Svet-Stranek.cz
MIROSLAV NOVÁK - KONSTRUKČNÍ KANCELÁŘ

TECHNOLOGIE VÝROBY - HADICE:NEJLEPŠÍ FORMY NA PRYŽ

TECHNOLOGIE VÝROBY - HADICE

JAK KONSTRUOVAT HADICE ABY BYLY VYROBITELNÉ?
ÚVOD:
Úvodem bych chtěl připomenout všem případným  konstruktérům hadic pro jakékoli použití:
    Nikdy netvořte tvar hadice pomocí křivky splajn nebo kombinací oblouků a splajnů. Je to sice lákavé, ale takovouto hadici nikdo nevyrobí (a nebo vyrobí, protože ji předělá a bude vás proklínat...) Používejte výhradně kombinaci oblouků a úseček.
   Pokud možno nenapojujte na sebe dva tečné oblouky. Není to sice chyba, ale ušetříte vrásky programátorům ohýbaček na trny.
   K popisu tvaru hadice ve výkresu používejte výhradně systém 3D tabulek a ne kóty. Tabulky jsou jednoznačně to nejlepší, co můžete udělat. K tabulce přidejte vždy délku střední osy hadice. Tato informace slouží jako kontrolní číslo pro případ, že se stane kdekoli chyba při zadávání 3D souřadnic hadice.

   Pozor, nejedná se o vyčerpávající přehled pravidel a veškeré uvedené informace vycházejí z ideálních předpokladů. V mnoha případech je nutno pokyny nedodržet a výrobek upravit dle potřeb zákazníka. Veškeré odchylky musí být schváleny výrobním oddělením.

   Hadice pro chladící kapalinu jsou spolehlivým a levným prostředkem rozvodu chladící kapaliny pod tlakem bez úniku, umožňujícím propojení součástí chladícího systému vozidla.
 

Hadice pro chladící kapalinu slouží k:

·         připojení chladiče

·         připojení topení

·         odvzdušnění

 

Hadice pro chladící kapalinu mohou být:

·         přímé/tvarované 

·         s/bez textilní vložky (pletená/spirálovitá)

·         s/bez odboček (hubic)

·         gumové (EPDM, Varnac, silikon)/plastové (např. odvzdušňovací)

 

1.0       KONSTRUKCE PRO VÝROBU

Tato část dokumentu uvádí konstrukční normy a pokyny k přípravě podrobných výkresů s odkazem na výrobní postupy jednotlivých výrobců hadic. Veškeré výkresy hadic musí být plně definovány s uvedením tolerancí. 

1.1       Přímé hadice

Přímé hadice se obvykle vulkanizují na ocelových tyčích a při konstrukci nových hadic se pokud možno vychází z tyčí dostupných ve výrobním závodě, aby nebylo nutno pořizovat nové nástroje. Největší délka přímé hadice bývá až 1 metr, ale viděl jsem i 2,5 metrové.

1.2       Tvarované hadice

Tvarované hadice se vyrábí navlečením nezvulkanizované přímé hadice na tvarovaný trn a následnou vulkanizací. Výrobní proces omezuje tvary, které lze vyrábět. Lze vyrábět hadice s prudšími ohyby, než jaké jsou uvedeny v těchto pokynech, hadice ovšem bude dražší, neboť je nutno počítat s vyšším odpadem při výrobě. Rovněž může docházet k zvrásnění vnitřní strany hadice nebo protažení vložky na povrch hadice, což při provozu povede k poruše. 

1.3       Minimální poloměr ohybu

Na obrázku je uveden minimální doporučený poloměr ohybu měřený od osy hadice. Veškeré požadavky na výrobu hadic s prudším ohybem, než je uvedeno v těchto pokynech, musí být hlášeny výrobnímu závodu, který provede studii proveditelnosti. Schéma odpovídá ideálnímu případu konstrukce - podle složitosti hadice lze ohyby obvykle dělat až o 25% prudší.

1.4       Ruzšířené konce hadic (hrdla)

Nejmenší vnitřní průměr hadice lze (pokud možno jen na jednom konci) rozšířit až o 25%. Hadici lze rozšířit i na obou koncích, opět ne více než o 25%.

Pomocí jistého nastavení pletacích jehel a konstrukce vložky lze dosáhnout většího rozšíření až o 50%. Tyto hodnoty však nedoporučuji, protože konce hadice mohou být roztaženy nad mez elasticity gumy a vložky, což způsobí netěsnost. 

Délka přechodu na větší průměr musí být nejméně o 20 mm vyšší než je vnitřní průměr hadice. Rozšířený průměr by měl sahat nejméně 15 mm za místo, kde se hadice upevňuje svorkou. Pokud možno opatřete výkres poznámkou „tvar vyhovující výrobě“, čímž je tvarování konce vývodu ponecháno na rozhodnutí výrobce.

1.5       Software pro studie proveditelnosti

Někteří výrobci si vyvinuly počítačový program, který vyhodnocuje schůdnost výroby konkrétního návrhu hadice. Program určí následující údaje:

·         požadovanou velikost trnu

·         zda je rozšíření konce hadice větší než 25%

·         pokud je rozšíření hadice vedeno v ohybu

·         zda se má použít obyčejný nebo vázaný steh

·         jaké je největší možné rozšíření

·         vnitřní konstrukční průměr, tloušťka stěny

·         délku osy hadice

·         upravenou délku

·         délku polotovaru

·         požadované zastřihnutí hadice s konci s/bez koncovek

·         celková délka polotovaru hadice s konci s/bez koncovek

·         konec hadice obrácený směrem ke konci trnu (složitější konec)

·         počet ohybů

·         index složitosti - radiány v první/druhé půlce/na celé hadici

·         proveditelnost ohybu na začátku/konci hadice

·         vzdálenost bodů k určení, zda vulkanizovat na otočném vozíku nebo na rovině

·         svislá vzdálenost konců v řezacím přípravku

·         u příliš prudkých ohybů - doporučení trnu ve tvaru „kobřího krku“ a nové souřadnice - příliš zohýbaná hadice - nutnost nového návrhu

·         i.d. a rozměry ohybů a pokud možno šipky

·         výpočet délky odboček a úpravy od středu hadice

·         výpočet počtu přímých hadic, které lze získat z tyče

·         ruční změna z obyčejného stehu na vázaný a naopak

·         prodloužení potřebného polotovaru v případě rozšíření hadice

1.6       Zákaznické normy a tolerance vnitřního průměru a tloušťky stěny

Obecně platí následující minimální doporučené tloušťky stěn hadic:

vnitřní průměr do 20 mm včetně:                       3,5 mm

vnitřní průměr nad 20 mm:                                4,0 mm

1.7       Tolerance a proveditelnost procesu

Vnitřní průměr a tloušťka stěny

Pro hadice řezané na požadovanou délku (bez koncovek) platí následující tolerance vnitřního průměru a tloušťky stěny:

Tolerance

± 0,2

± 0,3

± 0,4

± 0,5

± 0,6

± 0,7

± 0,8

Hodnota CP

0,33

0,5

0,67

0,83

1,0

1,16

1,33

Standardní odchylka STD

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Pokud je zákazníkem zadaná tolerance mimo rozsah výrobní proveditelnosti, musí být uvedena dosažitelná hodnota CP spolu s požadovanou tolerancí, která zajistí proveditelnost na úrovni ± 4 STD, např. ± 0,8. Pokud možno musí být hadice navrhovány s koncovkami, ne řezané na potřebnou délku. Koncovky musí mít rozměry s hodnotou proveditelnosti 2,0 Cpk při střední hodnotě tloušťky stěny +/- 0,5 mm.

1,75 Cpk odpovídá vnitřnímu průměru +/- 0,4 mm.

Na kalibru tloušťky stěny, který dává hodnotu CP = 1,33 lze dosáhnout tolerance ± 0,6 mm, pokud nejsou překročena kritéria uvedená v obr. 3, ovšem za následujících podmínek: 

·         Hadice musí mít koncovky

·         Tvar hadice nesmí obsahovat více než čtyři ohyby o 90° (nebo kombinaci ohybů v celkovém úhlu nad 360°).

·         Rozšíření nesmí přesáhnout 20%, musí být pouze na jednom konci, nesmí být delší než 60 mm a nesmí jít do ohybu

·         Celková délka osy hadice nesmí být vyšší než 800 mm

 

Hadice ukončené koncovkami

Hadice s koncovkami lze vyrábět jen při dodržení nejméně 35 mm přímého úseku před koncovkou . Úhel prvního ohybu u koncovky nesmí překročit 90°.

Obecné tolerance rozměrů

Do délky 300 mm         +/- 3 mm

Nad délku 300 mm        +/- 5 mm

Tolerance délky hadice a čtvercovitosti konců

Minimální požadavky (mm):

                                                           délka                čtvercovitost konců

 

Vnitřní průměr do 20 mm včetně            +/- 2                 +/- 1

Vnitřní průměr nad 20 mm                     +/- 3                 +/- 1,5

1.8       Geometrická omezení

Průměr hadice

Nejmenší vnitřní průměr hadice s vložkou, kterou lze úspěšně tvarovat, je přibližně 5,5 mm. Hadice lze vyrábět až do vnitřního průměru 80 mm, ale závisí to na dostupnosti výrobních zařízení v konkrétním výrobním závodě.

Délka hadice

Nejvyšší délka hadice, kterou lze vyrobit, je omezena procesem tvarování a geometrií polic autoklávu. Obecně platí omezení délky na 1,5 metru, ovšem do značné míry závisí na tvaru a složitosti hadice. Pokud požadovaná délka hadice leží v uvedeném rozmezí, je i tak nutné posouzení proveditelnosti výrobním závodem.

Hadice s malým vnitřním průměrem, 8 mm a menším, nesmí být tak dlouhé, neboť tenký „drátový“ trn má tendenci ohýbat se a lámat.

V těchto případech lze hadici vyrobit ze dvou kusů spojených nylonovou vloženou spojkou nebo „záplatou“. Hadice musí být na jedné straně spojky zajištěny pružnou spojkou.

Symetrie

Konstrukce hadice musí být buď přesně symetrická, nebo výrazně nesymetrická vzhledem ke středu délky hadice. Pokud je hadice jen mírně nesymetrická, hrozí, že budou svorky, potisk atd. instalovány na opačném konci hadice. Hadice by se rovněž měla lišit od ostatních typů vyráběných v kompletu, aby se předešlo záměně za jiný typ.

1.9       Hadice s odbočkami

Hadice s odbočkami se používají pro odvzdušňování, topení atd., k optimalizaci rozvodu chladící kapaliny a ke snížení počtu spojů, které je nutno provádět při O.E.M. montáži.  Hadice s odbočkami musí mít stejné vlastnosti jako přímá hadice. Následující poznámky platí pro EPDM hadice s textilní vložkou. Do odboček lze rovněž osadit teplotní čidla, vypouštěcí ventily atd.

Tlakově odlitá odbočka

Spoj dvou hadic přes odbočku libovolného vnitřního průměru, který je stejný nebo menší než vnitřní průměr hlavní hadice, provedený prostým tlakovým odléváním. Bez problémů lze spojit hadice a odbočky v délce do 1 metru. Větší délka znamená v důsledku manipulačních nároků na proces vyšší cenu pro firmu pro zákazníka. Osa odbočky musí být nejméně 50 mm daleko od umístění případných spon na hlavní hadici.

Odbočky by v ideálním případě měly být umístěny na rovné části hlavní hadice, ovšem lze je umístit kamkoliv s výjimkou vnitřní strany ohybu o 180°, přičemž odbočka musí být vždy kolmá k povrchu, na který je napojena.

Případný ohyb odbočky musí být nejméně 30 mm daleko od povrchu hlavní hadice, viz obr. 4. V naléhavých případech lze tuto vzdálenost zmenšit na 20 mm, je ale nutné použít speciální vložku a zkontrolovat proveditelnost výroby.

Tlakově vstřikovaná odbočka

Tlakovým vstřikováním lze vyrábět odbočky v úhlu vůči povrchu, na který se připojují. Tak lze zlepšit rozložení součástí vozidla nebo zlepšit průtok kapaliny odbočkou. V ideálním případě by úhel mezi osou odbočky a osou hlavní hadice měl být 45° nebo 60° a odbočka musí být na rovném úseku hlavní hadice nebo na vnější straně ohybu. Používá se plně obalená nylonová vložka.

Nylonové T-kusy/vložky

Nylonové T-kusy/vložky jsou alternativní metodou výroby odboček využívající nylonových součástí s výztuží ze skleněných vláken, kterými se pomocí běžných spojek na hadice propojují oddělené kusy hadic. Pro zlepšení rozložení součástí vozidla lze navrhnout i upravené pružné svorky s nízkoprofilovými nálitky. Nově se vyvíjí i stahovací kroužky. T-kusy/vložky se vyrábějí v širokém rozsahu tvarů a velikostí, z nichž některé jsou běžně skladem. Doporučený materiál pro výrobu dílů je Nylon 6-6 (Zytel 70G30 HSLR) s obsahem 30% výztuže ze skleněných vláken.

1.10      Systémy svorek/spojek na hadice

Existují tři nejrozšířenější systémy připevňování hadic k hrdlům dílů vozidla:

·       Pružná svorka

·       Svorka se šroubem a šnekem - s pevným počátečním točivým momentem,  z korozivzdorné oceli

·         Rychlospojka - široký výrobní program, s těsněním O-kroužkem

Pružná svorka (Svorka se stálým přítlakem)

Jedná se o doporučené svorky pro většinu použití hadic na chladící kapalinu. Vyrábějí se z kalené pružinové oceli. Udržují stálý přítlak nezávisle na pracovní teplotě a dokáží vyrovnat sesedání gumy pod svorkou. Slouží především k udržení hadice na místě, a přitom dokonale těsní při nízké počáteční teplotě chladící kapaliny.

Dodávka:         - v předepnutém stavu oproti poloze při montáži do vozidla, v uzavřeném stavu

                        - v otevřeném stavu (POPP), v konečné poloze po montáži do vozidla se zajišťují lepením nebo mechanicky

Varianty:      - standardní (předepnuté)

                   - nízkoprofilové „do stísněných prostor“ (předepnuté)

                   - POPP s aktivační svorkou

                   - POPP bez svorky

Průměr        k dispozici od 13 do 60 mm jmenovitého průměru

Šířka:         severoamerická norma 15 mm (v případě potřeby lze použít 12 mm)

                  evropská norma 12 mm

 

Barva:         pokud není uvedeno jinak, používají se šedé svorky. Existují i v černém a zlatém provedení.

Dodavatelé:   Mubea, Norma, Tridon

Lepené svorky POPP

Lepené svorky POPP s aktivačními svorkami nebo bez nich, jsou žádány stále častěji, přes to, že jsou k nim námitky týkající se robustnosti procesu. Většinou se lepí kyanoakrylátovým lepidlem (např. Loctite 454).

Specifikace Ford: ES-F5UE-8260-AA

·   Požadovaná síla odtržení je 15,9 kg (35 liber) v axiálním i radiálním směru

·   Spojka musí být umístěna kolmo na osu hadice
·   Lepidlo musí pokrývat plochu v šířce spojky + 3 mm (max)
·   Instalace hadice - nesmí být zhoršeny její vlastnosti
·  Rozptyl lepidla - svorku musí jít sejmout po 6 hodinách vystavení teplotě 185 °F
· Odlepení lepidla - svorku musí jít sejmout po 2minutách vystavení teplotě 400 °F
·    Koroze - lepidlo nesmí zhoršovat vlastnosti svorky
Test radiálního návratu - po otočení o 45
° a uvolnění se svorka musí vrátit do výchozí polohy +/- 3°

 

Terminologie spojů hadic

Osazení - slouží jako zarážka pro nasazenou svorku. Brání odfouknutí hadice a svorky ze spojky (doporučuje se průměr 103,5 - 105 % DS).

Těsné nasazení -  vnitřní průměr hadice má být nominálně o 1,0 mm menší, než vnější průměr hrdla. Rozdíl průměrů má přímý vliv na těsnost spoje. Při jiném než těsném nasazení není zaručena těsnost spoje (doporučuje se rozdíl průměrů 0,5 - 1,5 mm).

Navaděč - zkosená plocha umožňující nasazení hadice na hrdlo. Průměr navaděče musí být menší než vnitřní průměr hadice (doporučuje se 90% průměru hrdla).

Délka těsnící plochy - vzdálenost osazení od dorazu nasazení hadice na hrdlo. Jedná se o hlavní těsnící plochu svorkového spoje (doporučuje se minimální délka 30 mm).

Zpětný úhel - úhel přechodu osazení do těsnící plochy (doporučuje se 90°).

Síla nasazení - síla potřebná k převlečení hadice přes osazení (doporučuje se nejvýše 42 liber-F). Odolnost spoje hadice na chladící kapalinu proti zatlačení musí být nejméně 30 psi.

Mazadlo - pomocná látka usnadňující nasazení hadice nanášená na vnitřní stranu hadice, např. Merpol v ředení 200:1 s vodou.

Kvalita povrchu hrdla - hodnota drsnosti povrchu těsnící plochy (doporučuje se 20 - 200 mm). Těsnící plocha a osazení musí být bez otřepů, švů, spár a jiných vad.

Severoamerické standardní rozměry hadic

V severní Americe používají O.E.M. výrobci pro osobní a dodávkové vozy hadice o vnitřním průměru 5/8 palce, 3/4 palce a 1 1/2 palce a pro lehké nákladní vozy hadice o vnitřním průměru 5/8 palce, 3/4 palce a 1 3/4 palce.

Výběr rozměru spojky

Jednotlivé součásti (hadice, spojka a svorka) musí být vzájemně přizpůsobeny s cílem zajistit těsnost chladícího systému. Rozměry součástí se volí s cílem optimální těsnosti a snadnosti montáže. Porucha chladícího systému způsobená nesprávnými rozměry součástí může znamenat zadření motoru a vysoké náklady na záruční opravy.

Optimální rozměr pružné svorky je co nejmenší, přitom takový, kdy jde svorka nasadit na hadici nasazenou na hrdle. Po uzavření svorky se tak dosáhne největšího přítlaku.

S ohledem na vyráběné rozměry svorek se volí:

DN = (nejbližšímu) DMAX, který je větší než (DS + horní tolerance) + 2 * (S + horní tolerance)

návštěvníků stránky
celkem98 639
tento týden146
dnes17