Die Erfindung betrifft einen mit Drahtwickeln armierten flexiblen Hydraulikhochdruckschlauch.
Hydraulische Maschinen werden zufolge ihrer relativ kleinen Dimensionen bei extrem grosser Krafterzeugung für industrielle Zwecke immer häufiger verwendet. Die Tendenz dieser technischen Entwicklung führt dahin, dass immer grössere Druckkräfte erzeugt werden können. Zur Übertragung der grossen Öldruckkräfte von der Hydraulikpumpe auf die Maschine werden Leitungen verwendet, welche meistens in Form von starren Stahlleitungen den extrem hohen Druckverhältnissen bis zu mehreren tausend Atmosphären gewachsen sein müssen. Zufolge der nachteiligen Eigenschaften dieser starren Leitungen wurden flexible Druckschläuche konstruiert.
Diese bekannten flexiblen Druckschläuche sind prinzipiell in der Weise aufgebaut, dass um einen Schlauch aus Kunststoff eine oder mehrere Schichten von runden Drahtwicklungen angeordnet sind, während sich zwischen den einzelnen Wicklungen Kunststoffschichten befinden. Das Ganze ist mit einem Aussenmantel aus Kunststoff überzogen.
Im Betrieb weisen diese bekannten Druckschläuche bei extrem hohen Druckverhältnissen jedoch Nachteile auf. Entweder vergrössert sich der Druckschlauch in Radialrichtung solange, bis die Wicklungsdrähte reissen, oder der Schlauch wird in Längsrichtung so stark gedehnt, dass die einzelnen Drahtwindungen auseinandergezogen bzw. auseinandergedrückt werden bis der Kunststoffschlauch bzw. das Öl zwischen den Drahtwindungen hinausgepresst wird und der Druckschlauch reisst. Bei Biegung des Druckschlauches vergrössert sich der Abstand zwischen den einzelnen Drahtwindungen der Bogenaussenseite solange, bis dass der Kunststoffschlauch bzw. das Ol zwischen den Drahtwindungen hinausgepresst wird und der Druckschlauch reisst.
Man hat bereits ohne Erfolg versucht, die oben genannten Nachteile durch qualitative Verbesserungen der Wicklungsdrähte, des Kunststoffschlauches oder durch vermehrte Wicklungsschichten, eventl. alternierend in verschiedenen Richtungen gewickelt, zu eliminieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen flexiblen Hydraulikhochdruckschlauch zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist und verschiedene Vorteile gegenüber den bekannten Ausführungen bietet.
Der Hydraulikhochdruckschlauch gemäss der Erfindung ist mit mindestens zwei zwischen einem Innen- und einem Aussenmantel angeordneten, um eine halbe Teilung gegeneinander versetzten Drahtwickeln versehen, deren Windungen im Abstand voneinander verlaufen. Erfindungsgemäss ist der neue Hochdruckschlauch dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Drahtwickel unmittelbar übereinander angeordnet sind und die Windungen des einen Wickels die Zwischenräume zwischen den Windungen des anderen Wickels überbrücken und dass die einander zugekehrten Flächen der Wickel derart profiliert sind, dass keilartige Vorsprünge zweier benachbarter Windungen des einen Wickels in eine entsprechend keilartig geformte Vertiefung einer Windung des anderen Wickels eintreten und umgekehrt.
Ein Hydraulikhochdruckschlauch der erwähnten Art kann trotz geringer Wandstärke extrem hohen Drücken in Radialrichtung standhalten. Dadurch dass bei wachsendem Öldruck die beiden Metalldrahtwicklungen gegenseitig keilförmig ineinanderverschoben werden können, kann der Druckschlauch sich in Längsrichtung nur zusammenziehen, so dass im Gegensatz zu den bekannten Druckschläuchen keine Vergrösserung der Abstände zwischen den einzelnen Drähten der Wicklung entstehen kann, durch welche der Kunststoffschlauch bzw. das Öl hinausgepresst wird. Dasselbe trifft auch im gebogenen Zustand des Schlauches zu.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Hydraulikhochdruckschlauches ist in der Zeichnung in einem Längsschnitt schematisch dargestellt, und in der folgenden Beschreibung beschrieben.
In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Kunststoffschlauch und 2 die erste Metalldrahtwicklung. Zwischen den einzelnen Windungen de letzteren sind, Zwischenräume 3 vorhanden.
Mit 4 ist die zweite Metalldrahtwicklung bezeichnet, die von einem Aussenmantel 6 aus Kunststoff umgeben ist, und deren Windungen ebenfalls mit einem Zwischenraum 3 voneinander verlaufen. Die beiden Wendel 2 und 4 sind, wie ersichtlich, um eine halbe Teilung in bezug aufeinander versetzt. Die einander zugekehrten Flächen der beiden Wicklungen 2, 4 sind profiliert und weisen beim dargestellten Beispiel V-Form auf, wobei jeweils das Profil der einen Wicklung einen Zwischenraum 3 der anderen überbrückt, da die Profilvertiefungen von aufeinanderliegenden Wicklungen entgegengesetzt gerichtet sind. Keilartige Vorsprünge 8 zweier benachbarter Windungen des Wickels 2 treten in eine keilartige Vertiefung 5 der den Zwischenraum 3 überbrückenden Windung des äusseren Wikkels und umgekehrt. Die tiefste Stelle der Vertiefung 3 befindet sich wenigstens angenähert in der Mitte des Zwischenraumes 3.
Infolge dieser Anordnung der beiden Wicklungen 2, 4 werden sie bei wachsendem öldruck im Innenraum 7 vorerst ortsfest bleiben, um sich alsdann keilförmig in bezug aufeinander zu verschieben. Durch diese keilförmige Ineinanderschiebung der beiden Drähte zieht sich der Schlauch in Längsrichtung zusammen, derart, dass die Öffnungen 3 zwischen den einzelnen Drahtwindungen kleiner werden und der Kunststoffschlauch 1 bzw. das Öl nicht hinausgepresst werden kann.
Bei dem beschriebenen Schlauch werden deshalb im Gegensatz zu den bekannten Druckschläuchen die Öffnungen zwischen den einzelnen Windungen bei wachsendem öldruck nicht grösser, sondern kleiner und der Druckschlauch kann deshalb nicht in Längsrichtung gedehnt und zerrissen werden.
Es hat sich gezeigt, dass durch die Keilwirkung der Wicklungen und entsprechenden Wahl der Drahtqualität, wenigstens zwei Wicklungen zur Auffangung des Radialdruckes genügen, wodurch bei minimaler Wandstärke des Druckschlauches dessen optimale Flexibilität gewährleistet bleibt. Ausserdem wird die Flexibilität noch durch die profilierte Oberfläche der Wicklungen unterstützt.
Selbstverständlich können die beiden Wicklungen und eventl. der Aussenmantel in einem einzigen Arbeitsgang angebracht werden.
Bei Versuchen hat es sich herausgestellt, dass ein Druckschlauch der beschriebenen Art extrem hohe Drücke aushält, und zwar mehr als 3 000 Atmosphären, was sehr viel höher ist als mit bekannten Schläuchen erreicht werden kann. Ausserdem kann er wesentlich einfacher und preisgünstiger hergestellt werden.
Wie bereits oben erwähnt. ist die Erfindung nicht auf das beschriebene und gezeichnete Ausführungsbeispiel beschränkt.
Unter Beibehaltung des Prinzips der Erfindung sind viele Abänderungen möglich, z. B. kann statt des V-förmigen Profils jedes Profil gewählt werden, das die erwähnte Keilwirkung ermöglicht. Auch könnten mehr als zwei Metalldrnhtwicklun- gen angebracht werden, vorausgesetzt dass durch die Profilierung der einzelnen Drahtwicklungen die beschriebene Keilwirkung ermöglicht wird.
The invention relates to a flexible high-pressure hydraulic hose reinforced with wire coils.
Hydraulic machines are used more and more frequently for industrial purposes due to their relatively small dimensions with extremely large power generation. The tendency of this technical development leads to the fact that ever greater pressure forces can be generated. To transfer the large oil pressure forces from the hydraulic pump to the machine, lines are used which, mostly in the form of rigid steel lines, must be able to withstand the extremely high pressure conditions of up to several thousand atmospheres. Flexible pressure hoses have been designed as a result of the disadvantageous properties of these rigid conduits.
These known flexible pressure hoses are basically constructed in such a way that one or more layers of round wire windings are arranged around a hose made of plastic, while plastic layers are located between the individual windings. The whole thing is covered with an outer jacket made of plastic.
In operation, however, these known pressure hoses have disadvantages under extremely high pressure conditions. Either the pressure hose enlarges in the radial direction until the winding wires tear, or the hose is stretched so much in the longitudinal direction that the individual wire windings are pulled or pushed apart until the plastic hose or the oil between the wire windings is pressed out and the pressure hose tears. When the pressure hose is bent, the distance between the individual wire windings on the outside of the bend increases until the plastic hose or the oil is pressed out between the wire windings and the pressure hose tears.
Attempts have already been made, without success, to overcome the above-mentioned disadvantages by improving the quality of the winding wires, the plastic hose or by increasing the number of winding layers, possibly alternately wound in different directions to eliminate.
The invention is based on the object of creating a flexible high-pressure hydraulic hose which does not have these disadvantages and offers various advantages over the known designs.
The high-pressure hydraulic hose according to the invention is provided with at least two wire coils, which are arranged between an inner and an outer jacket and offset from one another by half a pitch, the turns of which run at a distance from one another. According to the invention, the new high-pressure hose is characterized in that the two wire coils are arranged directly one above the other and the turns of one coil bridge the spaces between the turns of the other coil and that the surfaces of the coils facing one another are profiled in such a way that wedge-like projections of two adjacent turns of the one coil enter a correspondingly wedge-shaped recess of a turn of the other coil and vice versa.
A hydraulic high-pressure hose of the type mentioned can withstand extremely high pressures in the radial direction despite its small wall thickness. Because the two metal wire windings can be pushed one inside the other in a wedge shape when the oil pressure increases, the pressure hose can only contract in the longitudinal direction, so that, in contrast to the known pressure hoses, there is no increase in the distances between the individual wires of the winding, through which the plastic hose or the oil is forced out. The same also applies when the hose is bent.
An exemplary embodiment of the high-pressure hydraulic hose according to the invention is shown schematically in the drawing in a longitudinal section and is described in the following description.
In the drawing, 1 denotes a plastic hose and 2 denotes the first metal wire winding. Gaps 3 are present between the individual turns of the latter.
The second metal wire winding is denoted by 4, which is surrounded by an outer jacket 6 made of plastic, and the turns of which also run with a gap 3 from one another. As can be seen, the two coils 2 and 4 are offset by half a pitch with respect to one another. The facing surfaces of the two windings 2, 4 are profiled and in the example shown have a V-shape, the profile of one winding bridging a gap 3 of the other, since the profile depressions of superposed windings are directed in opposite directions. Wedge-like projections 8 of two adjacent turns of the coil 2 enter a wedge-like recess 5 of the turn of the outer coil bridging the gap 3 and vice versa. The deepest point of the depression 3 is at least approximately in the middle of the space 3.
As a result of this arrangement of the two windings 2, 4, when the oil pressure in the interior 7 increases, they will initially remain stationary in order to then move in a wedge shape with respect to one another. As a result of this wedge-shaped pushing into one another of the two wires, the hose contracts in the longitudinal direction, in such a way that the openings 3 between the individual wire windings become smaller and the plastic hose 1 or the oil cannot be pressed out.
In the case of the hose described, in contrast to the known pressure hoses, the openings between the individual windings are not larger but smaller as the oil pressure increases, and the pressure hose can therefore not be stretched and torn in the longitudinal direction.
It has been shown that due to the wedge effect of the windings and the appropriate choice of wire quality, at least two windings are sufficient to absorb the radial pressure, whereby the optimal flexibility of the pressure hose is guaranteed with a minimal wall thickness. In addition, the flexibility is supported by the profiled surface of the windings.
Of course, the two windings and possibly. the outer jacket can be attached in a single operation.
Tests have shown that a pressure hose of the type described can withstand extremely high pressures, namely more than 3,000 atmospheres, which is much higher than can be achieved with known hoses. In addition, it can be produced much more easily and cheaply.
As mentioned above. the invention is not limited to the described and drawn embodiment.
While maintaining the principle of the invention, many modifications are possible, e.g. B. instead of the V-shaped profile, any profile can be selected that enables the wedge effect mentioned. More than two metal wire windings could also be attached, provided that the profile of the individual wire windings enables the wedge effect described.