BE1018653A3 - Flexibele slang met rigider begin-en/of einddeel. - Google Patents

Abstract

Flexibele slang met een begindeel, middendeel en einddeel, genoemde slang bevattende een wand die een naar buiten gerichte, spiraalvormige uitstulping vormt, genoemde spiraalvormige uitstulping in hoofdzaak bevattende twee nagenoeg radiale wandgedeelten, een binnenste wandgedeelte die opeenvolgende wikkelingen van genoemde spiraalvormige uitstulpingen verbindt ter hoogte van een binnenzijde van de slang, en een buitenste wandgedeelte die genoemde twee radiale wandgedeelten verbind ter hoogte van een buitenzijde van de slang, waarbij ten minste één van genoemde wandgedeelten van ten minste één van genoemd begindeel en einddeel rigider vervaardigd is dan genoemd ten minste één van genoemde wandgedeelten van genoemd middendeel.

Description

Flexibele slang met rigider begin- en/of einddeel

De uitvinding heeft betrekking op een flexibele slang met een begindeel, middendeel en einddeel, genoemde slang bevattende een wand die een naar buiten gerichte, spiraalvormige uitstulping vormt, genoemde spiraalvormige uitstulping in hoofdzaak bevattende twee nagenoeg radiale wandgedeelten, een binnenste wandgedeelte die opeenvolgende wikkelingen van genoemde spiraalvormige uitstulpingen verbindt ter hoogte van een binnenzijde van de slang, en een buitenste wandgedeelte die genoemde twee radiale wandgedeelten verbindt ter hoogte van een buitenzijde van de slang.

Dergelijke flexibele slangen zijn bekend uit BE1003411. Ze worden bij voorbeeld gebruikt als zuigslang bij stofzuigers en dergelijke. Zulke slangen zijn niet enkel flexibel, maar bevatten ook een voldoende stevigheid om dichtklappen van de slang bij grote zuigkrachten te verhinderen.

Een probleem bij dergelijke slangen is dat nabij de koppelpunten met stofzuiger en/of mondstukken van zulk een slang, zijnde het begin en het einde van de slang, een hoge belasting optreedt, in het bijzonder een hoge buigbelasting. Hierdoor ontstaat het risico dat de slang bij deze koppelpunten te scherp gebogen wordt, waardoor de slang knikt. Een knik in een slang heeft ten eerste het gevolg dat door de slang geen, of althans veel minder, lucht en/of vloeistof meer kan bewegen. Een tweede gevolg is dat beschadigingen optreden waardoor de slang kan scheuren.

Dit probleem is reeds geruime tijd bekend en een oplossing voor dit probleem is beschreven in US706347, dat reeds dateert van 1950. In dit octrooi wordt de oplossing voorgesteld om een beschermend omhulsel over een eind van de slang te voorzien. Dit omhulsel biedt een extra weerstand tegen scherpe buigingen en zal de slang daarom beschermen tegen beschadigingen.

Echter deze oplossing heeft het nadeel dat het complex is in de zin dat een extra onderdeel, namelijk het omhulsel, moet voorzien worden. Verder wijst de praktijk uit dat het omhulsel enkel voldoende stevigheid biedt aan de eerste centimeters van de slang, terwijl de hoge belasting zich ook verder dan deze eerste centimeters manifesteert. Er is dus reeds lange tijd behoefte aan een gedegen oplossing voor bovenvermelde problemen.

De uitvinding heeft als doel een oplossing te bieden waardoor een slang nabij een koppelpunt een hoge belasting kan opvangen.

Hiertoe heeft een slang volgens de uitvinding het kenmerk dat ten minste één van genoemde wandgedeelten van ten minste één van genoemd begindeel en einddeel rigider vervaardigd is dan genoemd ten minste één van genoemde wandgedeelten van genoemd middendeel.

Doordat een wanddeel van de slang nabij een koppelpunt, met name een begindeel en/of einddeel, rigider gemaakt is, en dus sterker is ten opzichte van dit wanddeel van het midden van de slang, kan de slang nabij een koppelpunt een hoge belasting opvangen. Een slang volgens de uitvinding heeft, in tegenstelling tot slangen uit de stand van de techniek, geen continu karakter in de zin dat zij niet op elke plaats gelijke eigenschappen vertoont. Conventioneel worden slangen geproduceerd via een volcontinu proces, namelijk via extrusie, waardoor de conventionele slangen wel een continu karakter vertoonden. Om deze genoemde productieredenen zou de vakman niet aan een oplossing denken zoals voorgesteld door de uitvinding. Daarenboven is er een duidelijke leer weg van de oplossing volgens de uitvinding om een omhulsel te voorzien en zo tot een oplossing te komen, zoals hierboven beschreven, daarbij behoudende het volcontinu karakter van de conventionele slang. Het detecteren of een deel van de slang rigider is dan een ander deel kan eenvoudig gedaan worden door bijvoorbeeld de weerstand tegen radiale vervorming te meten.

Verder heeft de uitvinding een verrassend voordeel, namelijk er moet geen compromis meer gemaakt worden tussen sterkte en gewicht/materiaalgebruik. Conventioneel was het voordelig om de slang in zijn totaliteit zo sterk mogelijk te maken, om de hoge belasting aan de koppelpunten op te vangen en zo de levensduur van de slang te verhogen. Echter een sterkere slang heeft hierdoor een hoger gewicht of is gemaakt van duurdere materialen. Het is duidelijk dat conventioneel een compromis moet gemaakt worden tussen gewenste sterkte en het maximale gewicht of maximale kostprijs van de slang. De uitvinding heeft als resultaat dat een dergelijke compromis niet meer nodig is, namelijk de slang kan op de gewenste plaatsen, nabij de koppelpunten, versterkt worden tot een optimale sterkte terwijl het middendeel van de slang geconfigureerd kan worden zodat een optimaal gewicht verkregen wordt. Dit alles gaat door de uitvinding niet meer ten koste van materiaalkost, integendeel, doordat het middendeel van de slang slechts een lage sterkte vereist, kan in dit middendeel op materiaal bespaard worden, wat niet alleen het gewicht maar ook de productiekosten ten goede komt. Het lichter maken van het middendeel van de slang heeft zelfs een bijkomend, verrassend voordeel, namelijk de slang is meer flexibel in het midden en zal daardoor beter terugveren als de slang bijvoorbeeld dichtgetrapt wordt, zonder dat hierdoor beschadigingen optreden, zoals wel gebeurt als een sterke slang dichtgetrapt wordt.

Bij voorkeur is genoemd buitenste wandgedeelte van ten minste één van genoemd begindeel en einddeel rigider vervaardigd dan genoemd buitenste wandgedeelte van genoemd middendeel. Doordat het buitenste wandgedeelte rigider vervaardigd is aan ten minste één eind van de slang ten opzichte van het midden van de slang, wordt een hogere weerstand verkregen tegen buiging, wat als resultaat heeft dat de slang minder flexibel is aan dat eind. Hierdoor kan zulk een slang bij het rigidere eind een hogere buigbelasting opvangen.

Bij voorkeur is ten minste een deel van ten minste één van genoemde twee nagenoeg radiale wandgedeelten van ten minste één van genoemd begindeel en einddeel rigider vervaardigd dan genoemd ten minste een deel van ten minste één van genoemde twee nagenoeg radiale wandgedeelten van genoemd middendeel. Door de radiale wandgedeelten, of één van de radiale wandgedeelten ten minste gedeeltelijk rigider te vervaardigen, wordt een hogere weerstand tegen dichtklappen van de slang verkregen. Door deze hogere weerstand tegen dichtklappen zal ook de weerstand tegen knik verhoogd zijn, namelijk knik wordt gedefinieerd als het dichtklappen door te scherpe buiging van de slang. Hierdoor kan zulk een slang bij het rigidere eind een hogere buigbelasting opvangen zonder dat de weerstand tegen buiging, welke de flexibiliteit van de slang bepaalt, verhoogd is.

Bij voorkeur wordt het rigider vervaardigen verkregen door een materiaaltoevoeging. Hieronder kan begrepen worden een extra laag materiaal toevoegen, maar kan ook begrepen worden een vervanging van een bestaand materiaal door een meer hoogwaardig, sterker materiaal. Bij voorkeur wordt een extra laag materiaal toegevoegd waardoor de wand dikker wordt. Indien de extra laag materiaal uit eenzelfde materiaal vervaardigd is dan de rest van de wand, zal de toename in dikte van de wand een verhoogde sterkte met zich meebrengen. Echter bij voorkeur zal het materiaal van de extra laag meer slijtvast en/of stijver zijn dan het materiaal van de rest van de wand. Hierdoor zal deze extra laag een hoge bescherming bieden tegen belasting in de vorm van slijtage door bijvoorbeeld schuren langs een wand.

Bij voorkeur is de extra laag materiaal verkregen door co-extrusie met genoemde wand. Hierdoor wordt een wand verkregen die één geheel vormt en uit één stuk bestaat, ondanks dat verschillende materialen en/of materiaaldiktes hierin verwerkt zitten.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

In de tekening laat : figuur 1 een slang zien volgens de uitvinding met een begin-een midden- en een einddeel; figuur 2 een longitudinale doorsnede zien van een wand van een slang volgens de uitvinding in onbelaste toestand; figuur 3 een longitudinale doorsnede zien van een wand van een slang volgens de uitvinding in gebogen stand; figuur 4 een longitudinale doorsnede zien van een verdere uitvoeringsvorm van een wand van een slang volgens de uitvinding in onbelaste toestand; en figuur 5 een longitudinale doorsnede zien van een verdere uitvoeringsvorm van een wand van een slang volgens de uitvinding in onbelaste toestand.

In de tekening is aan eenzelfde of analoog element eenzelfde verwijzingscijfer toegekend.

Figuur 1 laat een slang zien volgens de uitvinding. Deze slang heeft een begindeel d1 en een einddeel d2. Tussen dit begindeel en einddeel bevindt zich een middendeel. Het begindeel d1 en/of einddeel d2 zijn volgens de uitvinding rigider vervaardigd dan het middendeel.

De slang is opgebouwd zoals weergegeven in de figuren 2 tot 5. De wand van de flexibele slang wordt hoofdzakelijk door een spiraalvormige uitstulping 1 gevormd, welke ook als een Ω-profiel kan gedefinieerd worden. Deze spiraalvormige uitstulping bevat een binnenste wandgedeelte 2 dat zich tussen opeenvolgende spiraalvormige uitstulpingen bevindt, en deze laatste met elkaar verbindt. De spiraalvormige uitstulping 1 bevat verder een eerste nagenoeg radiaal wandgedeelte 3 en een tweede nagenoeg radiaal wandgedeelte 4 die aan de buitenzijde van de slang door middel van een buitenste wandgedeelte 5 met elkaar verbonden zijn.

In een onbelaste stand kunnen de wandgedeelten 3 en 4 nagenoeg evenwijdig zijn aan elkaar, maar dit is niet essentieel. Zoals weergegeven in figuur 2 kunnen de twee nagenoeg radiale wandgedeelten 3 en 4 eveneens niet parallel zijn in de onbelaste stand. Hun onderlinge afstand neemt toe van buiten naar binnen. Het omgekeerde is uiteraard ook mogelijk.

De uitvinding kan toegepast worden op slangen die vervaardigd zijn uit één materiaal, zoals weergegeven in figuren 2, 3 en 5. De uitvinding kan eveneens toegepast worden op slangen die vervaardigd zijn uit verschillende materialen, zoals weergegeven in figuur 4. In zulke slangen kunnen de binnenste 2 en buitenste 5 wandgedeelten uit een flexibel materiaal, bij voorbeeld uit ethyleen-vinylacetaat copolymeer of uit thermoplastisch rubber vervaardigd zijn terwijl de twee nagenoeg radiale wandgedeelten 3 en 4 uit een rigider materiaal, bij voorbeeld uit polyethyleen of uit polypropyleen, vervaardigd zijn. De verschillende wandgedeelten 2, 3, 4 en 5 kunnen door middel van een geschikt bindmiddel, of door een co-extrusie proces, met/aan elkaar bevestigd worden. Bij voorkeur worden deze verschillende wandgedeelten nagenoeg in verstek aan elkaar bevestigd.

Figuren 2-5 laten telkens aan de linkerkant één uitstulping 1 zien die rigider vervaardigd is dan twee uitstulpingen 1 aan de rechterkant van de figuur. Deze rigidere uitstulping 1 aan de linkerkant bevindt zich in een begindeel d1 of einddeel d2 van de slang volgens de uitvinding, terwijl de twee uitstulpingen 2 aan de rechterkant zich in het middendeel van de slang bevinden.

De slang rigider vervaardigen aan de einden kan op verschillende manieren gebeuren. Ten minste één van de wandgedeelten van de slang moet rigider vervaardigd worden. Dit kan gebeuren door een sterker materiaal te gebruiken of door materiaal toe te voegen. Het toegevoegde materiaal kan hetzelfde materiaal zijn dan de rest van de slang. Er kan echter ook een sterker of meer slijtvast materiaal toegevoegd worden om gewenste eigenschappen te bekomen.

Figuur 2 toont aan de uitstulping aan de linkerkant ten opzichte van de uitstulpingen aan de rechterkant hoe de slang rigider vervaardigd is. In figuur 2 is het eind rigider vervaardigd door de buitenwand 5 dikker te maken. In de getoonde uitvoeringsvorm is de extra laag materiaal 6 eenzelfde materiaal als de rest van de slang.

In figuur 3 is het eind rigider vervaardigd door niet alleen de buitenwand 5, maar ook een deel van de radiale wandgedeelten 3 en 4 dikker te maken. In de getoonde uitvoeringsvorm is de extra laag materiaal 6 eenzelfde materiaal als de rest van de slang. De extra laag 6 heeft in deze uitvoeringsvorm een u-vormige doorsnede die aansluitend over de spiraalvormige uitstulpingen is bevestigd zodanig dat de buitenste helft van de slang rigider is. Doordat in deze uitvoeringsvorm de binnenste helft van de slang niet rigider vervaardigd is, blijft de slang aan zijn eind toch nog een zekere flexibiliteit behouden.

Figuur 4 toont hoe een slang die bestaat uit meerdere materialen rigider gemaakt is aan een einde. In de uitvoeringsvorm volgens figuur 4 is een extra laag materiaal 6 toegevoegd op de buitenste helft van de slang, op dezelfde manier zoals gedaan in de uitvoeringsvorm weergegeven in figuur 3. Echter in deze uitvoeringsvorm is de extra laag materiaal 6 van een ander materiaal dan de rest van de slang.

Figuur 5 toont een verdere variante van een slang volgens de uitvinding. In deze variante is de slang in het middendeel vervaardigd uit één materiaal. Bij een rigider eind van de slang zijn een eerste deel van de radiale wandgedeelten 3 en 4 uit hetzelfde flexibel materiaal als de buitenste 5 en de binnenste wandgedeelten 2 vervaardigd, terwijl een tweede deel gevormd wordt door een steviger materiaal. In dit geval strekt het flexibel materiaal zich uit langs de binnenzijde van de radiale wandgedeelten. Het stevigere materiaal zorgt voor een grotere weerstand tegen inklappen, waardoor knik minder snel zal optreden. Echter doordat het binnenste en buitenste wandgedeelte gelijk blijven, zal de flexibiliteit van de slang nagenoeg ongewijzigd zijn in het rigidere eind van de slang ten opzichte van het midden van de slang. Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot het gebruik van een steviger materiaal voor slechts een deel van de radiale wandgedeelten. Een slang die aan een eind, en niet in het midden van de slang, ten minste één van de radiale wandgedeelten integraal uit een steviger materiaal vertoont, zodat een uitstulping verkregen wordt zoals weergegeven in figuur 4 aan de rechterkant, valt eveneens onder de beschermingsomvang van dit octrooi.

De slang volgens de uitvinding kan geproduceerd worden van verschillende materialen. Bij voorkeur wordt de slang vervaardigd uit kunststof zoals plastic en/of rubber. De slang kan vervaardigd worden van één enkel materiaal, zoals weergegeven in figuren 2 en 3. De slang kan ook vervaardigd worden door verschillende materialen samen te verwerken in de slang bijvoorbeeld op een manier zoals weergegeven in de figuren 4 en 5.

Bij voorkeur wordt een slang volgens de uitvinding verkregen door extrusie. Om het begin en het einde van de slang rigider te krijgen, kan co-extrusie pulserend toegepast worden. Dit houdt in dat een extrusie of co-extrusie continue plaatsvindt terwijl daarenboven pulserend een extra co-extrusie of materiaalwissel gebeurt. Dit repetetief superponeren van een extra laag materiaal 6 op de continue vervaardiging van de slang heeft als resultaat dat een slang kan vervaardigd worden met een rigider begin- en/of einddeel.

Door de juiste keuze van de verschillende materialen, bij voorbeeld door het gebruik van stevigere materialen in bepaalde zones van de uitstulpingen 1 van de slang, kan met minder materiaal een slang vervaardigd worden die bijgevolg goedkoper, lichter en beter hanteerbaar is. Bij voorkeur zijn 3 zones te onderscheiden in de uitstulpingen: de radiale wandgedeelten 3 en 4, het binnenste 2 en buitenste wandgedeelte 5, en de extra laag materiaal 6 (indien aanwezig). Elk van deze 3 zones heeft een functie en zal dus bij voorkeur een materiaal bevatten dat specifiek voor deze functie gekozen is. Zo dienen de radiale wandgedeelten 3 en 4 voor de weerstand tegen het inklappen van de slang door vacuüm, en zal voor deze zone dus een steviger materiaal gekozen worden zoals polyethyleen of polypropyleen. Het binnenste 2 en buitenste wandgedeelte 5 zorgt voornamelijk voor de flexibiliteit en hanteerbaarheid van de slang. Hiertoe wordt dus voor deze zone een meer flexibel materiaal gekozen zoals ethyleen-vinylacetaat copolymeer of thermoplastisch rubber. De extra laag materiaal 6 zorgt voor een verhoogde weerstand tegen belasting aan een einde van de slang, en daarom zal een stijver en/of meer slijtvast materiaal gekozen worden voor deze zone.

Door voor elke zone een specifiek materiaal te kiezen moeten geen compromissen gemaakt worden tussen weerstand tegen inklappen, gewicht, sterkte en kostprijs. Ook de productiekosten kunnen geoptimaliseerd worden door in bepaalde zones minder materiaal te gebruiken zonder dat hierdoor de slang sneller zal stukgaan.

Uit een vergelijking van figuur 2 met figuur 3 komt tot uiting dat bij het buigen van de slang hoofdzakelijk het buitenste wandgedeelte 5 en het binnenste wandgedeelte 2 vervormd worden. Indien het buitenste wandgedeelte aan een eind van de slang rigider is, zal de slang daar meer weerstand bieden tegen buiging.

Bij voorkeur zijn zowel het begindeel d1 als het einddeel d2 rigider vervaardigd. De afstand d1 is bij voorkeur groter dan 200mm, meer bij voorkeur groter dan 300mm en meest bij voorkeur groter dan 400mm. De afstand d2 is bij voorkeur groter dan 200mm, meer bij voorkeur groter dan 300mm en meest bij voorkeur groter dan 400mm.

Afstanden d1 en d2 kunnen gelijk zijn, echter dit is niet noodzakelijk en verschillende afstanden kunnen gekozen worden afhankelijk van de specifieke toepassing.

Volgens de uitvinding wordt de slang rigider vervaardigd aan een begindeel en/of einddeel door ten minste één wandgedeelte lokaal te verstevigen. Echter het zal duidelijk zijn dat een uitvoeringsvorm waarbij het gehele profiel, zijnde de uitstulpingen, rigider vervaardigd is aan een eind door bijvoorbeeld meer materiaal te gebruiken of een uniforme verstevigingslaag aan te brengen, dit eveneens onder de beschermingsomvang van dit octrooi valt.

Claims (9)

1. Flexibele slang met een begindeel, middendeel en einddeel, genoemde slang bevattende een wand die een naar buiten gerichte, spiraalvormige uitstulping vormt, genoemde spiraalvormige uitstulping in hoofdzaak bevattende twee nagenoeg radiale wandgedeelten, een binnenste wandgedeelte die opeenvolgende wikkelingen van genoemde spiraalvormige uitstulpingen verbindt ter hoogte van een binnenzijde van de slang, en een buitenste wandgedeelte die genoemde twee radiale wandgedeelten verbind ter hoogte van een buitenzijde van de slang, daardoor gekenmerkt dat ten minste één van genoemde wandgedeelten van ten minste één van genoemd begindeel en einddeel rigider vervaardigd is dan genoemd ten minste één van genoemde wandgedeelten van genoemd middendeel.

2. Flexibele slang volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat genoemd ten minste één van genoemde wandgedeelten genoemd buitenste wandgedeelte bevat.

3. Flexibele slang volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat genoemd ten minste één van genoemde wandgedeelten genoemd buitenste wandgedeelte en ten minste een daaraan aansluitend gedeelte van genoemde radiale wandgedeelten bevat.

4. Flexibele slang volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat genoemd ten minste één van genoemde wandgedeelten ten minste een deel van ten minst één van genoemde twee nagenoeg radiale wandgedeelten bevat.

5. Flexibele slang volgens conclusie 1, 2 of 3, daardoor gekenmerkt het dat rigider vervaardigd zijn verkregen is door een materiaaltoevoeging.

6. Flexibele slang volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het rigider vervaardigd zijn verkregen is door genoemd ten minste één van genoemde wandgedeelten te voorzien van een laag materiaal waardoor genoemd ten minste één van genoemde wandgedeelten dikker wordt.

7. Flexibele slang volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het rigider vervaardigd zijn verkregen is door genoemd ten minste één van genoemde wandgedeelten te voorzien van een laag materiaal dat stijver is dan het materiaal van de wand.

8. Flexibele slang volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het rigider vervaardigd zijn verkregen is door genoemd ten minste één van genoemde wandgedeelten te voorzien van een laag materiaal dat meer slijtvast is dan het materiaal van de wand.

9. Flexibele slang volgens conclusie 6-8, daardoor gekenmerkt dat genoemde laag materiaal verkregen is door co-extrusie tezamen met genoemde wand.