CH370984A

CH370984A - Biegsames Rohr und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: CH370984A
Application number: CH7243259A
Authority: CH
Inventors: Ernest Jackson Harold
Original assignee: Tecalemit Sa
Priority date: 1958-04-24
Filing date: 1959-04-23
Publication date: 1963-07-31
Also published as: BE578064A; DE1196851B; NL128711C; GB918348A; FR1922154A; NL238524A

Description

Biegsames Rohr und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein biegsames Rohr und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung.

Ziel der Erfindung ist die Herstellung biegsamer Rohre, welche sich insbesondere für die Leitung von flüssigen bzw. fliessfähigen Stoffen, gegebenenfalls unter hohem Druck, eignen. Hierzu gehören z. B. flüssige Brennstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis und die flüssigen Stoffe, welche in hydraulisch betriebenen Kontrollsystemen benutzt werden, wie z. B.

Bremssystemen für Fahrzeuge und andere Kontrolleinrichtungen, wie sie bei Flugzeugen verwendet werden. Die Erfindung kann auch auf Rohre angewendet werden, die sich für andere Zwecke eignen, z. B. für die äussere Hülle eines biegsamen Kontrollkabels vom Bowden Zug-Typ.

Gemäss der Erfindung wird ein biegsames Rohr erzeugt, das aus einem, vorzugsweise durch Pressen hergestellten, inneren hohlen Kern aus synthetischem thermoplastischem Material, mindestens einer den Kern umgebenden Schicht und einer diese umgebenden Hülle aus elastomerem Material besteht.

Bisher wurden biegsame Rohre für die oben erwähnten und ähnliche Zwecke, die aus zwei oder mehr Schichten bestehen, wovon wenigstens die innere aus synthetischem thermoplastischem Material angefertigt ist, im allgemeinen mit Hilfe eines Dornes hergestellt, auf welchem sie geformt wurden. In solchen Fällen war die Länge des Rohres begrenzt durch die Länge des Dornes. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Herstellung von Rohren, deren Länge nicht durch die Verwendung eines Dornes begrenzt ist.

Bei einem wie oben beschriebenen Rohr, das aus einer inneren und einer äusseren Schicht besteht, begegnet man in der Praxis Schwierigkeiten, wenn die äussere Schicht eine Wärmebehandlung erfordert, nachdem sie auf der inneren Schicht aufgebracht oder auf ihr gebildet wurde, und wenn die innere Schicht aus einem thermoplastischen Material oder einem solchen Werkstoff gefertigt ist, welcher gegen die für eine solche Wärmebehandlung notwendigen
Temperaturen nicht ohne Erweichung beständig ist oder in einer anderen unerwünschten Weise beein flusst wird.

Ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Verfah- rens sowie einer entsprechenden Vorrichtung zur
Herstellung solcher Rohre, wobei die äussere Schicht bei erhöhter Temperatur behandelt werden kann, ohne dass bei dem fertigen Rohr ernsthafte nadi- teilige Wirkungen auftreten.

Es wird deshalb ein Verfahren vorgesehen zur
Herstellung biegsamer Rohre mit einem hohlen Kern aus synthetischem thermoplastischem Material und einer äusseren Hülle aus elastomerem Material, z. B. natürlichem oder synthetischem Kautschuk, wobei der Werkstoff für die äussere Hülle eine Wärme behandlung bei einer Temperatur erfordert, die ein
Weichwerden des Materials des inneren Kernes oder andere unerwünschte Wirkungen an diesem hervor ruft. Dieses Verfahren umfasst ein Auspressen des
Matenials zur Bildung der Hülle um den vorgeform ten, umschichteten Kern sowie ein anschliessendes
Hindurchführen des Rohres durch eine Heizkammer, während man gleichzeitig den Kern mit einem fliess fähigen Stoff (Gas oder Flüssigkeit) gefüllt hält.

Alternativ ist es möglich, anstatt z. B. eine Kühl flüssigkeit zu verwenden, mit welcher der Kern ein fach gefüllt werden kann oder welche den Kern wäh rend des Durchführens des Rohres durch die Heiz kammer durchfliessen soll, den Kern unter Druck mit einem fliessfähigen Medium (Gas oder Flüssig keit) gefüllt zu halten, um so die Gestalt des Ker nes trotz des Weichwerdens des ihn bildenden Materials zu erhalten.

Diese beiden Varianten können vorteilhaft kombiniert werden, wenn man ein Kühlmittel verwendet, welches den Kern des Rohrs unter einem kontrollierten Druck durchströmt.

Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur Herstellung solcher biegsamer Rohre. Diese weist mindestens eine Spule auf, auf welche zumindest der Kern des Rohres gewickelt werden kann und eine Anschlussleitung für einen fliessfähigen Stoff, mit der ein Ende des Kernes in Verbindung gebracht ist, ferner Mittel, um dem Kern über die Anschlussleitung den fliessfähigen Stoff zuzuführen, während die Spule rotiert. Ferner gehört zu der Vorrichtung ein Extruder zum Auspressen des Hüllenmaterials, um dieses um den Kern herurnzulegen, eine Heizkammer und eine Einrichtung zur Bewegung des Rohres, dessen Kern mit dem fliessfähigen Stoff gefüllt ist, vom Extruder durch den Heizraum.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben
In letzterer ist Fig. 1 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemässen Ausführungsform eines Rohres.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtungsform, die zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens benutzt werden kann.

Es soll zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen werden, bei welcher das gezeigte Rohr einen Kern 1 umfasst, der aus einem gepressten thermoplastischen Material besteht. Es kann jedes geeignete Material verwendet werden, einschliesslich der Polyamide, wie Nylon, ferner Polyvinylchlorid und Polyäthylen. Die Venvendung des Superpolyamids, welches von der Poly-l -Aminoundecansäure abgeleitet und als Nylon 11 bezeichnet wird, ist jedoch vorzuziehen.

Den Kern 1 umgeben zwei Schichten 2 und 3, von welchen jede aus geflochtenen Textilfasern, vorzugsweise in Form von kontinuierlichen Fäden aus natürlichen oder synthetischen Substanzen gebildet wird.

Für diese Schichten benutzt man vorzugsweise Fäden aus Polyester, welche durch Kondensation von Äthylenglycol mit Terephthalsäure entstehen und unter der eingetragenen Marke Terylen im Handel sind, wobei ein sehr dehnbarer Typ dieser Fäden bevorzugt wird.

Die beiden Schichten 2 und 3 können aus den gleichen oder verschiedenen Materialien bestehen, aber es ist vorteilhaft, dass die Fäden der zweiten oder äusseren Schicht 3 einen grösseren Durchmesser haben als die der inneren Schicht 2.

Den Kern 1 und die geflochtenen Schichten 2 und 3 umgibt eine äussere Hülle 4, welche aus natürlichem oder synthetischem Elastomer hergestellt ist.

Vorzugsweise wird ein synthetisches, ölbeständiges Elastomer verwendet, wie z. B. Chloroprenkautschuk ( Neopren ). Die äusseren Hülle 4 wird vorzugsweise mit der anliegenden Zwischenschicht 3 mittels eines Klebstoffes verbunden, für welchen Zweck z. B. eine Gummilösung verwendet werden kann.

Die Anzahl der Schichten zwischen Kern 1 und Hülle 4 kann vergrössert oder verkleinert werden, je nach Wunsch. Es könnte beispielsweise nur eine Geflechtschicht zwischen Kern und Hülle vorhanden sein.

Nun soll die Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Rohres im Hinblick auf Fig. 2 beschrieben werden.

Die gezeigte Vorrichtung umfasst eine Zulaufspule 5, welche auf einem Gestell 6 drehbar montiert ist. Um die Spule 5 wird die erforderliche Länge an Rohrkern 7 gewickelt, welcher in diesem Fall aus dem inneren Nylonkern 1 (Fig. 1) und den beiden geflochtenen Zwischenschichten 2 und 3 besteht.

Der Sinn der Vorrichtung besteht darin, die äussere Hülle 4 auf den Rohrkern aufzubringen. Zu diesem Zweck wird der Rohrkern 7 von der Spule 5, welche mit einer geeigneten Friktionsbremse versehen sein kann, durch eine Vorrichtung 8 für das Aufbringen des Klebstoffes hindurchgezogen, wobei letzteres durch Aufsprühen erfolgen kann oder dadurch, dass der Rohrkern durch ein Klebstoffbad geführt wird.

Das Material gelangt dann durch den Kopf 9 eines Extruders 10, welcher bei Verwendung eines synthetischen Elastomeren die die geflochtene Schicht 3 umgebende äussere Hülle 4 erzeugt.

Nach der Presse passiert das Rohr eine rohrförmige Heizkammer 11, in welcher die Temperatur, die zwischen 100 und 200ob liegen kann, auf den für die Vulkanisation der Schicht 4 und das Härten des die Schicht 4 mit der Geflecntschicht 3 fest verbindenden Klebstoff-Films erforderlichen Wert gebracht wird. Diese Temperatur, welche bei dem vorliegenden Beispiel etwa 135-140"C betragen kann, würde in ungünstiger Weise den Innenkern 1 beeinflussen, indem sie ihn erweichen und verursachen würde, dass er unter dem Druck der ihn umgebenden Schichten deformiert wird. Dieses Weichwerden des Innenkernes wird durch noch näher zu beschreibende Massnahmen verhindert oder wenigstens herabgesetzt.

Das Rohr wird mittels eines Paares gekerbter Rollen 12 aus der Kammer 11 gezogen, von welchen aus es auf eine Aufnahmespule 13 gespult wird, die mittels einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise durch Friktion, angetrieben werden kann.

Um das Weichwerden und mögliche Zusammenfallen des Innenkernes 1 während des Durchgangs des Rohres durch die Heizkammer 11 zu verhindern, wird der Kern mit einem fliessfähigen Stoff gefüllt gehalten. Man kann entweder eine Kühlflüssigkeit mit ganz niedrigem Druck verwenden, sofern die Kühlwirkung der Flüssigkeit ausreicht, um das Weichwerden und Zusammenfallen des Kernes 1 zu verhindern. Man kann auch ein fliessfähiges Medium mit Raumtemperatur (Gas oder Flüssigkeit) gebrauchen, wenn dieses unter einem ausreichenden Druck steht, um das Zusammenfallen des Kernes 1 zu verhindern, auch wenn der Kern etwas erweicht. Vorzugsweise wird eine Kühlflüssigkeit verwendet, die unter Raumtemperatur abgekühlt werden kann und die das Rohr 7 unter kontrolliertem Druck durchläuft. Dies kann nach der in Fig. 2 gezeigten Weise erfolgen.

In diesem Falle haben die Spulen 5 und 13 hohle Wellen 14 und 15, welche flüssigkeitsdicht mit Zuund Abführungsleitungen 16 und 17 verbunden sind.

Jede der Wellen 14 und 15 ist mit einem Mundstück oder einer anderen Vorrichtung (nicht gezeigt) versehen, mit welcher die Enden des Rohres 7 verbunden sind.

Gekühltes Wasser oder ein flüssiges Kühlmittel wird mittels einer Pumpe 19 von einem Kühltank 18 zu der Welle 14 und somit zu einem Ende des Rohres 7 geleitet, wobei die Flüssigkeit auf Wunsch durch ein Druckkontrollventil oder eine ähnliche Vorrichtung 20 geleitet werden kann, um den Druck der Flüssigkeitszufuhr auf einem gewünschten Wert zu halten. Die Vorrichtung kann automatisch arbeiten.

Der angewendete Druck hängt von der Natur und Dicke der Schichten und anderen Faktoren ab, aber er kann beispielsweise etwa 60-65 kg/cm2 betragen.

Die Temperatur, bei welcher das Kühlmittel dem Rohr 7 zugeführt wird, kann bei Raumtemperatur oder etwas unterhalb liegen. Bei Wasser kann die Temperatur irgendeinen geeigneten Wert zwischen Gefrierpunkt und Raumtemperatur aufweisen, obgleich bei anderen Kühlmitteln, einschliesslich einer Salzlösung, Temperaturen unterhalb 0 C angewendet werden können.

Das Kühlmittel durchläuft das Rohr 7 bis zu dessen Ende, welches mit der Hohlwelle 15 des Haspels 13 verbunden ist, von wo es durch ein Druckkontrollventil oder eine andere geeignete Vorrichtung 21, die das Kühlmittel innerhalb des Rohrkernes auf dem gewünschten Druck hält, abgeführt wird. Das Kühlmittel wird dann durch eine Rohrleitung 22 zum Tank 18 zurückgeleitet.

Man kann also erkennen, dass das Rohr 7 während der ganzen Zeit, in welcher es den Extruder 10 und die Heizkammer 11 passiert, kontinuierlich von kühlendem fliessfähigem Stoff durchströmt wird, und zwar unter einem durch die Vorrichtungen 20 und 21 kontrollierten Druck. Die kühlende Wirkung des fliessfähigen Stoffes gekoppelt mit den wärmeisolierenden Eigenschaften der Geflechtschichten 2 und 3 kann derart sein, dass, wenn man die Temperatur der Kammer 11 und die Zeit berücksichtigt, welche das Rohr braucht, um sie zu passieren, damit die Vulkanisation oder das Härten der äusseren Hülle 4 und der Klebstoffschicht einwandfrei vor sich gehen, das Material des inneren Kernes 1 auf einer Temperatur unterhalb seiner Erweichungstemperatur gehalten wird, wenigstens über den grössten Teil der Kerndicke.

Eine leichte Erweichung des Aussenbezirkes des Kernes 1 hat im allgemeinen keinen unerwünschten Effekt und kann tatsächlich eine Kohäsion mit der Geflechtschicht 2 bewirken, während jedes Zusammenfallen des Kernes 1 durch den Flüssigkeitsdruck innerhalb desselben verhindert wird.

Es kann an dieser Stelle festgehalten werden, dass die Schichten 2 und 3 aus einem Material gefertigt sind, welches Temperaturen oberhalb der das Weichwerden des Kernes I bewirkenden aushalten kann.

Obgleich die Verwendung einer Kühlflüssigkeit vorzuziehen ist, welche den Kern des Rohres durchströmt, während letzteres die Heizkammer 11 passiert, ist dies nicht immer notwendig. So kann es beispielsweise bei einer bestimmten Art von Rohren, besonders solchen mit einem Kern von grossem Innendurchmesser, genügen, den Kern mit einer Flüssigkeit zu füllen. Diese kann auf Wunsch unter Druck gehalten werden, und zwar einfach durch Schliessen des von der Pumpe 19 entfernt gelegenen Kernendes.

Wenn eine Kühlung nicht erforderlich ist, könnte das Kernrohr einfach in ähnlicher Weise mit Pressluft beschickt werden, wobei der Druck genügend hoch sein soll, um ein Zusammenfallen des Kernes zu verhindern, wenn dessen Material durch die Wärme erreicht werden sollte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Biegsames Rohr, gekennzeichnet durch einen hohlen Innenkern (1) aus einem synthetischen thermoplastischen Material, mindestens eine den Kern umgebende Schicht (2, 3) und eine diese umgebende Hülle (4) aus einem elastomeren Material.

II. Verfahren zur Herstellung eines Rohres nach Patentanspruch I, mit einer Hülle, deren Material eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur erfordert, die ein Erweichen oder andere unerwünschte Wirkungen auf das Kernmaterial ausüben könnte, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Hülle ausgepresst wird, um die Hülle (4) auf dem vorgeformten, umschichteten Kern (1) zu bilden, worauf das Rohr eine Heizkammer (11) durchläuft, während gleichzeitig der Kern mit einem fliessfähigen Stoff gefüllt gehalten wird.

III. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch mindestens eine Spule (5), auf welche wenigstens der Innenkern des Rohres (7) gewickelt werden kann, und eine Anschlussleitung, mit welcher ein Ende des Kernes verbunden ist, ferner Mittel (16) für die Zufuhr des fliessfähigen Stoffes zum Kern durch ein Mundstück, während die Spule rotiert, einen Extruder (10) zum Auspressen des Hüllenmaterials, um dieses um den Kern herumzulegen und eine Heizkammer (11) sowie eine Einrichtung (12) zum Transport des Rohres mit dem Kern, der mit dem fliessfähigen Stoff gefüllt ist, vom Extruder (10) durch die Heizkammer (11).

UNTERANSPRÜCHE 1. Rohr nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (2 bzw. 3) aus geflochtenen, natürlichen oder synthetischen Fasern oder Fäden besteht.

2. Rohr nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch zwei Schichten (2, 3), von denen eine die andere umgibt, wobei beide aus natürlichen oder synthetischen Fäden bestehen und die Fäden der äusseren Schicht einen grösseren Durchmesser aufweisen als die der inneren.

3. Rohr nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht bzw. jede Schicht aus Fäden von Polyäthylenglycolterephthalat besteht.

4. Rohr nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkern (1) aus Polyamid besteht.

5. Rohr nach Patentanspruch I und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenkern (1) aus 1 1-Aminoundecansäure-Polyamid besteht.

6. Rohr nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Hülle (4) aus Chloroprenkautschuk besteht.

7. Rohr nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Hülle (4) mit der anliegenden Zwischenschicht durch ein Klebmittel verbunden ist.

8. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlmittel durch den Innenkern (1) gefördert wird, während das Rohr die Heizkammer (11) passiert.

9. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 8, gekennzeichnet durch die Verwendung eines unter Überdruck stehenden Kühlmittels.

10. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel eine Flüssigkeit oder Pressluft ist.

11. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel während der Zeit, in welcher das Rohr die Heizkammer passiert, unter Druck durch den Kern (1) gefördert wird.

12. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 9-11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel vor dem Einbringen in den Kern (1) gekühlt wird.

13. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel mittels einer Pumpe durch den Kern und durch eine Kühleinrichtung zirkuliert wird.

14. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 9-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (4) aus einem elastomeren Material besteht, das beim Durchlauf des Rohres durch die Heizkammer (11) vulkanisiert werden kann.

15. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (2) aus einem Material besteht, welches gegen Wärmeeinfluss beständiger ist als das Kernmaterial.

16. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 9-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus geflochtenen Fäden oder Fasern besteht.

17. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 8-16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) aus Polyamid, die Schicht bzw. alle Schichten aus Fäden von Polyäthylenglycolterephthalat und die Hülle aus einer synthetisches Elastomer enthaltenden Zubereitung bestehen.

18. Vorrichtung nach Patentanspruch III, gekennzeichnet durch zwei Spulen (5, 13), von denen auf eine der Rohrkern (7) vor der Bildung der Hülle (4) gewickelt wird, von welcher Spule er zum Extruder (10) transportiert wird, während auf die andere das Rohr mit seiner Hülle nach dem Durchlaufen der Heizkammer (11) gewickelt wird, wobei jede Spule (5, 13) mit einem Mundstück versehen ist, mit dem ein Ende des Rohrkernes verbunden ist, während eines der Mundstück mit der Einrichtung für die Zuführung eines fliessfähigen Stoffes verbunden ist und das andere zum Abführen des fliessfähigen Stoffes aus dem Kern dient.

19. Vorrichtung nach Patentanspruch III und Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mundstück mit einem Organ (21) verbunden ist, welches dazu bestimmt ist, die Abführung des fliessfähigen Stoffes aus dem Kern zu regeln, um den Druck des fliessfähigen Stoffes im Kern aufrechtzuerhalten.

20. Vorrichtung nach Patentanspruch III und Unteransprüchen 18 und 19, gekennzeichnet durch eine Anschlussleitung (22) zwischen dem zweiten Mundstück und einem Behälter für den fliessfähigen Stoff, von welchem eine Pumpe (19) den fliessfähigen Stoff unter Druck zum ersten Mundstück bringt.

21. Vorrichtung nach Patentanspruch III und Unteransprüchen 18-20, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel für die Kühlung des fliessfähigen Stoffes vor dessen Einbringen in den Rohrkern (7) vorgesehen sind.

22. Vorrichtung nach Patentanspruch III und Unteransprüchen 19-21, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (8) zum Auftragen eines Klebstoffes auf den Rohrkern (7) vor der Aufbringung der Hülle (4) auf denselben.