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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
einem verstärkten Gummi-Schlauch mit Faltenbalg. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
von einem verstärkten Gummi-Schlauch, der zur Verwendung
in Kraftfahrzeugen als ein Ladeluft-Kühler-Schlauch, ein
Dauerbremsen-Schlauch, oder ein Kühler-Schlauch geeignet
ist.
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Technischer Hintergrund
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In
letzter Zeit wurden die Abgas-Emissions-Vorschriften für
Diesel-betriebene Fahrzeuge jedes Jahr immer strenger. Neue vorläufige
Abgas-Emissions-Vorschriften wurden 2003 bis 2004 wirksam, neue
langfristige Abgas-Emissions-Vorschriften wurden 2005 wirksam und
zusätzlich ist die Durchsetzung von darauf folgenden neuen
langfristigen Abgas-Emissions-Vorschriften 2009 bis 2010 geplant.
Hinsichtlich des Bestehens solcher strenger Abgas-Emissions-Vorschriften
wird eine Verbesserung der Nach-Bearbeitungs-Technologie zum Bearbeiten
des Verbrennungsgases, das aus dem Motor, mit Katalysatoren und
dergleichen abgegeben wird, nicht wirksam genug sein. Auch eine
Verbesserung der Verbrennungsbedingungen in dem Motor selbst wird
notwendig sein. Aus diesem Grund wird ein weiteres Erhöhen
der Temperatur und des Drucks von der Luft-Versorgungs-Leitung zu
dem Motor gefordert.
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In
den mit einem Turbolader ausgestatteten Kraftfahrzeugen werden Gummi-Schläuche
für die Verbindung zwischen dem Turbolader und dem Ladeluft-Kühler
und zwischen dem Ladeluft-Kühler und dem Motor verwendet.
Dieser Schlauch wird Ladeluft-Kühler-Schlauch genannt.
Wegen der starken Vibrationen, die in jeder Komponente von Fahrzeugen,
wie große Lastzüge bzw. Trucks, erzeugt werden, bildet
man an dem Ladeluft-Kühler-Schlauch zum Absorbieren der
Vibrationen einen Faltenbalg aus. Das maschinelle Formen von Gummi-Schläuchen
mit einem für diesen Zweck zu verwendenden Faltenbalg hat
sich auf Grund der großen Innenöffnung und der
großen Tiefe der Falten (die Differenz zwischen dem Radius
an dem konvexen Teil und jenem an dem konkaven Teil) als schwierig
erwiesen. Für einen solchen Fall wurde deshalb Handarbeit
notwendig. Hinsichtlich der Luft-Versorgungs-Leitung zu dem Motor
werden, da sich der Bedarf für die Anwendbarkeit höherer
Temperaturen und höherer Drücke erhöht,
die Anforderungen an die Form des Faltenbalgs strenger, was die
Mechanisierung noch schwieriger macht.
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Darüber
hinaus erhöhten sich in den letzten Jahren die Anforderungen
an verschiedene Schläuche, die für Kraftfahrzeuge
verwendet werden, auf Grund des Verschärfens der Umwelt-Bestimmungen,
der Notwendigkeit zur Energie-Einsparung, der Notwendigkeit zur
Senkung des Karosseriegewichts und der Notwendigkeit zur Erhöhung
der Sicherheit von Kraftfahrzeugen, insbesondere für Lastzüge.
Zum Beispiel gibt es einen erhöhten Bedarf für
Dauerbremsen-Schläuche und Kühler-Schläuche,
die hohen Temperaturen und hohen Drücken widerstehen, leichtgewichtig
sind und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweisen. Auch für
diese Schläuche wird die Bildung eines Faltenbalgs gefordert,
um die Vibration hinreichend zu absorbieren.
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Ein
typisches Verfahren zur Herstellung von Gummi-Schläuchen
mit dieser Art von Faltenbalg erfolgt wie nachstehend: (a) Eine
Gummi-Matte wird hergestellt durch Laminieren von Silikon-Gummi
auf eine oder beide Seiten von einem Textil, das durch Weben oder
Wirken von Aramid-Faser oder der gleichen hergestellt wurde; (b)
Die Gummi-Matte wird um einen Dorn (innere Form) mit einer vorbestimmten
Faltenbalg-förmigen Oberfläche gewickelt, um zu
einer zylindrischen Vor-Form verarbeitet zu werden. Zu diesem Zeitpunkt
kann zusätzlich eine Fluor-Gummi-Matte als die innere Schicht
umwickelt werden; (c) Ein Wärme-schrumpfbares Band wird
manuell um die Außenseite der Vor-Form gewickelt, so dass
ein Teil, der einem konkaven Teil von der Faltenbalg-Form entspricht,
zu der Form der Dorn-Oberfläche passt; und (d) Die Faltenbalg-Form
wird durch Erhitzen der Vor-Form in einem Kes sel zum Schrumpfen
des Bandes und Vulkanisieren des Silikon-Kautschuks gebildet. Der
schwierigste Schritt ist (c), da er längere Handarbeit
und ein beträchtliches Ausbildungs-Niveau zum Ausführen
dieser Art von Handarbeit erfordert. Er beinhaltet ebenfalls einen
Band-Entfernungs-Schritt. Dieser Schritt ist nicht kosten-effektiv,
da das Band nicht wieder verwendbar ist.
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Als
ein Verfahren zur Herstellung des Gummi-Schlauchs mit den Faltenbalg
beschreibt Patent-Dokument 1 ein Verfahren, umfassend: Bilden auf
einen Faltenbalg-förmigen Dorn mit einem inneren Hohl-Teil
einer großen Anzahl an durchgehenden Löchern zum
Kommunizieren des Hohl-Teils und des äußeren Teils;
Anbringen von einem geraden zylindrischen unvulkanisierten Gummi-Schlauch
bzw. Kautschuk-Schlauch auf die äußere Peripherie
des Dorns; Verschließen von beiden Enden von dem unvulkanisierten
Gummi-Schlauch und der äußeren Peripherie des
Dorns; und unter Vulkanisierungs-Bedingungen Vermindern des Drucks
innerhalb des Hohl-Teils von dem Dorn unterhalb des äußeren
Atmosphären-Drucks, wodurch der Gummi-Schlauch zu einer
Faltenbalg-Form ausgebildet wird, die entlang der Form des Dorns
passt.
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Weiterhin
beschreibt Patent-Dokument 2 ein Verfahren zur Herstellung eines
gekrümmten Schlauchs mit Faltenbalg, umfassend: Einschieben
eines vorbestimmten bogen-förmigen Spannwerkzeugs in einen
unvulkanisierten Gummi-Schlauch, ausgenommen eines Teils, der den
Faltenbalg bildet; Biegen des unvulkanisierten Gummi-Schlauchs;
Anordnen des Gummi-Schlauchs in einer Form mit einer Faltenbalg-förmigen Form-Oberfläche
auf der inneren Peripherie-Oberfläche; Pressen des unvulkanisierten
Gummi-Schlauchs gegen die Form-Oberfläche durch Einführung
unter Druckluft in ein Mittel-Loch von dem unvulkanisierten Gummi-Schlauch,
wodurch derselbe zu einer Faltenbalg-Form verformt wird; und Vulkanisieren
des erhaltenen Produkts unter diesen Bedingungen.
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Jedoch
betreffen die in Patent-Dokumenten 1 und 2 beschriebenen Herstellungs-Verfahren
beide das Formen durch Anwenden der unvulkanisierten Gummi-Schläuche,
die kein Verstärkungsmaterial aufweisen. Es gibt keine
Beschreibung hinsichtlich eines Form-Verfahrens unter Anwenden eines
unvulkanisierten Gummi-Schlauchs mit dem Verstärkungsmaterial.
Es ist schwierig, die Faltenbalg-Form an den unvulkanisierten Gummi-Schläuchen
mit einem Verstärkungsmaterial durch Anwenden der jeweils
in diesen Literatur-Stellen beschriebenen Herstellungs-Verfahren
zu bilden. Da der unvulkanisierte Gummi-Schlauch mit einem Verstärkungsmaterial
eine hohe Steifheit aufweist und wird er somit nicht leicht ausgedehnt.
Im Ergebnis muss der gesamte Schlauch in Längs-Richtung
schrumpfen, um eine Balg-Form mit tiefen Falten zu bilden. Jedoch wenn
die in den vorstehend beschriebenen Patent-Dokumenten beschriebenen
Herstellungs-Verfahren verwendet werden, wird die Bewegung von dem
Schlauch in der Längs-Richtung durch die Einschränkung
von der kontaktierenden Form beschränkt und deshalb ist
die Bildung einer Balg-Form mit tiefen Falten schwierig. Insbesondere
wird, wenn das in Patent-Dokument 1 beschriebene Herstellungs-Verfahren
verwendet wird, der unvulkanisierte Gummi-Schlauch während
des Verminderns des Drucks innerhalb des Hohl-Teils von dem Dorn
zuerst gegen den konvexen Teil von dem Dorn gedrückt. Dies
macht die Verformung zum Anpassen an den konkaven Teil schwierig.
Auch wenn das in Patent-Dokument 2 beschriebene Herstellungs-Verfahren
verwendet wird, wird der unvulkanisierte Gummi-Schlauch während
des Aufblasens des Gummi-Schlauchs durch die Einführung
von der Druckluft zuerst gegen den konvexen Teil gedrückt
und deshalb ist die Verformung zum Anpassen an den konkaven Teil
auch schwierig.
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Patent-Dokument
3 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Gummi-Struktur,
umfassend: Laminieren von Gummi und Cord auf eine äußere
Seite von einem zylindrischen Airbag bzw. Gummiluftsack zum Gestalten
von einem zylindrischen unvulkanisierten Gummi-Form-Körper;
Einschieben des Form-Körpers, der noch durch den Airbag
gehalten wird, in eine Produkt-Form; Aufblasen des Airbags durch
Druckbeaufschlagung zum Ausdehnen auf einen Durchmesser des Form-Körpers
außerhalb davon unter Vermindern der Länge des
Airbags und des Form-Körpers; und Vulkanisieren des Form-Körpers.
Jedoch wurde in Patent-Dokument 3 nichts hinsichtlich des Herstellens
des verstärkten Gummi-Schlauchs mit einer Faltenbalg-Form
erwähnt.
- Patent-Dokument 1: JP 59-199235 A Patent-Dokument
2: JP 5-301298 A Patent-Dokument
3: JP 2006-264204
A
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die
vorliegende Erfindung wurde geschaffen, um die vorstehend beschriebenen
Aufgaben zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Faltenbalg-förmigen,
verstärkten Gummi-Schläuchen mit einer guten Genauigkeit
der Abmessungen herzustellen, das die Herstellungs-Kosten vermindern
kann und die Produktivität durch Entfernen von Handarbeit,
welche ein beträchtliches fachliches Niveau erfordert,
steigern kann.
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Lösung der Aufgabe
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Die
vorstehend beschriebenen Aufgaben können gelöst
werden durch ein Verfahren zur Herstellung eines verstärkten
Gummi-Schlauchs mit Faltenbalg durch Anwenden einer inneren Form,
wobei sich auf der äußeren Oberfläche
davon Furchen bzw. Wellen befinden, die zu der Form des Faltenbalgs
passen, und einer äußeren Form, wobei sich auf
der inneren Oberfläche davon Wellen befinden, die zu der
Form des Faltenbalgs passen, wobei das Verfahren die nachstehenden
Schritte umfasst: Anordnen eines Airbags, der vorher mindestens
teilweise zu einer Faltenbalg-Form geformt wurde, auf der Außenseite
von der inneren Form, so dass mindestens ein gewellter Teil mit
dem Airbag abgedeckt wird; Anordnen einer zylindrischen Vor-Form,
umfassend Kautschuk bzw. unvulkanisierten Gummi und ein Verstärkungsmaterial
auf der Außenseite von dem Airbag; Anordnen der äußeren
Form auf der Außenseite von der Vor-Form; Zuführen
eines unter Druck stehenden Fluids zwischen die innere Form und
den Airbag, so dass der Airbag aufgebläht wird; und Vulkanisieren der
Vor-Form unter Erhitzen während er gegen eine innere Oberfläche
von der äußeren Form gedrückt wird.
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Weil
ein Airbag, der vorher zu einer Faltenbalg-Form geformt wird, verwendet
wird, kontaktiert gemäß diesem Herstellungs-Verfahren
der konvexe Teil von dem Airbag zuerst die Vor-Form während
des Aufblähens des Airbags durch Zuführen eines
unter Druck stehenden Fluids und der konkave Teil von dem Airbag
kontaktiert schließlich die Vor-Form. Deshalb wird die
Vor-Form gegen die äußere Form in eine Form gedrückt,
die mit der Faltenbalg-Form von dem Airbag zusammenpasst, zum Erleichtern
des Formens von einer Faltenbalg-Form, die eine gute Genauigkeit
in den Abmessungen aufweist. Darüber hinaus wird die Vor-Form
gegen die äußere Form gedrückt, nachdem
die Form verschlossen worden ist, und somit gibt es nur einen geringen Grad
an Beanspruchung der Form auf einer Fahrbahn und gibt es keine Möglichkeit,
dass eine Bewährungslage in der Form festgeklammert ist.
Weil der Airbag direkt gegen die Vor-Form der inneren Oberfläche
gedrückt wird, ist weiterhin die innere Oberfläche
von dem Form-Produkt glatt.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Herstellungs-Verfahren ist es bevorzugt,
dass ein Gas zwischen dem Airbag und der Vor-Form im Druck herabgesetzt
und vor dem Aufblasen des Airbags evakuiert wird, so dass die Vor-Form
gegen den Airbag gepresst wird. Es ist auch bevorzugt, dass der
Abstand zwischen der inneren Form und der äußeren
Form über den gewellten Teil größer als
die Summe aus der Dicke von dem Schlauch nach Vulkanisierung und
der Dicke von dem Airbag ist. Es ist weiterhin bevorzugt, dass ein
nicht gewellter zylindrischer Teil an mindestens einem Ende von
der inneren Form bereitgestellt wird, wobei der zylindrische Teil
mit dem Airbag mindestens teilweise nicht bedeckt ist, und die Vor-Form
die innere Form direkt kontaktiert. In dem vorstehend beschriebenen
Herstellungs-Verfahren ist es bevorzugt, dass der Airbag, hergestellt
aus vulkanisiertem Gummi, zu einer Faltenbalg-Form ausgebildet wird.
Es ist bevorzugt, dass die Vor-Form zu einer röhrenförmigen
Form durch Walzen einer verstärkten Gummi-Matte, die aus
unvulkanisiertem Gummi und einem Verstärkungsmaterial hergestellt
wird, ausgebildet wird. Es ist auch bevorzugt, dass die Vor-Form
so ausgebildet wird, dass der unvulkanisierte Gummi verknetet, zu
einer röhrenförmigen Form extrudiert, und dann
mit einem Verstärkungsmaterial vereinigt wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist der verstärkte Gummi-Schlauch ein Ladeluft-Kühler-Schlauch,
ein Dauerbremsen-Schlauch, oder ein Kühler-Schlauch.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß einem
Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Gummi-Schlauchs
der vorliegenden Erfindung können Verminderung der Herstellungs-Kosten
und ein Anstieg in der Produktivität verwirklicht werden, indem
man die Handarbeit entfernt, welche ein beträchtliches
Niveau an Ausbildung erfordert. Darüber hinaus kann ein
Faltenbalg-förmiger verstärkter Gummi-Schlauch
mit einer guten Genauigkeit der Abmessungen hergestellt werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Querschnitts-Ansicht, die ein Beispiel von einem verstärkten
Gummi-Schlauch 10 mit Faltenbalg, hergestellt durch Anwenden
eines Herstellungs-Verfahrens der vorliegenden Erfindung, zeigt.
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2 ist
eine Querschnitts-Ansicht von einem Beispiel von einer inneren Form 40.
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3 ist
eine Querschnitts-Ansicht von einem Zustand, bei dem die innere
Form 40 mit einem Airbag 30 bedeckt ist.
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4 ist
eine Querschnitts-Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die
Vor-Form 20 auf der Außenseite von der inneren
Form 40 angeordnet ist.
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5 ist
eine Querschnitts-Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem eine
Faltenbalg-Form durch Bildung mittels Druck-Herabsetzen von der
Vor-Form 20 hergestellt wird.
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6 ist
eine Querschnitts-Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die
Vor-Form 20 mit einer äußeren Form 50 abgedeckt
ist.
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7 ist
eine teilweise vergrößerte Querschnitts-Ansicht
von 6.
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8 ist
eine Querschnitts-Ansicht von einem Zustand, bei dem der Airbag 30 durch
Zuführen eines unter Druck stehenden Fluids aufgebläht
wird.
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- 10
- verstärkter
Gummi-Schlauch
- 11,
31, 41, 52
- konvexer
Teil
- 12,
32, 42, 51
- konkaver
Teil
- 13
- Faltenbalg
- 14
- Teil
des Rohrs, der gerade ist,
- 20
- Vor-Form
- 30
- Airbag
- 33,
34
- zylindrische
Abdeckung
- 40
- innere
Form
- 43
- gewellter
Teil
- 44
- zylindrischer
Teil
- 45
- Druckminderungs-Leitung
- 46
- Gas-Auslass
- 47
- Zuführungs-Öffnung
von unter Druck stehendem Gas
- 48
- Hohl-Teil
- 49
- Durchgangs-Loch
- 50
- äußere
Form
- 53
- Abstand
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Beschreibung der Ausführungsformen
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[Aufbau des verstärkten Gummi-Schlauchs 10 mit
Faltenbalg]
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Nachstehend
werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. 1 ist
eine Querschnitts-Ansicht, die ein Beispiel von einem verstärkten
Gummi-Schlauch 10 mit Faltenbalg zeigt, der unter Verwendung
von einem Herstellungs-Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt
wurde. Dieser verstärkte Gummi-Schlauch 10 umfasst:
Faltenbalg 13 mit konvexen Teilen 11 und konkaven
Teilen 12, die abwechselnd daran ausgebildet sind; und
gerade Rohr-Teile 14, die auf beiden Seiten davon angeordnet
sind. In der vorliegenden Erfindung kann der verstärkte
Gummi-Schlauch 10 vollständig gerade oder gebogen
sein. Auch wenn der gesamte verstärkte Gummi-Schlauch 10 gebogen
ist, ist der Faltenbalg 13 gewöhnlich an einem
geraden Teil ausgebildet. Die Anzahl und die Tiefe von jedem konvexen
Teil 11 und jedem konkaven Teil 12 in dem Faltenbalg 13 kann
in geeigneter Weise bestimmt werden, um für den Zweck der
Verwendung angepasst zu werden. In einem Beispiel in 1 ist
die Anzahl der konvexen Teile 11 von dem Faltenbalg sechs.
Jedoch ist die Anzahl nicht begrenzt und liegt gewöhnlich
zwischen 1 und 30. Ein Unterschied im Niveau zwischen dem konvexen
Teil 11 und dem konkaven Teil 12 besteht darin,
dass die Tiefe von dem Faltenbalg variieren kann. Sie beträgt
gewöhnlich etwa 2 bis 30 mm. Weil die Bildung der Balg-Form mit
tiefen Falten gemäß dem Herstellungs-Verfahren
der vorliegenden Erfindung ausführbar ist, ist es vorteilhaft,
das Verfahren der vorliegenden Erfindung während der Herstellung
des verstärkten Gummi-Schlauchs 10 mit einem Balg
mit tiefen Falten zu übernehmen. Deshalb ist eine bevorzugte
Tiefe der Falten des Balgs 3 mm oder größer, und
bevorzugter 4 mm oder größer. Die Dicke von dem
verstärkten Gummi-Schlauch 10 ist gewöhnlich
etwa 1 bis 10 mm an einem Teil, an dem der Faltenbalg nicht ausgebildet
ist.
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[Herstellung der verstärkten
Gummi-Matte]
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Ein
Verstärkungsmaterial, das zur Verstärkung des
Gummi-Schlauchs in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist
nicht auf ein spezielles Material begrenzt und beliebige Fasern
oder Filme bzw. Folien können verwendet werden. Insbesondere
sind Fasern zur Verstärkung bevorzugt, und Textilien sind
bevorzugter. In diesem Fall werden die Fasern gewebt oder gewirkt,
um Verstärkungs-Textilien herzustellen. Obwohl die Art der
Fasern dafür nicht begrenzt ist, werden vorzugsweise sehr
Hitzebeständige und sehr feste Fasern, wie aromatische
Polyamide, Kohlenstoff-Fasern, und Glas-Fasern, verwendet. Unvulkanisierte
verstärkte Gummi-Matten werden durch zum Beispiel Auftragen
von Gummi auf die Verstärkungs-Textilien hergestellt. Zum Auftragen
von unvulkanisiertem Gummi auf die Verstärkungs-Textilien
werden herkömmliche Verfahren, wie ein Verfahren unter
Verwendung einer Kalander-Walze, verwendet. Die angewendeten Gummis
sind nicht auf spezielle Materialien begrenzt. Hitze-beständige
und Chemikalien-beständige Gummis sind bevorzugt. Verwendete
Gummis schließen vorzugsweise Silikon-Gummis, fluorierte
Gummis, Fluor-Silikon-Gummis und Acryl-Gummis ein.
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[Herstellung der Vor-Form 20]
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Die
Vor-Form 20 ist ein röhrenförmiges Form-Produkt,
das aus unvulkanisiertem Gummi und einem Verstärkungsmaterial
hergestellt wurde. Vorzugsweise wird die röhrenförmige
Vor-Form 20 durch Walzen der, wie vorstehend beschrieben
hergestellten, verstärkten Gummi-Matte gebildet. Die verstärkte
Gummi-Matte kann direkt um eine innere Form 40 mit dem
Airbag 30, der darauf angeordnet ist, um die Vor-Form 20 herzustellen,
umwickelt sein. Jedoch wird die Vor-Form 20 vorzugsweise
in einer geraden Röhren-Form vorher durch Umwickeln der
verstärkten Gummi-Matte um den geraden Rohr-Dorn hergestellt.
Die Anzahl der Umwicklungen wird in Abhängigkeit von dem
beabsichtigten Zweck eingestellt und liegt gewöhnlich zwischen
2 und 10 Schichten. Eine Art von verstärkter Gummi-Matte
kann für den gesamten Aufbau verwendet werden oder eine
Vielzahl von verschiedenen Arten von verstärkten Gummi-Matten
kann eine nach der anderen umwickelt werden. Zum Beispiel wird ein
bevorzugter Aufbau von der Vor-Form 20 wie nachstehend
erreicht: eine verstärkte Gummi-Matte, hergestellt aus
einem sehr Chemikalien-beständigen Gummi-Material, wie
fluoriertem Gummi und Fluor-Silikon-Gummi, wird als die innerste
Schicht gewickelt, und eine verstärkte Gummi-Matte, hergestellt
aus Silikon-Gummi, wird um die äußere Peripherie
der innersten Schicht gewickelt. In diesem Fall ist es bevorzugt,
dass die Gummi-Matte(n) von der innersten Schicht eine bis zwei
Schichten aufweist/aufweisen und die Gummi-Matte(n) von der äußeren Schicht
zwei bis fünf Schichten aufweist/aufweisen.
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Als
ein weiteres Verfahren zum Herstellen der Vor-Form 20 kann
ein Verfahren, bei dem ein verknetetes unvulkanisiertes Gummi zuerst
zu einer zylindrischen Form extrudiert und dann mit einem Verstärkungsmaterial
kombiniert wird, angeführt werden. In diesem Fall wird
unvulkanisiertes Gummi aus einer Verknet-Vorrichtung, wie einem
Extruder, zu einer Röhrenform extrudiert und dann mit einem
Verstärkungsmaterial kombiniert. Das Kombinierungs-Verfahren
ist nicht besonders begrenzt. Die äußere Oberfläche
von dem röhrenförmigen unvulkanisierten Gummi
kann mit einem Verstärkungs-Textil oder einem Verstärkungs-Faden
bedeckt werden. Die Oberfläche kann weiterhin mit unvulkanisiertem
Gummi bedeckt werden.
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[Anbringen von dem Airbag 30]
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Bei
dem Herstellungs-Verfahren von der vorliegenden Erfindung wird der
Airbag 30 auf der Außenseite von der inneren Form 40 befestigt.
Eine Querschnitts-Ansicht von einem Beispiel von der inneren Form 40 wird in 2 gezeigt.
Eine Querschnitts-Ansicht von einem Zustand, bei dem die innere
Form 40 mit dem Airbag 30 bedeckt ist, wird in 3 gezeigt.
Der Airbag 30 wird auf der Außenseite von der
inneren Form 40 so angeordnet, dass er mit einer Zuführung
von unter Druck gesetztem Fluid darin aufgebläht wird.
Deshalb wird der Airbag 30 aus einer Matte hergestellt,
die elastisch und für Gase undurchlässig ist.
Das Material für den Airbag 30 ist vorzugsweise
ein Hitze-beständiges Gummi, insbesondere, vulkanisiertes
Gummi, weil der Airbag 30 zu dem Zeitpunkt nach der Vulkanisierung
Bedingungen von hoher Temperatur ausgesetzt ist. Beispiele dafür schließen
Silikon-Gummi und Acryl-Gummi ein. Unter Berücksichtigung
der Dauerhaftigkeit, da er wiederholt eingesetzt wird, wird er vorzugsweise
aus vulkanisiertem Gummi und einem Verstärkungsmaterial
hergestellt, jedoch kann ein Material, das nur aus Gummi besteht,
ebenso verwendet werden. Das Form-Verfahren ist nicht besonders
begrenzt, solange es in der Lage ist, vorher eine Faltenbalg-Form
zu bilden. Der Airbag 30 kann auch durch zuerst Anpassen
einer Gummi-Matte entlang der inneren Form 40, die Furchen
bzw. Wellen aufweist, welche der Form von dem Faltenbalg an der äußeren
Oberfläche angepasst sind, gefolgt von Vulkanisierungs-Formen,
hergestellt werden.
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Der
in der vorliegenden Erfindung verwendete Airbag 30 wird
durch mindestens teilweises vorheriges Ausbilden zu einer Faltenbalg-Form
charakterisiert. Deshalb wird der Airbag 30 so verformt,
dass er sich der Faltenbalg-Form anpasst, während er gegen
die Oberfläche von der inneren Form 40 gedrückt
wird, und der Airbag 30 behält noch seine Faltenbalg-Form,
auch nachdem die Druckkraft desaktiviert wird. Wenn der bereits geformte
Airbag auf diese Weise verwendet wird, wird der konvexe Teil 31 von
dem Airbag 30 zuerst die Vor-Form 20 kontaktieren
und der konkave Teil 32 von dem Airbag 30 kontaktieren
schließlich die Vor-Form 20, während
der Airbag 30 durch Zuführen des unter Druck stehenden
Fluids aufgebläht wird. Deshalb wird die Vor-Form 20 gegen
die äußere Form 50 in einer Form, die
mit der Faltenbalg-Form von dem Airbag 30 zusammen passt,
zum Erleichtern des Formens von einer Faltenbalg-Form mit einer
guten Genauigkeit der Abmessungen gedrückt. Die Faltenbalg-Form
von dem Airbag 30 erzeugt ein Furchen-Muster bzw. Wellen-Muster,
das auf der äußeren Oberfläche von der
inneren Form 40 gebildet wird.
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Der
Airbag 30 wird auf der Außenseite von der inneren
Form 40 angeordnet und deckt den gewellten Teil 43,
gebildet auf der äußeren Oberfläche von
der inneren Form 40, ab. Die beiden Enden von Airbag 30 können
Luft-dicht gemacht werden, um im Inneren kein Gas freizusetzen,
im Ergebnis dessen, dass die beiden Enden durch die innere Form 40 und
die äußere Form 50 zusammen geklammert
werden, wenn beide Formen 40 und 50 vereinigt
werden. Obwohl der Airbag 30 den gesamten Teil (einschließlich
eines Endes) von der inneren Form 40 abdecken kann, ist
es bevorzugt, das Ende der inneren Form 40 mit dem Airbag 30 nicht
abzudecken. Das heißt, es ist bevorzugt, dass mindestens
ein Ende von der inneren Form 40 einen nicht gewellten
zylindrischen Teil 44 aufweist und mindestens ein Teil
von dem zylindrischen Teil 44 nicht mit dem Airbag 30 abgedeckt
ist, so dass die Vor-Form 20 die innere Form 40 direkt
kontaktieren kann. In einem Beispiel von 3 kann die
innere Form 40 in drei Teile geteilt werden, das heißt,
einen Haupt-Körper von der inneren Form 40, und
röhrenförmige Abdeckungen 33 und 34,
die beide Enden abdecken. Die beiden Enden von dem Airbag 30 werden
zwischen den zylindri schen Abdeckungen 33, 34 und
dem Haupt-Körper von der inneren Form 40 geklemmt.
In diesem Fall entsprechen die Enden von dem zylindrischen Teil 44,
die nicht mit dem Airbag 30 abgedeckt sind, Teilen, die
in ein Verbindungsrohr von dem verstärkten Gummi-Schlauch 10 passen.
Auf diese Weise wird die Genauigkeit der Abmessungen von dem inneren
Durchmesser an dem Ende von dem so erhaltenen verstärkten
Gummi-Schlauch 10 erhöht. Dies ist darauf zurückzuführen,
dass der innere Durchmesser durch die Größe von
dem Airbag 30 nicht beeinflusst wird, sondern nur durch
die Größe von der inneren Form 40 bestimmt
wird. Weil das Ende von dem verstärkten Gummi-Schlauch 10 mit
einem Rohr usw. verbunden ist, ist die Genauigkeit der Abmessungen
von dem inneren Durchmesser wichtig.
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[Anbringen von Vor-Form 20]
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Die
Vor-Form 20 wird auf der Außenseite von der inneren
Form 40, abgedeckt mit dem Airbag 30, wie vorstehend
beschrieben, angeordnet. 4 ist eine Querschnitts-Ansicht,
die einen Zustand zeigt, bei dem die Vor-Form 20 auf der
Außenseite von der inneren Form 40 angeordnet
ist. Zu diesem Zeitpunkt kann anstelle des Einschiebens der inneren
Form 40 in die röhrenförmige Vor-Form 20,
die vorher hergestellt wurde, die verstärkte Gummi-Matte
direkt um die innere Form 40 gewickelt werden, um die Vor-Form 20 herzustellen. Der
innere Durchmesser von der Vor-Form 20 muss annäherungsweise
der gleiche sein wie der äußere Durchmesser von
dem konvexen Teil von den Furchen bzw. Wellen von der inneren Form 40.
Auf der äußeren Oberfläche von der inneren
Form 40 werden die Furchen bzw. Wellen, die mit der Form
des zu bildenden Faltenbalgs zusammenpassen, auf dem verstärkten
Gummi-Schlauch 10 gebildet. Der gewellte konvexe Teil 41 und konkaver
Teil 42 werden an Orten, die dem konvexen Teil 11 und
dem konkaven Teil 12 von dem Faltenbalg an dem verstärkten
Gummi-Schlauch 10 entsprechen, gebildet.
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[Formgebung durch Druckherabsetzung]
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5 ist
eine Querschnitts-Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die
Faltenbalg-Form durch Formgebung durch Druckherabsetzung von der
Vor-Form 20 hergestellt wird. Nach Befestigen der Vor-Form 20 auf
der Außenseite von der inneren Form 40 wird das
Gas zwischen dem Airbag 30 und der Vor-Form 20 abgezogen,
im Druck vermindert bzw. dieser herabgesetzt und evakuiert, um die
Vor-Form 20 gegen den Airbag 30 zu drücken.
Eine Druckminderungs-Leitung 45 wird zwischen dem Airbag 30 und
der Vor-Form 20 bereitgestellt. Das Gas in dem Bereich
zwischen dem Airbag 30 und der Vor-Form 20 wird
aus einem Gas-Auslass 46 durch die Druckminderungs-Leitung 45 abgezogen.
Der Gas-Auslass 46 wird mit einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt)
verbunden. Wenn das Gas in dem Bereich zwischen dem Airbag 30 und
der Vor-Form 20 abgezogen ist, beginnt die Vor-Form 20 sich
der Oberflächen-Form von der inneren Form 40 anzupassen,
unter Schrumpfen entlang der axialen Richtung. Daher wird der Druck
vorher vermindert und dann wird die Vor-Form 20 geformt.
Das Ergebnis ist, dass die Faltenbalg-Form unter Aufnehmen der Schrumpfung
gebildet wird, was Raum für weitere Verformung während
einer anschließenden Druck-Beaufschlagung liefert. Folglich
ist dieses Verfahren für die Bildung von einer Balg-Form
mit tiefen Falten geeignet. Für Anwendungen, bei denen
die Anforderungen an Bedingungen, einschließlich Temperatur,
Druck und Vibration, streng sind, werden häufig Schläuche
mit einer Balg-Form mit tiefen Falten oder Schläuche mit
einer Vielzahl von Bewährungslagen benötigt. Ein
Bewährungslagen-Teil von einem solchen Schlauch ist nicht
leicht expandierbar und somit kann die Vor-Form 20 nicht
zu einer gewünschten Faltenbalg-Form aufgebläht
werden oder kann sogar brechen, wenn ein Druck über den
Airbag 30 angelegt wird. In solch einem Fall wird dieses
Verfahren zur Formgebung durch Druckherabsetzung nützlich
sein. Dieses Verfahren zur Formgebung durch Druckherabsetzung ist
jedoch nicht das in dem Herstellungs-Verfahren von der vorliegenden
Erfindung geforderte Verfahren. Ein nachstehend erläutertes
Verfahren zur Formgebung durch Druckherabsetzung kann ohne Ausführen
dieses Verfahrens ausgeführt werden. In Abhängigkeit
von den Nennwerten von dem verstärkten Gummi-Schlauch 10 wird
es Fälle geben, bei denen eine hinreichende Form gebildet
werden kann, auch wenn das Verfahren zur Formgebung durch Druckherabsetzung
weggelassen wird.
-
[Formgebung durch Druck und Vulkanisierung]
-
Die äußere
Form 50 wird so angeordnet, dass die Vor-Form 20 abgedeckt
ist, die auf die Außenseite von der inneren Form 40 gesetzt
ist, welche mit dem Airbag 30 abgedeckt ist. 6 ist
eine Querschnitts-Ansicht, die einen Zustand zeigt, bei dem die Vor-Form 20 mit
der äußeren Form 50 abgedeckt ist. 7 ist
eine teilweise vergrößerte Querschnitts-Ansicht.
Auf der inneren Oberfläche von der äußeren
Form 50 werden Furchen bzw. Wellen, die sich der Faltenbalg-Form
anpassen, welche auf dem verstärkten Gummi-Schlauch 10 auszubilden
ist, gebildet. Die äußere Form 50 kann
gewöhnlich in die obere und die untere Form getrennt werden,
die zum Abdecken der inneren Form 40 vereinigt werden.
Zu diesem Zeitpunkt kann das Verfahren zur Formgebung durch Druckherabsetzung
weggelassen werden. Um jedoch die Balg-Form mit tiefen Falten mit einer
guten Genauigkeit der Abmessungen zu bilden, ist es bevorzugt, dass
das Verfahren zur Formgebung durch Druckherabsetzung vorzugsweise
ausgeführt wird, um die Faltenbalg-Form auf der Vor-Form 20 vorher zu
bilden und die Faltenbalg-Form wird mit der äußeren
Form 50 abgedeckt.
-
Ein
Abstand 53 zwischen der inneren Form 40 und der äußeren
Form 50 über dem gewellten Teil 43 wird
so eingestellt, dass er größer ist, als die Summe
aus der Dicke von dem Schlauch nach Vulkanisierung und der Dicke
von dem Airbag 30. In dem Herstellungs-Verfahren von der
vorliegenden Erfindung wird die Vor-Form 20 nicht zwischen
die innere Form 40 und die äußere Form 50 zum
Gestalten gepresst; sondern der Airbag 30 wird aufgebläht,
um die Vor-Form 20 gegen die innere Oberfläche
von der äußeren Form 50 zum Formen zu
drücken. Deshalb ist die Einstellung von diesem Abstand 53 wichtig.
Der Abstand 53 ist vorzugsweise größer
als das 1,2-fache, bevorzugter größer als das
1,4-fache der Summe aus der Dicke von dem Schlauch nach Vulkanisierung
und der Dicke von dem Airbag 30. Wenn andererseits der
Abstand 53 zu groß ist, wird eine Verformung während
des Verfahrens zur Formgebung durch Druckherabsetzung zu groß sein, was
die Genauigkeit der Abmessungen verringern kann. Deshalb ist der
Abstand 53 vorzugsweise gleich oder weniger als das fünf-fache,
bevorzugter gleich oder weniger als das drei-fache der Summe aus
der Dicke von dem Schlauch nach Vulkanisierung und der Dicke von
dem Airbag 30. Hier bedeutet die Dicke von dem Schlauch
nach Vulkanisierung die Dicke in einem Teil, bei dem kein Faltenbalg
gebildet wird. In einem Teil, bei dem der Faltenbalg gebildet wird,
ist die Dicke häufig etwas kleiner.
-
Nach
Abdecken der inneren Form 40 mit der äußeren
Form 50 wird der Air bag 30 durch Zuführen
eines unter Druck stehenden Fluids in einem Raum zwischen der inneren
Form 40 und dem Airbag 30 aufgebläht.
Die Vor-Form 20 wird unter Erhitzen vulkanisiert, während
sie gegen die innere Oberfläche von der äußeren
Form 50 gedrückt wird. Obwohl eine unter Druck
stehende Flüssigkeit als das unter Druck stehende Fluid
verwendet werden kann, wird gewöhnlich ein unter Druck
stehendes Gas angewendet. Das unter Druck stehende Gas wird von
der Zuführungs-Öffnung von unter Druck stehendem
Gas 47 in einen Hohl-Teil 48, der sich an der
Innenseite von der inneren Form 40 befindet, zugeführt.
Das zu dem Hohl-Teil 48 zugeführte, unter Druck
stehende Gas gelangt durch eine Vielzahl von durchgehenden Löchern 49,
die auf der äußeren Oberfläche von der
inneren Form 40 ausgebildet sind, und bläht den
Airbag 30 auf. Zu diesem Zeitpunkt sind die Orte von den
durchgehenden Löchern 49 nicht besonders begrenzt;
jedoch sind die durchgehenden Löcher 49 vorzugsweise
an den konvexen Teilen 41 von den Furchen auf der äußeren
Oberfläche von der inneren Form 40 ausgebildet.
Das heißt, es ist bevorzugt, dass die innere Form 40 hohl
ist; die konvexen Teile 41 von den Furchen auf ihrer äußeren
Oberfläche die durchgehenden Löcher 49 aufweisen;
und der Airbag 30 durch die Zuführung von dem
unter Druck stehenden Gas durch die durchgehenden Löcher 49 aufgebläht
wird. Auf diese Weise können die konvexen Teile 31 von
dem Airbag 30 die Vor-Form 20 wirksam drücken.
Dies erleichtert die Bildung von einer Balg-Form mit tiefen Falten.
Die Anzahl von den durchgehenden Löchern 49, die
an jedem konvexen Teil 41 ausgebildet sind, ist ein oder
mehrere, vorzugsweise zwei oder mehrere, und bevorzugter drei oder
mehrere. Das Verfahren zum Zuführen des unter Druck stehenden
Gases ist nicht besonders begrenzt. Anstelle des Bildens der durchgehenden
Löcher 49 können Riefen bzw. Nuten zum
Zuführen des unter Druck stehenden Gases auf die Oberfläche
von der inneren Form 40, die den Airbag 30 kontaktiert,
ausgebildet werden. Der Druck von dem unter Druck stehenden Gas
ist nicht besonders begrenzt, solange er gleich oder größer
als ein Atmosphären-Druck ist (0,1 MPa). Um jedoch die
Balg-Form mit tiefen Falten mit einer guten Genauigkeit der Abmessungen
zu bilden, ist ein Druck gleich oder mehr als 0,2 MPa bevorzugt.
-
Die
Faltenbalg-Form wird durch Aufblasen des Airbags 30, gefolgt
von Erhitzen und Vulkanisieren der Vor-Form 20, gebildet,
während sie eng gegen die in nere Oberfläche von
der äußeren Form 50 gedrückt
wird. 8 ist eine Querschnitts-Ansicht von einem Zustand,
bei dem der Airbag 30 durch Zuführen eines unter Druck
stehenden Fluids aufgebläht wird. Weil die Vor-Form 20 vulkanisiert
wird, während sie direkt gegen die innere Oberfläche
von der äußeren Form 50 gedrückt
wird, wird der verstärkte Gummi-Schlauch 10 mit
einer Form, die exakt zu jener der äußeren Form 50 passt,
und die eine glatte äußere Oberfläche
aufweist, hergestellt. In diesem Fall ist das Vulkanisierung-Verfahren
nicht besonders begrenzt. Es kann in einem Vulkanisator ausgeführt
werden, oder kann mit einer elektrischen Heißpresse ausgeführt
werden. Die Vulkanisierungs-Bedingungen werden in Abhängigkeit
von der Art der Gummis oder den angewendeten Vulkanisierungsmitteln eingestellt.
Nach der Vulkanisierung wird der Airbag 30 durch Stoppen
der Druckbeaufschlagung geschrumpft und die äußere
Form 50 wird entfernt. Dann wird Luft in den Raum zwischen
der inneren Form 40 und dem verstärkten Gummi-Schlauch 10 geblasen,
um den verstärkten Gummi-Schlauch 10 von der inneren
Form 40 zu entfernen. Der Airbag 30 ist wieder
verwendbar.
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Der
so erhaltene verstärkte Gummi-Schlauch 10 der
vorliegenden Erfindung hat eine Faltenbalg-Form mit einer guten
Genauigkeit der Abmessungen, obwohl er ein Verstärkungsmaterial
enthält. Ebenfalls ist die Bildung einer Balg-Form mit
tiefen Falten einfach. Er kann für verschiedene Zwecke
verwendet werden. Zum Beispiel wird der verstärkte Gummi-Schlauch 10 in
geeigneter Weise als ein Schlauch für verschiedene Fahrzeug-Typen,
hauptsächlich Kraftfahrzeuge, verwendet. Insbesondere wird
der verstärkte Gummi-Schlauch 10 in geeigneter
Weise als ein Ladeluft-Kühler-Schlauch, ein Dauerbremsen-Schlauch
oder ein Kühler-Schlauch verwendet. In diesem Fall ist
der Ladeluft-Kühler-Schlauch ein Schlauch, der für
die gegenseitige Verbindung zwischen dem Turbolader und dem Ladeluft-Kühler,
oder zwischen dem Ladeluft-Kühler und dem Motor verwendet
wird. Der Dauerbremsen-Schlauch ist ein Schlauch zum Leiten eines
Kühlmittels von einem Auto-Kühler usw. zu der
Dauerbremse, um Öl zu kühlen, das als ein Fluid
zum Widerstand in einer hydraulischen Dauerbremse verwendet wird,
das heißt, eine Art von Hilfs-Bremse darstellt. Der Kühler-Schlauch
ist ein Schlauch, der den Kühler und den Motor verbindet,
um das Kühlmittel zu übertragen. Unter diesen
Anwendungen wird der ver stärkte Gummi-Schlauch 10 in
geeigneter Weise als ein Ladeluft-Kühler-Schlauch verwendet,
für den Wärmebeständigkeit und Öl-Nebel-Beständigkeit
gefordert werden. Der Ladeluft-Kühler-Schlauch von der
vorliegenden Erfindung kann für verschiedene Kraftfahrzeuge übernommen
werden. Insbesondere wird er in geeigneter Weise für Lastzüge
bzw. Trucks, wie Lastkraftwagen und Busse, verwendet.
-
Beispiele
-
Die
vorliegende Erfindung wird genauer mit Bezug auf die nachstehenden
Beispiele erläutert.
-
Beispiel 1
-
Die
in diesem Beispiel verwendete innere Form 40 hat an ihrer äußeren
Oberfläche fünf konvexe Teile 41 bei
einer Höhe von 3 mm, gebildet bei einem Pitch bzw. Abstand
von 25 mm. Die innere Form 40 hat an beiden Enden 60-mm
lange zylindrische Teile 44 ohne darauf gebildete konvexe
oder konkave Teile. Die Innenseite von der inneren Form 40 ist
hohl, und vier durchgehende Löcher 49, 2 mm im
Durchmesser, sind auf jedem konvexen Teil 41 ausgebildet.
-
Ein
Verfahren zum Herstellen des Airbags 30 ist wie nachstehend.
Eine 1 mm dicke unvulkanisierte Silikon-Gummi-Matte, die eine Verstärkungs-Textil-Schicht
enthält, wurde einmal um die innere Form 40, die an
der äußeren Oberfläche die Furchen bzw.
Wellen aufweist, die zu der Faltenbalg-Form passen, gewickelt. Der
ganze Körper wurde mit einer äußeren
Form, die eine obere und eine untere Form aufweist, bedeckt. Die hier
verwendete äußere Form hatte eine innere Oberflächen-Form
mit einem Abstand von 1 mm zu der inneren Form 40. Durch
anschließende Vulkanisierung wurde die innere Form 40,
an die der Airbag 30, der vorher zu einer Faltenbalg-Form
geformt wurde, befestigt ist, erhalten. Der Airbag 30 bedeckt
den gesamten gewellten Teil 43 von der inneren Form 40,
ausgenommen die Befestigungsstücke an beiden Enden von
der inneren Form 40, die zum Verbinden mit Rohren verwendet
werden.
-
Ein
Verfahren zum Herstellen der Vor-Form 20 ist wie nachstehend.
Zuerst wurde eine 1,25 mm dicke verstärkte Gummi-Matte
durch Auftragen von unvulkanisiertem Silikon-Gummi auf beide Oberflächen
von einem gewebten Aramid-Textil, das als ein Verstärkungs-Textil
verwendet wird, hergestellt. Diese Gummi-Matte wurde dann zweimal
um einen geraden Rohr-Dorn mit einem Außen-Durchmesser
von 76 mm gewickelt, um die zylindrische Vor-Form 20 mit
einer Gesamt-Dicke von 2,5 mm zu erhalten.
-
Die
so erhaltene Vor-Form 20 wurde von dem geraden Rohr-Dorn
entfernt, und die innere Form 40 mit dem daran befestigten
Airbag 30 wurde in die Vor-Form 20 eingeführt.
Die innere Form 40 wurde dann mit der äußeren
Form 50, die aus zwei getrennten Stücken besteht,
bedeckt. Die äußere Form 50 hat auf ihrer
inneren Oberfläche fünf 3 mm tiefe konkave Teile 51,
die mit einem Abstand bzw. Pitch von 25 mm zu den konvexen Teilen
von der inneren Form 40 weisend angeordnet sind. Der Abstand 53 zwischen
der inneren Form 40 und der äußeren Form 50 war
6,5 mm, was das 1,86-fache der Summe aus der Dicke von dem Schlauch
von 2,5 mm nach Vulkanisierung und der Dicke von dem Airbag 30 von
1 mm war. Anschließend wurde Druckluft bei 0,5 MPa in den
Hohl-Teil 48 in die innere Form 40 gespeist. Die
Vulkanisierung wurde in einem Vulkanisator unter fortgesetzter Druckbeaufschlagung
durch Erhitzen für 30 Minuten auf 160°C ausgeführt.
Nach der Beendigung der Vulkanisierung wurde die Druckbeaufschlagung
gestoppt, der Airbag 30 wurde aufgebläht bzw.
entfaltet, und die äußere Form 50 wurde
entfernt. Der verstärkte Gummi-Schlauch 10 wurde
dann von der inneren Form 40 durch Ausdehnen des verstärkten
Gummi-Schlauchs 10 durch Blasen von Luft in den Raum zwischen der
inneren Form 40 und dem verstärkten Gummi-Schlauch 10 entfernt.
-
Der
so erhaltene verstärkte Gummi-Schlauch 10 hatte
eine Gesamt-Dicke von 2,5 mm an dem geraden Rohr-Teil 14,
einen äußeren Durchmesser von 76 mm an dem konvexen
Teil 11, und einen äußeren Durchmesser
von 70 mm an dem konkaven Teil 12. An jedem Teil war ein
Höhen-Unterschied zwischen dem konvexen Teil 11 und
dem konkaven Teil 12 (die Tiefe von den Faltenbalg) 3 mm,
was die enge Replikation der Form-Gestalt anzeigt. Die äußere
Oberfläche von dem Produkt war glatt. Die Ergebnisse werden
in Tabelle 1 zusammengefasst.
-
Vergleichs-Beispiel 1
-
Dies
ist ein Beispiel, bei dem ein Airbag 30 verwendet wird,
der von jenem, welcher in Beispiel 1 verwendet wurde, verschieden
ist. Ein Verfahren zum Herstellen des Airbags 30 ist wie
nachstehend. Eine 1 mm dicke unvulkanisierte Silikon-Gummi-Matte,
einschließlich einer Verstärkungs-Textil-Schicht,
wurde einmal um einen geraden Rohr-Dorn mit einem Außen-Durchmesser
von 60 mm gewickelt und wurde vulkanisiert. Der gerade Rohr-Dorn
wurde mit dem Airbag 30 bedeckt. Der Airbag 30 bedeckte
die an beiden Enden von dem geraden Rohr-Dorn befindlichen Befestigungsstücke,
die zum Verbinden mit Rohren verwendet werden, nicht. In dem geraden
Rohr-Dorn waren die durchgehenden Löcher 49 an
den gleichen Orten, wie jene von der inneren Form 40, die
in dem Beispiel 1 verwendet wurde, angeordnet.
-
Wie
vorstehend beschrieben, wurde der verstärkte Gummi-Schlauch
10 mit
Faltenbalg in der gleichen Weise wie für das Beispiel 1
erhalten, ausgenommen, dass in diesem Fall der gerade Rohr-Dorn,
an dem der Airbag
30 befestigt war, verwendet wurde. Der
erhaltene verstärkte Gummi-Schlauch
10 hatte eine
Gesamt-Dicke von 2,5 mm an dem geraden Rohr-Teil
14, einen
Außen-Durchmesser von 73 mm an dem konvexen Teil
11 und
einen Außen-Durchmesser von 70 mm an dem konkaven Teil
12.
Ein Höhen-Unterschied zwischen dem konvexen Teil
11 und
dem konkaven Teil
12 (die Tiefe von den Faltenbalg) war
etwa 1,5 mm und die Ziel-Tiefe der Falten des Balgs konnte nicht
erhalten werden. Außerdem war die äußere
Oberfläche von dem Produkt um den konvexen Teil
11 von
dem Faltenbalg nicht glatt. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 zusammengefasst. [Tabelle 1]
| | Beispiel
1 | Vergleichs-Beispiel
1 |
| Form
des Airbags | Faltenbalg | Gerades
Rohr |
| Verfahren
zur Formgebung durch Druckherabsetzung | Nein | Nein |
| Außen-Durchmesser
des Produkts an konvexem Teil (mm) | 76 | 73 |
| Außen-Durchmesser
des Produkts an konkavem Teil (mm) | 70 | 70 |
| Tiefe
der Falten des Balgs (mm) | 3 | 1,5 |
| äußere
Oberfläche des Produkts | glatt | Nicht
glatt an dem konvexen Teil |
-
Wie
aus dem Vergleich von den Ergebnissen für die Ausführungs-Form
1 und dem Vergleichs-Beispiel 1 ersichtlich, wurde die Balg-Form
mit tieferen Falten mit einer besseren Genauigkeit der Abmessungen
durch Anwenden des Airbags 30 mit der Faltenbalg-Form,
die vorher gebildet wurde, verglichen mit dem Fall der Anwendung
des Airbags 30 in einer geraden Rohr-Form, erhalten. Auch
die Produktoberfläche war glatt und ansprechend. Die Ergebnisse
in dem Beispiel 1 ergeben sich wahrscheinlich aus der Tatsache,
dass der Airbag 30 mit der Faltenbalg-Form, die vorher
gebildet wurde, aufgebläht wurde und die Vor-Form 20 gleichmäßig
gegen den gewellten Teil von der äußeren Form 50 gepresst
wurde. Andererseits ergeben sich die Ergebnisse in dem Vergleichs-Beispiel
1 wahrscheinlich aus der Tatsache, dass wenn der Airbag 30 aufgebläht
wurde, die Vor-Form 20 nicht mit dem konkaven Teil 51 von
der äußeren Form 50 in Kontakt sein konnte,
weil die Vor-Form 20 zuerst den konvexen Teil 52 (das
heißt, der konkave Teil 12 von dem Produkt) von
der äußeren Form 50 kontaktierte und
deshalb war die Verformung, die zu dem konkaven Teil 51 (der
konvexe Teil 11 von dem Produkt) von der äußeren
Form 50 passt, beschränkt. Das heißt,
eine befriedigende Faltenbalg-Form konnte durch die Anwendung von
dem Airbag 30 in einer geraden Rohr-Form nicht erhalten
werden.
-
Beispiel 2
-
Die
innere Form 40, die in diesem Beispiel verwendet wurde,
hat fünf 6,5 mm tiefe konvexe Teile 41 bei einem
Abstand bzw. Pitch von 26 mm, gebildet auf der äußeren
Oberfläche davon. Die innere Form 40 hat an beiden
Enden 70 mm lange zylindrische Teile 44 ohne konvexe oder
konkave Teile darauf. Der äußere Durchmesser von
dem zylindrischen Teil 44 ist 101 mm. Die Innenseite von
dem zylindrischen Teil 44 ist hohl und die vier durchgehenden
Löcher 49, 2 mm im Durchmesser, werden an jedem
konvexen Teil 41 gebildet.
-
Ein
Verfahren zum Herstellen des Airbags 30 ist wie nachstehend.
Eine 1 mm dicke unvulkanisierte Silikon-Gummi-Matte, die eine Verstärkungs-Textil-Schicht
enthält, wurde einmal um die innere Form 40 gewickelt,
die auf der äußeren Oberfläche die Furchen
bzw. Wellen aufweist, welche zu der Faltenbalg-Form passen. Dann
wurde die Silikon-Gummi-Matte mit der äußeren
Form, die obere und untere Formen aufweist, abgedeckt. Die innere
Oberfläche von der in diesem Fall verwendeten äußeren
Form ist so geformt, dass sie einen Abstand von 1 mm von der inneren
Form 40 aufweist. Durch anschließende Vulkanisierung
wurde die innere Form 40, an die der Airbag 30 mit
einer Faltenbalg-Form, die vorher gebildet wurde, befestigt wurde,
erhalten. Der Airbag 30 bedeckte den gesamten gewellten
Teil 43 von der inneren Form 40, ausgenommen die Befestigungsstücke
an beiden Enden von der inneren Form 40, die zum Verbinden
mit Rohren verwendet werden.
-
Ein
Verfahren zum Herstellen der Vor-Form 20 ist wie nachstehend.
Zuerst wurde eine 1,2 mm dicke verstärkte Gummi-Matte durch
Auftragen von unvulkanisiertem Silikon-Gummi auf beide Oberflächen
von einem gewebten Aramid-Textil, das als ein Verstärkungs-Textil
verwendet wurde, hergestellt. Diese Gummi-Matte wurde dann drei-fach
um einen geraden Rohr-Dorn mit einem Außen-Durchmesser
von 99 mm gewickelt, um die röhrenförmige Vor-Form 20 mit
einer Gesamt-Dicke von 3,6 mm zu erhalten.
-
Die
so erhaltene Vor-Form 20 wurde von dem geraden Rohr-Dorn
entfernt und die innere Form 40 mit dem daran befestigten
Airbag 30 wurde eingeschoben.
-
Das
Gas zwischen dem Airbag 30 und der Vor-Form 20 wurde
im Druck herabgesetzt und evakuiert, um die Vor-Form 20 mit
der Oberflächen-Form von der inneren Form 40 anzupassen.
Die innere Form 40 wurde dann mit der äußeren
Form 50, die aus zwei getrennten Stücken besteht,
bedeckt. Die äußere Form 50 hat auf ihrer
inneren Oberfläche fünf 6,5 mm tiefe konkave Teile 51,
angeordnet bei einem Abstand bzw. Pitch von 26 mm, die zu den konvexen
Teilen 41 von der inneren Form 40 weisen. Der
Abstand 53 zwischen der inneren Form 40 und der äußeren
Form 50 war 7,6 mm, was das 1,65-fache der Summe aus der
Schlauch-Dicke (3,6 mm) nach Vulkanisierung und der Dicke (1 mm)
von dem Airbag 30 war. Anschließend wurde unter
Druck stehende Luft bei 0,5 MPa in den Hohl-Teil 48 in
die innere Form 40 zugeführt. Vulkanisierung wurde
in einem Vulkanisator unter fortgesetzter Druckbeaufschlagung durch
Erhitzen für 30 Minuten auf 160°C ausgeführt. Danach
wurde die Druckbeaufschlagung gestoppt, der Airbag 30 wurde
aufgebläht bzw. entfaltet, und die äußere
Form 50 wurde entfernt. Der verstärkte Gummi-Schlauch 10 wurde
dann von der inneren Form 40 durch Ausdehnen des verstärkten
Gummi-Schlauchs 10 durch Blasen von Luft in den Raum zwischen
der inneren Form 40 und dem verstärkten Gummi-Schlauch 10 entfernt.
-
Der
so erhaltene verstärkte Gummi-Schlauch 10 hatte
eine Gesamt-Dicke von 3,6 mm an dem Teil des geraden Rohrs 14,
einen äußeren Durchmesser von 114 mm an dem konvexen
Teil 11, und einen äußeren Durchmesser
von 101 mm an dem konkaven Teil 12. An jedem Teil war der
Höhen-Unterschied zwischen dem konvexen Teil 11 und
dem konkaven Teil 12 (die Tiefe der Falten des Balgs) 6,5
mm, was die exakte Replikation der Form-Gestalt anzeigt. Die äußere
Oberfläche von dem Produkt war glatt. Die inneren Durchmesser
an den beiden Enden von drei Proben, die durch das identische Verfahren
hergestellt wurden, lagen innerhalb des Bereichs von 100,7 bis 101,2
mm. Die äußere Oberfläche von dem Produkt
war glatt. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 zusammengefasst.
-
Beispiel 3
-
Ein
verstärkter Gummi-Schlauch 10 mit Faltenbalg wurde
in der gleichen Weise wie für das Beispiel 2 erhalten,
ausgenommen, dass das Verfahren zur Formgebung durch Druckherabsetzung
nicht ausgeführt wurde. Das heißt, das Beispiel
3 wurde in ähnlicher Weise zu dem Beispiel 2 ausgeführt,
ausgenommen, dass in diesem Fall die innere Form 40 mit
dem daran befestigten Airbag 30 in die Vor-Form 20 eingeschoben
wurde, und die innere Form 40 wurde sofort mit der äußeren
Form 50, die aus zwei getrennten Teilen bestand, bedeckt.
Der so erhaltene verstärkte Gummi-Schlauch 10 hatte
eine Gesamt-Dicke von 3,6 mm an dem Teil des geraden Rohrs 14,
einen äußeren Durchmesser von 106 mm an dem konvexen
Teil 11, und einen äußeren Durchmesser
von 101 mm an dem konkaven Teil 12. Ein Höhen-Unterschied
zwischen dem konvexen Teil 11 und dem konkaven Teil 12 (die
Tiefe der Falten des Balgs) war etwa 2,5 mm, und die Ziel-Tiefe
der Falten des Balgs konnte nicht erhalten werden. Zusätzlich
war die äußere Oberfläche von dem Produkt
um den konvexen Teil 11 von dem Faltenbalg nicht glatt.
Das heißt, wenn das Verfahren zur Formgebung durch Druckherabsetzung
nicht ausgeführt wurde, konnte die Form, die mit der äußeren
Form 50 zusammenpasst, nicht erhalten werden. Die Ergebnisse
werden in Tabelle 2 zusammengefasst.
-
Beispiel 4
-
Ein
verstärkter Gummi-Schlauch
10 mit Faltenbalg wurde
in der gleichen Weise wie für das Beispiel 2 erhalten,
ausgenommen, dass während des Herstellens des Airbags
30 der
Airbag
30 so gestaltet wurde, dass er den gewellten Teil
43 von
der inneren Form
40 und den gesamten zylindrischen Teil
44 an
beiden Seiten bedeckt. Der so erhaltene verstärkte Gummi-Schlauch
10 hatte
eine Gesamt-Dicke von 3,6 mm an dem Teil des geraden Rohrs
14,
einen äußeren Durchmesser von 106 mm an dem konvexen
Teil
11, und einen äußeren Durchmesser
von 101 mm an dem konkaven Teil
12. Ein Höhen-Unterschied
zwischen dem konvexen Teil
11 und dem konkaven Teil
12 (die
Tiefe der Falten des Balgs) war etwa 2,5 mm, und die Ziel-Tiefe
der Falten des Balgs konnte nicht erhalten werden. Die inneren Durchmesser
an den beiden Enden von drei Proben, die durch das identische Verfahren
hergestellt wurden, lagen innerhalb des Bereichs von 100,3 bis 101,7
mm. Außerdem war die äußere Oberfläche
von dem Produkt um den konvexen Teil
11 von dem Faltenbalg
nicht glatt. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 zusammengefasst. [Tabelle 2]
| | Beispiel
2 | Beispiel
3 | Beispiel
4 |
| Form
des Airbags | Faltenbalg | Faltenbalg | Faltenbalg |
| Verfahren
zur Formgebung durch Druckherabsetzung | Ja | Nein | Ja |
| Fläche,
die durch Airbag bedeckt ist | Gewellter
Teil | Gewellter
Teil | Gesamte
Innen-Form |
| Außen-Durchmesser
des Produkts am konvexen Teil (mm) | 114 | 106 | 114 |
| Außen-Durchmesser
des Produkts am konkaven Teil (mm) | 101 | 101 | 101 |
| Tiefe
der Falten des Balgs (mm) | 6,5 | 2,5 | 6,5 |
| Innen-Durchmesser
an Produktenden (mm) | 100,7–101,2 | Nicht
gemessen | 100,3–101,7 |
| äußere
Oberfläche des Produkts | glatt | Nicht
glatt an dem konvexen Teil | glatt |
-
Wie
aus dem Vergleich von den Ergebnissen für das Beispiel
2 und dem Beispiel 3 ersichtlich, war die Tiefe der Falten des Balgs
unzureichend, wenn das Verfahren zur Formgebung durch Druckherabsetzung
nicht ausgeführt wurde. Wie in dem Beispiel 1 gezeigt,
können, wenn die Dicke von der Vor-Form 20 klein
ist und die Tiefe der Falten des Balgs flach ist, befriedigende
Produkte erhalten werden, selbst wenn das Verfahren zur Formgebung
durch Druckherabsetzung nicht ausgeführt wurde. Wenn die
Dicke von der Vor-Form 20 groß ist und die Tiefe
der Falten des Balgs tief ist, wie es der Fall mit dem Beispiel
3 ist, ist das Ausführen des Verfahrens zur Formgebung
durch Druckherabsetzung bevorzugt. Die Übernahme von dem
Verfahren zur Formgebung durch Druckherabsetzung kann in Abhängigkeit
von den Produkt-Spezifikationen entschieden werden. Wie aus dem
Vergleich der Er gebnisse für das Beispiel 2 und das Beispiel
4 deutlich wird, kann die Genauigkeit der Abmessungen von dem inneren
Durchmesser an den Produktenden verbessert werden, wenn der Airbag 30,
anstelle des Abdeckens von dem gesamten Körper von der
inneren Form 40, den zylindrischen Teil 44 an jedem
Ende von der inneren Form 40 teilweise nicht abdeckt, welcher
teilweise unabgedeckt verbleibt, so dass die Vor-Form 20 direkt
die innere Form 40 an dem unabgedeckten Teil kontaktiert.
-
Zusammenfassung
-
Eine
innere Form 40, die auf der äußeren Oberfläche
davon Furchen bzw. Wellen aufweist, die an die Form von dem Faltenbalg
angepasst sind, und eine äußere Form 50,
die auf der inneren Oberfläche davon Furchen bzw. Wellen
aufweist, die der Form von dem Faltenbalg angepasst sind, werden
verwendet. Ein Airbag 30, der vorher und mindestens teilweise
zu einer Faltenbalg-Form ausgebildet ist, wird an einer äußeren Seite
von der inneren Form 40 zum Abdecken mindestens eines gefurchten
bzw. gewellten Teils mit dem Airbag 30 angeordnet. Eine
zylindrische Vor-Form 20, umfassend unvulkanisierten Gummi
und ein Verstärkungsmaterial, wird an einer äußeren
Seite von dem Airbag 30 angeordnet. Eine äußere
Form 50 wird an einer äußeren Seite von
der Vor-Form 20 angeordnet. Ein unter Druck gesetztes Fluid
wird zwischen der inneren Form 40 und dem Airbag 30 so
zugeführt, dass der Airbag 30 aufgebläht
wird. Die Vor-Form 20 wird unter Erhitzen vulkanisiert,
während sie gegen eine innere Oberfläche von der äußeren
Form 50 gedrückt wird, wobei ein verstärkter
Gummi-Schlauch hergestellt wird. Auf diese Weise werden die Herstellungskosten
durch Entfernen von Handarbeit, die ein beträchtliches
Niveau an Ausbildung erfordert, vermindert unter Erhöhen
der Produktivität. Gleichzeitig wird ein zu einem Faltenbalg
geformter verstärkter Gummi-Schlauch 10 mit einer
guten Genauigkeit der Abmessungen hergestellt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 59-199235
A [0009]
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