DE102005000966A1

DE102005000966A1 - Verfahren zur Raumformfixierung von verformbaren Objekten

Info

Publication number: DE102005000966A1
Application number: DE200510000966
Authority: DE
Inventors: Stefan Eibl
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2005-01-07
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2006-07-20

Abstract

Verfahren zur Raumformfixierung von verformbaren Objekten, bei dem folgende Verfahrensschritte nacheinander ablaufen: DOLLAR A -a- abschnittsweises oder vollständiges Umschrumpfen eines verformbaren Objekts mit einem wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch; DOLLAR A -b- Auslenkung des mit einem wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch umschrumpften verformbaren Objekts, welches eine Temperatur von größer 50 DEG C aufweist; DOLLAR A -c- Fixierung der Auslenkung des mit einem wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch umschrumpften verformbaren Objekts; DOLLAR A -d- Abkühlung des fixierten ausgelenkten, mit einem wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch umschrumpften verformbaren Objekts auf eine Temperatur, bei der die Shore-Härte des Schutzschlauches im Bereich von 50 bis 70D liegt; DOLLAR A -e- Entfernen der Fixierung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dreidimensionalen Raumformfixierung von verformbaren Objekten.
Einbauteile in Fahrzeugen, wie beispielsweise Schlauchbögen aus Kautschuk/Gummi mit und ohne Gewebearmierung, sog. Gummikrümmer, Kabelbäume, elektrische Leitungen und Rohrleitungssysteme für Medien, wie sie u. a. an Klimaanlagen in Fahrzeugen verbaut sind, werden je nach Einbausituation in Fahrzeugen – zumindest abschnittsweise – in einer bestimmten Raumform fixiert.
Da sie im alltäglichen Betrieb unterschiedlichen Einflüssen, wie wechselnden Temperaturen, Witterungsbedingungen oder mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, werden sie häufig auch geschützt.

Aus dem Stand der Technik ist zum Schutz der Einbauteile eine Ummantelung mit wärmeschrumpfbaren Schutzschläuchen aus elektronenstrahlvernetztem Polyethylen oder Polyvinylchlorid oder Polyesterelastomeren oder Polyamid oder einem Gewebe aus vernetzten Polyethylenterephthalat- und Polyethylenfäden bekannt.

Diese wärmeschrumpfbaren Schutzschläuche zum Schutz von Einbauteilen und/oder Medienleitungen werden beispielsweise in den Schriften US 3 086 242 , US 3 597 372 , US 6 068 935 , US 4 444 816 und EP 0 906 536 offenbart.

Die bekannten wärmeschrumpfbaren Schutzschläuche haben den Nachteil, dass sie nicht geeignet sind, eine Raumform eines verformten Objektes zu fixieren.

Hier setzt die Erfindung ein, die es sich zur Aufgabe gestellt hat, ein Verfahren zur dreidimensionalen Raumformfixierung von verformbaren Objekten durch Umschrumpfen mit einem geeigneten wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch, gefolgt von einem Formgebungsvorgang, anzugeben.

Die Lösung der Aufgabe gelingt, indem ein Verfahren für die Raumformfixierung von verformbaren Objekten durch das Umschrumpfen mit einem geeigneten wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch und einem Formvorgang gemäß Anspruch 1 angegeben wird.

Bevorzugte Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und Nebenansprüchen.

Das Verfahren zur Raumformfixierung von verformbaren Objekten beruht auf dem Einsatz eines geeigneten wärmeschrumpfbaren Schutzschlauches, der bedingt durch die Zusammensetzung des Schlauchmaterials über spezifische Eigenschaften in Abhängigkeit von der Temperatur verfügt.

Als geeigneter wärmeschrumpfbarer Schutzschlauch hat sich der in der Schrift DE 103 15 631 offenbarte wärmeschrumpfbare Schutzschlauch erwiesen.

Dieser weist eine verbesserte Abrieb-, Chemikalien- und Wärmeformbeständigkeit bei höheren Temperaturen auf.

Die Zusammensetzung dieses Schutzschlauches basiert auf einer Mischung einer Abriebkomponente und einer Weich- und/oder Rückschrumpfkomponente und einer Additivkomponente.

Damit das umschrumpfte verformbare Objekt, beispielsweise eine Medienleitung in einem Fahrzeug, in einer bestimmten, durch die Anwendung und Einbausituation vorgegebenen Raumform fixiert werden kann, ist es notwendig, dass die erfindungsgemäße Materialzusammensetzung für den Schutzschlauch gewisse Voraussetzungen erfüllt.

Wesentliche Eigenschaft sind hierbei die Härte des Schlauchmaterials.

Die Härte des Schlauchmaterials und daraus abgeleitet die Steifigkeit des Schlauches sind temperaturabhängige Eigenschaften.

Dies äußerst sich in einem Übergang der Shore-Härte des Schlauchmaterials, die im Temperaturintervall von 50 bis 80 °C einen Wert von 50 bis 70 Shore D aufweist, auf 70 bis 90 Shore A bei 120 °C.

Dies ist abhängig von der Materialzusammensetzung, aus der der Schlauch hergestellt ist.

Weiterhin ist der wärmeschrumpfbare Schutzschlauch vorteilhaft einsetzbar, da die Zusammensetzung des Schlauchmaterials so gewählt ist, dass diese über eine hohe Medienbeständigkeit, eine Temperaturbeständigkeit von –40 bis +150 °C und eine Beständigkeit bei Dauergebrauchstemperaturen bis 150 °C verfügt.

Erfindungsgemäß gliedert sich das Verfahren zur Raumformfixierung von verformbaren Objekten in folgende Schritte, die nacheinander ablaufen:

(1) Abschnittsweises oder vollständiges Umschrumpfen eines verformbaren Objekts mit einem wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch;
(2) Auslenkung des umschrumpften Objekts, das eine Temperatur von größer 50 °C aufweist;
(3) Fixierung der Auslenkung des umschrumpften Objekts;
(4) Abkühlung des ausgelenkten umschrumpften Objekts auf eine Temperatur, bei der die Shore-Härte des Schutzschlauches im Bereich von 50 bis 70 D liegt;
(5) Entfernen der Fixierung.

Als verformbare Objekte werden hier solche betrachtet, welche mit relativ kleinen Kräften verformt werden können.

Verformbare Objekte bieten Kräften, die auf sie einwirken, im allgemeinen wenig Widerstand entgegen. Oftmals nehmen verformbare Objekte auf Grund einer gewissen Elastizität nach Beendigung einer Krafteinwirkung wieder ihre ursprüngliche Form an.

Beispiele hierfür sind Gummischläuche, die vielfältig Einsatz finden.

Der aufgeweitete Schutzschlauch, welcher ein verformbares Objekt, beispielsweise eine verformbare Leitung, die aus Gummi bestehen kann, vollständig oder abschnittweise umhüllt, wird thermisch auf die Leitung aufgeschrumpft.

Während des thermischen Aufschrumpfens befindet sich der Verbund aus wärmeschrumpfbarem Schutzschlauch und verformbarer Leitung wahlweise in einer ausgelenkten Fixierung oder ist längsgerichtet.

Nach dem thermischen Aufschrumpfen wird der Verbund, bestehend aus Schutzschlauch und verformbarer Leitung, in eine Form eingelegt und durch Abkühlen räumlich in seiner für die spätere Anwendung erforderlichen Auslenkung fixiert.

Beim Verformen des Mehrschichtsystems aus verformbarer Leitung und Schutzschlauch ist eine Faltenbildung des Schutzschlauches in engen Radien zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, dass der Schutzschlauch im warmen Zustand über eine ausreichende Flexibilität verfügt, was dadurch gegeben ist, dass der wärmeschrumpfbare Schutzschlauch im warmen Zustand, d.h. bei 120 °C, eine Shorehärte zwischen 70 und 90 A aufweist.

Das mit einem wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch umschrumpfte verformbare Objekt wird im warmen Zustand in die gewünschte Form gebracht. Hierbei ist eine Temperatur des umschrumpften verformbaren Objekts von mindestens 50 °C notwendig. Es können je nach Art, Aufbau, Zusammensetzung und Formgebung aber auch höhere Temperaturen als 50 °C notwendig sein.

Zur Formgebung lassen sich vorteilhaft Negativformen verwenden, die die dem Objekt aufzubringende Form als Negativkontur aufweisen und an die das Objekt in Anlage zu bringen ist, wobei dies beispielsweise Formen sein können, in die das Objekt einzulegen ist, oder solche, um die das Objekt geeignet anzuordnen ist.

Andere Möglichkeiten bestehen darin, die Form des Objekts durch Klammeren und/oder Spannelemente und/oder andere Fixierungen zu halten und so die Formgebung zu bewerkstelligen.

Auch sind Formen denkbar, in denen das verformte Objekt durch Vakuum in einer festgelegten Kontur gehalten wird.

Es kann aber auch nach einer grundsätzlich anderen Technik Kraft auf das verformte umschrumpfte Objekt aufgebracht werden, wobei diese solange einwirkt, bis die so erzeugte Form des Objekts erhalten bleibt.

Erst wenn die Abkühlung des ausgelenkten umschrumpften Objekts auf eine Temperatur, bei der die Shore-Härte des Schutzschlauches im Bereich von 50 bis 70 D liegt, stattgefunden hat, was in etwa der Raumtemperatur entspricht, kann die Fixierung entfernt werden.

Dazu wird das verformte Objekt aus der Negativform entnommen, bzw. die Vorrichtungen zur Formfixierung werden entfernt.

Es gelingt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, die Raumform verformbare Objekte einfach, kostengünstig, schnell und reproduzierbar zu fixieren.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch mehrere verformbare Objekte mit einem wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch umschrumpft werden.

In einer Abänderung des Erfindungsgedankens kann das Verfahren zur Raumformfixierung von verformbaren Objekten auch so durchgeführt werden, dass nach dem Umschrumpfen des verformbaren Objekts mit einem wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch eine Abkühlung erfolgt, ohne dass eine Formgebung stattfindet.

Zu einem späteren Zeitpunkt kann das umschrumpfte verformbare Objekt dann erneut erwärmt werden und die Formgebung erfolgen.

Das Verfahren zur Raumformfixierung ist nach diesem Erfindungsgedanken in zwei Abschnitte unterteilt, wobei der 2. Abschnitt nach einer beliebigen Zeitspanne ausgeführt werden kann. Dieser Verfahrensablauf kann beispielsweise dann vorteilhaft genutzt werden, wenn viele gleichartige Objekte unterschiedlich zu verformen sind.

Dabei würde zuerst das Umschrumpfen der Objekte erfolgen, zu einem späteren Zeitpunkt kann dann die formspezifische Fixierung der Raumform erfolgen.

Die Erfindung lässt sich vorteilhaft nutzen, indem auf einem verformbaren Objekt in einer Fortbildung des Erfindungsgedankens beispielsweise auch abschnittsweise verschiedene wärmeschrumpfbare Schutzschläuche angeordnet werden, die sich beispielsweise in ihrer Zusammensetzung und/oder Abmessung und/oder Eigenschaftskombination unterscheiden.

Hierdurch kann eine sehr spezifische Anpassung der Eigenschaften eines umschrumpften verformbaren Objekts erfolgen.

Es ist auch möglich, auf einem bereits umschrumpften Objekt weitere wärmeschrumpfbare Schutzschläuche anzuordnen und so eine Umschrumpfung in mehreren Lagen zu bewerkstelligen.

Es gelingt hierdurch, eine abschnittsweise Anpassung der Steifigkeit/Flexibilität des Verbundes von Objekt und Schrumpfschlauch durch Wahl der Zusammensetzung, der Wanddicke und Abmessungen des Schlauches vorzunehmen.

Ebenso lässt sich so eine abschnittsweise spezifische Anpassung des Schutzes des umschrumpften verformbaren Objekts, den der Schutzschlauch bzw. die mehrlagig aufgebrachten Schutzschläuche bewirken, erzielen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Raumformfixierung verformbarer Objekte ist vorteilhaft zur Raumformfixierung von verformbaren Objekten anzuwenden, wobei die Objekte beispielsweise Leitungen oder Dämpfungselemente sein können, wobei letztere aus geschäumten Materialien und/oder porösen Materialien und/oder zellulären Werkstoffe aufgebaut sein können.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Raumformfixierung verformbarer Objekte ist vorteilhaft bei verformbaren Leitungen anwendbar, welche zum Führen von Medien, wie Flüssigkeiten und/oder Gasen und/oder Feststoffen und/oder Suspensionen und/oder Schäumen, dienen.

Die Anwendung schließt ferner verformbare Leitungen ein, die zum Leiten von Strömen und/oder Wellen, wie elektrische Ströme und/oder elektromagnetische Wellen und/oder Lichtwellen, dienen.

Darüber hinaus erstreckt sich die Erfindung auch auf Raumformfixierungen, bei der mehrere Leitungen umhüllt werden, welche zum Leiten jeweils gleicher und/oder unterschiedlicher Medien und/oder Ströme und/oder Wellen dienen.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Raumformfixierung erfolgt insbesondere im Kraftfahrzeugbau, bei Hausgeräten, Elektrogeräten, elektrischen und/oder elektronischen Anlagen und solchen Anlagen, in welchen Medien und/oder Ströme und/oder Wellen und/oder Kombinationen hiervon geleitet werden.

Die Erfindung wird im Folgenden durch ein Beispiel näher erläutert:
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Raumformfixierung von verformbaren Objekten weist folgende Verfahrensschritte auf, die an einem Beispiel mit den entsprechenden Verfahrensparametern näher erläutert werden:
Ein Schlauch der Abmessung 16 mm × 0,8 mm im ungedehnten Zustand aus der Materialzusammensetzung gemäß der Schrift DE 103 15 631

(A) 20 Gewichtsprozent 10 Gewichtsprozent	PA MXD-6 PA 6
(B) 30 Gewichtsprozent 20 Gewichtsprozent 10 Gewichtsprozent	PA 6 I/6 T PA 6/66/12 POE-g-MAH
(C) 8 Gewichtsprozent 2 Gewichtsprozent	Triallylisocyanurat (TAIC) Stabilisatoren

vernetzt mit ionisierender Strahlung, aufgeweitet auf 48 mm Außendurchmesser, wird als wärmeschrumpfbarer Schutzschlauch eingesetzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird dann wie folgt durchgeführt:

1. Verfahrensschritt

Überziehen des wärmeschrumpfbaren Schutzschlauches über einen flexiblen Gummischlauch mit einem Außendurchmesser von 20 mm und einer Wandstärke von 0,7 mm, anschließendes Aufschrumpfen bei einer Temperatur von 190 °C innerhalb von 2 min.

2. Verfahrensschritt

Auslenken des umschrumpften Gummischlauches bei einer Temperatur größer 80 °C.

3. Verfahrensschritt

Fixieren einer U-förmigen Auslenkung durch Einlegen in eine Negativform.

4. Verfahrensschritt

Abkühlen des in der Negativform eingelegten U-förmig ausgelenkten umschrumpften Gummischlauches auf eine Temperatur, bei der die Shore-Härte des Schutzschlauches im Bereich von 50 bis 70 D liegt, was ungefähr Raumtemperatur entspricht.

5. Verfahrensschritt

Entnahme des abgekühlten U-förmig ausgelenkten umschrumpften Gummischlauches aus der Negativform.

Die U-förmige Auslenkung des umschrumpften Gummischlauches bleibt nach Entnahme aus der Negativform erhalten, ohne dass der Gummischlauch sich in seine ursprüngliche Form zurückbiegt.

Claims

Verfahren zur Raumformfixierung von verformbaren Objekten, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte, die nacheinander ablaufen: -a- Abschnittsweises oder vollständiges Umschuumpfen eines verformbaren Objekts mit einem wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch; -b- Auslenkung des mit einem wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch umschrumpften verformbaren Objekts, welches eine Temperatur von größer 50 °C aufweist; -c- Fixierung der Auslenkung des mit einem wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch umschrumpften verformbaren Objekts; -d- Abkühlung des fixierten ausgelenkten mit einem wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch umschrumpften verformbaren Objekts auf eine Temperatur, bei der die Shore-Härte des Schutzschlauches im Bereich von 50 bis 70 D liegt; -e- Entfernen der Fixierung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein umschrumpftes Objekt weitere Schrumpfschläuche aufgeschrumpft werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufschrumpfen des Schrumpfschlauches das umschrumpfte Objekt abgekühlt wird und zeitlich verzögert wieder erwärmt wird, um die Formgebung vorzunehmen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Raumformfixierung Negativformen und/oder Klammern und/oder Spannelemente und/oder Fixierungen und/oder Vakuumfixierungen eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere verformbare Objekte mit einem wärmeschrumpfbaren Schutzschlauch umschrumpft werden.
Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5 zur Raumformfixierung von verformbaren Objekten, insbesondere für Leitungen in Kraftfahrzeugen, für Dämpfungselemente, bei Hausgeräten, Elektrogeräten, elektrischen und/oder elektronischen Anlagen und Anlagen zur Leitung von Medien und/oder Strömen und/oder Wellen.