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Die Erfindung bezieht sich auf flexible Schläuche, und insbesondere, jedoch nicht ausschliesslich, auf
Saugschläuche.
Unter Saugwirkung stehende Schläuche müssen ausreichend robust sein, um sowohl Quetschbean- spruchungen als auch Verschleisseinwirkungen während der Benutzung zu widerstehen, und sie müssen gleichzeitig geringes Gewicht haben sowie ausreichende Biegsamkeit, um sich in enge Krümmungen legen oder zur Aufbewahrung aufspulen zu lassen ; es hat sich aber als schwierig erwiesen, einen Schlauch zu schaffen, der diese einander offensichtlich widersprechenden Forderungen erfüllt.
Saugschläuche haben üblicherweise eine Verstärkung in der Form einer in einem Rohr aus Polymermaterial eingebetteten Drahtwendel ; um ein Zusammendrücken des Schlauches im Betrieb zu verhindern, muss das
Einbettungsmaterial ausreichend widerstandsfähig oder dickschichtig sein, und/oder die Drahtwendel muss mit entsprechend geringer Ganghöhe gewickelt sein. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, dass die
Widerstandsfähigkeit des Schlauches weitgehend auf Kosten seines Leichtbaues und seiner Biegsamkeit geht, d. h., dass das Gewicht des Schlauches erhöht und seine Biegsamkeit vermindert werden, wodurch auch das Aufrollen des Schlauches beeinträchtigt wird. Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich auch bei mit Stützwendeln versehenen
Lieferschläuchen, d. h.
Schläuchen, die unter einem den Atmosphärendruck übersteigenden Innendruck arbeiten, wobei die Stützwendel dem Schlauch Widerstandsfähigkeit gegen von aussen einwirkende Quetschbean- spruchungen verleihen soll.
Es ist anderseits auch bekannt, bei mit einer Stützwendel versehenen Schläuchen, bei denen überdies eine
Verstärkungsanordnung zur überbrückung der zwischen den Windungen der Stützwendel vorhandenen
Zwischenräume vorgesehen ist, die Verstärkungsanordnung dem jeweiligen speziellen Verwendungszweck des
Schlauches entsprechend auszubilden und z. B. zur Erzielung einer gegen aggressive Flüssigkeiten beständigen
Schlauchauskleidung zwischen den Windungen der Stützwendel ein Gewebe anzuordnen, das eine Polyamidfolie trägt.
Die Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, einen flexiblen Schlauch der vorstehend geschilderten allgemeinen Art zu schaffen, der bei möglichst geringem Gewicht einerseits ausreichende Biegsamkeit und anderseits hohe Verschleissfestigkeit hat. Die Schlauchausbildung soll insbesondere so getroffen werden, dass die als Stütze für den Schlauchaufbau vorgesehene Wendel, z. B. Drahtwendel, nicht mit einer die Biegsamkeit beeinträchtigenden und das Schlauchgewicht vergrössernden geringen Ganghöhe gewickelt werden muss.
Ein gemäss der Erfindung ausgebildeter flexibler Schlauch mit einer Stützwendel und einer mehrlagigen
Verstärkungsanordnung zur überbrückung der zwischen den Windungen der Stützwendel vorhandenen
Zwischenräume zeichnet sich dadurch aus, dass die Verstärkungsanordnung eine imprägnierbare dünne Tragfolie mit offener Struktur aus einer Vielzahl von im wesentlichen unorientiert liegenden, an ihren Kreuzungspunkten miteinander verbundenen Fasern aufweist, die eine Verstärkungsmateriallage abstützt.
Durch die Verwendung eines ungewebten Materials für die Tragfolie, die dadurch einen hohen Elastizitätsmodul aufweist, wird eine Verstärkungsanordnung mit grosser Biegsamkeit und geringer Dicke erhalten. Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von Schläuchen mit dünnen Wandungen oder von Schläuchen, die im Vergleich zu Schläuchen gleicher Festigkeit eine dickere Auskleidung und/oder Umhüllung aufweisen können, wodurch eine erhöhte Robustheit und Verschleissfestigkeit erzielt wird. Anderseits kann durch die erfindungsgemässe Ausbildung bei einer vorgegebenen Wandstärke ein Schlauch mit grösserer Festigkeit erhalten werden, bei dem die Stützwendel grössere Steigung haben kann als bei den bekannten Ausführungen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die dünne Tragfolie samt der Verstärkungsmateriallage in Form zumindest eines Streifens ausgebildet. Die Verstärkungsmateriallage kann in an sich bekannter Weise mehrere Verstärkungsfäden umfassen, die von der dünnen Tragfolie getragen sind. Alternativ kann erfindungsgemäss die Verstärkungsanordnung eine von der dünnen Tragfolie abgestützte Lage aus gewebtem Material umfassen.
Die Verstärkungsanordnung kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung radial innerhalb der Stützwendel angeordnet sein ; sie kann auch, wie an sich bekannt, radial ausserhalb der Stützwendel angeordnet sein. Ferner können sowohl an der radial inneren als auch an der radial äusseren Seite der Stützwendel Verstärkungsanordnungen vorgesehen werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind, wie an sich bekannt, mindestens zwei Stützwendeln vorgesehen ; diese Stützwendeln können durch die vorerwähnte Verstärkungsanordnung voneinander getrennt und/oder von ihr sowohl auf der radial inneren als auch der radial äusseren Seite, oder aber nur auf der radial inneren oder der radial äusseren Seite umgeben sein. Beide Stützwendeln können entweder mit Linksgang oder mit Rechtsgang gewunden sein, und die Windungen der einen Stützwendel können so angeordnet sein, dass sie in der Art einer zweigängigen Schraube zwischen den Windungen der andern Wendel liegen.
Es kann wünschenswert sein, die Verstärkungsanordnung zumindest teilweise in Latex oder ein anderes Polymermaterial einzubetten, so dass der Latex oder das andere Material zwischen den Windungen der ein- oder mehrfachen Stützwendel eindringt und sich mit ihnen verbindet. Wenn sich Verstärkungsanordnungen sowohl auf der radial inneren als auch auf der radial äusseren Seite der Stützwendel befinden, kann das Polymermaterial die gegenseitige Verbindung der beiden Verstärkungsanordnungen bewirken sowie auch ihre Verbindung mit den Wendelwindungen.
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solchen Rohr oder an dessen Oberfläche angeordnet sein.
In Schläuchen, in denen sich die Stützwendel nächst einem Rohr aus Polymermaterial befindet, kann sie nächst einer radial inneren Fläche des Rohres liegen, um dieses gegen radial nach innen gerichtete Kräfte abzustützen, oder nächst einer radial äusseren Fläche des Rohres, wobei sie in diesem Falle mit dem Rohr verbondet oder in sonstiger Weise an ihm befestigt sein kann, um das
Rohr gegen radial nach innen gerichtete Kräfte abzustützen.
Erfindungsgemässe Schläuche können mit einer inneren Auskleidung und/oder einer Umhüllung versehen sein, die beispielsweise durch Extrudieren polymeren Materials oder unter Verwendung eines vorgeformten
Streifens aus Polymermaterial erhalten werden kann. Wenn das Material in Streifenform verwendet wird, dann kann es wendelförmig oder alternativ längsgerichtet angeordnet sein.
Sowohl die innere Auskleidung als auch die Umhüllung können eine oder mehrere Komponenten, je nach der Natur des Schlauches, aus einem oder mehreren Materialien umfassen, für die nachstehende Beispiele angeführt sind :
Thermoplastisches Material :
Polyvinylchlorid, fluoriertes Äthylen-Propylen-Polymere, Polytetrafluoräthylen, Polytetrafluorchloräthylen,
Polyvinyliden, Polyäthylen, Polypropylen, Polyamide, Polyurethan.
Thermoplastischer Gummi : Polyester-Elastomeres"Hytrel", Styrol-Butadien-Elastomeres"Cariflex", Ionomere"SurlynA".
Elastomere :
Naturgummi, Äthylen-Propylen-Dien-Polymere, Styrol-Butadien-Gummi, Chloropren-Gummi, Nitril-
Butadien-Gummi, Butyl-, Chlor-butyl-oder Brombutyl-Gummi"Viton","Hypalon"usw.
Textilstoffe :
Gewebte oder ungewebte Textilstoffe auf natürlicher oder synthetischer Basis, wie Baumwolle, Reyon, Nylon,"Terylen", Polypropylen usw. Die Stoffe können als solche verwendet oder mit einem der vorstehend angeführten Thermoplasten, thermoplastischen Gummis oder Elastomeren imprägniert oder beschichtet werden.
Die Erfindung bezieht sich daher nicht nur auf Schläuche, die mittels eines einen Vulkanisiervorgang enthaltenden Verfahrens hergestellt werden, sondern auch auf solche, deren Herstellung einen einfachen Erwärmungsvorgang, beispielsweise von Thermoplasten, umfasst, oder von einem Verbondungsvorgang auf der Oberfläche einer jeden Lage abhängig sind, z. B. durch Anwendung von Klebstoffen auf Lösungsmittelbasis, um die Lagen miteinander zu vereinigen.
Wenn die Bestandteile des Schlauches so geartet sind, dass es nötig ist, sie während eines Erwärmungsprozesses zusammenzuhalten, dann kann dies bewirkt werden, indem auf den zusammengesetzten Schlauch eine Lage oder eine Folie aus thermoplastischem Material aufgebracht wird, deren Erweichungstemperatur höher ist als die zur Formung der übrigen Komponenten des Schlauches erforderliche Temperatur ; dadurch hindert die thermoplastische Umhüllung die einzelnen Bestandteile des Schlauches an einem Auseinanderstreben. Die thermoplastische Lage oder Folie kann vor dem Erhitzen wendelförmig oder in anderer Form auf den Schlauch aufgebracht und mit seiner Aussenfläche verbondet werden, um eine permanente Umhüllung zu bilden, oder sie kann lediglich zum vorübergehenden Zusammenhalten dienen.
Jedwede Auskleidungen, Umhüllungen oder Zwischenlagen des Schlauches können je nach Zweckmässigkeit mittels eines Sprühverfahrens unter Verwendung von pulverförmigen Polymerteilchen, durch Giessen oder durch ein Heiss-Schmelzverfahren, aber auch durch Extrudieren oder mittels anderer üblicher Technologien hergestellt werden. Auch das streifenförmige Verstärkungsmaterial kann mittels ähnlicher Verfahren imprägniert werden.
Zum Herstellen langer Schläuche der beschriebenen Art kann ein flexibler Dom, zum Herstellen kurzer Schläuche ein starrer oder ein flexibler Dorn verwendet werden.
Nachstehend werden einige beispielsweise Ausführungsformen und weitere Vorteile der Erfindung an Hand schematischer Zeichnungen beschrieben. Fig. l zeigt die Wand einer einfachen Ausführungsform eines erfindungsgemässen Schlauches im Längsschnitt. Fig. 2 stellt eine modifizierte Form des Schlauches nach Fig. l dar und Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung, in der einige Teile weggeschnitten sind, um den Innenaufbau des Schlauches zu zeigen.
Fig. l ist ein Schnitt durch die Wandung eines Saug- und Druckschlauches für Wasser. Eine innere Stützwendel-10--aus galvanisiertem hochfestem Stahldraht, der mit grosser Steigung um einen Dom gewickelt wurde, dient innerhalb der Struktur des Schlauches als Widerstand gegen Quetschkräfte und Differenzdrücke. Eine erste, mit --11-- bezeichnete Verstärkungsanordnung ist aus Streifenmaterial gebildet, das wendelförmig und mit geringfügiger Überlappung um die Stützwendel --10-- gewunden ist.
Die Verstärkungsanordnung umfasst mehrere Verstärkungsgame--12--, die sich in der Längsrichtung des Streifens erstrecken und im Streifen von einer ungewebten Tragfolie -13-- und einer Latexumhüllung getragen sind ; die Verstärkungsanordnung --11-- wird nachstehend noch näher beschrieben. Eine zweite, allgemein mit - bezeichnete Verstärkungsanordnung ist im entgegengesetzten Sinne zur Anordnung-11-
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gegenüber den radial ausserhalb der Folie --13-- der ersten Verstärkungsanordnung-11-liegenden Fäden - -12--.
Die Breite des für die erste und die zweite Verstärkungsanordnung verwendeten Streifenmaterials ist so gewählt, dass die Verstärkungsglieder der Streifen für den gegebenen Schlauchdurchmesser im optimalen Winkel liegen, um den kombinierten, auf den Schlauch einwirkenden radialen und axialen Kräften zu widerstehen, wie dies in der Fachwelt wohlbekannt ist. über die Verstärkungsanordnungen --11 und 14-ist eine zweite Stützwendel --15-- aus galvanisiertem mittelfestem Stahldraht so gewunden, dass ihre Windungen zwischen jenen der ersten Stützwendel liegen und den Anordnungen-11 und 14--Wellenform verleihen, um sie sicher in ihrer Lage zu halten sowie auch, um analog der Stützwendel-10-den Quetschkräften und den Differenzdrücken zu widerstehen.
Fig. 2 zeigt den Aufbau gemäss Fig. 1 in abgeänderter Form für höhere Beanspruchungen durch Hinzufügen innerer und äusserer Lagen--16 bzw. 17--, wobei die Innenlage--16--die Form eines längsgerichteten
Streifens mit einer Längsfuge hat und aus gewebtem oder ungewebtem Polypropylen-Textilstoff besteht ; die äussere Lage-17-ist in analoger Weise gelegt und aus einem Polyvinylchlorid-Textilstreifen gefertigt.
Gemäss Fig. 3 umfasst ein weiterer Schlauchaufbau eine innere Auskleidung-100-, die durch wendeiförmiges Wickeln eines kalandrierten unvulkanisierten Gummistreifens um einen nicht gezeigten Dom erhalten wurde. Um die Auskleidung --100-- wird eine erste Verstärkungsanordnung-101-gelegt, indem ein vorstehend in Verbindung mit Fig. l beschriebener und dort mit --11-- bezeichneter Verstärkungsstreifen wendelförmig um die Auskleidung --100-- gewunden wird.
Sodann werden zwei Stützwendeln --102, 103-- aus Stahldraht, beide entweder mit Linksgang, wie dargestellt, oder mit Rechtsgang um die erste Verstärkungsanordnung-101-gewunden, um dem fertigen
Schlauch seine Widerstandsfähigkeit gegen Quetschkräfte und Differenzdrücke zu verleihen. Jede der
Stützwendeln ist mit einem Steigungswinkel in der Grössenordnung von 65 bis 85'gewunden und die
Windungen der einen Stützwendel liegen zwischen jenen der andern. Dann werden die Stützwendeln --102, 103--in eine Kautschukmasse-104-eingebettet, indem um den teilweise geformten Schlauch ein kalandrierter, unvulkanisierter Gummistreifen gewunden wird.
Eine zweite Verstärkungsanordnung --105-- wird um die so eingebetteten Stützwendeln gelegt, indem ein Verstärkungsstreifen ähnlich dem als erste Verstärkungsanordnung --101-- verwendeten Streifen wendelförmig verlegt wird. Hierauf wird eine äussere Umhüllung --106-- durch wendelförmiges Herumwinden eines kalandrierten unvulkanisierten Gummistreifens aufgebracht. Vor dem in bekannter Weise erfolgenden
Vulkanisieren in einem offenen Dampfautoklaven wird eine nicht dargestellte Haltewicklung aus
Nylon-Textilstoff um den Schlauch gewunden und nach dem Vulkanisieren wieder entfernt ; es wird dann auch der Dom ausgeworfen.
Der für die erste und die zweite Verstärkungsanordnung verwendete Streifen umfasst eine ungewebte Tragfolie, die durch Erwärmen einer dünnen Schicht von im wesentlichen unorientiert liegenden Nylonfasern unter leichtem Druck hergestellt wurde, um ein Verbonden an den Kreuzungspunkten der Fasern zu bewirken.
Die von der Tragfolie getragenen Verstärkungsglieder haben die Form von sich in Längsrichtung des
Streifens erstreckenden Nyloncords, und die Cords sowie die Folie sind mit Latexlösung imprägniert, um die Cords und die Folie miteinander zu verbonden.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist ein Schlauch im wesentlichen gemäss Fig. 3 aufgebaut, jedoch ist die Lage --104-- aus einbettendem Gummi weggelassen. Die Mischungen und die Dicken der Auskleidung sowie der Umhüllungen sind so gewählt, dass eine zufriedenstellende Verfestigung des Schlauches auch ohne die einbettende Mischung erzielbar ist. Aus den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen geht hervor, dass die für die Herstellung der ersten und der zweiten Verstärkungsanordnung verwendeten Streifen mit einer ausreichenden Latexmenge versehen werden können, um zu gewährleisten, dass während des Vulkanisierens eine genügende Adhäsion zwischen den beiden Anordnungen an ihren Berührungsflächen erzielt wird.
Die verschiedenen Komponenten des Schlauches können alle unter Verwendung einer einzigen Mehrkopfmaschine auf einem starren oder einem flexiblen Dom aufgebaut werden. Die Mehrkopfmaschine kann auch dazu dienen, die temporäre Nylonumhüllung zum Zusammenhalten der Schlauchkomponenten während des Vulkanisierens aufzubringen. Da die beschriebenen Verstärkungsstreifen sehr geringe Dicke haben, kann die Mehrkopfmaschine ausreichende Mengen von Streifenmaterial stapeln, um grosse Längen von Schläuchen in einem einzigen Herstellungsgang zu erzeugen.
Verglichen mit üblichen Schläuchen können erfindungsgemässe Schläuche mit relativ dünnen Wandungen hergestellt werden, und sie können gute Schmiegsamkeit, verbunden mit hohem Widerstand gegen auf die Schlauchwand wirkende Quetschkräfte und Differenzdrücke aufweisen. Umgekehrt ergibt die Verwendung von Verstärkungsstreifen der vorstehend beschriebenen Art bei gegebener Wandstärke einen Schlauch mit grösserer Festigkeit als Schläuche, die mit üblichen Verstärkungsstreifen versehen sind, und wenn der Schlauch gleiche Festigkeit hat, dann kann er eine dickere Auskleidung und/oder Umhüllung aufweisen, um erhöhte Robustheit und grössere Verschleissfestigkeit zu erzielen.
Die dünne Tragfolie an sich hat an der Festigkeit des
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Verstärkungsstreifens in seiner Längsrichtung keinen wesentlichen Anteil, verglichen mit dem der Verstärkungsglieder, aber im Verband des zusammengebauten Schlauches liefert sie einen wichtigen Beitrag zur gesamten Widerstandsfähigkeit und Robustheit der Verstärkungsanordnung, und dank der flexiblen Natur des dünnen Folienmaterials wird dieser Vorteil ohne nennenswerten Verlust an Biegsamkeit erzielt. Die Verstärkungsanordnung bildet daher einen sehr wirksamen Schlauchwandungsteil zwischen benachbarten Windungen der einfachen oder mehrfachen Stützwendel, und die Steigung der Wendel braucht daher nicht so gering zu sein, wie dies bei Verwendung üblicher Materialien erforderlich ist.
Das ungewebte Material ergibt eine Folie mit hohem Elastizitätsmodul, verleiht zusätzliche Widerstandsfähigkeit und wirkt als Brücke sowohl zwischen den Drahtwindungen als auch über den fensterartigen Zwischenräumen, die von dem Netzwerk der einander gegenüberliegenden wendelförmigen Lagen von Verstärkungsgarnen gebildet sind, oder von dem gewebten Textilmaterial, besonders bei weitmaschiger Webart.
Wenngleich die Erfindung an Hand von Schläuchen beschrieben wurde, die zwei Verstärkungsanordnungen, zwei aus Draht geformte Stützwendeln sowie innere und äussere Decklagen aufweisen, ist es doch offensichtlich, dass die Erfindung in ihrem weitesten Sinne auch auf Schläuche anwendbar ist, die eine kleinere oder grössere Anzahl von Verstärkungsanordnungen oder Stützwendeln haben und/oder bei denen die Anordnungen oder Wendeln in einer von der vorstehenden Beschreibung abweichenden Aufeinanderfolge angeordnet sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Flexibler Schlauch mit einer Stützwendel und einer mehrlagigen Verstärkungsanordnung zur Überbrückung der zwischen den Windungen der Stützwendel vorhandenen Zwischenräume, dadurch ge-
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The invention relates to flexible tubing, and particularly, but not exclusively, to
Suction hoses.
Hoses under suction must be robust enough to withstand both crushing and wear and tear during use, and at the same time they must be light in weight and flexible enough to allow them to be bent into tight bends or reeled up for storage; however, it has proven difficult to create a hose which meets these apparently contradicting requirements.
Suction hoses usually have a reinforcement in the form of a wire helix embedded in a tube made of polymer material; To prevent the hose from being compressed during operation, this must be done
The embedding material must be sufficiently resistant or have a thick layer, and / or the wire helix must be wound with a correspondingly low pitch. However, this version has the disadvantage that the
Resistance of the hose is largely at the expense of its lightweight construction and flexibility, d. That is, the hose increases the weight and reduces its flexibility, which also affects the hose roll-up. Similar difficulties arise with those provided with helical supports
Delivery hoses, d. H.
Hoses that work under an internal pressure that exceeds atmospheric pressure, the support coil being intended to provide the hose with resistance to external crushing stresses.
On the other hand, it is also known in the case of hoses provided with a helical support, in which, moreover, a
Reinforcement arrangement for bridging the existing between the turns of the support coil
Interstices is provided, the reinforcement arrangement the respective special purpose of the
Train hose accordingly and z. B. to achieve a resistant to aggressive liquids
To arrange hose lining between the turns of the support helix a fabric that carries a polyamide film.
The invention is concerned with the object of creating a flexible hose of the general type described above which, while being as light as possible, has sufficient flexibility on the one hand and high wear resistance on the other. The hose design should in particular be made so that the helix provided as a support for the hose structure, e.g. B. wire helix, does not have to be wound with a low pitch that impairs flexibility and increases the hose weight.
A flexible hose designed according to the invention with a support helix and a multi-layered one
Reinforcement arrangement for bridging the existing between the turns of the support coil
Interstices are characterized in that the reinforcement arrangement has an impregnable thin carrier film with an open structure made of a plurality of essentially unoriented fibers connected to one another at their intersection points, which supports a reinforcement material layer.
By using a non-woven material for the carrier foil, which as a result has a high modulus of elasticity, a reinforcement arrangement with great flexibility and small thickness is obtained. The invention enables the production of hoses with thin walls or of hoses which, in comparison to hoses of the same strength, can have a thicker lining and / or sheath, as a result of which increased robustness and wear resistance are achieved. On the other hand, with a given wall thickness, the design according to the invention enables a hose with greater strength to be obtained, in which the support coil can have a greater pitch than in the known designs.
In a preferred embodiment of the invention, the thin support film together with the reinforcement material layer is designed in the form of at least one strip. The reinforcement material layer can comprise, in a manner known per se, a plurality of reinforcement threads which are carried by the thin carrier film. Alternatively, according to the invention, the reinforcement arrangement can comprise a layer of woven material supported by the thin carrier film.
According to a further feature of the invention, the reinforcement arrangement can be arranged radially within the helical support; it can also, as is known per se, be arranged radially outside the helical support. Furthermore, reinforcement arrangements can be provided on both the radially inner and the radially outer side of the helical support.
In a preferred embodiment, as is known per se, at least two support coils are provided; these support coils can be separated from one another by the aforementioned reinforcement arrangement and / or surrounded by it both on the radially inner and the radially outer side, or only on the radially inner or the radially outer side. Both helical supports can be wound either with a left-hand thread or with a right-hand thread, and the turns of one support spiral can be arranged in such a way that they lie in the manner of a two-thread screw between the turns of the other spiral.
It may be desirable to at least partially embed the reinforcement assembly in latex or other polymeric material so that the latex or other material penetrates and bonds to between the turns of the single or multiple helical support. If reinforcement arrangements are located both on the radially inner and on the radially outer side of the helical support, the polymer material can effect the mutual connection of the two reinforcement arrangements as well as their connection to the helical windings.
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such a tube or be arranged on its surface.
In hoses in which the support helix is next to a tube made of polymer material, it can lie next to a radially inner surface of the pipe in order to support it against radially inwardly directed forces, or next to a radially outer surface of the pipe, in which case it bonded to the pipe or otherwise attached to it in order to achieve the
Support pipe against radially inwardly directed forces.
Hoses according to the invention can be provided with an inner lining and / or a sheath, for example by extruding polymeric material or using a preformed
Strip of polymer material can be obtained. If the material is used in strip form, then it can be arranged helically or, alternatively, longitudinally.
Both the inner liner and the sheath can comprise one or more components, depending on the nature of the hose, made of one or more materials, examples of which are given below:
Thermoplastic material:
Polyvinyl chloride, fluorinated ethylene-propylene polymers, polytetrafluoroethylene, polytetrafluorochloroethylene,
Polyvinylidene, polyethylene, polypropylene, polyamides, polyurethane.
Thermoplastic rubber: polyester elastomer "Hytrel", styrene-butadiene elastomer "Cariflex", ionomers "SurlynA".
Elastomers:
Natural rubber, ethylene propylene diene polymer, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile
Butadiene rubber, butyl, chloro-butyl or bromobutyl rubber "Viton", "Hypalon", etc.
Textiles:
Woven or non-woven fabrics on a natural or synthetic basis, such as cotton, rayon, nylon, "terylene", polypropylene, etc. The fabrics can be used as such or they can be impregnated or coated with one of the thermoplastics, thermoplastic rubbers or elastomers listed above.
The invention therefore relates not only to hoses that are manufactured by means of a process that includes a vulcanizing process, but also to those whose manufacture comprises a simple heating process, for example of thermoplastics, or which are dependent on a bonding process on the surface of each layer, z. By using solvent based adhesives to bond the layers together.
If the components of the hose are of such a nature that it is necessary to hold them together during a heating process, then this can be achieved by applying to the assembled hose a layer or film of thermoplastic material, the softening temperature of which is higher than that for shaping the temperature required for the remaining components of the hose; as a result, the thermoplastic covering prevents the individual components of the hose from striving apart. The thermoplastic layer or film can be applied helically or in another form to the hose before heating and bonded to its outer surface in order to form a permanent covering, or it can only serve to hold it together temporarily.
Any linings, sheaths or intermediate layers of the hose can be produced, depending on the expediency, by means of a spraying process using powdered polymer particles, by casting or by a hot-melt process, but also by extrusion or other conventional technologies. The strip-shaped reinforcement material can also be impregnated using similar methods.
A flexible mandrel can be used to produce long hoses of the type described, and a rigid or flexible mandrel can be used to produce short hoses.
Some exemplary embodiments and further advantages of the invention are described below with reference to schematic drawings. Fig. 1 shows the wall of a simple embodiment of a hose according to the invention in longitudinal section. Fig. 2 shows a modified form of the hose of Fig. 1 and Fig. 3 is a schematic perspective sectional view of a third embodiment of the invention with some parts cut away to show the internal structure of the hose.
Fig. 1 is a section through the wall of a suction and pressure hose for water. An inner helix 10 - made of galvanized high-strength steel wire, which was wound around a dome with a steep pitch, serves as a resistance against squeezing forces and differential pressures within the structure of the hose. A first reinforcement arrangement, labeled --11--, is formed from strip material that is helically wound around the support helix --10-- with a slight overlap.
The reinforcement arrangement comprises a plurality of reinforcement games - 12 - which extend in the longitudinal direction of the strip and are supported in the strip by a non-woven carrier film -13- and a latex covering; the reinforcement arrangement -11- will be described in more detail below. A second reinforcement arrangement, generally designated with - is in the opposite sense to the arrangement -11-
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compared to the threads - -12-- lying radially outside the film --13-- of the first reinforcement arrangement 11.
The width of the strip material used for the first and second reinforcement arrangements is selected so that the reinforcement members of the strips for the given hose diameter are at the optimum angle to withstand the combined radial and axial forces acting on the hose, as is the case in the art is well known. Over the reinforcement arrangements - 11 and 14 - a second support helix --15 - made of galvanized medium strength steel wire is wound so that its turns lie between those of the first support helix and the arrangements 11 and 14 - give them a wave shape to secure them in to hold their position as well as to withstand the squeezing forces and the differential pressures analogously to the helical support 10.
Fig. 2 shows the structure according to Fig. 1 in a modified form for higher loads by adding inner and outer layers - 16 and 17 -, the inner layer - 16 - the shape of a longitudinal one
Strip with a longitudinal seam and made of woven or non-woven polypropylene fabric; the outer layer 17 is laid in an analogous manner and made from a polyvinyl chloride textile strip.
According to FIG. 3, a further hose structure comprises an inner lining-100-, which was obtained by helically winding a calendered, unvulcanized rubber strip around a dome (not shown). A first reinforcement arrangement-101- is placed around the lining -100- by winding a reinforcing strip, described above in connection with Fig. 1 and designated there with -11-, helically around the lining -100-.
Then two support coils - 102, 103 - made of steel wire, both with left-hand rotation, as shown, or with right-hand rotation around the first reinforcement arrangement-101-are wound around the finished
To give hose its resistance to crushing forces and differential pressures. Each of the
Support helix is wound with a pitch angle of the order of 65 to 85 'and the
The turns of one support helix lie between those of the other. Then the support coils - 102, 103 - are embedded in a rubber compound-104-by winding a calendered, unvulcanized rubber strip around the partially formed tube.
A second reinforcement arrangement --105-- is placed around the support coils embedded in this way by laying a reinforcement strip in a spiral similar to the strip used as the first reinforcement arrangement --101--. An outer covering --106 - is applied to this by winding a calendered, unvulcanized rubber strip around it in a helical manner. Before taking place in a known manner
Vulcanization in an open steam autoclave consists of a retaining winding (not shown)
Nylon fabric wound around the hose and removed again after vulcanization; the cathedral is then ejected.
The strip used for the first and the second reinforcement arrangement comprises a non-woven support sheet which has been produced by heating a thin layer of essentially unoriented nylon fibers under slight pressure in order to effect bonding at the intersection points of the fibers.
The reinforcing members carried by the carrier film have the shape of themselves in the longitudinal direction of the
Strip of nylon cord, and the cords and film are impregnated with latex solution to bond the cords and film together.
In a further embodiment of the invention, not shown, a hose is constructed essentially according to FIG. 3, but the layer --104 - made of embedding rubber has been omitted. The mixtures and the thicknesses of the lining and of the sheaths are selected so that a satisfactory consolidation of the hose can be achieved even without the embedding mixture. From the embodiments shown in FIGS. 1 and 2 it can be seen that the strips used to manufacture the first and second reinforcement assemblies can be provided with a sufficient amount of latex to ensure that sufficient adhesion between the two assemblies occurs during vulcanization their contact surfaces is achieved.
The various components of the hose can all be built up on a rigid or flexible dome using a single multi-head machine. The multi-head machine can also be used to apply the temporary nylon wrap that holds the hose components together during vulcanization. Since the reinforcement strips described are very thin, the multi-head machine can stack sufficient amounts of strip material to produce great lengths of tubing in a single production run.
Compared with conventional hoses, hoses according to the invention can be produced with relatively thin walls, and they can have good flexibility combined with high resistance to crushing forces and differential pressures acting on the hose wall. Conversely, the use of reinforcement strips of the type described above, for a given wall thickness, results in a hose with greater strength than hoses which are provided with conventional reinforcement strips, and if the hose has the same strength, then it can have a thicker lining and / or sheathing in order to increase To achieve robustness and greater wear resistance.
The thin carrier film itself has to do with the strength of the
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The reinforcement strip does not have a significant proportion in its longitudinal direction compared to that of the reinforcement members, but in the association of the assembled hose it makes an important contribution to the overall resistance and robustness of the reinforcement arrangement, and thanks to the flexible nature of the thin sheet material this advantage is achieved without any appreciable loss of flexibility . The reinforcement arrangement therefore forms a very effective hose wall part between adjacent turns of the single or multiple support helix, and the pitch of the helix therefore does not need to be as low as is required when using conventional materials.
The non-woven material results in a film with a high modulus of elasticity, gives additional resistance and acts as a bridge both between the windings of the wire and over the window-like spaces formed by the network of opposing helical layers of reinforcing yarns or by the woven textile material wide-meshed weave.
Although the invention has been described on the basis of hoses which have two reinforcement arrangements, two support coils formed from wire and inner and outer cover layers, it is obvious that the invention in its broadest sense can also be applied to hoses which have a smaller or larger number of reinforcement arrangements or support coils and / or in which the arrangements or coils are arranged in a sequence deviating from the above description.
PATENT CLAIMS:
1. Flexible hose with a helical support and a multilayer reinforcement arrangement for bridging the spaces between the turns of the helical support, thereby creating
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