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Die Erfindung betrifft die Auskleidung von flexiblen Schläuchen, insbesondere von Gummi- oder Kunststoffschläuchen, zum Zwecke des Verschleißschutzes.
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Es ist vorbekannt, die Innenseite von Gummischläuchen zum Zwecke des Verschleißschutzes mit Keramikplättchen auszukleiden. Derartige Verschleißschutzplättchen werden in Fachkreisen auch als Inliner bezeichnet und können ganz oder teilweise auch aus anderen Materialien bestehen. Vorbekannt sind u. a. rechteckige, quadratische und rautenförmige Inliner.
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Bei Gummischläuchen werden die Inliner typischer Weise durch Einvulkanisieren in der Schlauchinnenwand verankert. Dazu werden die Inliner in der Regel nach Art von Mosaiksteinen auf einem Trägergewebe angebracht, und die so erhaltenen Matten werden mit den Inlinern nach außen und dem Gewebe nach innen um eine Mandrell, d. h. um einen runden Kern, gewickelt. Das Gummi wird dann zur Bildung des Schlauches von außen aufvulkanisiert, so dass sich ein innen mit den Keramik-Inlinern ausgekleideter Gummischlauch ergibt, wobei sich zwischen den Inlinern Fugen befinden, die u. a. für die Flexibilität des Schlauches sorgen.
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Rechteckige und quadratische Inliner haben sich wegen des rechtwinkligen Fugenmusters und hinsichtlich der Wickelbarkeit als nachteilig erwiesen. Rautenförmige Keramik-Inliner sind mit Nachteil verbunden, dass deren Herstellung aufgrund der spitzen Winkel vergleichsweise aufwendig und teuer ist, und zwar umso aufwendiger und teurer je spitzwinkliger die Rautenform ist. Im ausgekleideten Schlauch sind außerdem geradlinig durchgängige Fugen zwischen den Inlinern nachteilig, insbesondere in axialer Richtung des Schlauches, weil dies zu einem stärkeren Verschleiß im Fugenbereich führt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, einen verbesserten Inliner vorzuschlagen, der sich vergleichsweise einfach und kostengünstig herstellen lässt und gute Verschleißschutzeigenschaften bietet, sowie einen mit solchen Inlinern ausgekleideten Schlauch mit hoher Verschleißresistenz.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Inliner mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2–8. Weiter wird die Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch einen mit erfindungsgemäßen Inlinern ausgekleideten flexiblen Schlauch gemäß dem Nebenanspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen des Schlauches ergeben sich aus den Unteransprüchen 10 bis 13.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Inliner als sechseckiges Plättchen in der Form eines verzerrten Sechsecks auszugestalten. Ein verzerrtes Sechseck in diesem Sinne ist jedes Sechseck, das von einem regelmäßigen Sechseck mit gleichlangen Seiten und gleichgroßen Eckwinkeln abweicht, also jedes Sechseck, bei dem mindestens zwei Seiten und/oder mindestens zwei Eck-Winkel ungleich lang bzw. ungleich groß sind. Ein verzerrtes Sechseck kann insbesondere ein Sechseck sein, das gegenüber einem regelmäßigen Sechseck gestreckt oder gestaucht ist.
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Vorzugsweise weist die Sechseckform an den Ecken keine spitzen Innenwinkel auf. Dies erhöht die Verschleißfestigkeit und vereinfacht die Herstellung bei bestimmten Materialien, z. B. Keramik.
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In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung hat die Sechseckform mindestens ein Paar von parallelen Seiten, vorzugsweise mindestens zwei Paare von parallelen Seiten, und weiter vorzugsweise drei Paare von parallelen Seiten. In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung hat die Sechseckform mindestens ein Paar von gleichlangen Seiten, vorzugsweise mindestens zwei Paare von gleichlangen Seiten, und weiter vorzugsweise drei Paare von gleichlangen Seiten. In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung hat die Sechseckform mindestens ein Paar von parallelen und gleichlangen Seiten, vorzugsweise mindestens zwei Paare von parallelen und gleichlangen Seiten, und weiter vorzugsweise drei Paare von parallelen und gleichlangen Seiten. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind vier Seiten der Sechseckform gleichlang und bilden zwei Paare von parallelen Seiten, und die übrigen beiden Seiten sind ebenfalls gleichlang und parallel, unterscheiden sich in ihrer Länge aber von den vier gleichlangen Seiten. In dieser Ausgestaltung kann der Inliner die Form eines gestreckten oder gestauchten Sechsecks annehmen, das sich von einem vollkommen regelmäßigen Sechsecks lediglich dadurch unterscheidet, dass zwei parallele Seiten um den gleichen Faktor gestreckt bzw. gestaucht sind. Die diversen bevorzugten geometrischen Ausgestaltungen der verzerrten Sechseckform erlauben, wozu im Folgenden noch näher ausgeführt wird, vorteilhafte Mosaikanordnungen der Inliner.
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Bevorzugt wird der Inliner aus Keramik hergestellt. Aufgrund der hohen Verschleißresistenz von Keramik lassen sich mit Keramikinlinern besonders verschleißresistente Schläuche herstellen. Mit stumpfen Winkeln an allen Ecken ist der Inliner vergleichsweise einfach und kostengünstig aus Keramik herstellbar.
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Bevorzugt sind die Ecken der Sechseckform abgerundet. Dies ermöglicht eine einfachere Herstellung der Inliner. Für die Abrundungen der Ecken des Sechseckes ist ein Abrundungsradius im Bereich von 0,5 mm bis 15 mm vorteilhaft.
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In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die Umfangskante, die den Rand der Sechseckform bildet, mit einer sogenannten Formschräge versehen. Bei dieser Ausgestaltung verläuft die Umfangskante zwischen der oberen und unteren Sechseckfläche des Sechseckplättchens zumindest teilweise schräg bzw. leicht schräg zum Lot auf die Sechseckfläche. Die Formschräge kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass der Inliner in der Richtung senkrecht zur Sechseckfläche konisch bzw. leicht konisch ausgebildet ist. Bei der konischen Ausgestaltung haben die obere und die untere Sechseckfläche des Inliners entsprechend dem konischen Verlauf der Umfangskante eine leicht unterschiedliche Größe. Vorteilhafter Weise kann die Formschräge bzw. konische Ausgestaltung des Inliners an den Innendurchmesser eines auszukleidenden Schlauches geeignet angepasst werden. Des Weiteren ermöglicht die Formschräge bzw. konische Ausgestaltung, dass bei Auskleidung einer runden Oberfläche mit den Inlinern die Fugenbreite zwischen den Inlinern in radialer Richtung konstant ist. Auch kann durch geeignete Wahl der Formschräge bzw. konischen Ausgestaltung der Verlauf der Fugenbreite in zur Auskleidungsfläche senkrechter Richtung in vorteilhafter Weise gestaltet werden.
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Besonders vorteilhaft ist ein Formschrägenwinkel bzw. eine konische Abschrägung, d. h. eine Abschrägung gegenüber dem Lot auf die Sechseckfläche, zwischen 1° und 15°, besonders vorteilhaft zwischen 1° und 5°.
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Vorteilhafter Weise werden die Inliner durch Gleitsschleifen leicht entgratet und entspannt, vorzugsweise durch Gleitschleifen im Bereich von 3 bis 20 Minuten. Dadurch können bei Keramikinlinern scharte und unter Eigenspannung stehende Kanten vermieden werden, was eine Vereinfachung der Fertigung und eine Erhöhung der Verschleißresistenz ermöglicht und Ausbrüchen vorbeugt.
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Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, einen flexiblen Schlauch mit den erfindungsgemäßen Inlinern auszukleiden, um so einen verschleißresistenten Schlauch zu erhalten. Dazu werden die Inliner geeigneter Weise in einem regelmäßigem Muster mosaikartig auf der inneren Oberfläche des Schlauches angeordnet. Die verzerrte Sechseckform erlaubt eine besonders gute Anpassung einerseits der Inlinerform und andererseits des Mosaikmusters an die diversen Anforderungen einer Verschleißschutzauskleidung hinsichtlich Fugenverlauf, Verschleißresistenz sowie Herstellungsaufwand und -kosten.
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Insbesondere können mit der unregelmäßigen Geometrie der verzerrten Sechseckform durchgängige Fugen in der Inlinerauskleidung vermieden werden. Vorteilhafter Weise ist der erfindungsgemäße Schlauch derart ausgebildet, dass die Inlinerauskleidung in Förderrichtung des durch den Schlauch geförderten Mediums, d. h. axialer Richtung des Schlauches, keine geradlinig durchgehenden Fugen aufweist. Dadurch kann der Verschleiß im Fugenbereich erheblich reduziert werden. Weiter vorteilhaft weist die Verschleißschutzauskleidung des erfindungsgemäßen Schlauches in keiner Richtung entlang der Auskleidungsoberfläche geradlinig durchgehende Fugen auf, wodurch die Verschleißresistenz weiter erhöht werden kann. Ferner können die Inliner in der Weise angeordnet werden, dass eine gute Wicklung um die Mandrell möglich ist, z. B. indem kurze, nicht durchgängige Fugenstücke in Förderrichtung vorgesehen werden, die dann typischerweise in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Gleichzeitig ermöglicht die verzerrte Sechseckform Fugenabschnitte quer oder schräg zur Förderrichtung, die die Flexibilität des ausgekleideten Schlauchs gewährleisten. Diese Fugen können insbesondere in einer Zickzackform ausgebildet sein.
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In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist der flexible Schlauch als Kunstostoff- oder Gummischlauch ausgebildet, weiter bevorzugt als Gummischlauch, bei dem die Inliner auf der Innenseite des Schlauches einvulkanisiert sind. Gummischläuche zeichnen sich durch hohe Flexibilität und gleichzeitig gute Haltbarkeit aus, und in Kombination mit der erfindungsgemäßen Auskleidung kann auch eine hohe Verschleißresistenz erzielt werden.
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Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Inlinergeometrie eine besonders wirtschaftliche Herstellung eines flexiblen Schlauches mit hoher Verschleißresistenz. Geradlinig durchgehende Fugen können in jeder Oberflächenrichtung, insbesondere in Förderrichtung, vermieden werden. Des Weiteren können quer bzw. schräg zur Förderrichtung geeignete Fugen gebildet werden, die die Flexibilität des Schlauches gewährleisten. Gleichzeitig können die Inliner mit stumpfen Eckwinkeln besonders wirtschaftlich hergestellt werden. Schließlich ist eine mosaikartige Anordnung der Inliner in der Weise möglich, dass in einem bestimmten Winkel eine gute Wicklung möglich ist, so dass für den Mandrellwickelprozess besonders geeignete Inlineranordnungen möglich sind. Durch vorteilhafte Formschrägen kann die Fugengestaltung in der Richtung senkrecht zur Auskleidungsfläche optimiert werden.
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Daher bietet die vorliegende Erfindung besondere Vorteile für die Herstellung und Haltbarkeit von verschleißresistenten Schläuchen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
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1: eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Inliner 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2: die Auskleidung eines Schlauches 20 mit einem Inliner gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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3a/b: den Inliner gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit einer Formschräge in Draufsicht (3a) und in Seitenansicht (3b),
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4: eine Draufsicht auf einen Inliner 50 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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5: die Auskleidung eines Schlauches 70 mit einem Inliner gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, und
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6a/b: den Inliner gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Formschräge in Draufsicht (6a) und Seitenansicht (6b).
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1 zeigt eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Inliners 10. Erfindungsgemäß ist der Inliner als Plättchen ausgebildet, welches in der Draufsicht die Form eines verzerrten Sechsecks hat. Der Inliner 10 hat an seinen sechs Ecken keine spitzen Innenwinkel. Des Weiteren weist der Inliner 10 ein Paar von parallelen gleichlangen Seite 12, 13 sowie ein weiteres Paar von parallelen und gleichlangen Seiten 14, 15 und ein weiteres Paar von parallelen und gleichlangen Seiten 16, 17 auf. Dabei sind die benachbarten Seiten 12, 14 und 16 unterschiedlich lang, wodurch sich eine verzerrte Sechseckform ergibt. Bei einem Schlauch mit einem Innendurchmesse von ca. 100 mm bis 300 mm liegt die Länge der Seiten 12 bis 17 typischerweise im Bereich von 4 mm bis 20 mm, und der Inliner hat z. B. eine Dicke im Bereich von z. B. 2 mm bis 12 mm. Vorzugsweise besteht der Inliner 10 aus Keramik.
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2 zeigt einen erfindungsgemäßen flexiblen Schlauch 30, der mit dem Inliner 10 ausgekleidet ist. Dabei wird die Verschleißschutzauskleidung des Schlauchs 30 aus einer Mosaikanordnung von Inlinern 10 gebildet. Wie in 2 gezeigt, weist die Mosaikanordnung Fugenstücke 32 in Förderrichtung des Schlauches auf, die für eine gute Wickelbarkeit um die Mandrell sorgen. Dabei sind die Fugen 32 nicht geradlinig durchgängig in Förderrichtung, sondern es handelt sich um kurze, im Umfangsrichtung zueinander versetzte Fugenstücke, was die Verschleißresistenz erhöht. Des Weiteren weist die Mosaikanordnung Fugen 34 quer bzw. schräg zur Förderrichtung auf, die für die Flexibilität des Schlauches sorgen. Wie in 2 gezeigt können die Fugenstücke 34 zusammen eine Zickzacklinie bilden.
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Die 3a und 3b zeigen einen Inliner 10 mit einer konischen Umfangskante 20, wobei die 3a eine Draufsicht auf den Inliner 10 und 3b eine Seitenansicht mit Blickrichtung parallel zur oberen und unteren Sechseckfläche 22 und 24 zeigt. Die konische Umfangskante 20 führt dazu, dass die obere Sechseckfläche 22 des Inliners etwas größer ist als die untere Sechseckfläche 24. Dies ist in 3a dadurch veranschaulicht, dass der Umriss 23 der oberen Sechseckfläche 22 in durchgezogener Linie gezeichnet ist, während der Umriss 25 der unteren Sechseckfläche 24 in gestrichelter Linie eingezeichnet ist. Wie ersichtlich ist die obere Sechseckfläche 22 gegenüber der unteren Sechseckfläche 24 etwas expandiert, wodurch sich der leicht konische Verlauf der Umfangskante 20 ergibt. Vorzugsweise ist die Umfangskante 20 gegenüber einem nicht konischen Verlauf, d. h. gegenüber dem Lot 27 auf die Sechseckfläche 22 bzw. 24 um einen Winkel α im Bereich 1° < α < 15°, vorzugsweise 1° < α < 5° abgeschrägt.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Inliners 50, der in Draufsicht eine Sechseckform mit abgerundeten Ecken aufweist. Auch dieser Inliner 50 weist drei Paare von parallelen und gleichlangen Seiten auf, nämlich ein Paar 52, 53, ein Paar 54, 55 sowie ein Paar 56, 57. Die benachbarten Seiten 52, 54 und 56 sind unterschiedlich lang, wodurch sich die Form eines verzerrten Sechsecks ergibt.
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5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen flexiblen Schlauchs 70, der mit den erfindungsgemäßen Inlinern 50 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgekleidet ist. Auch dieser Schlauch 70 weist in Förderrichtung keine durchgängige verlaufende Fugen auf, sondern Fugenstücke 72, die für eine gute Wickelbarkeit um die Mandrell sorgen. Des Weiteren sind Fugenabschnitte 74 quer bzw. schräg zur Förderrichtung vorgesehen, die für die Flexibilität des Schlauches sorgen und zusammen einen Zickzacklinie bilden. Dabei können die Umfangskanten 60 der Inliner 50 konisch oder nicht konisch ausgestaltet sein.
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Die 6a und 6b zeigen, in Drauf- und Seitenansicht, den Inliner 50 mit einer konischen Umfangskante 60, wobei die obere Sechseckfläche 62 etwas expandiert ist gegenüber der unteren Sechseckfläche 64, wie in 6a durch den in durchgezogener Linie gezeichneten Umriss 63 der oberen Sechseckfläche 63 und den in gestrichelter Linie gezeichneten Umriss 65 der unteren Sechseckfläche 64 veranschaulicht.
