrize ausgebildet ist, mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit hindurch gezogen wird.
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Unter „Faserhalbzeugen” sind Gewebe, Gelege und Fasermatten, Rovings und daraus gefertigte Halbzeugen zu verstehen. Diese werden mit einer Matrix, beispielsweise einem Epoxydharz, versehen und anschließend zu einem Faserverbundbauteil beispielsweise mit Hilfe eines Autoklaven ausgehärtet.
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Vorzugsweise kann eine Trennschicht auf den Kunststofffolienschlauch zusätzlich aufgebracht werden, welche ein Anhaften des ausgehärteten Faserverbundbauteils vermindert. Dadurch wird ein Entfernen des Kunststofffolienschlauches nach dem wenigstens Aushärten des Faserverbundbauteils erleichtert.
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Unter dem Begriff Folienschlauch sind dünnwandige Schläuche zu verstehen. Diese Schläuche bestehen beispielsweise aus Polymeren wie z. B. Polyamiden oder alternativen Kunststoffen. Diese Schläuche können einschichtig oder mehrschichtig als Kombination aus mehreren Schichten dieser Materialien oder mit einer zusätzlichen Schicht eines Trennmittels ausgeführt sein. Die Wandstärken dieser Schläuche liegen im Bereich von ca. 30 μm...4 mm, insbesondere im Bereich von 0,2...0,3 mm.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den schematischen Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen dabei:
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1 ein Schlauchhalbzeug mit Rundquerschnitt und in einer Transportfaltung;
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2 ein beispielhafter Zielquerschnitt;
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3 Umformschritte des Schlauchhalbzeugs nach 1 in Zielquerschnitte gemäß einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
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4 ein Kernquerschnitt eines beispielhaften Kernwerkzeugs;
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5 ein Querschnitt des auf das Kernwerkzeug aufgezogenen Schlauchhalbzeugs;
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6 Aufbringen einer Kraft zum Umformen auf die Anordnung nach 5 mittels eines Vakuums;
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7 Aufbringen einer Kraft zum Umformen auf die Anordnung nach 5 mittels eines Umformwerkzeugs;
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8 ein fluchtpunktperspektivische Frontansicht eines weiteren Kernwerkzeugs;
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9 eine Querschnittsansicht eines Kunststofffolienschlauches mit einem Zielquerschnitt erstellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;
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10 eine Schnittansicht eines Kunststofffolienschlauches in einer Negativform zum Umformen auf einen weiteren Zielquerschnitt; und
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11 eine Schnittansicht des Kunststofffolienschlauches in einer Negativform mit dem weiteren Zielquerschnitt.
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In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente – sofern nichts Anderes angegeben ist – mit jeweils den gleichen Bezugszeichen versehen worden.
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1 zeigt einen Querschnitt eines konventionellen dünnwandigen Schlauches als Schlauchhalbzeug 2 mit Rundquerschnitt 4 bzw. kreisförmigem Querschnitt nach der Herstellung im Blasextrusionsverfahren, welcher für den Transport flachgefaltet werden kann 3. Dieser Schlauch dient als Schlauchhalbzeug 2 für die Herstellung eines Kunststofffolienschlauches 1 mit einem Zielquerschnitt 6, welcher in dem in 2 gezeigten Beispiel trapezförmig ist. Dieser Zielquerschnitt 6 wird im Weiteren als zweiter Zielquerschnitt 6 bezeichnet.
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3 zeigt schematisch Umformschritte des Schlauchhalbzeugs 2 nach 1 in einen ersten Zielquerschnitt 5 und den zweiten Zielquerschnitt 6 gemäß einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Schläuche als Schlauchhalbzeuge 2 bezeichnet, die im Extrusionsverfahren oder Blasextrusionsverfahren hergestellt wurden (siehe 1) in andere Geometrien mit entsprechenden Zielquerschnitten umgeformt werden.
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Das Verfahren kann in zwei Umformschritte unterteilt werden.
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Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung eines Kunststofffolienschlauches 1 mit einem Trapezquerschnitt (siehe 2) als zweitem Zielquerschnitt 6 beispielhaft erläutert. Die Herstellung anderer Zielquerschnitte ist analog zu diesem Beispiel mit geringfügigen Modifikationen möglich.
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Ziel ist die Herstellung eines dünnwandigen Kunststofffolienschlauches 1 mit dem zweiten Zielquerschnitt 6. Der Einsatz eines solchen Kunststofffolienschlauches 1 als Hilfsmittel für die Herstellung von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen erfordert einen solchen Schlauch mit zusätzlichen Übermaßfalten, um evtl. Schwankungen im Querschnitt eines Faserverbundbauteils durch Fertigungstoleranzen oder lokale Verstärkungen ausgleichen zu können.
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In einem ersten Verfahrensschritt wird das Schlauchhalbzeug 2 in aufgewickelter Form bereitgestellt und in einem zweiten Verfahrensschritt auf ein Kernwerkzeug 7, dessen Kernquerschnitt 8 in 4 gezeigt ist, aufgezogen, was in 5 schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt ist.
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Der Kernquerschnitt 8 ist ähnlich dem zweiten Zielquerschnitt 6 als Trapez, jedoch mit seitlichen Ausschnitten 9, die hier symmetrisch angeordnet sind, ausgebildet. Es ist leicht vorstellbar, dass das Kernwerkzeug 7 senkrecht zur Zeichnungsebene steht und sich in dieser Richtung in einer bestimmten Länge ausdehnt. Ebenfalls verlaufen die Ausschnitte 9 längs dieser Richtung. Durch die Ausschnitte 9 ergibt sich ein in der Mitte angeordneter Steg 10, der mit seinem unteren Ende auf einem Fußabschnitt 7 senkrecht steht und an seinem oberen Ende rechtwinklig mit einem Kopfabschnitt 12 verbunden ist. Die Ausschnitte 9 weisen eine Ausschnitthöhe S auf. Durch die Ausschnitte 9 ist ein Umfang des Kernquerschnitts 8 vergrößert. Es ist bevorzugt, dass dieser Umfang länger bzw. größer ist als ein Umfang des Schlauchhalbzeugquerschnitts. Das Verhältnis des Kernquerschnitts 8 zum Umfang des Schlauchhalbzeugquerschnitts ist dabei in Abhängigkeit der Reibkoeffizienten des Kern- und Schlauchmaterials sowie des Umfangs des zu fertigenden Folienschlauchs zu bestimmen. Das Kernwerkzeug kann aus Kunststoff, z. B. PA, PTFE, oder Metall oder aus einer Kombination dieser oder anderer Werkstoffe bestehen. Der Schlauch kann z. B. aus einem Polymerkunststoff bestehen.
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Wie aus 5 ersichtlich ist, befindet sich das Kernwerkzeug 7 innerhalb eines Innenraums 14 des Schlauchhalbzeugs 2.
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In einem zweiten Fertigungsschritt wird das Medium aus dem Innenraum 14 des Schlauchhalbzeugs 2 abgesaugt und das Schlauchhalbzeug 2 an den Kernquerschnitt 8 angepresst. Durch die entsprechende Gestaltung der Ausschnitte 9 in Größe, Position, Anzahl und Form sowie einer entsprechenden Ausführung der Kernoberfläche und der Wahl des Übermaßes des Schlauchhalbzeugumfangs ist dieses möglich. 6 zeigt hierzu ein Aufbringen einer Kraft F1 zum Umformen auf die Anordnung nach 5 mittels eines Vakuums. Die Kraft F1 ist gleich dem Produkt einer Druckdifferenz Δp aus einem Umgebungsdruck p0 und einem Innendruck p1 im Innenraum 14 des Schlauchhalbzeugs und einem Produkt der Ausschnitthöhe S und einer Länge des Ausschnitts 9.
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Nach dem Anpressen des Schlauchhalbzeugs 2 an den Kernquerschnitt 8 wird das Schlauchhalbzeug 2 für den Unformvorgang auf eine vorbestimmte Umformtemperatur (hier als t1 angegeben) erwärmt und auf dieser kurzzeitig für eine vorbestimmte Zeitdauer gehalten.
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Alternativ kann eine Kraft F2 mittels eines Umformwerkzeugs 13, wie 7 schematisch illustriert, aufgebracht werden. Das Umformwerkzeug 13 besteht in dem gezeigten Beispiel aus zwei Spannschienen, welche beidseitig das Schlauchhalbzeug 2 in die Ausschnitte 9 bei gleichzeitiger Erwärmung an den Kernquerschnitt 8 anpressen und so eine Umformung des Schlauchhalbzeugs 2 bewirken.
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8 zeigt eine Fluchtpunktperspektive des Kernwerkzeugs 7, aus welcher die Längserstreckung der Ausschnitte 9 zwischen dem Fußabschnitt 11 und dem Kopfabschnitt 12 verdeutlicht wird.
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Nach Abkühlung des derart geformten Schlauchhalbzeugs 2 kann dieses in einem weiteren Schritt von dem Kernwerkzeug 7 abgezogen werden. Dabei kann unterstützend ein Medium, z. B. Druckluft, kurzzeitig oder für die Dauer des gesamten Entformprozesses in den Innenraum 14 geleitet werden. Das derart geformte Schlauchhalbzeug 2 ist nun der Kunststofffolienschlauch 1 mit dem ersten Zielquerschnitt 5, welcher in 9 in einer perspektivischen Querschnittsansicht auf ein vorbestimmtes Endmaß abgelängt dargestellt ist. Hierbei sind deutlich scharfe Kanten in den Eckbereichen an Fußabschnitt 11 und Kopfabschnitt 12 zu erkennen.
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10 zeigt eine Schnittansicht des Kunststofffolienschlauches 1 in einer Negativform 21 eines Formwerkzeugs 20 zum Umformen auf einen weiteren, nämlich den zweiten Zielquerschnitt 6.
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Zunächst werden Falten an dem Kunststofffolienschlauch 1 erläutert. An der Unterseite weist der Kunststofffolienschlauch 1 Fußfalten 15 mit einer scharfen Kante auf. Im Bereich der Seiten sind in den Innenraum 14 hervorstehende Bereiche zu erkennen, welche durch Anpressen in die Ausschnitte 9 des Kernwerkzeugs 7 erzeugt wurden. Diese Bereiche besitzen untere Ausschnittsfalten 16 und obere Ausschnittsfalten 18, sowie in dem in den Innenraum 14 hervorstehenden Abschnitt gerundete innere Ausschnittsfalten 17. Scharfkantige Kopffalten 19 sind im oberen Bereich des Kunststofffolienschlauches 1 angeordnet.
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Die Negativform 21 in dem Formwerkzeug 20 besitzt einen Querschnitt korrespondierend zu dem zweiten (in diesem Beispiel trapezförmigen) Zielquerschnitt 6 (siehe 2). Der Innenraum des Kunststofffolienschlauches 1 weist hier noch den Umgebungsdruck p0 auf, wird aber im nächsten Schritt mit einem Druck p1 beaufschlagt, welcher bewirkt, dass sich die in den Innenraum 14 hervorstehenden Bereiche an die Wände der Negativform 21 anlegen, wie in 11 illustriert ist. Gleichzeitig wird die Anordnung auf eine vorbestimmte Umformtemperatur des Kunststofffolienschlauches 1 erwärmt. Dadurch wird der Kunststofffolienschlauch 1 plastisch auf den zweiten Zielquerschnitt 6 umgeformt.
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Dieser zweite, optionale Umformschritt in der Negativform dient u. a. zur Entfernung der im ersten Umformschritt auf dem Kernwerkzeug 7 erzeugten Falten 15...19. Eine direkte Umformung des flachgelegten Schlauchhalbzeugs 2 (1 und 3) auf eine Geometrie mit scharfen Außenkanten ist ohne den ersten Umformschritt nicht möglich.
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Das Formwerkzeug 20 für diesen zweiten Umformschritt ist auch für ein kontinuierliches Verfahren denkbar, bei welchem der Kunststofffolienschlauch 1 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch die Negativform 21, die hierbei als Matrize ausgebildet ist, gezogen und dabei auf den zweiten Zielquerschnitt 6 umgeformt wird.
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Im Folgenden werden weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens stichpunktartig genannt:
- • Gute Wiedergabe von Kanten und Ecken mit geringen Radien
- • Möglichkeit zur Herstellung angepasster Schläuche vor Ort, dadurch geringe Transportkosten
- • Das erfindungsgemäße Verfahren ist für eine große Bandbreite von Geometrien, Querschnitten, Materialien und Wandstärken (ca. 30 μm...4 mm, insbesondere im Bereich von 0,2...0,3 mm) verwendbar.
- • Das erfindungsgemäße Verfahren ist teilautomatisierbar.
- • Das erfindungsgemäße Verfahren bietet außerdem eine Möglichkeit zur Herstellung kostengünstiger und qualitativ hochwertiger Faserverbundbauteile, zum Beispiel für Luft- oder Raumfahrt.
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Die Erfindung ist nicht auf das in den Figuren dargestellte, spezielle Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils in der Luft- und Raumfahrt beschränkt.
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Die Geometrie der Zielquerschnitte ist auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Es können mehr als zwei Zielquerschnitte, zum Beispiel in mehreren Umformschritten, erstellt werden.
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Außerdem sind Anwendungen denkbar, bei welchen Kunststofffolienschläuche 1 mit jeweiligem Zielquerschnitt 5, 6 zum Transport flüssiger oder gasförmiger Medien eingesetzt werden, aber für die Integration der Schläuche nur ein bestimmter Bauraum zur Verfügung steht. Durch die Möglichkeit zur Herstellung von Schläuchen mit einem angepassten Querschnitt kann der zur Verfügung stehende Bauraum besser ausgenutzt werden.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststofffolienschlauchs 1 mit einem von einem Rundquerschnitt abweichenden Zielquerschnitt 5, 6 Es weist folgende Verfahrensschritte auf: Aufziehen eines Schlauchhalbzeugs 2 auf ein Kernwerkzeug 7; Beaufschlagen des aufgezogenen Schlauchhalbzeugs 2 mit einer vorbestimmten Kraft F1, F2 zum Anpressen des Schlauchhalbzeugs 2 an einen Kernquerschnitt 8 des Kernwerkzeugs 7; Erwärmen des Schlauchhalbzeugs 2 auf eine vorbestimmte Umformtemperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer zur Herstellung des Kunststofffolienschlauchs 1 mit dem Zielquerschnitt 5, 6; und Abziehen des derart geformten und abgekühlten Kunststofffolienschlauchs 1 von dem Kernwerkzeug 7.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kunststofffolienschlauch
- 2
- Schlauchhalbzeug
- 3
- Transportfaltung
- 4
- Rundquerschnitt
- 5
- Erster Zielquerschnitt
- 6
- Zweiter Zielquerschnitt
- 7
- Kernwerkzeug
- 8
- Kernquerschnitt
- 9
- Ausschnitt
- 10
- Steg
- 11
- Fußabschnitt
- 12
- Kopfabschnitt
- 13
- Umformwerkzeug
- 14
- Innenraum
- 15
- Fußfalte
- 16
- Untere Ausschnittsfalte
- 17
- Innere Ausschnittsfalte
- 18
- Obere Ausschnittsfalte
- 19
- Kopffalte
- 20
- Formwerkzeug
- 21
- Negativform
- F1...2
- Kraft
- p0...1
- Druck
- S
- Ausschnitthöhe
- t1
- Temperatur