DE29900997U1

DE29900997U1 - Formteile

Info

Publication number: DE29900997U1
Application number: DE29900997U
Authority: DE
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2009-01-22

Description

Formteile

Die Erfindung betrifft Formteile aus polymeren Werkstoffen, insbesondere für Rohrleitungen und Schachtbauwerke, wobei eine geschäumte Mittelschicht von einer inneren und einer äußeren Deckschicht aus Polymermaterial abgedeckt ist.

In der EP 0 117 010 A1 wird ein gattungsgemäßes Formteil beschrieben. Dieses Formteil besteht aus thermoplastischem Material wie beispielsweise Polyalken und soll insbesondere als Kupplungsstück für Rohre zum Einsatz kommen. Dieses Formteil weist eine hohe Chemiekalienbeständigkeit auf und für den Einsatz selbst sind keine Nacharbeiten am Formteil notwendig. Dieses Formteil weist hohe Wandstärken auf, wobei die Wandung an der inneren und an der äußeren Seite aus den gleichen polymeren Materialien besteht wie der Wandungskem. Das polymere Material der inneren und der äußeren Deckschicht weist im Gegensatz zum Wandungskem eine feinere Kristallverteilung auf, die über die komplette Oberfläche des Formteiles verteilt ist.

Dieses Formteil wird in einem zeitaufwendigen Spritzgießprozeß hergestellt, bei dem u. a. eine dreiphasige Einspritzzeit realisiert werden muß. Weiterhin muß das Formteil nach einer ersten Kühlperiode aus der Matrize entfernt und nachgekühlt werden. Dafür sind separate Vorrichtungen sowohl für die Fertigung als auch für das Nachkühlen notwendig.
Diese ganzen nachteiligen Faktoren führen für das herzustellende Formteil zu einem sehr hohen Aufwand und damit auch zu sehr hohen Kosten. Neben den extrem hohen Zykluszeiten kommen zusätzliche Investitionen in mehrere Werkzeuge inkl. der notwendigen Matrizen, sowie verschiedener Abkühlvorrichtungen. Berücksichtigt man den hohen personellen Aufwand zur Fertigung dieser Formteile, kann hier nicht von einer wirtschaftlichen Fertigung gesprochen werden.

Ein weiterer Nachteil dieser Formteile besteht in ihrer hohen Wandstärke und des daraus resultierenden hohen Formteilgewichtes. Neben dem damit erhöhten Material- und Kostenaufwand kommt ein aufwendiges und damit teures Handling in der Fertigung hinzu.

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Hier setzt die Erfindung ein, die es sich zur Aufgabe gestellt hat, die Nachteile des bekannten Standes der Technik dahingehend zu verbessern, daß Formteile beliebiger Wandstärke mit allseitig glatter Oberfläche, die bei äußeren Lasten nur geringe Verformungen aufweisen sollen, kostengünstig herstellbar sind.

Dies wird dadurch erreicht, daß die innere Deckschicht und äußere Deckschicht aus Polyurethan-Reaktionsgießharz und die Mittelschicht aus einem expandierten thermoplastischen Material besteht. Vorteilhaft bei diesem Formteil ist, daß das thermoplastische Material expandiertes Polypropylen oder expandiertes Polyethylen mit einer Dichte von höchstens 700 kg/m³ ist, in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das thermoplastische Material ein expandiertes Polystyrol mit einer Dichte von höchstens 150 kg/m^s. Damit sind die Formteile um ein Vielfaches leichter, als solche mit massiver gespritzter Wandung. Die Steifigkeit der Formteile wird in erster Linie über die Wandstärke und die Dichte der Mittelschicht und in zweiter Linie über die Wandstärken der inneren Deckschicht und der äußeren Deckschicht eingestellt.

In einer vorteilhaften Ausführung ist das Verhältnis der Wandstärken der Deckschicht zur Mittelschicht wenigstens 1:5.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Steifigkeit der erfindungsgemäßen Formteile noch dadurch erhöht, daß die Mittelschicht aus mehreren voneinander beabstandeten Schichtsegmenten aufgebaut ist und daß der Abstand zwischen zwei Schichtsegmenten von wenigstens einem die innere Deckschicht und die äußere Deckschicht einstückig oder mehrstückig miteinander verbindenden Stegabschnitt ausgefüllt ist. Diese Stegabschnitte können partiell in einer Seite des Formteiles eingebracht oder über den kompletten Umfang des Formteiles ausgedehnt sein und - bevorzugt in statisch wenig belasteten Bereichen - mit Ausnehmungen versehen sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formteile besteht die innere Deckschicht und die äußere Deckschicht aus Polyurethan-Integralschaum. Dieser Polyurethan-Integralschaum, der eine Dichte von höchstens 850 kg/m³ aufweist, trägt zu einer weiteren Gewichtsreduzierung der erfindungsgemäßen Formteile bei. Somit wird das Handling der erfindungsgemäßen Formteile einfacher und der Aufwand und damit die Kosten geringer.

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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind in der Mittelschicht metallische und/oder polymere Armierungen eingebracht. Diese Armierungen, die aus fertigungstechnischen Gründen bevorzugt zwischen der Mittelschicht und den Deckschichten eingebracht sind, führen zu einer höheren Steifigkeit der erfindungsgemäßen Formteile, ohne daß die Wandstärken der einzelnen Schichten entsprechend erhöht werden müssen. In einer weiteren Ausführungsform erstrecken sich die Armierungen von der inneren Deckschicht bis zur äußeren Deckschicht.

Eine weitere Versteifung des Bauteiles kann durch das Einbringen einer flächigen Armierung in die Deckschichten erfolgen. Bevorzugt sind dazu Gewebe oder Gelege aus Glasfaser oder hochzugfesten Polymerfasern geeignet.

Zur weiteren Erhöhung der Steifigkeit der erfindungsgemäßen Formteile können an der äußeren Deckschicht Verrippungen angebracht werden, die bevorzugt in Achsrichtung verlaufen und/oder 90° versetzt dazu. Damit kann bei gleichbleibender oder verringerter Wandstärke der äußeren Deckschicht die Steifigkeit des Formteiles maßgebend und kostengünstig verbessert werden.

Im folgenden werden beispielhaft erfindungsgemäße Formteile anhand der schematischen Darstellungen beschrieben

Figur 1: Schnittdarstellung durch ein mehreckiges Formteil mit Stegabschnitten

Figur 2: Schnittdarstellung durch ein Formteil mit sickenloser Muffenverbindung

Figur 3: Schnittdarstellung durch ein Formteil mit Muffenverbindung in Sicken-

ausführung.

In Figur 1 ist der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemäßen Formteile 10 dargestellt, mit der inneren Deckschicht 1, der äußeren Deckschicht 2 und der Mittelschicht 3, 31, 32, 33. Dabei ist die linke Hälfte des Formteiles 10 ohne Versteifung und die rechte Hälfte des Formteiles 10 mit den Versteifungen 40, 41 ausgeführt.

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Die Mittelschicht 3 ist auf der linken Seite des Formteiles 10 einstückig ausgeführt. Auf der rechten Seite des Formteiles 10 ist die Mittelschicht 3 durch die Stegabschnitte 40, 41 in drei von einander beabstandete Schichtsegmente 31, 32, 33 aufgeteilt. Die Stegabschnitte 40, 41 verbinden die innere Deckschicht 1 mit der äußeren Deckschicht 2 und erstrecken sich über die komplette Seite.

In Figur 2 ist ein Formteil 10 dargestellt, das an seinen freien Enden mit Stufenfalzen 50, 51 ausgeführt ist. Bei dieser vorteilhaften Ausführung können die erfindungsgemäßen Formteile 10 ineinandergesteckt und verklebt werden. Dadurch wird eine dauerhaft dichte Rohrleitung mit einer homogenen Innenwand aus einem Material hergestellt, die keiner weiteren Dichtringe bedarf. Ein weiterer Vorteil dieser Verbindung wird darin gesehen, daß durch den Verzicht auf elastomere Dichtringe eine häufige Schadensursache ausgeschlossen ist, da die chemische Beständigkeit der Dichtungswerkstoffe geringer ist als die der eingesetzten polymeren Materialien. Bei verringerten Ansprüchen an die chemische Beständigkeit können jedoch auch Dichtungen eingesetzt werden, z. B. Rollring, weiterhin können in den Stufenfalzen auch Sicken zum Einlegen von Dichtungen eingebracht werden.

Zwischen der inneren Deckschicht 1 und der äußeren Deckschicht 2 des Formteiles 10 sind Armierungen 80 aus einem anderen Material eingebracht, die sich im wesentlichen radial von der inneren Deckschicht 1 bis zur äußeren Deckschicht 2 erstrecken und von diesen jeweils formschlüssig umschlossen sind.

Das in Figur 3 dargestellte Formteil 10 hat an seinem einen freien Ende 11 eine Sicke 6 angeformt, welche hier beispielhaft aus der inneren Deckschicht 1 und der äußeren Deckschicht 2 besteht. In der Mittelschicht 3 sind radial verlaufende Armierungen 80 eingebracht.

- Schutzansprüche -

Claims

Schutzansprüche

1. Formteile aus polymeren Werkstoffen, insbesondere für Rohrleitungen und Schachtbauwerke, wobei eine geschäumte Mittelschicht von einer inneren und einer äußeren Deckschicht aus Polymermaterial abgedeckt ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die innere Deckschicht (1) und die äußere Deckschicht (2) aus Polyurethan-Reaktionsgießharz und die Mittelschicht (3) aus einem expandierten thermoplastischen Material besteht.

2. Formteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material der Mittelschicht (3) expandiertes Polypropylen oder expandiertes Polyethylen mit einer Dichte von höchstens 700 kg/m³ ist.

3. Formteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material der Mittelschicht (3) expandiertes Polystyrol mit einer Dichte von höchstens 150 kg/m³ ist.

4. Formteile nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Wandstärken der Deckschichten (1, 2) zur Mittelschicht (3) wenigstens 1:5 ist.

5. Formteile nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelschicht (3) aus mehreren voneinander beabstandeten Schichtsegmenten (31, 32, 33) aufgebaut ist und daß der Abstand zwischen zwei Schichtsegmenten (31, 32) von wenigstens einen die innere Deckschicht (1) und die äußere Deckschicht (2) einstückig oder mehrstückig miteinander verbindenden Stegabschnitt (40) ausgefüllt ist.

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6. Formteile nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Deckschicht (1) und die äußere Deckschicht (2) aus Polyurethan-Integralschaum bestehen mit einer Dichte von höchstens 850 kg/m³.

7. Formteile nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelschicht (3) metallische und/oder polymere Armierungen (80) eingebracht sind.

8. Formteile nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Deckschichten eine flächige Armierung eingebracht ist.

Rehau, den 11.01.1999
dr.schi-zkmi