BRILL HARTMUT (DE)
GB1167146A | 1969-10-15 | |||
DE10354764A1 | 2005-06-23 | |||
GB761212A | 1956-11-14 | |||
GB892654A | 1962-03-28 |
Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von geformten Hohlkörpern (8) aus elastomerem Material, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens folgende Arbeitsschritte aufweist, nämlich a) Aufschieben eines vorgefertigten Rohlings (5) auf jeweils einen Dom (1), wobei der Dom (1) mindestens einen Bereich mit einer Wandung (2) aufweist, die luftdurchlässig ausgebildet ist und jeder Dom (1) mindestens eine Luftkammer (3) aufweist, die mit dem mindestens einen Bereich luftdurchlässiger Wandung (2) in Wirkverbindung steht, b) Einbringen der Dome (1) mit aufgesteckten Rohlingen (5) in einen an sich bekannten Autoklaven, ci) Beaufschlagung des Autoklaven mit Dmck und Temperatur, wobei Luft (6), die zwischen den Rohlingen (5) und den Domen (1) eingeschlossen ist, durch die Bereiche luftdichter Wandung (2) in die jeweilige Luftkammer (3) gepresst wird, dabei Ausvulkanisation der Rohlinge (5), d) Entlastung des Autoklaven und Abkühlen e) Entnehmen der Dome (1) mit fertig vulkanisierten und ausgeformten Hohlkörpern (8) f2) Abziehen der Hohlkörper (8) von den Domen (1). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens folgenden weiteren Arbeitsschritt aufweist, nämlich c2) Druckanpassung zwischen den Luftkammem (3) der Dome (1) und dem Autoklaven über einstellbare, in den Domen (1) angeordnete Dmckausgleichselemente. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das Verfahren mindestens folgenden weiteren Arbeitsschritt aufweist, nämlich c3) Druckanpassung zwischen den Luftkammem der Dome und dem Autoklaven über einstellbare, in den Domen angeordnete Dmckausgleichselemente. 4. Verfahren nach Anspmch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens folgenden weiteren Arbeitsschritt aufweist, nämlich fi) Druckbeaufschlagung der Luftkammem (3) der Dome (1), dadurch Durchtritt von Luft durch die luftdurchlässigen Wandungsbereiche (2) aus den Luftkammem (3) zwischen die Dome (1) und die fertig vulkanisierten Hohlkörper (8), dabei Bildung eines Luftpolsters zwischen Domen (1) und Hohlkörpern (8). 5. Vorrichtung zur Herstellung von geformten Hohlkörpern (8) aus elastomerem Material, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen Dom (1) aufweist, auf den ein im wesentlichen schlauchförmig ausgebildetes Rohteil (5) aufsteckbar ist und der mindestens einen Bereich mit einer luftdurchlässigen Wandung (2) und mindestens eine Luftkammer (3) aufweist, wobei Bereiche mit luftdurchlässiger Wandung (2) mit jeweils mindestens einer Luftkammer (3) in Wirkverbindung stehen und wobei der mindestens eine Dom (1) die Komplementärform (4) zur vorbestimmten Endgeometrie des Hohlkörpers (8) aufweist. 6. Vorrichtung nach Anspmch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkammem (3) der Dome (1) mit Druckluft beaufschlagbar sind. 7. Vorrichtung nach Anspmch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkammem (3) der Dome (1) einstellbare Dmckausgleichselemente aufweisen. 8. Vorrichtung nach Anspmch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dome (1) mittels eines 3D-Druckverfahrens hergestellt sind. |
Verfahren zur Herstellung eines geformten Hohlkörpers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Hohlkörpers aus elastomerem Material.
Hohlkörper, die neben ihrer Basisform weitere Formelemente aufweisen, werden häufig mittels einer Vulkanisationsvorrichtung geformt. Dabei weist ein Vulkanisationswerkzeug die Komplementärform des Fertigteils auf. Ein Rohling, beispielsweise ein extrudierter Schlauchendabschnitt, kann in dem Vulkanisationswerkzeug durch Beaufschlagung mit Druckluft an die Wandung des Werkzeugs gepresst und vulkanisiert werden. Auf diese Weise sind beispielsweise elastische Schläuche mit ringförmigen Wülsten herstellbar. Mit einem derartigen Verfahren kann jedoch pro Vulkanisationsvorgang nur jeweils eine begrenzte Anzahl von Teilen hergestellt werden, da jedes Teil einen Innendruck erzeugt, der von der jeweiligen Vulkanisationspresse aufzunehmen ist. Daher entscheidet die Schließkraft der Presse über die Menge der zeitgleich herstellbaren Teile, was die
Ausbringung einschränken kann.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung der genannten Hohlkörper zu schaffen, das eine höhere Ausbringung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit mindestens folgenden Arbeitsschritten gelöst, nämlich a) Aufschieben eines vorgefertigten Rohlings auf jeweils einen Dom, wobei der Dom mindestens einen Bereich mit einer Wandung aufweist, die luftdurchlässig ausgebildet ist und jeder Dom mindestens eine Luftkammer aufweist, die mit dem mindestens einen Bereich luftdurchlässiger Wandung in Wirkverbindung steht,
b) Einbringen der Dome mit aufgesteckten Rohlingen in einen an sich bekannten
Autoklaven,
c 2 ) Beaufschlagung des Autoklaven mit Druck und Temperatur, wobei Luft, die zwischen den Rohlingen und den Domen eingeschlossen ist, durch die Bereiche luftdichter Wandung in die jeweilige Luftkammer gepresst wird, dabei Ausvulkanisation der Rohlinge,
d) Entlastung des Autoklaven und Abkühlen
e) Entnehmen der Dome mit fertig vulkanisierten und ausgeformten Hohlkörpern f 2 ) Abziehen der Hohlkörper von den Domen. Dieses Verfahren erlaubt es, mit einem Vulkanisationsprozess mehrere Hohlkörper auf einmal zu fertigen.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Verfahren mindestens folgenden weiteren Arbeitsschritt auf, nämlich
Ci) Druckbeaufschlagung der Luftkammem der Dome mit einem vorbestimmten
Innendruck
Die Druckbeaufschlagung kann bei der Abstimmung der Prozesskräfte und der durch die luftdurchlässigen Bereiche der Dome strömende Luftmenge hilfreich sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Verfahren mindestens folgenden weiteren Arbeitsschritt auf, nämlich c 3 ) Druckanpassung zwischen den Luftkammem der Dome und dem Autoklaven über einstellbare, in den Domen angeordnete Dmckausgleichselemente. Auf diese Weise lassen sich die Prozessparameter, beispielsweise Viskosität des elastomeren Materials, und Luftdurchlässigkeit der Wandungsbereiche der Dome oder die auftretenden Prozesskräfte auch in Abhängigkeit von der Prozesstemperatur gut berücksichtigen und aufeinander abstimmen.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Verfahren mindestens folgenden weiteren Arbeitsschritt auf, nämlich fi) Druckbeaufschlagung der Luftkammem der Dome, dadurch Durchtritt von Luft durch die luftdurchlässigen Wandungsbereiche aus den Luftkammem zwischen die Dome und die fertig vulkanisierten Hohlkörper, dabei Bildung eines Luftpolsters zwischen Domen und Hohlkörpern. Diese Luftpolster können das Abziehen der Hohlkörper vom Dom erleichtern.
Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des oben erläuterten Verfahrens. Der Erfindung lag dabei die Aufgabe zugmnde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das eingangs erläuterte Verfahren besonders einfach durchzuführen ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorrichtung mindestens einen Dom aufweist, auf den ein im wesentlichen schlauchförmig ausgebildetes Rohteil aufsteckbar ist und der mindestens einen Bereich mit einer luftdurchlässigen Wandung und mindestens eine Luftkammer aufweist, wobei Bereiche mit luftdurchlässiger Wandung mit jeweils mindestens einer Luftkammer in Wirkverbindung stehen und wobei der mindestens eine Dom die Komplementärform zur vorbestimmten Endgeometrie des Hohlkörpers aufweist. Derartige Dome haben den Vorteil, dass sie in einem Autoklaven einsetzbar sind, wobei mehrere Dome gleichzeitig in den Autoklaven einbringbar sind. Durch die luftdurchlässige Wandung ist Luft, die beim Aufstecken des Rohlings zwischen Dom und Wand des Rohlings eingeschlossen wird, bei Druckbeaufschlagung des
Autoklaven in die korrespondierenden Luftkammem der Dome pressbar, sodass die Rohlinge an der Komplementärform des jeweiligen Domes formschlüssig anliegen. Da die fertigen Hohlkörper aus Elastomermaterial sind, lassen sich diese bei vollendeter
Vulkanisation und Dmckentlastung des Autoklaven vom Dom wieder abziehen.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Luftkammem der Dome mit Druckluft beaufschlagbar.
Nach Abschluss der Vulkanisation und Dmckentlastung der Autoklaven kann so Luft durch die entsprechenden luftdurchlässigen Bereiche zwischen den Hohlkörper und den Dom gepresst werden, wodurch ein Luftpolster zwischen dem Hohlkörper und dem Dom bildbar ist, so das ein Abziehen der Hohlkörper vom Dom erleichtert ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Luftkammem der Dome einstellbare Dmckausgleichselemente auf. Mittels dieser Dmckausgleichselemente ist der Differenzdmck zwischen dem Innendmck in den Luftkammem der Dome und dem Autoklavendmck einstellbar.
Auf diese Weise ist das Anlegen der Rohlingswand an die Dome in Abhängigkeit von den sich gegebenenfalls ändernden Prozessparametem einstellbar. Es lässt sich beispielsweise vermeiden, dass das elastomere Material, welches sich bei Beaufschlagung mit
Autoklavendmck und Hitze in seiner Viskosität ändert, aufgrund der geregelten Kraft, die auf den Schlauch wirkt, durch die luftdurchlässigen Bereiche der Domwandung in das Innere der Dome saugbar ist und dabei die luftdurchlässigen Bereiche der Dome verstopft. In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Dome mittels eines 3D-Dmckverfahrens hergestellt. 3D-Druckverfahren ermöglichen einen gezielten Aufbau der luftdurchlässigen Bereiche, bei dem auch die Geometrie der Luftdurchlässe beeinflussbar ist. Auch hinterschnittene Bereiche sind möglich. Die Dome sind einstückig herstellbar, so dass eine Montage von einzelnen Teilen zu einem Gesamtdom nicht erforderlich ist.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Dom 1 mit vier ringförmig umlaufenden
Bereichen 2, wobei der gesamte Dom 1 mittels eines 3D-Dmckverfahrens ausgebildet ist.
Der Dom 1 weist weiter eine Luftkammer 3 auf. Die Luftkammer 3 enthält Luft mit Atmosphärendmck, wobei durch die luftdurchlässigen Bereiche 2 ein Luftaustausch zwischen der Luftkammer 3 und der Umgebung möglich ist.
Der Dom 1 weist weiterhin eine Formkontur 4 auf.
In Figur 2 ist der Dom 1 mit einem aufgesteckten Schlauchrohling 5 dargestellt. Der Dom 1 mit Rohling 5 ist in einem hier nicht dargestellten Autoklaven angeordnet. Der
Schlauchrohling 5 hegt über der Formkontur 4 des Doms 1 nicht formschlüssig an, da der Innendmck der Luftkammer 3 und der Dmck im nicht gezeigten Autoklaven in dem gezeigten Zustand noch gleich sind. Dadurch ist ein Luftpolster 6 zwischen dem Dom 1 und dem Rohling 5 eingeschlossen.
In Figur 3 ist der Dom 1 mit Rohling 5 und Formkontur 4 in einem Zustand gezeigt, in dem ein durch den nicht gezeigten Autoklaven erzeugter Vulkanisationsdruck, hier durch Pfeile 7 symbolisiert, auf den Rohling 5 einwirkt. Dieser Vulkanisationsdmck 7 soll bewirken, dass der Rohling 5 an die Formkontur 4 des Doms 1 angepresst wird. In Fig. 4 ist der Dom 1 mit einem fertig ausvulkanisierten Hohlkörper 8 gezeigt. Die in dem ursprünglichen, hier nicht mehr vorhandenen Luftpolster vorher eingeschlossene Luft ist durch die luftdurchlässigen Bereiche 2 in die Luftkammer 3 verschoben. Durch die im nicht gezeigten Autoklaven herrschenden Druck- und Temperaturverhältnisse ist der Rohling an die Formkontur 4 des Domes angepresst und zu dem elastischen Hohlkörper 8 mit vorbestimmter, zur Formkontur 4 des Domes 1 korrespondierender Form fertiggestellt.
Bezugszeichenliste
(Teil der Beschreibung)
1 Dorn
2 luftdurchlässige Bereiche des Doms 1
3 Luftkammer
4 Formkontur des Doms 1
5 Schlauchrohling
6 Luftpolster
7 Vulkanisationsdruck
8 vulkanisierter Hohlkörper