Papierschlauch und verfahren zur Herstellung desselben. Es ist bereits vorgeschlagen worden, Gummischläuche durch aus Papier herge stellte Röhren zu ersetzen, deren Wandung mit quer zur Rohrachse verlaufenden Wellen versehen ist. Die Wellen dieser Röhren sind verhältnismässig seicht und liegen weit aus einander, so dass die Rohrwand im Längs schnitt einer mehr oder weniger steilen Sinus linie gleicht. Durch eine solche Formr#ebung wird dem Papierrohr nur ein ganz geringer Grad von Biegsamkeit und Elastizität erteilt. Ausserdem verleihen derart geformte Wellen dem Rohr nicht annähernd die erforderliche Widerstandsfähigkeit gegen quer zur Achse gerichtete Beanspruchungen.
Grosse Wider standsfähigkeit gegen seitliche Beansprii- ehungen, sowie bedeutende Biegsamkeit sind aber für die Verwendbarkeit eines Papier schlauches von grösster Bedeutung, weil ein solcher, anders als ein Gummischlauch, seine frühere Form nicht wieder annimmt, wenn er an irgendeiner Stelle eingedrückt, bei einer zu scharfen Krümmung geknickt oder abge- quetscht wurde.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfin- clung bildet ein aus mehreren Papierlagen be stehender Schlauch, dessen Wandung quer zu seiner Aclise gewellt ist und siel-- da durch auszeichnet, dass die Wellen nahe an einanderliegen,
wobei die Querschnitte der Scheitelpartien der -\Vellenber@g@e und -täler nach aussen bezw. innen ungefähr durch einen Halbkreisbogen begrenzt sind und die sie verbinflenden Wandungsteile annähernd senk recht zur Schlauchachse stehen.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung des neuen Papierschlauches. Dieses besteht darin, dass ein Papierrohr mit verhältnismässig seichten Wellen versehen und sodann in feuchtem Zustande mit aclisialer Rielitun- zusa.mmen- gcpresst und getrocknet wird.
Die Fig. 1 der Zeiehnun- veranschaulicht ein Beispiel eines der Erfindung gemäss ge- s Laltelen Schlauches in Ansicht und teil weise ini Schnitt;
die Fig. 2 und ss zeigen in schematischer Darstellung zwei _#'orrich- tungen zur Herstellung der die endg"üli:igP Form der Schlauchwandung vorbereitenden Rillung. Der Papierschlauch (Fig. 1) besteht aus einer dem ,je@veiligen Zweck entsprechenden Anzahl von Papierlagen 1.
Wie die Fig. 1 zeigt, ist die Wandung des Papierschlauches in quer zu seiner Achse verlaufende Wellen 3 gelegt, die nahe aneinanderliegen, wobei die Erhebungen und Vertiefungen der Wellen 3 eine ungefähr halbkreisförmige Querschnitts form haben, während die zwischen den Er hebungen und Vertiefungen liegenden Seiten wände der Rillen senkrecht oder nahezu senk recht zur Schlauchachse liegen.
Die Seitenwände der Wellen 3, die, wie nahe aneinanderliegende Ringe, einen grossen Teil der Wandung des Schlauches bilden und durch die halbkreisförmigen Scheitelpartien zu einem einzigen Ganzen miteinander ver- bunden sind, erteilen dem Schlauch eine sehr hohe Festigkeit gegen quer zur Achse ge richtete Kräfte.
Wellen, die nach einer Sinuslinie verlaufen, weichen infolge ihrer schrägen Seitenwände unter einem auf sie aus-eübten Druck seitwärts aus und werden immer flacher gedrückt, so da.ss einer De formation nur die viel zu kleine Festigkeit einer glatten oder nur schwach gewellten Pa pierwand entgegenwirkt. Ein solches Ans weichen und Flachdrücken der Rillen oder ZVellen ist aber unmöglich, wenn diese so nahe aneinanderliegen, dass ihre Seitenwände senkrecht oder nahezu senkrecht zur Schlauch achse stehen.
Durch die nahe aneinanderliegenden Wel len wird ferner eine ausserordentliche Er höhung der Biegsamkeit und Elastizität des Sehlauches erzielt. Die zur Schlauchachse senkrecht stehenden Seitenwände der Wel len 3 bilden gleichsam eine Materialreserve, die auch für die schärfsten Biegungen und für starke Dehnungen des Schlauches hin reicht.
Auch bei sehr scharfen Krümmungen behält der Schlauch kreisförmigen Quer schnitt bei; er knickt an der Innenseite der Krümmung nicht ein und wird an der Aussen seite nicht abgeplattet, wie das bei Papier röhren mit flacheren und nicht nahe anein- a.nderliegenden Welle. der Fall ist, die unter einer scharfen Krümmung oft gänzlich abge quetscht werden.
Ein besonderer Vorteil des neuen Papier schlauches besteht darin, dass- die beschriebene Nebeneinanderanordnun- der Wellen Biege stellen bedingt, welche nach einer infolge be sonders heftiger Einwirkungen eingetretenen Deformation die Rückkehr in die ursprüng liche Form begünstigen.
Die Vorrichtung zur Herstellung der fla- hen '\Vellen besitzt eine mit: Gewinde 6 ver sehene Spindel 5 (Fig. \? und, 3) und eine Schraubenmutter 7, die zweckmässig zwei teilig ausgeführt wird. Das mit Rillen zu versehende Papierrohr 8 wird zwischen der Spindel 5 und der Schraubenmutter 7 hin durchgeführt, deren Gewinde sich in einem der Wandstähle, des Papierrohres entspre chenden Abstand voneinander befinden.
Bei der Ausführungsform der Vorrich tung nach der Fig. 9 ist die Gewindespindel 5 drehbar gelagert, während die Schrauben- rnutter 7 längs der Spindel verschiebbar, jedoch gegen Drehung gesichert ist. Das noch glatte Papierrohr 8 wird in schwach ange feuchtetem Zustande auf die Spindel 5 ge schoben und an einem Ende mittelst einer geeigneten Klemmv orrichtunor 9 mit der Spindel 5 verbunden, so dass\ es deren Dre hung mitmacht. Nun wird die Schrauben mutter 7 auf das Ende des Papierrohres auf gebracht und die Spindel 5 samt dem Papier rohr 8 in Drehung versetzt.
Die Gänge des Muttergewindes drücken die Wandung des Papierrohres zwischen die Gänge des Spindel gewindes 6 ein, wodurch die gewünschten Rillen erzeugt werden. Hierbei wird die Mutter längs der Spindel 5 (in der Zeich nung nach links) bewegt. Nachdem sie über das ganze Rohr hinwegge-angen ist, wird sie beiseite geschoben oder ab-enommen Lind die Klemmv orrichtting 9 7elöst. Nun wird das gerillte Rohr gegen Drehung gesichert, was durch einfaches Festhalten mit ,der Hand geschehen kann,
und die Spindel 5 wieder in Drehung gesetzt. Das Papierrohr ver schiebt sich infolgedessen auf der Spindel 5 und kann, nachdem es das Gewinde 6 v er- lassen hat und die Spindel 5 aus ihren Ie- gern ausgehoben worden ist, von dieser ab genommen werden.
Um auch das rechte Ende des Papier rohres mit Rillen zu versehen, kann folgen dermassen vorgegangen werden: Nachdem das noch glatte Rohr 8 auf die Gewindespindel 5 aufgeschoben worden ist, wird die Schrauben inutter 7 auf das äusserste Ende (in der F'ig. 2 rechts) aufgesetzt, sie und das Papierrohr werden mit der Hand festgehalten und da durch gegen Drehung gesichert, und alsdann wird die Spindel 5 in Drehung gesetzt. Nach dem ein kleiner Teil des Papierrohres mit Rillen versehen worden ist, wird die Spin del 5 wieder zur Ruhe gebracht und das bereits mit Rillen versehene (in der Fig. 2 rechte) Ende mittelst der Klemmvorrichtung 9, die in diesem Falle vorteilhaft gleichfalls innen mit einem Gewinde versehen ist, mit der Spindel 5 fest verbunden.
Nun wird die Spindel 5 wieder in Drehung gesetzt, bis die Schraubenmutter 7 über das ganze Papier rohr hinweggegangen ist.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 3 bleiben die Mutter 7 und die das Gewinde 6 tragende Spindel 5 in Ruhe, während das Rohr 8 und die Spindel gedreht, dadurch zwischen der Schraubenmutter 7 und dem Gewinde 6 hindurchgeschoben und mit Rillen versehen wird. Das gerillte Rohr tritt nach rechts über das freie Ende der Spindel aus der Vorrichtung heraus.
Die Vorichtungen nach den Fig. 2 und 3 sind nur zur Behandlung zylindrischer Pa pierrohre von beschränkter Länge geeignet. Wenn jedoch bei der Vorrichtung nach der Fig. 6 sowohl die Gewindespindel, als auch die Schraubenmutter 7 in der gleichen Rich tung gedreht werden, das Papierrohr jedoch gegen Drehung gesichert wird, so ist die Vor richtung aueh zur Behandlung endloser Pa pierrohre geeignet. Hierbei verschiebt sich das zu rillende Papierrohr in achsialer Rich tung; es kann auf der Vorrichtung selbst erzeugt werden, indem die Papierlagen über einer Verlängerung der Welle 5 zu einem Rohr gewickelt werden.
Es empfiehlt sich, die Tiefe des Mutter gewindes und bei der Ausführungsform nach der Fig. 3 auch die des Spindelgew indes 6 vom Eintritts- gegen das Austrittsende hin zunehmen zu lassen, so dass die Gänge nur allmählich und daher sehr schonend die ge wünschte Formänderung der Schlauchwan dung herbeiführen.
Ausserdem ist es, ins besondere bei der Ausführungsform nach der Fig. 3. zweckniä.ssi", der Schraubenmutter "c eine rasche, scliwingende'Bewegung um die geometrische Achse der Gewindespindel 5 zti erteilen, da dadurch die Bildung der Rillen mesentlich erleichtert und das Aufschürfen der Papierlagen verhütet wird.
Das beschriebene Verfahren zur Erzeu gung der die endgültige Form vor bereitenden Wellung der Rohrwand ge stattet bei grösster Einfachheit der er forderlichen Vorrichtungen ein äusserst rasches Arbeiten. Das Ergebnis ist ein Pa pierschlauch mit vollkommen gleichmässigen Rillen, dessen Oberfläche glatt poliert und frei von Falten ist. Ein Vorteil des beschrie benen Verfahrens besteht darin, dass die Wan dung des Papierrohres beim Durchgang zwi schen den Gewinden der Spiedel 5 und der Mutter 7 eine starke Kompression der Papier lagen erfährt.
Diese hat zur Folge, dass die übereinanderlie@renden Papierlagen allen Be- ansprucliun2eu gleichmässig und gemeinsam entgegenwirken.
Die auf diese Weise in der Rohrwandung entstandenen \Wellen verlaufen im Längs schnitt, wie die Fig. 3 zeigt, nach einer mehr oder weniger flachen Wellen- oder Sinus linie. Derarti--e Rillen erteilen, wie erwähnt worden ist, dem Papierrohr zwar eine gewisse Biegsamkeit. die jedoch viel zu gering ist, als dass < las Rohr einen Gummischlauch er setzen könnte. Auch ist die Widerstands fähigkeit eine: solchen Rohres gegen quer zu seinerAchse gerichtete Beanspruchungen, die ein Einbuchten oder Flachdrücken der Wan dung herbeizuführen suchen, viel zu klein.
Um die Biegsamkeit, Elastizität und die Widerstandsfähigkeit gegen seitliche Bean spruchungen zu erhöhen, wird das auf die Leschriebene Weise schwach gewellte Papier rohr. solange es noch ein wenig feucht ist, auf einer Stange in achsialer Richtung zu- samrnengepresst und in diesem Zustande ge- trochnet. Durch diese Behandlung werden die Wellen des Papierrohres nahe aneinander- gerückt und bedeutend vertieft
(Fig. 1), so dass die zwischen den Erhebungen und Ver tiefungen verbleibenden Seitenwände der Rillen nicht mehr, wie bei der in den F'ig. 2) und 2 dargestellten )fellung. schräg zur Rohrachse, sondern, wie die Fig. 1 zeigt, senkrecht oder nahezu senkrecht zu ihr ver laufen.
Das achsiale Zusammenpressen des<U>ge-</U> wellten Papierrohres kann auch gleichzeitig mit dem Abschrauben des Papierrohres von dem Gewinde \ (Fig. 2 und 3) erfolgen. Das Rohr braucht nur ein wenig gegen seine Ab- laufriehtung gedrückt zu werden, um zu be wirken, da.ss die flachen Wellen, unmittel bar nachdem sie das Gewinde 6 verlassen,
längs der durch die Schraubengänge vor gebildeten Biegestellen zusammengepresst werden. Das Trocknen des Papierschlauches erfolgt wieder im zusammengepressten Zu stand auf einer Stange.
Zur Erhöhung der Undurchlässi-keit für Flüssigkeiten und Gase, sowie zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen chemische Einwirkungen kann das zur Herstellung des Schlauches dienende Papier mit geeigneten Stoffen, wie Paraffin, Ölfirnis und derglei chen getränkt ::
ein. Auch kann man statt des in g-ewöhnliclier Weise geleimten Papieres Pergamentpapier oder Papier verwenden, bei ,welchem die Leimung durch Behandlung mit Chromsalzen vas,erunlöslich gemacht wor den ist.
Zur Erhöhung der mechanischen Wider standsfähigkeit kann der Schlauch mit Ein lagen aus Draht- oder andern Geweben in der bei Gummischläuchen bekannten Weise aus gestattet oder aus Leinwand oder Organtin- papier hergestellt oder innen oder aussen oder beiderseits mit solchen Geweben überzogen werden.
Papierschläuche gemäss der Erfindung halten bei entsprechender Aufbringung auf die Schlauchstutzen ebenso dicht wie Kaut- schukschläuche, namentlich bei Verwendung-, von getränktem Papier und sind ebenso bieg sam und widerstandsfähig geben mechanische Einflüsse;
sie besitzen aber ausserdem den Vorteil, dass sie gegen chemische Einflüsse weit widerstandsfähiger und zum Brüchig werden weniger geneigt sind als Kautschuk- schläuche.
Bei Verwendung dieser Schläuche für Gase oder Flüssigkeiten unter Druck erfahren sie eine Streckun-, die man dadurch v er- ringern kann, dass man auf die Schä.uclie Mäntel aus festem biegsamen Gewebe lose aufzieht und an den Schlauchenden fest macht.
Infolge der grossen Festigkeit und hohen Elastizität können der Erfindung -emäss aus gestaltete Schläuche auch als Federn, sowie für viele andere Zwecke, wo die erwähnten Eigenschaften eine Rolle spielen, verwendet. werden.
Paper tube and process for making the same. It has already been proposed to replace rubber hoses by tubes made of paper Herge, the wall of which is provided with waves extending transversely to the tube axis. The waves in these tubes are relatively shallow and are far apart, so that the tube wall in the longitudinal section resembles a more or less steep sine line. Such a contouring gives the paper tube only a very small degree of flexibility and elasticity. In addition, waves shaped in this way do not give the pipe nearly the required resistance to stresses directed transversely to the axis.
However, great resistance to lateral loads and considerable flexibility are of the greatest importance for the usability of a paper hose because, unlike a rubber hose, such a hose does not reassume its previous shape if it is pressed in at any point, or if it is closed kinked or squeezed with a sharp curvature.
The subject of the present invention is a tube consisting of several layers of paper, the wall of which is corrugated transversely to its aclise and is characterized by the fact that the corrugations are close to one another,
where the cross-sections of the apex parts of the - \ Vellenber @ g @ e and valleys to the outside or respectively. are bounded inside approximately by a semicircular arc and the wall parts connecting them are approximately perpendicular to the tube axis.
The subject of the invention is a method for producing the new paper tube. This consists in providing a paper tube with relatively shallow corrugations and then, in a moist state, pressed together with aclisial rielitunks and dried.
1 of the drawings illustrates an example of a hose according to the invention according to the invention in a view and partially in section;
FIGS. 2 and 3 show a schematic representation of two devices for producing the grooves which prepare the final shape of the hose wall. The paper hose (FIG. 1) consists of a number corresponding to the respective purpose of paper layers 1.
As shown in Fig. 1, the wall of the paper tube is placed in transverse waves 3 to its axis, which lie close to each other, the elevations and depressions of the shafts 3 have an approximately semicircular cross-sectional shape, while the elevations and depressions between the He Side walls of the grooves are perpendicular or almost perpendicular to the tube axis.
The side walls of the shafts 3, which, like closely spaced rings, form a large part of the wall of the hose and are connected to one another by the semicircular apex parts, give the hose very high strength against forces directed transversely to the axis .
Waves that run along a sine curve, due to their sloping side walls, move sideways under pressure exerted on them and are pressed more and more flat, so that a deformation only has the far too small strength of a smooth or only slightly undulated paper wall counteracts. Such a soft and flattening of the grooves or ZVellen is impossible if they are so close to each other that their side walls are perpendicular or almost perpendicular to the tube axis.
Because of the close proximity to one another, an extraordinary increase in the flexibility and elasticity of the tube is achieved. The side walls of Wel len 3, which are perpendicular to the tube axis, form, as it were, a reserve of material that is sufficient for even the sharpest bends and for strong expansion of the tube.
Even with very sharp bends, the hose retains a circular cross-section; it does not buckle on the inside of the curve and is not flattened on the outside, as is the case with paper tubes with flatter and not closely spaced corrugations. is the case, which are often completely squeezed under a sharp curve.
A particular advantage of the new paper tube is that the described arrangement of the waves next to one another causes bending points which, after a deformation which has occurred as a result of particularly violent effects, favor the return to the original shape.
The device for producing the flat waves has a spindle 5 provided with a thread 6 (FIGS. 1 and 3) and a screw nut 7, which is expediently made in two parts. The to be provided with grooves paper tube 8 is carried out between the spindle 5 and the nut 7, the threads of which are in one of the wall steels, the paper tube corre sponding distance from each other.
In the embodiment of the device according to FIG. 9, the threaded spindle 5 is rotatably mounted, while the screw nut 7 is displaceable along the spindle, but is secured against rotation. The still smooth paper tube 8 is pushed onto the spindle 5 in a slightly damp state and connected to the spindle 5 at one end by means of a suitable clamping device 9 so that it participates in its rotation. Now the screw nut 7 is placed on the end of the paper tube and the spindle 5 together with the paper tube 8 is set in rotation.
The turns of the nut thread press the wall of the paper tube between the turns of the spindle thread 6, whereby the desired grooves are generated. Here, the mother is moved along the spindle 5 (to the left in the drawing). After it has passed over the entire pipe, it is pushed aside or removed and the clamping device 9 is released. Now the grooved tube is secured against rotation, which can be done by simply holding it with your hand,
and the spindle 5 is set in rotation again. As a result, the paper tube moves on the spindle 5 and, after it has left the thread 6 and the spindle 5 has been lifted from its position, can be removed therefrom.
In order to also provide the right end of the paper tube with grooves, the following procedure can be followed: After the still smooth tube 8 has been pushed onto the threaded spindle 5, the screw in nut 7 is screwed onto the outermost end (in FIG. 2 on the right), it and the paper tube are held by hand and thus secured against rotation, and then the spindle 5 is set in rotation. After a small part of the paper tube has been provided with grooves, the spin del 5 is brought to rest again and the already grooved end (on the right in FIG. 2) by means of the clamping device 9, which in this case also advantageously has the inside is provided with a thread, firmly connected to the spindle 5.
Now the spindle 5 is set in rotation again until the nut 7 has passed over the entire paper tube.
In the embodiment according to FIG. 3, the nut 7 and the spindle 5 carrying the thread 6 remain at rest while the tube 8 and the spindle are rotated, thereby being pushed through between the nut 7 and the thread 6 and provided with grooves. The grooved tube emerges from the device to the right over the free end of the spindle.
The devices according to FIGS. 2 and 3 are only suitable for the treatment of cylindrical paper tubes of limited length. If, however, in the device according to FIG. 6, both the threaded spindle and the nut 7 are rotated in the same direction, but the paper tube is secured against rotation, the device is also suitable for the treatment of endless paper tubes. Here, the paper tube to be creased moves in the axial direction; it can be produced on the device itself by winding the paper layers over an extension of the shaft 5 to form a tube.
It is advisable to increase the depth of the nut thread and in the embodiment of FIG. 3 also that of the spindle thread 6 from the inlet to the outlet end, so that the courses only gradually and therefore very gently the desired change in shape Create hose wall.
In addition, in particular in the embodiment according to FIG. 3, it is expedient to give the nut "c a rapid, scliwingende" movement about the geometric axis of the threaded spindle 5, since this greatly facilitates the formation of the grooves and that Abrasion of the paper layers is prevented.
The described method for generating the final shape before preparing the corrugation of the pipe wall ge equips with the greatest simplicity of the devices he required an extremely fast work. The result is a paper tube with perfectly even grooves, the surface of which is smoothly polished and free of wrinkles. One advantage of the described method is that the wall of the paper tube experiences a strong compression of the paper layers during passage between the threads of the spindle 5 and the nut 7.
The consequence of this is that the layers of paper on top of one another counteract all demands equally and jointly.
The waves created in this way in the pipe wall run in the longitudinal section, as shown in FIG. 3, according to a more or less flat wave or sine line. As has been mentioned, such grooves give the paper tube a certain flexibility. which, however, is far too small for a rubber hose to be inserted into the tube. The resistance of such a pipe to loads directed transversely to its axis, which tend to cause the wall to buckle or flatten, is also much too small.
In order to increase the flexibility, elasticity and resistance to lateral Bean stresses, the paper tube is slightly corrugated in the Leschritten way. as long as it is still a little damp, pressed together on a rod in the axial direction and dried in this condition. This treatment brings the waves of the paper tube closer together and deepens them significantly
(Fig. 1), so that the side walls of the grooves remaining between the elevations and depressions are no longer, as in the case of the one shown in FIGS. 2) and 2). obliquely to the pipe axis, but, as FIG. 1 shows, run perpendicular or almost perpendicular to it ver.
The axial compression of the corrugated paper tube can also take place simultaneously with the unscrewing of the paper tube from the thread (FIGS. 2 and 3). The pipe only needs to be pressed a little against its drainage line to make the flat waves, immediately after they leave the thread 6,
are pressed together along the bending points formed by the screw threads. The paper tube is dried again in the compressed state on a rod.
To increase the impermeability to liquids and gases, as well as to increase the resistance to chemical influences, the paper used to manufacture the hose can be soaked with suitable substances such as paraffin, oil varnish and the like:
one. Instead of the customarily sized paper, one can also use parchment paper or paper in which the size has been made insoluble by treatment with chromium salts.
To increase the mechanical resistance, the hose can be made of a layer of wire or other fabrics in the manner known from rubber hoses, or made of canvas or organza paper or coated inside or outside or on both sides with such fabrics.
Paper tubes according to the invention hold just as tightly as rubber tubes, especially when using impregnated paper, when applied appropriately to the tube socket, and are just as flexible and resistant to mechanical influences;
But they also have the advantage that they are far more resistant to chemical influences and less prone to breaking than rubber hoses.
When these hoses are used for gases or liquids under pressure, they experience stretching, which can be reduced by loosely pulling on the Schä.uclie coats of firm, flexible fabric and securing them at the hose ends.
As a result of the great strength and high elasticity of the invention, hoses made from can also be used as springs and for many other purposes where the properties mentioned play a role. will.