DE10126429A1 - Schlaucheinrichtung zum Transportieren von Fluiden - Google Patents

Abstract

Die Schlaucheinrichtung umfaßt einen mehrlagigen Schlauch (1), der mit einem flexiblen Gewindeinnenrohr (2) aus Kunststoff, einer ersten Umhüllung (3) aus vulkanisiertem Material, einer Gewebeeinlage (4) und einer zweiten Umhüllung (5) aus vulkanisiertem Material versehen ist. Ferner umfaßt die Schlaucheinrichtung mindestens eine Anschlußeinrichtung (6), die einen mit einem Außengewinde (9) versehenen, in ein Ende des Gewindeinnenrohrs (2) eingeschraubten Stutzen (7) und eine mit dem Ende des Schlauches (2) verpreßte Hülse (8) aufweist. Die Schlaucheinrichtung dient zum Transportieren beliebiger Fluide unter hohem Druck und hoher Temperatur.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlaucheinrichtung zum Transportieren von Fluiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlauch­ einrichtung zu schaffen, die Dichtigkeit und mechanische Stabilität unter hohen Drücken und hohen Temperaturen gewährleistet und dennoch in einfacher Weise und in jeweils angepaßter Länge herstellbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Schlaucheinrichtung erfindungsgemäß gekennzeichnet
durch einen mehrlagigen Schlauch mit einem flexiblen Gewindeinnenrohr aus Kunststoff, einer ersten Umhüllung aus vulkanisierbarem Material, einer Gewebeeinlage und einer zweiten Umhüllung aus vulkanisierbarem Material sowie
durch mindestens eine Anschlußeinrichtung, die einen mit einem Außengewinde versehenen, in ein Ende des Gewindeinnen­ rohres eingeschraubten Stutzen und eine mit dem Ende des Schlauches verpreßte Hülse aufweist.

Die Erfindung schafft dadurch die Voraussetzung dafür, daß zwei Fluidübergabepunkte, wie beispielsweise Behälter- oder Leitungsanschlüsse, in besonders einfacher Weise mit­ einander verbunden werden können und die Verbindung eine hohe mechanische und thermische Belastbarkeit aufweist.

Zur Aufnahme hoher Druckkräfte ist der Schlauch mehr­ schichtig aufgebaut. Das Gewindeinnenrohr, das vorzugsweise aus PTFE besteht, ist temperaturfest und darüber hinaus resistent gegen aggressive Medien. Auch eignet es sich ohne weiteres für den Transport von empfindlichen Getränken, wie Milch, Saft oder Wein. Die erste Umhüllung paßt sich eng an die Gewindegänge des Gewindeinnenrohres an. Sie sorgt im Verein mit der Gewebeeinlage, die vorzugsweise aus Kevlar oder Edelstahl besteht, und der zweiten Umhüllung für die gewünschte mechanische Stabilität und Druckfestigkeit. Die Vulkanisierung sorgt für einen stabilen Verbund unter Ein­ bindung des Gewindeinnenrohres. Trotz der sehr guten Festig­ keitseigenschaften bleibt ein hohes Maß an Flexibilität erhalten.

Die aus der Hülse und dem Stutzen bestehende Anschluß­ einrichtung kann an ein freies Ende dieses mehrlagigen Schlauchs angeschlossen werden, ohne daß der Schlauch dazu in besonderer Weise vorzubereiten ist. Ein wesentlicher Vor­ teil besteht darin, daß der Schlauch in großen Längen vorge­ halten werden kann, wobei die benötigte Schlauchlänge von diesem Schlauchvorrat, wie jede andere Meterware, einfach abgeschnitten wird. Der Schlauch muß dazu an der gewünschten Stelle lediglich mit einem geeigneten Schneidewerkzeug glatt und vorzugsweise achssenkrecht durchtrennt werden und erfor­ dert keine weitere vorbereitende Berarbeitung. Auf den so zugeschnittenen Schlauch wird dann die Anschlußeinrichtung montiert. Dabei wird zuerst die Hülse auf das zugeschnittene Schlauchende aufgesteckt, sodann der Stutzen in den Schlauch eingeschraubt und anschließend die Hülse mit dem Schlauch samt eingeschraubtem Stutzen verpreßt, wodurch eine extrem zuverlässige Anbindung der Anschlußeinrichtung an den Schlauch entsteht.

Sobald der Schlauch an beiden Enden mit entsprechenden Anschlußeinrichtungen versehen worden ist, steht er zum Ein­ bau zur Verfügung. Die Art der gewünschten Kupplung wird durch Wahl des entsprechenden Stutzens berücksichtigt. Bei dem Stutzen handelt es sich häufig um einen Anschweißstut­ zen, an den das gewünschte Kupplungsteil angeschweißt ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Außengewinde des Stutzens zum Einschraubende hin konisch verjüngt ist. Durch den Konus des Gewindeab­ schnitts wird beim Einschrauben eine zusätzliche Verpressung des Gewindeinnenrohrs einerseits mit dem Stutzen und ande­ rerseits mit der ersten Umhüllung erzielt und die Dichtig­ keit weiter verbessert.

Vorteilhafterweise liegt der Öffnungswinkel des koni­ schen Außengewindes zwischen 1° und 5°, wodurch ein beson­ ders günstiges Verhältnis zwischen Einschraubtiefe, Ein­ schraubkraft, Verpressung und Dichtigkeit erzielt wird. Bei der Festlegung des Winkels sind Materialeigenschaften wie Dehnbarkeit, Reibkoeffizienten etc. zu berücksichtigen. Der angegebene Wertebereich hat sich in der Praxis für die ver­ wendeten Materialien und Dimensionierungen als besonders günstig erwiesen.

Vorteilhafterweise liegt das Gewindeinnenrohr mindestens über einem Längenabschnitt des Außengewindes flächendeckend an letzterem an. Auch dies trägt dazu bei, die Dichtigkeit zu verbessern. Hierzu wird der Stutzen bei der Montage vor­ gewärmt, so daß er den Kunststoff des Gewindeinnenrohres erweicht. Die flächendeckende Berührung zwischen dem Stutzen und dem Gewindeinnenrohr ergibt sich dann ganz automatisch durch den konischen Gewindeverlauf des Stutzens.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Hülse an ihrem freien Ende mit einem Bund versehen, der in eine zugehörige Nut des Stutzens eingepreßt ist. Durch die Verpressung der Hülse nach dem Einschrauben des Stutzens wird die Verpressung des Schlauchs und damit eine Verspannung der flexiblen Schichten erzeugt. Außerdem wird der Stutzen durch den Eingriff des umlaufenden Bundes der Hülse in die zugehörige Nut mit der Hülse verriegelt und zusätzlich gesichert.

Vorzugsweise ist die Nut des Stutzens außenseitig von einer Anschlagfläche begrenzt, an der der Bund der unver­ preßten Hülse zur Anlage kommt. Wie erwähnt, wird bei der Montage erst die Hülse auf das Schlauchende aufgesteckt und sodann der Stutzen eingeschraubt. Während dieses Montagevor­ ganges kommt der Bund an der Anschlagfläche zur Anlage. Dadurch wird gewährleistet, daß Hülse und Stutzen korrekt relativ zueinander positioniert sind.

Vorteilhafterweise ist die Hülse so ausgebildet, daß sie im wesentlichen die Einschraublänge des Stutzens überdeckt.

Die Anpassung der Hülsenlänge an die Einschraublänge des Stutzens bewirkt einerseits, daß die Verpressung über den Bereich der Einschraublänge des Stutzens gewährleistet ist, und andererseits, daß die Hülse nicht unnötig lang ist und Bereiche überdeckt, in denen keine wirksame Verpressung stattfindet.

Bei einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist die Hülse auf ihrer Innenseite mit radial umlaufenden Rippen versehen. Dies hat den Vorteil, daß bei der Verpressung der Hülse in radialer Richtung in den Rippenbereichen besonders hohe Vorspannungen erzeugt werden, die wiederum zu einer verbesserten Dichtigkeit und Stabilität bei hohen Drücken führen.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist das Gewindeinnenrohr, wie bereits erwähnt, aus PTFE gefertigt. Dieser Kunststoff weist eine besonders hohe Tem­ peraturfestigkeit unter Beibehaltung seiner vorgegebenen Geometrie auf. Daher wird die Gewindeform auch bei hohen Temperaturen beibehalten, so daß der Kontakt mit dem einge­ schraubten Stutzen nicht beeinträchtigt wird.

Ferner ist es vorteilhaft, die Gewebeeinlage des Schlauchs, wie ebenfalls bereits erwähnt, aus Kevlar zu fer­ tigen. Kevlar weist eine besonders hohe Festigkeit auf, die durch seine Anordnung in richtungsorientierten Geweben noch verstärkt wird. Bei geeigneter Anordnung der Gewebelagen um den Schlauch, beispielsweise in einvulkanisierten Kreuzla­ gen, kann dessen Druckfestigkeit nochmals deutlich verbes­ sert werden. Neben Kevlar ist aber auch der Einsatz von Edelstahlgeweben mit ähnlichen Vorteilen möglich.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht wenigstens eine der Umhüllungen aus Kaut­ schuk. Der Vorteil dieser Ausführung liegt in den Verarbei­ tungseigenschaften. Kautschuk ist besonders einfach vulkani­ sierbar und bietet eine hohe Elastizität sowie hohe Wider­ standsfähigkeit. Eine elastische Zwischen- bzw. Außenschicht kann zudem bei Biegungen des Schlauchs die Spannungen zwi­ schen den einzelnen Materialschichten verringern. Ein zusätzlicher Vorteil einer äußeren Kautschukumhüllung liegt in der mechanischen Schutzfunktion gegen Stöße, Quetschun­ gen, Schnitte etc. die häufig wünschenswert ist.

Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Gewindeinnenrohr auf seiner Außenseite einen in die Gewindegänge eingelegten elektrischen Widerstands- Heizdraht trägt. Dies bietet die Möglichkeit, auch solche Flüssigkeiten und pastöse Materialien zu transportieren, die erst bei höheren Temperaturen eine für den Transport erfor­ derliche Viskosität aufweisen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Schlaucheinrichtung in einer axialen Schnittansicht.

Die Schlaucheinrichtung weist einen Schlauch 1 auf, der mehrlagig aufgebaut ist. Er umfaßt ein Gewindeinnenrohr 2 aus PTFE. Das Gewindeinnenrohr 2 ist eingebettet in eine erste Umhüllung 3, die von einer Gewebeeinlage 4 umgeben ist. Letztere wiederum liegt in einer zweiten Umhüllung 5. Die Umhüllungen 3 und 5 bestehen aus Kautschuk und sind vul­ kanisiert. Der Schlauch 1 erhält auf diese Weise eine hohe mechanische Stabilität und Druckfestigkeit bei ausreichender Flexibilität.

Die Schlaucheinrichtung umfaßt ferner eine Anschlußein­ richtung 6, die einen Stutzen 7 und eine Hülse 8 aufweist. Der Stutzen 7 ist mit einem Außengewinde 9 versehen, das in das Gewindeinnenrohr paßt und zum Einschraubende des Stut­ zens hin konisch verjüngt ist. Dies gilt nicht nur für den Außendurchmesser des Gewindes, sondern auch für dessen Innendurchmesser. Der Öffnungswinkel α beträgt 2°.

Die Hülse 8 ist mit dem Schlauch 1 und dem Stutzen 6 verpreßt. Sie trägt einen Bund 10, der in verpreßtem Zustand, wie dargestellt, in eine Nut 11 des Stutzens 7 ein­ greift. Auf diese Weise kommt es zu einer Verriegelung der Hülse 8 mit dem Stutzen 7. Außerdem wird der Schlauch 1 zwi­ schen der Hülse 8 und dem Stutzen 7 sehr zuverlässig ver­ preßt. Eine Lösung der Anschlußeinrichtung 6 vom Schlauch 1 ist selbst unter hohem Druck nicht möglich.

Bei der Montage wird erst die Hülse 8 auf den Schlauch 1 aufgeschoben. Sodann wird der Stutzen 7 in das Gewindeinnen­ rohr 2 des Schlauches eingeschraubt. Er ist vorher erwärmt worden, so daß der Kunststoff des Gewindeinnenrohres 2 erweicht und sich flächendeckend an das Außengewinde 9 des Stutzens 7 anlegt. Durch die konische Ausbildung des Außen­ gewindes 9 wird das Gewindeinnenrohr 2 gegen die erste Um­ hüllung 3 verspannt.

Der Stutzen 7 wird soweit in den Schlauch 1 einge­ schraubt, daß eine von der Nut 11 gebildete Anschlagfläche 12 am Bund 10 der Hülse 8 zur Anlage kommt. Dies gewähr­ leistet, daß der Stutzen 7 und die Hülse 8 ihre korrekte Rela­ tivposition eingenommen haben. Die Hülse 8 überdeckt dabei im wesentlichen das gesamte Außengewinde 9 des Stutzens 7.

Um die Verpressung des Schlauches 1 zwischen der Hülse 8 und dem Stutzen 7 zu verbessern, trägt die Hülse 8 auf ihrer Innenseite eine Mehrzahl von umlaufenden Rippen 13. Die Hülse 8 geht somit nicht nur eine kraftschlüssige, sondern auch eine formschlüssige Verbindung mit dem vulkanisierten Kautschuk der zweiten Umhüllung 5 ein. Außerdem erhöht sich partiell die Flächenpressung zwischen dem Außengewinde 9 des Stutzens 7 und dem Gewindeinnenrohr 2.

Die Montage der Anschlußeinrichtung 6 auf dem Schlauch 1 läßt sich also in einfacher Weise, gegebenenfalls vor Ort durchführen. Eine Vorbereitung des Schlauches 1 ist nicht erforderlich. Der Schlauch muß lediglich auf Länge geschnit­ ten sein.

Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Stutzen 7 um einen Anschweißstutzen, der mit dem jeweils gewünschten Kupplungselement verschweißt wird.

Fig. 1 zeigt ferner einen elektrischen Widerstands- Heizdraht 14, der auf die Außenseite des Gewinderohres 2 ge­ wickelt ist, und zwar derart, daß er in den Gewindegängen des Gewinderohres liegt. Er leitet also Wärme direkt durch das Gewinderohr 2 hindurch in das Transportfluid ein und macht letzteres ggf. erst transportfähig oder auch nur leichter transportfähig. Eine Aufheizung zäher Flüssigkeiten oder pastöser Materialien auf größenordnungsmäßig 60°C bis 70°C ist ohne weiteres möglich.

Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmög­ lichkeiten gegeben. Dies gilt insbesondere für das vulkani­ sierbare Material sowie für das Material der Gewebeeinlage. Für letztere kommt beispielsweise auch Edelstahl in Frage. Ferner kann unter Umständen auf die umlaufenden Rippen auf der Innenfläche der Hülse verzichtet werden.

Claims (12)

1. Schlaucheinrichtung zum Transportieren von Fluiden, gekennzeichnet durch
einen mehrlagigen Schlauch (1) mit einem flexiblen Gewindeinnenrohr (2) aus Kunststoff, einer ersten Umhüllung (3) aus vulkanisiertem Material, einer Gewebeeinlage (4) und einer zweiten Umhüllung (5) aus vulkanisiertem Material sowie
durch mindestens eine Anschlußeinrichtung (6), die einen mit einem Außengewinde (9) versehenen, in ein Ende des Gewindeinnenrohrs (2) eingeschraubten Stutzen (7) und eine mit dem Ende des Schlauchs (1) verpreßte Hülse (8) aufweist.

2. Rohreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Außengewinde (9) des Stutzens (7) zu dessen Einschraubende hin konisch verjüngt ist.

3. Schlaucheinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Öffnungswinkel (α) des konischen Außenge­ windes (9) zwischen 1° und 5° liegt.

4. Schlaucheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindeinnenrohr (2) min­ destens über einem Längenabschnitt des Außengewindes (9) flä­ chendeckend an letzterer anliegt.

5. Schlaucheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) an ihrem freien Ende einen Bund (10) aufweist, der in eine zugehörige Nut (11) des Stutzens (7) eingepreßt ist.

6. Schlaucheinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nut (11) des Stutzens (7) außenseitig von einer Anschlagfläche (12) begrenzt ist, an der der Bund (10) der unverpreßten Hülse (8) zur Anlage kommt.

7. Schlaucheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) im wesentlichen die Einschraublänge des Stutzens (7) überdeckt.

8. Schlaucheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8) auf ihrer Innen­ seite mit umlaufenden Rippen (13) versehen ist.

9. Schlaucheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindeinnenrohr (2) aus PTFE gefertigt ist.

10. Schlaucheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeeinlage (4) aus Kevlar oder Edelstahl besteht.

11. Schlaucheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Umhül­ lungen (3; 5) aus Kautschuk besteht.

12. Schlaucheinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindeinnenrohr (2) auf seiner Außenseite einen in die Gewindegänge eingelegten elektrischen Widerstands-Heizdraht (14) trägt.