CH397229A - Verfahren zur Herstellung eines Schlauches aus nichtmetallischem Werkstoff - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung eines Schlauches aus   nichtmetallischem    Werkstoff
Von einem in der Technik oder im täglichen Leben zu verwendenden Schlauch verlangt man eine Reihe guter Eigenschaften. Er soll leicht biegsam, aber auch so widerstandsfähig sein, dass er einen in seinem Innern herrschenden Überdruck oder Unterdruck zuverlässig aufnehmen kann. Ausserdem muss er elastisch sein, um nach einer örtlichen Abflachung unter vorübergehendem Druck seine alte Form wiederzugewinnen. Endlich soll er auch bei stärkerer Biegebeanspruchung nicht brechen.



   Die Erfüllung dieser Forderungen ist nicht nur eine Frage des verwendeten Materials. Vielmehr kommt es in erheblichem Masse auch auf die Form des Schlauches, z. B. auf seine Wandstärke an.



   Die üblichen Schläuche mit glatter Oberfläche erfüllen die genannten Forderungen unvollkommen.



  Zwar bereitet es keine Schwierigkeiten, die eine oder andere der gestellten Bedingungen zu erfüllen; indessen geht dies im allgemeinen zu Lasten der übrigen Voraussetzungen. Soll z. B. ein Schlauch biegsam sein, so muss er eine möglichst dünne Wandstärke besitzen; das hat jedoch zur Folge, dass seine Stabilität gegenüber Überdruck oder Unterdruck nachlässt.



  Das Umgekehrte gilt entsprechend. Ein Schlauch mit dicker Wandstärke, wie er beispielsweise in der Vakuumtechnik oder als Wasserschlauch verwendet wird, ist nicht allzu biegsam. Ausserdem besteht die Gefahr, dass ein dickwandiger Schlauch bei stärkerer Biegung bricht.



   Man hat auf verschiedene Weise versucht, die gegebenen Schwierigkeiten zu beseitigen. So hat man beispielsweise Schläuche aus Metallband gewickelt.



  Diese Schläuche sind aber teuer in der Herstellung und werden nach längerem Gebrauch gegebenenfalls undicht.



   Neben den Metallschläuchen sind auch Gummioder Kunststoffschläuche bekannt, die eine Drahtwindung enthalten. Diese Schläuche weisen, wenn sie dünn sind, aussen und innen eine gewellte Wandung auf. Ein solcher Schlauch ist zwar biegsam und auch unempfindlich gegenüber Überdruck oder Unterdruck, dafür hat er aber den Nachteil, dass er gegenüber Kräften senkrecht zur Schlauchachse nicht elastisch ist, d. h. nach Verformung in dieser Richtung seine alte Gestalt nicht wieder einnimmt. Ausserdem führt die innere Wellung dazu, dass ein Heulton oder Rauschen entsteht, wenn Luft oder Wasser durch den Schlauch strömt, da die wellige Innenfläche Anlass zu Verwirbelungen gibt. Hinzu kommt schliesslich, dass die Herstellung relativ umständlich und kostspielig ist.



   Die Erfindung behebt alle diese Nachteile. Nach ihr lässt sich ein Schlauch herstellen, der von allen oben erwähnten Schwierigkeiten frei ist, wobei das Herstellungsverfahren als solches sehr einfach und billig ist. Es handelt sich dabei um die Herstellung eines Schlauches aus nichtmetallischem Werkstoff, z. B. Gummi oder Kunststoff, der, im Inneren zweckmässig mit glatter Wandung versehen, auf seiner Aussenfläche schraubenlinienförmig verlaufende Rippen besitzt. Ein solcher Schlauch, der einen glatten, geräuschfreien Durchlauf des zu fördernden Mediums erlaubt, kann eine verhältnismässig dünne Wandung besitzen und ist demgemäss sehr elastisch und biegsam; zugleich aber ist er infolge der äusseren Rippen ausserordentlich stabil, formfest und druckunempfindlich.



   Gegenstand der Erfindung ist zunächst ein Verfahren zur Herstellung des gewünschten Schlauches.



  Dieses Verfahren besteht darin, dass der Schlauch  mit glattem Aussenmantel kontinuierlich und geradlinig aus einer Vorrichtung gefördert wird und die Rippen an den oder aus dem die Vorrichtung verlassenden Schlauch mittels einer ihn umlaufenden Hilfsvorrichtung an- bzw. herausgearbeitet werden.



   Zugleich bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur Durchführung des neuartigen Verfahrens. Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass einer den glatten Schlauch geradlinig   för-    dernden Vorrichtung ein um die Längsachse dieser Vorrichtung drehbares, mit einem Durchlass für den Schlauch versehenes Hilfsorgan zur Anbringung bzw.



  Herausarbeitung der schraubenlinienförmigen Rippen nachgeschaltet ist.



   Weitere Vorteile der Erfindung, insbesondere auch Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, sind nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben, die einige Ausführungsbeispiele zeigt.



   Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Einrichtung in einer ersten Ausführungsform.



   Fig. 2 ist ein analoger Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels.



   Fig. 3 zeigt in Seitenansicht und
Fig. 4 in Vorderansicht eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispieles der Erfindung.



   In Fig. 1 ist mit 5 das Austrittsende eines Extruders dargestellt, in welchem sich eine Schnecke 6 zur Förderung des plastischen Materials dreht, aus dem der erfindungsgemäss auszubildende Schlauch hergestellt werden soll. An den Extruder schliesst sich ein Hilfsorgan an, das aus einer drehbaren Hülse 7 und einem feststehenden, im   Extrudergehäuse    durch Streben 8 gehaltenen Kern 9 besteht, wobei beide Elemente konzentrisch zur Achse des Extruders 5 liegen. Die drehbare Hülse 7 ist mit zwei achsparallel verlaufenden Kanälen 10 und 11 ausgestattet, die an einer Ringkammer 12 der Hülse 7 beginnen und bis zur Stirnseite 13 der Hülse durchgeführt sind, um dort in Krümmungsbogen 14, 15 überzugehen, welche radial zur Längsachse der Gesamteinrichtung münden.



   Der Kern 9 ist von einer Hülse 16 umgeben, deren Innendurchmesser grösser als der Aussendurchmesser des Kernes ist, wobei die Differenz dieser beiden Durchmesser die Wandstärke des herzustellenden Schlauches bestimmt.



   Der zur Herstellung des Schlauches dienende plastische Kunststoff, z. B. auf etwa 1300 C erhitztes Polyvinylchlorid, wird durch die Schnecke 6 in die Ringkammer 12 gepresst und gelangt von dort teils in den Ringraum 17 zwischen den Teilen 9 und 16, teils in Kanäle 10 und 11. An der Stirnseite 13 des Hilfsorganes tritt aus dem Ringraum 17 ein glatter Schlauch aus, der sich, solange der Extruder arbeitet, gleichmässig geradlinig bewegt. Zugleich aber tritt auch aus den Krümmern 14 und 15 plastisches Material aus und legt sich demgemäss in Form von Stegen oder Rippen auf den Aussenmantel des Schlauches, wobei infolge der Fortbewegung des letzteren die Rippen schraubenlinienförmige Gestalt annehmen.



   Es kann gegebenenfalls nützlich sein, dem Ende der Hilfsvorrichtung eine Kühlung zuzuordnen, um den mit Rippen versehenen Schlauch rasch erstarren zu lassen.



   Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind mit 5, 6, 8 und 9 die gleichen Teile wie in Fig. 1 bezeichnet.



  Die umlaufende Hülse 18 hingegen ist nicht mit achsparallel verlaufenden Kanälen, sondern mit einem gegen den Kern 9 hin offenen Gewindegang 19 versehen. Dies hat zur Folge, dass der aus dem Extruder gepresste, plastisch gemachte Werkstoff teils durch den Ringraum 20 gefördert wird, welcher analog Fig. 1 zwischen dem Kern 9 und einer ihn umgebenden, mittels einzelner Halter 21 am   Extrudergehäuse    5 befestigten Büchse 22 besteht, teilweise aber auch in den Gewindegang 19 überführt und in ihm gegen das Auslassende des Hilfsorgans hin geschoben wird, wo sich dann der mit trapezförmig gestaltetem Querschnitt ausgestattete Steg auf den Schlauch legt, der den Ringraum 20 verlässt. Zu diesem Zweck ist, wie Fig. 2 zeigt, das Ende 23 der Büchse 22 gegen über dem Ende der Hülse 18 etwas zurückgesetzt.



  Natürlich können geeignete Hilfsmassnahmen ergriffen werden, um den Steg, der den Gewindegang 19 verlässt, auf der glatten Aussenwand des Schlauches in spezifischer Weise zu befestigen, etwa durch Festkleben, Festschweissen, Anpressen und dergleichen.



   Im Falle der Fig. 3 und 4 handelt es sich darum, einen Schlauch verhältnismässig grosser Wandstärke zu benützen, in welchem zwecks Bildung schraubenlinienförmiger Stege eine oder mehrere Rillen nach Art eines Gewindeganges eingeschnitten werden.



   Die hierzu dienende, in der Zeichnung schematisch dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Gestell oder Gehäuse 24 mit einer Eingangsöffnung 25, in welche ein bereits vorgefertigter Schlauch 26 grosser Wandstärke von rechts nach links eingeführt wird. Innerhalb des Gehäuses befinden sich zwei den Schlauch von oben und unten übergreifende Förderrollen 27, 28, denen jeweils ein Zahn- oder Reibrad 29, 30 zugeordnet ist, wobei die beiden Räder 29, 30 durch ein gemeinsames Antriebsrad 31 in Bewegung gesetzt werden. An dem der Öffnung 25 gegenüberliegenden Ende des Gehäuses oder Gestells 24 ist ein Zahnrad 32 feststehend montiert; es weist einen mittleren Durchlass für den Schlauch 26 auf. Auf das Zahnrad 32 folgt ein in geeigneter Weise gelagertes Antriebsrad 33, z. B. eine Keilriemenscheibe, die von dem Motor 34 aus über die Gegenscheibe 35 gedreht werden kann.



   An der dem Zahnrad 32 abgelegenen Stirnseite 36 der Riemenscheibe 33 sind verschiedene Organe gelagert. Es handelt sich dabei zunächst um eine Keilriemenscheibe 37, deren Welle 38 frei drehbar  

Claims (1)

1. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch aus einem Extruder gefördert und nach seinem Austritt auf dem Umfang mit den Rippen versehen wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen in plastischer Form auf den Schlauch aufgetragen werden.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass elastische Rippenbänder auf den Schlauch aufgeschweisst oder aufgeklebt werden.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Extruder in plastischem Zustand verlassende Werkstoff in Teilmengen durch einen den Schlauch formenden Ringraum und durch ein den Ringraum umlaufendes, die Rippen formendes Mundstück gepresst wird.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass in einen die Fördervorrichtung verlassenden dickwandigen Schlauch zwecks Rippenbildung ein Gewinde eingeschnitten wird.

   6. Einrichtung nach Patentanspruch II, deren Fördervorrichtung aus einem Extruder besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauchdurchlass aus einem vom Hilfsorgan (7) umlaufenen, mit einem Schlauchführungsdorn (9) versehenen Mundstück (12, 17) besteht.

   7. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsorgan (7) zwei vom Schlauchdurchlass getrennte, plastisches Material für die aufzubringenden Rippen führende, axial verlaufende Kanäle (10, 11) aufweist, die ausserhalb des Mundstückes radial über dem äusseren Mantel des Schlauches münden (bei 14, 15).

   8. Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mundstück (20) aus einem zwischen einem Dorn (9) und einer zu diesem koaxialen Büchse (22) ausgesparten Ringraum besteht und von einer drehbaren Hülse (18) umgeben ist, in welcher schraubenlinienförmig verlaufende, gegen die Büchse (22) hin offene Nuten (19) ausgespart sind.

   9. Einrichtung nach Unteransprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die rippenbildenden Elemente (14, 15) oder (19) trapezförmigen Querschnitt haben.

   10. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass als Fördervorrichtung ein Rollenantrieb (27, 28) für den Schlauch (26) dient, und dass das Hilfsorgan aus einem umlaufenden Schneidelement (44) zur Einarbeitung von Schraubennuten (47) in den Schlauchmantel besteht.

   11. Einrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsorgan als Planetensystem ausgebildet ist, dessen Zentralrad (33) eine Antriebsscheibe darstellt, während ein oder mehrere Schneidorgane (44) die Planetenräder bilden.

   12. Einrichtung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Fördervorrichtung die Keilriemenscheibe 33 durchläuft und am freien Ende mit einem Ritzel 39 ausgestattet ist, welches mit dem Zahnrad 32 kämmt. Des weiteren sitzt auf der Stirnseite 36 der Keilriemenscheibe eine in der Führung 40 radial verstellbare, als Spannorgan für den Keilriemen 41 dienende Keilriemenscheibe 42, die sich gegenüber der Antriebsscheibe 33 frei drehen kann.

   Schliesslich ist an der Keilriemenscheibe 33 ein mit der Treibscheibe 43 fest verbundenes Schneidorgan nach Art einer Frässcheibe 44 drehbar gelagert, und zwar vorzugsweise ebenfalls so, dass dieses ganze Aggregat in der Führung 45 radial verstellt werden kann. Diese Verstellbarkeit dient dazu, um das Schneidorgan 44 der jeweiligen Grösse und der gewünschten Tiefe der Einfräsung anzupassen. Das Schneidwerkzeug 44 muss dabei etwas schräg auf seiner Achse 46 sitzen und gegebenenfalls ausser den peripherischen Schneidkanten auch stirnseitige Schneidkanten aufweisen.

   Wird das Aggregat gemäss Fig. 3 und 4 in Betrieb gesetzt, so fördern die Rollen 72, 28 den Schlauch 26 gleichmässig durch das Zahnrad 32 und die Antriebsscheibe 33 hindurch geradlinig von rechts nach links. Infolge der durch das Ritzel 39 und den Zahnkranz 32 bewirkten Übersetzung zwischen der Drehzahl der Keilriemenscheibe 33 und derjenigen des Schneidorgans 44, die z. B. 1 : 20 betragen kann, werden in den Schlauchmantel Rillen 47 nach Art eines Gewindeganges eingeschnitten, so dass die zwischen diesen Gängen stehenbleibenden Stege 48 die gewünschten Rippen des Schlauches bilden.

   Das ganze, aus den Teilen 33, 37, 42, 43 und 44 bestehende System bewegt sich nach Art eines Plantengetriebes, wobei das Sonnenrad durch die Keilriemenscheibe 33 gebildet wird, während das mit dem Schneidorgan 44 versehene Planetenrad den Schlauch 26 fortlaufend umkreist und hierbei in den sich linear bewegenden Schlauch die Rillen 47 einschneidet.

   PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung eines Schlauches aus nichtmetallischem Werkstoff mit auf seiner Aussenfläche schraubenlinienförmig verlaufenden Rippen; dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch mit glattem Aussenmantel kontinuierlich und geradlinig aus einer Vorrichtung gefördert wird und die Rippen an den oder aus dem die Vorrichtung verlassenden Schlauch mittels einer ihn umlaufenden Hilfsvorrichtung an- bzw. herausgearbeitet werden.

   II. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass einer den glatten Schlauch geradlinig fördernden Vorrichtung (5, 6) ein um die Längsachse dieser Vorrichtung drehbares, mit einem Durchlass (17) für den Schlauch versehenes Hilfsorgan (7, 9) zur Anbringung bzw. Herausarbeitung der schraubenlinienförmigen Rippen nachgeschaltet ist. abgekehrten Stirnseite der Antriebsscheibe (33) mindestens ein Schneidelement (44) gelagert ist, dessen Antrieb über eine die Antriebsscheibe (33) frei drehbar durchlaufende Welle (38) erfolgt, die auf der Rückseite der Antriebsscheibe mit einem Ritzel (39) versehen ist, welches mit einem zur Antriebsscheibe koaxialen Zahnrad (32) kämmt.