DE2749697C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen wärmerückstellfähigen
Hohlkörper aus Kunststoff nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Wärmerückstellfähige Gegenstände, insbesondere
wärmeschrumpffähige Gegenstände, werden heute in
breitem Umfang auf vielen Gebieten benutzt, wo
Isolierung, Abdichtung und Umhüllung erforderlich
sind. Gewöhnlich stellen sich diese Gegenstände beim
Erhitzen auf oder in Richtung auf ihre ursprüngliche
Gestalt zurück, aus der sie vorher deformiert worden
sind, jedoch schließt der nachfolgend verwendete
Ausdruck "wärmerückstellfähig" auch Gegenstände ein,
die beim Erhitzen eine neue Konfiguration einnehmen,
auch wenn sie vorher nicht deformiert worden sind.
Wärmerückstellfähige Gegenstände werden üblicherweise
aus Polymermaterialien hergestellt, welche die
Eigenschaft des plastischen oder elastischen
Gedächtnisses aufweisen, wie beispielsweise in den
US-PS 20 27 962, 30 86 243 und 39 57 372 beschrieben.
Bei anderen Gegenständen, wie beispielsweise in der
GB-PS 14 40 524 beschrieben, wird ein elastomeres
Teil, wie ein äußeres Rohr, durch ein zweites Teil,
wie ein inneres Rohr, in einem gesreckten Zustand
gehalten, worauf nach Erhitzen das innere Teil
erweicht und die Rückstellung des elastomeren Teils
ermöglicht.
Solche wärmerückstellfähige Gegenstände haben
folglich häufig die Form von wärmeschrumpffähigen
Rohren, Kappen oder Schuhen oder anderen Gegenständen
mit geschlossenem Querschnitt und einem oder mehreren
offenen Enden. Eine weiterhin verwendete Methode zur
Herstellung solcher Artikel besteht in der Verformung
eines geschmolzenen kristallinen thermoplastischen
Polymeren in eine Gestalt, die annähernd der Gestalt
der am Ende benötigten Abdeckung entspricht,
Vernetzung des verformten Polymeren, Erhitzen des
vernetzten geformten Polymeren auf eine Temperatur
oberhalb des Kristallschmelzpunkts, Ausdehnung des
heißen vernetzten verformten Polymeren,
beispielsweise mittels eines Dorns oder mittels
Innendruck, und Abkühlung des Polymeren im
ausgedehnten Zustand. Die Erfindung betrifft
besonders solche wärmeschrumpffähige Gegenstände,
die nach dem vorstehend
beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
In der US-PS 35 26 683 wird bereits ein
wärmerückstellfähiger Hohlkörper mit
unterschiedlichen Graden an Wärmerückstellfähigkeit
beschrieben. Ein solcher Hohlkörper ist erwünscht,
weil er um ein unregelmäßig geformtes Substrat
schrumpfen kann und sich an dieses eng anlegt.
Das Verfahren zur Herstellung dieser Hohlkörper
besteht aus zwei Verformungsschritten, die durch
einen Vernetzungsschritt getrennt sind. Die
Rückstellfähigkeit im Bereich des offenen Endes ist
größer als im angrenzenden Bereich, so daß das
offene Ende bei der Wärmerückstellung stärker
schrumpft als der angrenzende Bereich.
In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 1 09 083/1976
wird ein Verfahren zur Herstellung eines
wärmekontrahierbaren Rohrs der eingangs genannten Art beschrieben,
das örtlich unterschiedliche Querschnitts und/oder Größe
aufweist. Dieses Rohr wird hergestellt, indem ein
Leerrohr aus wärmekontrahierbarem Material in ein
als Form dienendes Rohr eingeschoben wird, wobei
dieses Formrohr in regelmäßigen Abständen
unterschiedlichen Querschnitt und/oder Größe
aufweist. Das in die Form eingesetzte Leerrohr wird
dann auf eine Temperatur oberhalb der
Kontraktionstemperatur des Rohrmaterials erwärmt
und im Inneren mit einer Druckflüssigkeit
beaufschlagt, wodurch das Rohr ausgedehnt wird, bis
es in engen Kontakt mit der inneren Oberfläche der
Rohrform kommt, worauf das Rohr abgekühlt wird. Ein
solches Rohr weist je nach Ausgestaltung der Form
im Bereich des offenen Endes eine geringere
Rückstellfähigkeit als im angrenzenden Bereich auf,
wobei jedoch der Durchmesser bzw. Umfang im Bereich
des offenen Endes mit geringer Rückstellfähigkeit
kleiner ist als im angrenzenden Bereich mit größerer
Wärmerückstellfähigkeit.
Eine ernsthafte Beschränkung solcher
wärmeschrumpffähigen Gegenstände besteht darin, daß,
wenn bei der Herstellung des Gegenstandes ein zu
hohes Ausdehnungsverhältnis, d. h. das Verhältnis
der Dimension des Gegenstands nach der Ausdehnung,
zu der entsprechenden Ausdehnung vor der Expansion
zu hoch ist, der Gegenstand bei der Expansion oder
während der Schrumpfung zum Splittern bzw. Reißen
neigt. Es wurde gefunden, daß dieses Problem
besonders an den offenen Enden solcher Gegenstände
merkbar wird. Besonders akut wird dieses Problem,
wenn der Gegenstand geschnitten wird, so daß
Einschnitte bzw. Kerben zurückbleiben, die sich bei
der Rückstellung, und/oder wenn der Gegenstand zur
Rückstellung um ein großes Substrat veranlaßt wird,
unter Zurücklassung eines hohen Grades an nicht
aufgelöster Rückstellung ausbreiten.
Aufgabe der Erfindung ist, einen
wärmerückstellfhähigen Gegenstand der eingangs
genannten Art so weiterzubilden, daß der Gegenstand
bei der Expansion oder der Wärmerückstellung keine
Splitterneigung aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einem wärmerückstellfähigen
Hohlkörper aus Kunststoff mit mindestens einem
offenen Ende, wobei Endbereiche und daran
angrenzender Bereich unterschiedliche
Wärmerückstellfähigkeiten aufweisen und die
Rückstellfähigkeit im Bereich des offenen Endes
wesentlich geringer ist als des angrenzenden Bereichs
dadurch gelöst, daß die Differenz des
Expansionsverhältnisses des Bereichs des offenen
Endes und des angrenzenden Bereichs wenigstens 0,5
beträgt, und der Umfang des Bereichs des offenen Endes
nach unbehinderter Rückstellung größer als der des
angrenzenden Bereichs ist.
Es wurde gefunden, daß es vorteilhaft ist, das oder
jedes offene Ende des Gegenstandes als einen
Abschnitt auszubilden, derart, daß, wenn der
Gegenstand voll geschrumpft ist, das offene Ende
weiter als der benachbarte Teil des Gegenstandes
ist. Insbesondere wurde gefunden, daß dem
benachbarten Teil ein höheres Expansionsverhältnis
ohne Gefahr eines Splitterns bzw. Reißens gegeben
werden kann als dies sonst möglich wäre.
Die Erfindung ist anwendbar auf
wärmeschrumpffähige Hohlkörper aus
Kunststoffen, die die Eigenschaft des
elastischen oder plastischen Gedächtnisses besitzen
(obwohl sie auch in nützlicher Form auf andere Formen
von wärmerückstellfähigen Hohlkörpern einschließlich
wärmeexpandierbaren Hohlkörpern angewandt werden
kann). Aus Zweckmäßigkeitsgründen wird die Erfindung
daher nachfolgend in Verbindung mit solchen
wärmeschrumpffähigen Hohlkörpern beschrieben. In
diesen Hohlkörpern ist die "verfügbare" oder auch
vorrätige Rückstellung" diejenige, die in Abwesenheit
einer äußeren Spann- bzw. Rückhalteeinrichtung
erhalten werden kann. Sie ist annähernd gleich der
angewandten Expansion (obwohl aufgrund von
Spannungsrelaxation die Expansion um bis zu 5% höher
sein kann).
Unter den wärmeschrumpffähigen Hohlkörpern sind
besonders diejenigen mit einem geschlossenen
Querschnitt zu nennen, obwohl in einigen Fällen die
Erfindung nützlicherweise auch auf sogenannte
Umwickeleinrichtungen der beispielsweise in den
US-PS 32 43 211, 32 97 819 und 33 79 218 sowie den
GB-PS 11 55 470, 12 11 988 und 13 46 479
beschriebenen Art angewendet werden. Die Hohlkörper
sind gewöhnlich rohrförmig und haben ein oder mehrere
offene Enden, wobei der Ausdruck "rohrförmig" sowohl
hohle zylindrische Bauteile als auch Konstruktionen
von unregelmäßiger und/oder variierendem Querschnitt
ebenso wie solche mit komplexerer Bauweise, wie
Y-förmige, T-förmige und X-förmige Konstruktionen
mit 3 oder 4 Enden einschließt.
Der Endbereich kann eine begrenzte Länge von
beispielsweise 1-10 cm aufweisen, jedoch kann in
einigen Fällen dem Hohlkörper eine unterschiedliche
Expansion verliehen werden, so daß ein ansteigendes
Expansionsverhältnis mit der Entfernung vom offenen
Ende erzeugt wird. Die Erfindung ist daher nicht
auf wärmerückstellfähige Gegenstände mit einem
diskreten Endbereich beschränkt.
Es ist einzusehen, daß der Endbereich meistens
nicht-wärmerückstellfähig sein kann, d. h. ein
Expansionsverhältnis von 0 haben kann, für viele
Anwendungszwecke ist jedoch ein kleines Ausmaß an
Wärmerückstellfähigkeit vorteilhaft. In solchen
Fällen ist die Rückstellung jedoch bevorzugt weniger
als 100%, besonders bevorzugt weniger als 25%
(entsprechend Expansionsverhältnissen von 1 und
0,25).
Andererseits weist der angrenzende Bereich im
allgemeinen ein hohes Maß an verfügbarer
Rückstellfähigkeit auf, um die Vorteile der Erfindung
voll nutzen zu können. Die Expansionsverhältnisse,
die in Abwesenheit von Endbereichen, wie sie
erfindungsgemäß gefordert werden, zum Splittern beim
Schrumpfen führen, sind unter anderem abhängig von
dem verwendeten Polymeren und der Dicke. Selten tritt
ein Problem bei Expansionsverhältnissen unterhalb
2,5 auf, und üblicherweise können
Expansionsverhältnisse bis zu 3,0 sicher verwendet
werden. Bei Expansionsverhältnissen von 3,5 und höher
stellt die Spaltung jedoch gewöhnlich ein Problem
dar, was noch stärker für Verhältnisse von 4,0, 4,5
und 5,0 gilt. Die Erfindung ist daher besonders
anwendbar bei Verhältnissen von 4 bis 6 und darüber,
z. B. bis zu 10, d. h. wo das Ausmaß an verfügbarer
Rückstellung 400 bis 1000%, gewöhnlich 400 bis
600% beträgt, insbesondere wenn der Prozentsatz
von nicht aufgelöster Rückstellung nach dem
Schrumpfen hoch ist.
Ein weiterer für das geschilderte Problem relevanter
Faktor ist der Unterschied in den
Ausdehnungsverhältnissen des Endbereichs und des
angrenzenden Bereichs. Im allgemeinen sollte dieser
Unterschied um so größer sein, je höher die
Expansionsverhältnisse sind, jedoch ist in den
meisten Fällen ein Unterschied von wenigstens 0,5,
bevorzugt wenigstens 1,0 und besonders bevorzugt
wenigstens 1,5 erwünscht. Dieser Unterschied sollte
bevorzugt wenigstens das 0,4-fache, insbesondere
wenigstens das 0,5-fache des Expansionsverhältnisses
des angrenzenden Bereichs sein.
Die wärmerückstellfähigen Hohlkörper gemäß der
Erfindung können ein oder mehrere offene Enden haben,
wobei die Erfindung vorteilhaft auf jedes offene
Ende angewendet werden kann. Weiter können die
Gegenstände ein oder mehrere Enden haben, die
verschlossen sind, deren Öffnung jedoch
beispielsweise durch Schneiden zu einem späteren
Zeitpunkt vorgesehen ist. Die Erfindung kann auch
vorteilhaft auf solche vorübergehend verschlossenen
Enden angewandt werden.
Bevorzugte Hohlkörper gemäß der Erfindung können
aus beliebigen, für die Herstellung von
wärmeschrumpffähigen Gegenständen gebräuchlichen
bekannten Polymeren und Polymergemischen hergestellt
werden. Im allgemeinen haben die Hohlkörper eine
einheitliche Struktur und eine konstante
Zusammensetzung; es können jedoch auch Laminate aus
zwei wärmeschrumpffähigen Polymeren verwendet werden.
Die Hohlkörper können durch Verbindung zweier oder
mehrerer verschiedener Teile, z. B. mit Klebstoff,
konstruiert werden. Geeignete Polymere schließen Polyolefine,
insbesondere Polyäthylen, Copolymere von Äthylen und
Vinylacetat (die besonders wertvoll sind, wenn Flexibilität
erforderlich ist), Copolymere von Äthylen und Äthylacrylat,
chlorierte oder fluorierte Polymere, insbesondere Polyvinylchlorid,
Polyvinylidenfluorid und Polymere mit von Polyvinylidenfluorid
stammenden Grundeinheiten, Hexafluoräthylen und
Chlortrifluoräthylen sowie Kautschuke, wie Äthylenpropylen-
Kautschuk, chlorierte Kautschuke (Neopren) und Silikonkautschuke,
die in Mischung mit einem kristallinen oder glasartigen
Polymeren, wie einem Olefinpolymeren, angewandt werden
können, ein.
Die innere Oberfläche des Hohlkörpers kann mit einem Kleb-
oder Dichtungsmittel, wie einem Heißschmelzkleber oder einem
Kitt, versehen sein. Besonders geeignete Heißschmelzkleber
umfassen beispielsweise Polyamidmaterialien, Äthylen/Vinylacetat-
Copolymere und Terpolymere (mit oder ohne inkorporierte
Wachse) und Polyester. Solche Materialien sind beispielsweise
in der GB-PS 14 40 810 und der DE-OS 27 09 717 beschrieben.
Ebenfalls geeignet sind härtbare Klebstoffe, die auch beim
Erwärmen schmelzen und fließen, die jedoch danach nicht heißschmelzbar
sind. Weiter sind zu nennen Epoxyharze und herkömmliche
Kitte, wie beispielsweise die auf mit geeigneten bekannten
Materialien modifizierten Butyl- und Isobutylenkautschuken
basierenden Produkte. Die Art des verwendeten Dichtungsmittels
und die Anwendungsmethode hängt offensichtlich von den besonderen
Erfordernissen des Einzelfalls ab.
Gestalt und Konstruktion der wärmerückstellfähigen Hohlkörper gemäß
der Erfindung hängen von der vorgesehenen Verwendung ab.
In einigen Fällen können die offenen Endbereiche bevorzugt
dicker als die benachbarten hochrückstellfähigen Bereiche
sein, wobei es in diesem Fall zweckmäßig sein kann, einen
Formkörper herzustellen, der (vor der Expansion) überall die
gleiche Wandstärke aufweist, so daß das Verhältnis der Dicke
des offenen Endes zu der Dicke des benachbarten Bereichs nach
der Expansion im wesentlichen dasselbe ist wie das reziproke
Verhältnis ihrer Expansionsverhältnisse.
Ähnlich hängt die Form des offenen Endes und des benachbarten
Bereichs nach dem Schrumpfen von den relativen Größen des Hohlkörpers
und der Substrate ebenso ab wie von den Expansionsverhältnissen
dieser zwei Bereiche. Es können daher beide Bereiche
in Berührung mit dem Substrat über ihre gesamte Länge
schrumpfen. Gewöhnlich wird der Bereich des offenen Endes spontan
beim Erhitzen auf eine Größe zurückgestellt, die weiter als
das Substrat ist und daher einen Kragen am Ende des Hohlkörpers
bildet, der aus dem Kontakt mit dem Substrat ausspringt. Je
nach der betreffenden Anwendungsweise kann dieser Kragen an
seiner Stelle belassen oder nachfolgend abgeschnitten werden.
Im allgemeinen liegen die wärmerückstellfähigen
in Form einer rohrförmigen Muffe mit zwei offenen Enden oder
einer rohrförmigen Kappe mit einem offenen und einem geschlossenen
Ende vor, wobei die Muffe oder Kappe bevorzugt kreisförmigen
Querschnitt hat, jedoch kann auch ein anderer Querschnitt
vorliegen. Oft wird ein im wesentlichen konstanter
Querschnitt bevorzugt.
Die Hohlkörper sind bevorzugt monolithisch, d. h. aus einem
Stück geformt, sie können aber auch aus zwei oder mehreren
Teilen hergestellt werden, die miteinander beispielsweise
mittels eines Klebstoffs verbunden werden oder auf andere
Weise aneinander befestigt werden.
Die erfindungsgemäßen wärmerückstellfähigen Hohlkörper sind
besonders nützlich, wenn das für eine bestimmte Anwendung erforderliche
Ausmaß der Rückstellung sehr hoch ist, da die Hohlkörper
imstande sind, ein hohes Ausmaß an Rückstellung zu
liefern oder ein hohes Ausmaß an nicht-rückgestellter Spannung
ohne Splittern aufzunehmen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht aus einer
rohrförmigen Kappe, die ein offenes Ende mit einem ersten
Expansionsverhältnis, einem Zwischenabschnitt mit einem zweiten
Expansionsverhältnis und einem geschlossenen Ende mit einem
dritten Expansionsverhältnis aufweist, wobei das zweite
Expansionsverhältnis größer als das erste und dritte ist, die
jeweils gleich oder unterschiedlich sein können. Eine solche
Kappe kann zum Verschluß bzw. zur Abdichtung eines hohlen Kabel-
bzw. Schutzrohrs beispielsweise der unterirdisch oder
in Gebäuden verlegten Art verwendet werden, so daß Versorgungsleitungen,
Telefonkabel usw. später durchgeführt werden
können. Lediglich das offene Ende des Gegenstandes wird über
das Ende des Schutz- bzw. Kabelrohrs geführt und wird dann
erhitzt, um das Aufschrumpfen auf das Schutz- bzw. Kabelrohr
zu bewirken, während eine wesentliche Schrumpfung des restlichen
Teils des Gegenstandes verhindert wird. Ein Weg zur Verhinderung
der Schrumpfung des Restteils des Gegenstandes besteht
darin, daß der Gegenstand ein offenes Ende aufweist,
dessen Innenumfang geringfügig größer ist als der Außenumfang
des Zwischenabschnitts und des geschlossenen Endabschnitts,
sowie einen flexiblen Zwischenabschnitt, so daß der Zwischenabschnitt
und das geschlossene Ende durch Stoßen entlang der
Rohrachse durch das offene Ende und in das Innere des Kabelrohrs
geschoben werden, wo sie gegen die auf das offene Ende
aufgebrachte Wärme geschützt sind. Der Zwischenbereich ist
daher bevorzugt aus einer flexiblen Polymermasse, beispielsweise
aus einem Äthylen/Vinylacetat-Copolymeren, hergestellt.
Bevorzugt hat das Ende auf seiner Außenseite einen Vorsprung,
der ergriffen werden kann, um das Ende und den Zwischenbereich
aus dem Rohr herauszuziehen, nachdem das Ende auf das Rohr aufgeschrumpft
wurde.
Der große Vorteil des Verschließens eines Rohrs auf diese Weise
besteht darin, daß das Rohr nunmehr durch eine Kappe verschlossen
ist, die zum Abschluß bzw. zur Abdichtung der Verbindung
zwischen dem Rohr und einem Kabel (oder einer Versorgungsleitung
oder einem anderen langgestreckten Substrat)
verwendet werden kann, welches nachträglich durch das Rohr
geführt wird. Es wird dann das geschlossene Ende zur Erzeugung
eines zweiten offenen Endes mit einem größeren Expansionsverhältnis
als das Expansionsverhältnis des Zwischenbereichs
abgeschnitten; das langgesteckte Substrat wird durch
das Hohlrohr und das zweite offene Ende hindurchgeführt;
darauf werden Zwischenbereich und zweites offenes Ende erhitzt,
um das Aufschrumpfen des Zwischenbereichs auf das
langgestreckte Substrat zu bewirken. Das Vorhandensein eines
zweiten offenen Endes bedeutet, daß dem Zwischenabschnitt ein
höheres Expansionsverhältnis gegeben werden kann, so daß daher
Substrate in einem breiteren Größenbereich als dies sonst
möglich wäre abgedichtet werden können.
Die Abmessungen und Expansionsverhältnisse einer Kappe gemäß
dieser Ausführungsform der Erfindung hängen selbstverständlich
von dem abzudichtenden Rohr und dem langgestreckten Substrat
ab, jedoch ist üblicherweise der Bereich des offenen Endes
2 bis 10 cm lang, der Zwischenabschnitt 2 bis 5 cm und der
Bereich des geschlossenen Endes 1 bis 5 cm bei einem Innendurchmesser
der Kappe von 2 bis 15 cm.
Eine Abwandlung dieser bevorzugten Ausführungsform stellt eine
Kappe dar, die einen offenen Endbereich aufweist, der nicht
wärmeschrumpffähig ist, jedoch so dimensioniert ist, daß er
im Schiebesitz auf dem Rohr sitzt. Eine solche Kappe ist nicht
von Anfang an ein wärmeschrumpffähiger Gegenstand gemäß der
Erfindung, jedoch wird ein solcher Gegenstand im Verlauf der
Installation hergestellt, wenn das Ende des geschlossenen Endbereichs
abgeschnitten wird.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht
aus einer rohrförmigen Kappe, die einen offenen Endbereich
mit einem ersten Ausdehnungsverhältnis, einem Zwischenbereich
mit einem zweiten Ausdehnungsverhältnis und einem nicht-expandierten
geschlossenen Endbereich aufweist, wobei das zweite
Expansionsverhältnis größer als das erste Expansionsverhältnis
ist. Eine solche Kappe ist besonders für die Abdichtung
eines langgestreckten Substrats nützlich, das einen Endabschnitt
einer Dimension aufweist, die größer ist als der
Hauptteil der Substrate, insbesondere ein Telefonkabel, das
eine Vielzahl von Drähten enthält, an die Klemmen befestigt
sind. In steigendem Ausmaß werden Klemmen an Telefonkabeln
in der Fabrik angebracht, um einige der Kosten und Unbequemlichkeiten,
die die Installation an Ort und Stelle mit sich
bringen, zu vermeiden. Es ist äußerst wichtig, den Endbereich,
an dem die Klemmen befestigt sind, zu schützen, während das
Kabel von der Fabrik zur Verlegungsstelle gebracht wird. Zur
Installierung der Kappe wird sie über das Substrat in Stellung
gebracht, so daß sich der geschlossene Endbereich über
den Endabschnitt bis zum Hauptteil des Substrats erstreckt,
worauf der Zwischenabschnitt des Gegenstands erhitzt wird, um
das Aufschrumpfen auf den Hauptteil des Kabels, jedoch nicht
auf den Endbereich des Substrats, zu bewirken. Die Anwesenheit
des offenen Endbereichs mit niedrigerem Expansionsverhältnis
bedeutet, daß dem Zwischenbereich ein höheres Expansionsverhältnis
gegeben werden kann und daß dieses daher über
einen breiteren Endbereich, als dies anderweitig der Fall wäre,
geführt werden kann. Diese Verbesserung ist von besonderer
Wichtigkeit im Fall von Telefonkabeln, da die Vielzahl von
Klemmen, die an den einzelnen Drähten befestigt werden (oft
400 oder mehr), einen beachtlichen Raum einnehmen, dessen Umfang
häufig wenigstens das 4-fache, z. B. etwa das 6-fache des
Umfangs des Hauptteils des Kabels aufweist, auf das der Zwischenabschnitt
der Kappe unter Abdichtung aufschrumpfen muß.
Die Abmessungen und Expansionsverhältnisse einer Kappe gemäß
dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung hängen selbstverständlich
vom Substrat ab, jedoch ist üblicherweise der Bereich
des offenen Endes 1 bis 7,5 cm, vorzugsweise 1 bis 5 cm
lang, der Zwischenabschnitt 2 bis 15 cm, vorzugsweise 7 bis
12 cm und der Bereich des geschlossenen Endes 20
bis 100 cm lang bei einem Kappendurchmesser von 10
bis 25 cm.
Die wärmerückstellfähigen Hohlkörper gemäß der
Erfindung können auf verschiedene Weisen hergestellt
werden. Die Hohlkörper gemäß
der Erfindung können z. B. hergestellt werden durch
- 1) Verformung eines geschmolzenen thermoplastischen kristallinen Polymeren zu einem Formkörper mit einem geschlossenen Querschnitt und wenigstens einem offenen Ende, wobei das oder die offenen Enden durch einen Endbereich gebildet werden, dessen Innenumfang größer als der Innenumfang eines benachbarten Abschnitts ist;
- 2) Vernetzung des Formteils;
- 3) Erhitzen des vernetzten Formkörpers auf oberhalb des Schmelzpunkts des Polymeren;
- 4) Expandieren des erhitzten Formkörpers und
- 5) Abkühlung des Formkörpers während er im ausgedehnten Zustand gehalten wird.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der
erfindungsgemäßen Hohlkörper zum Abdichten und
Verschließen eines Rohres.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand
der Figuren erläutert:
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht, teilweise
geschnitten, eines Gegenstands in seiner
wärmestabilen Form.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des
wärmerückstellfähigen Gegenstands nach Fig. 1 in
seiner wärmerückstellfähigen Form und um das Ende
eines Rohrs herum angeordnet.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines
wärmerückstellfähigen Gegenstands der Fig. 1 und 2,
nachdem er innerhalb des Rohrs umgewendet worden ist.
Fig. 4 ist eine weitere Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
des wärmerückstellfähigen Gegenstands der Fig. 1
bis 3, nachdem es aus dem Rohr herausgezogen worden
ist.
Fig. 5 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des
wärmerückstellfähigen Gegenstands nach Fig. 1 bis
4 nach Rückstellung um eine Versorgungsleitung, die
innerhalb des Rohrs angeordnet ist.
Fig. 6 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
zweiten Ausführungsbeispiels in seiner
dimensionstabilen Form.
Fig. 7 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des
Gegenstands von Fig. 6 in seiner wärmerückstellfähigen
Form.
Fig. 8 ist ein Querschnitt durch den wärmerückstellfähigen
Gegenstand in Form einer Endkappe.
Fig. 9 ist ein Querschnitt, der die Endkappe von Fig. 8 nach
Installation an einem Telefonkabel mit an den einzelnen
Drähten befestigten Klemmen zeigt.
Die Fig. 1 bis 5 zeigen die Verwendung des wärmerückstellfähigen
Gegenstands als Abdichtung
bzw. Verschluß eines Rohrs. In Fig. 1 besteht die Dichtung
aus einem Hohlteil 1 in seiner gegen Wärmeeinwirkung dimensionsstabilen
Konfiguration mit einem offenen Endbereich 2,
einem Zwischenabschnitt 3 und einem geschlossenen Endbreich 4.
Ein Griffvorsprung 5 ist bei 6 am geschlossenen Ende 4 des
Hohlteils 1 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die
Durchmesser des offenen Endbereichs 2 und des geschlossenen
Endbereichs 4 beträchtlich größer als die Durchmesser des
Zwischenbereichs 3.
In Fig. 2 ist das Hohlteil 1 in seiner gegen Wärmeeinwirkung
dimensionsinstabilen Konfiguration gezeigt, in der der Innendurchmesser
des Zwischenbereichs 3 und der des geschlossenen
Endbereichs 4 im wesentlichen gleich sind. Der offene Endbereich
2 ist in seiner Stellung um ein offenes Ende 7 eines
(teilweise gezeichneten) Rohrs 8 gezeigt. Die Bereiche 2 und
3 treffen sich in einem kegelstumpfförmigen Bereich 9. Das
Hohlteil 1 ist mit einem Heißschmelzkleber 10 auf seiner Innenseite
beschichtet.
In Fig. 3 ist der Bereich des offenen Endes 2 des Hohlteils 1
durch Wärme um das offene Ende 7 des Rohrs 8 zurückgestellt.
Der Zwischenbereich 3 und der Bereich des geschlossenen Endes
4 sind umgewendet und in das Innere des Rohrs 8 hineingeschoben,
so daß die innere Oberfläche 11 des Zwischenbereichs 3
der inneren Oberfläche des Rohrs 8 benachbart liegt. Das
Rohr 8 mit dem befestigten Hohlteil 1 wird in das Loch 13
in einer Schachtwand 14 gestoßen, bis das offene Ende 7 mit
der Wandoberlfläche 15 im wesentlichen bündig abschließt. Ein
O-Ring 16 dichtet die Lücke zwischen der äußeren Oberfläche
des Rohrs 8 und dem Loch 13 in der Schachtwand 14 ab. Selbstverständlich
kann, fall das gewünscht ist, der O-Ring 16 die
Lücke zwischen der Öffnung 13 und der äußeren Oberfläche des
offenen Endbereichs 2 des Hohlteils abdichten. Wenn der Einsatz
eines Kabels durch das Rohr 8 erforderlich ist, können
der Zwischenbereich 3 und der Bereich des geschlossenen Endes
4 aus dem Inneren des Rohrs 8 durch Herausziehen an den Griff
5 entfernt werden.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der Zwischenbereich 3 und der Bereich
des geschlossenen Endes 4 aus dem Inneren des Rohrs 8
herausgezogen, so daß sie aus der Öffnung 13 in der Schachtwand
14 vorspringen. Das hohle Teil 1 wurde bei 17 im Bereich
des zweiten Endes 4 aufgeschnitten und der kappenförmige Rest
18 mit dem Vorsprung 5 verworfen. Das am Ende offene Hohlteil
in seiner Stellung um das Rohr 8 ist nunmehr zur Aufnahme des
Kabels 19 bereit. Der Zwischenbereich 3 wird der Einwirkung
von Wärme unterworfen, die zur Schrumpfung auf das Kabel 19,
wie in Fig. 5 gezeigt, ausreicht. Der restliche Teil des Endbereichs
4 ist zur Rückstellung auf das Kabel 19 nicht imstande
und ist faltig, spaltet jedoch nicht.
Die Fig. 6 und 7 zeigen weitere zur Verwendung als Dichtungen
geeignete rückstellfähige Gegenstände. Die Dichtung besteht
in ihrer gegen Wärmeeinwirkung dimensionsstabilen Konfiguration
aus zwei getrennten Teilen 20 und 21. Beide Teile
können wärmeschrumpffähig gemacht werden und werden wie in
Fig. 7 gezeigt zusammengesetzt. Der Teil 20 besteht aus einer
offenen Muffe mit einem ersten offenen Ende 22 und einem zweiten
offenen Ende 30 von größerem Innendurchmesser als der rohrförmige
Teil 23 zwischen den beiden offenen Enden. Der Teil 21
stellt eine Kappe dar, die ein offenes Ende 24 hat, welches
durch den rohrförmigen Abschnitt 26 mit einem geschlossenen
Ende 25 verbunden und bei 28 mit einem Griffvorsprung 27 versehen
ist. Der rohrförmige Abschnitt 26 des Teils 21, dessen
Innendurchmesser ähnlich dem des offenen Endes 22 von Teil 20
ist, ist innen mit einem Heißschmelzkleber 29 beschichtet.
Fig. 7 zeigt, daß beide Teile 20 und 21 zur Vergrößerung ihres
Querschnitts radial ausgedehnt worden sind, wobei der
Querschnitt des rohrförmigen Abschnitts 26 von Teil 21 geringfügig
größer als der des rohrförmigen Abschnitts 23 von
Teil 20 ist. Der Abschnitt 23 ist in den rohrförmigen Bereich
26 eingesetzt, während er auf einem (nicht gezeichneten) Dorn
gehalten wird. Der rohrförmige Abschnitt 26 wurde auf den
rohrförmigen Teil 23 zurückgestellt, wobei der Heißschmelzklebstoff
29 eine Dichtung zwischen diesen beiden liefert.
Wenn die so gebildete Dichtung abgekühlt ist, wird der Dorn
entfernt.
Die Fig. 8 und 9 illustrieren eine zweite
Verwendung des Gegenstandes.
Wie in Fig. 8 gezeigt, ist der wärmerückstellfähige Gegenstand
als eine Endkappe 31 mit einem Bereich des offenen Endes
32 ausgebildet, welcher ein Ausdehnungsverhältnis von
etwa 2 am offenen Ende hat, ferner einen Zwischenabschnitt 33
mit einem Ausdehnungsverhältnis von etwa 5 und einen Bereich
eines geschlossenen Endes 34, welcher nicht wärmeschrumpfbar
ist. Die Kappe besteht aus Polyäthylen hoher Dichte. Die
punktierten Linien in Fig. 1 zeigen Abschnitte 32′ und 33′
des Gegenstands vor der Expansion, die zu Bereichen 32 und 33
werden. Typische Abmessungen drei solcher Endkappen sind:
(in cm)
(in cm)
Alle drei Kappen haben eine Gesamtlänge von 86,4 cm; die Kappe
von Fig. 8 ist aus Zweckmäßigkeitsgründen abgerundet.
In Fig. 9 weist das Telefonkabel 40 eine Vielzahl von Drähten
41 auf, die von einer Schutzhülle 42 ummantelt sind, welche
vom Ende des Kabels entfernt worden ist. An den Enden der
Drähte 41 sind Klemmen befestigt; die Masse der Drähte und
Klemmen wird mit 43 bezeichnet. Eine Endkappe 31 wie in
Fig. 8 wurde über die Drähte und Klemmen 43 geführt und die
Abschnitte 32 und 33 wurden unter Bildung geschrumpfter Bereiche
32 a und 33 a erhitzt. Der Abschnitt 33 a steht in Berührung
mit dem Kabel, während der Abschnitt 32 a, der ein
niederes Expansionsverhältnis hat, einen abstehenden Kragen
bildet.
Claims (10)
1. Wärmerückstellfähiger Hohlkörper aus Kunststoff,
mit mindestens einem offenen Ende, wobei Endbereich
und daran angrenzender Bereich unterschiedliche Wärmerückstellfähigkeiten
aufweisen und die Rückstellfähigkeit
im Bereich des offenen Endes wesentlich geringer
ist als des angrenzenden Bereichs, dadurch gekennzeichnet,
daß die Differenz des Expansionsverhältnisses
des Bereichs des offenen Endes und des angrenzenden
Bereichs wenigstens 0,5 beträgt, und der
Umfang des Bereichs des offenen Endes nach unbehinderter
Rückstellung größer als der des daran angrenzenden
Bereichs ist.
2. Wärmerückstellfähiger Hohlkörper nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen
den Expansionsverhältnissen wenigstens 1,0 beträgt.
3. Wärmerückstellfähiger Hohlkörper nach Anspruch
1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
ein Teil der inneren Oberfläche mit einem Heißschmelzklebstoff
beschichtet ist.
4. Wärmerückstellfähiger Hohlkörper nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Hohlkörper die Form einer rohrförmigen Kappe mit
einem offenen und einem geschlossenen Ende aufweist.
5. Wärmerückstellfähiger Hohlkörper nach Anspruch
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der an das offene
Ende angrenzenden Bereich in einen ersten und einen
zweiten Bereich mit unterschiedlichen Expansionsverhältnissen
aufgeteilt ist und daß das Expansionsverhältnis
des ersten Bereichs größer als das Expansionsverhältnis
des offenen Endes und des zweiten Bereichs
ist.
6. Wärmerückstellfähiger Hohlkörper nach Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, daß das Expansionsverhältnis
des offenen Endes und des zweiten Bereichs im
wesentlichen gleich sind.
7. Wärmerückstellfähiger Hohlkörper nach Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich
nicht expandiert ist.
8. Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach Anspruch
5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser
des offenen Endes geringfügig größer ist als
der Außendurchmesser des ersten Bereichs und des
zweiten Bereichs, und daß der erste Bereich aus einem
flexiblen Material besteht, so daß der erste und
zweite Bereich durch das offene Ende eines Rohres
eingeschoben werden kann.
9. Wärmerückstellfähiger Gegenstand nach Ansprüchen
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellverhältnis
des an den Endbereich angrenzenden Bereichs
wenigstens 4 zu 1 beträgt.
10. Verwendung eines wärmerückstellfähigen
Hohlkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum
Verschließen eines offenen Endes eines Rohres.
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