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Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Hochdruckschlauches. Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines gegen Druck widerstandsfähigen
weichen Kunststoffschlauches in Form eines Schichtkörpers aus zwei oder mehr rÖhrenförmigen
und einem oder mehreren zwischengeordneten Armierungselementen.
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Bei dem Herstellen eines derartigen Schlauches ist es bekannt, zunächst
ein inneres Rohr aus geeignetem. Kunststoff herzustellen, das sodann mit einem geeigneten
Armierungsmaterial'bedeckt wird, worauf die inneren und äußeren Rohre 3:n den Kopf
einer Strangpreßvorrichtung eingeführt werden, wo die äußere Abdeckung direkt über
die inneren Schichten, unter Ausbilden des fertigen Schlauches stranggepreßt wird.
Das innere weiche Rohr aus einem flexiblen Material ist relativ dünnwandig und somit
ist es schwierig, die runde Form auf Grund der elastischen Festigkeit des inneren
weichen Rohres aufrechtzuerhalten, so daß das innere weiche Rohr leicht durch von
außen beaufschlagten Druck deformiert wird. Dies gilt insbesondere, wenn dasselbe
in Vorbereitung für den nächsten Verarbeitungsschritt aufgewickelt wird.
Es
ist unmöglich, das Armierungsmaterial einwandfrei und genau , : um. das deformierte
weiche Rohr zu wickeln. So ist das Aufwickeln des Armierungsmaterials auf das Rohr
unter Halten des letzteren im runden Zustand sehr wichtig, um in wirtschaftlicher
Weise einen festen, flexiblen Schlauch herzustellen. Sobald die äußere Rohrschicht
durch Strangpressen auf das innere weiche Rohr aufgebracht wird, neigt dasselbe
dazu auf Grund der von außen beaufschlagten Kräfte eine Deformation zu erfahren.
Weiterhin ist die Berührung zwischen den inneren Armierungs- und den äußeren Schichten
nicht immer einheitlich. Ferner kann es vorkommen, daß Luft zwischen den inneren
und äußeren Schichten während des Strangpressens eingefangen wird und hierdurch
ergibt sich ebenfalls ein nicht zufriedenstellendes Ergebnis. Das innere Rohr und
die Überzugsschicht können nicht fest miteinander auf Grund der groben Struktur
des Armierungsmaterials verbunden werden. Somit ist es bei der letzten Überzugsstufe
von sehr großer Wichtigkeit, daß die runde Form des inneren Rohres aufrechterhalten
wird. Diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zum Herstellen eines gegen
Druck awiderstandsfähigen weichen Kunststoffschlauches zu schaffen, ist die Aufgabe
der Erfindung: Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß ein flexibles
röhrenförmiges Kunststoffmaterial, das die innere Schicht darstellt, sehr großer
Länge mit Wasser oder Druckluft gefüllt, an beiden Enden verschlossen und in an
sich bekannter Weise mit einer Armierung aus Textilgut umgeben und sodann das so
armierte Kunststoffmaterial unter Einbringen der Armierung in die, Oberfläche desselben
erwärmt- und in einer Strangpreßvorrichtung eine Außenschicht eines weiteren Kunststoffes
unter völligem Einbetten der Armierung in dem so erhaltenen Schichtkörper aufgebracht
wird, und sodann das Wasser oder die Druckluft entfernt werden.
Die
Erfindung soll im folgenden, beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen'_näher erläutert werden. Dabei zeigt: Fig., 1 eine perspektivische .Ansicht,
teilweise im Schnitt und teilweise weggebrochen, eines erfindungsgemäß hergestellten
flexiblen Hochdruckschlauches, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teiles
einer geeigneten Schlaucharmierung, Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt des Schlauches
nach der Fig. 1, Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise weggebrochen, des erfindungsgemäß
hergestellten Hochdruckschlauches, wobei die innere Armierung ein offenes Netz aufweist,
Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung, die in Seitenaufriß die Vorrichtung zum Durchführen
des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergibt und Fig. 6 eine der Fig4 ähnliche Ansicht
unter Anwenden einer Drahtspirale als innere Armierung.
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Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung, teilweise im Schnitt
eines Rohres mit darin vorliegendem Druckmittel. Fig. 8 ist eine perspektivische
Ansicht, teilweise im Schnitt einer Reihe von miteinander verbundenen Rohren.
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Das innere, flexible, röhrenförmige Kunststoffmaterial wird im folgenden
abgekiirzt mit Rohr bezeichnet.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
besteht der erfindungsge mäße Hochdruckschlauch-aus einem inneren-weichen Rohr 1,
das vorzugsweise aus einem Thermoplasten gefertigt ist, der durch eine Armierung
7 bedecktist, die eine geflochtene zylinderförmige Armierung, siehe das Bezugszeichen
7a nach der ,Fig, 2, sein kann oder es handelt sich um eine offene Form, siehe das
Bezugszeichen 7b 3.n der Fig.-4 oder um eine Spiral--, form, siehe das Bezugszeichen@8
in der Fig. 6. Die äußere, stranggepreßte Schicht 5, wie weiter unten erläutert,
besteht . vorzugsweise aus einem chlorierten Vinylkunststoff, so-daß der fertige
Hochdruckschlauch flexibel aus drei Schichten, siehe Fig. 3, aufgebaut ist, wobei
die innere Armierung 7 die erforderliche Festigkeit gegen die Krafteinwirkungen
von Hochdruckflüssigkeiten ergibt.
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Diese Bauart kann Abwandlungen auch dergestalt erfahren, daß ein schwererer
Schlauch ähnlicher Bauart, wie z.B. vier Schichten vorgesehen wird, wobei zwei innere
Armierungsschichten vorliegen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen dieses Schlauches wird
in der folgenden Weise durchgeführt..
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Es wird eine Länge-10, siehe Fig. 7, des aus Thermoplasten.gefertigten,
flexiblen Rohres, z.B. ein Vinylkunststoff, auf eine Länge in der Größenordnung
von 200 m geschnitten. Ein Ende. .dieser Rohrlänge wird in geeigneter Weise, wie
z.B. vermittels eines Stopfens oder Düse 11 verschlossen und das Rohr 1 wird sodann
mit einem.komprimierten Strömungsmittel durch einen eine Düse aufweisenden Stopfen
12 gefüllt, bis der Druck höher als der Normaldruck vorliegt. Das andere
Ende der Rohrlänge 10 wird sodann. vermittels Verschließen der Düse in dem Stopfen
12 verschlossen.
Als nächster- Arbeitsschritt wird das Armierungsmaterial
das vorzugsweise in dem Fall der Materialien ?a und ?b zylinderförmige Form aufweist,
über die innere Rohrlänge 10 so angeordnet., daß das gesamte Rohr von dem
einen bis zu dem anderen Ende hierdurch bedeckt ist. Wie in den Figuren -1, 2, 4
und 6 gezeigt, werden die Armierungsmaterialien 7a, -?b und 8 vorzugsweise so ausgewählt,
daß dieselben verbindende Maschen aufweisen, die eine Bindung an dem inneren Rohr
unterstützen. In dem Fall einer Drahtspirale 8 ergibt sich ebenfalls eine gute Bindung.
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Unter Bezugnahme, insbesondere auf die Fig. 5, wird das mit dem Strömungsmittel
gefüllte und mit der .Armierung versehene Rohr sodann in geeigneter Weise, z.B.
auf eine Haspel 2 ge= tragen und von hier aus durch einen zylinderförmigen Erhitzer
3 gezogen. Das mit der Armierung versehene Rohr wird sodann durch den Erhitzer mit
einer kontinuierlichen Geschwindigkeit von z.B. etwa 10 m/sec:. gezogen Die Geschwindigkeit
wird natürlich in Abhängigkeit von dem Materialdes inneren Rohres und dem Durchmesser
des Rohres schwanken. Vermittels des Hindurchtrittes durch den Erhitzer 3 wird die
äußere Oberfläche wenigstens des Rohres 1 erweicht und es ergibt sich somit eine
gute Bindung .zwischen der äußeren Schicht des Rohres 1 und dem Armierungsmaterial
?, 7a, 7b oder B.
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Das vereinigte Produkt aus dem Rohr 1 und dem Verstärkungsmaterial
7a, ?b oder 8 tritt sodann in den Kopf einer Strangpreßvorrichtung 4 und durch das
mittlere Teil des Strangpreßwerkzeuges so hindurch; daß die äußere Schicht 5 direkt
auf das vereinigte Produkt aus dem Rohr 1 und dem Armierungsnetz gedrückt wird.
Das
so erhaltene vereinigte Produkt aus einem inneren Rohr, Armierungsschicht und äußerer
Schicht wird sodann direkt in ein Kühlbad 6 geführt, das dazu dient, den Schlauch
abzukühlen. Der letztere wird sodann aus dem Kühlbad 6 abgezogen, und sobald die
gesamte Schlauchlänge in dieser Weise behandelt worden ist, werden aus den Enden
die Stopfen entfernt und der Innendruck abgelassen, so daß der fertige Schlauch
vorliegt.
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Auf Grund dieser Anordnung ergibt sich, bedingt durch den Druck des
Strömungsmittels in dem Inneren des Rohres, daß .-das Rohr 1 daran gehindert wird,
unter dem Verformungsdruck des Materials bei Aufbringen der Schicht 5 eine Deformation
zu: erleiden. Gleichzeitig ist die Bindung der Armierung mit der äußeren Schicht
des Rohres sehr einheitlich und bedingt durch das-Erweichen der äußeren Oberfläche
des inneren Rohres wird ein besseres Anhaften zwischen allen Schichten erzielt.
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Wenn Wasser als das Druckmittel in dem inneren Rohr angewandt wird,
muß man sorgfältig dahingehend arbeiten, daß.das Rohr gegen ein Überhitzen geschützt
wird, da die Wände des inneren Rohres in den meisten Fällen relativ dünn sind. Eine
der Gefahren eines derartigen Überhitzens stellt das Auftreten einer Zerstörung
dar, bedingt durch das Abspalten von Chlorwasserstoff aus dem chlorierten Vinylprodukt.
Deshalb sollte die Temperatur des Erhitzers 3 höher als der Erweichungspunkt des
inneren Rohres und niedriger als der Schmelzpunkt sein, d. h., es sollte ein bevorzugter
Temperaturbereich von etwa 150 bis 250oC-angewandt werden.
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Wie ,weiter oben ausgeführt, können die angegebenen Arbeitsschritte
wiederholt werden, während der Druck im Inneren des inneren Rohres 'L aufrechterhalten
wird, so daß hierdurch unter Ausbilden eines mehrere Schichten aufweisenden Schlauches
zusätzliche Schichten an Kunststoff 5 oder Armierung 7 aufgebracht werden können.
Es
wurde gefunden, daß eine relativ billige Kunststoffkombination für das innere Rohr
1 angewandt werden kann, da es nicht mehr wichtig ist, daß dasselbe eine ausreichende
mechanische Festigkeit besitzt, um den äußeren Deformierungsdrücken zu widerstehen,
und. dies bedingt durch das erfindungsgemäße Anwenden des Druckes im Inneren des
Rohres. Jede hierdurch erzielte Ersparnis kann teilweise dazu angewandt .werden,
um für die äußere Schicht 5 ein qualitativ hochwertiges Kunststoffprodukt vorzusehen,
wodurch der Druckschlauch eine entsprechend gute Oberflächenbeschaffenheit besitzt.
Gegebenenfalls können die Enden der Schlauchlängen verschlossen gehalten und der
Innendruck aufrechterhalten und in diesem Zustand ein Aufwickeln des Schlauches
durchgeführt werden. Wenn diese Schläuche zur Benutzung kommen sollen, kann natürlich
der Druck an einem Ende des Schlauches aufgehoben werden, wie weiter oben erläutert
ist.
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Da beide Enden des inneren Rohres durch den eine Düse aufweisenden
Stopfen verschlossen sind, durch den der Druck im Inneren des Rohres von der Außenseite
des Rohres aus gesteuert werden kann, können Rohrlängen leicht miteinander, wie
in der Fig. 8 gezeigt, verbunden werden. Es wird ein Kupplungsstück 13 über die
Enden des eine Düse aufweisenden Stopfens 12 geführt, der aus benachbarten Enden
von zwei Schläuchen vorspringt. Auf Grund dieser Anordnung ist es möglich, das Innere
eines Rohres 1 0 mit dem Inneren eines weiteren Rohres 10 zu verbinden: Dies bedeutet,.daß
bei dem Verfahren des Überziehens des armierten inneren Rohres mit einer äußeren
Schicht unter Anwenden der Strangpreßvorrichtung die Düse an dem Ende eines Rohres
mit der Düse an dem Ende eines nächsten Rohres verbunden wird, unmittelbar bevor
das Überziehen eines Rohres zum Abschluß gekommen ist.
| Somit ist es möglich, in kontinuierlicher Weise die äußere
.,- |
| ,Schicht aufzubringen, ohne daß die Vorrichtung angehalten. |
| werden muß, um das bereits überzogene Rohr durch das ande- |
| re Überziehen des Rohres zu ersetzen, wodurch die Herstel- |
| lungskosten.erheblich verringert werden. Ein derartiger |
| Vorteil kann nur dadurch erzielt werden, indem ein unter |
| Druck stehendes Strömungsmittel im Inneren des Rohres in |
| der erfindungsgemäßen Weise abgedichtet gehalten wird. |
| Zusätzlich zu den oben angegebenen ergeben sich auch noch |
| weitere Vorteile bei: Arbeiten nach dem erfindungsgemäßen |
| Verfahren. Das für das Ausbilden eines flexiblen Schlauches |
| angewandte innere Rohr stellt eine weiche Substanz dar, die |
| aus einem Kunststoff gefertigt ist und wird somit leicht |
| bei geringfügigen, von außen beaufschlagten, Drücken defor- |
| miert. Selbst dann, wenn ein inneres Rohr mit einer Länge |
| von etwa 200 m auf eine Haspel in Vorbereitung für den sich |
| anschließenden Verfahrensgang ausgebildet wird,.verliert das |
| weiche innere Rohr seine Rundung, bedingt durch den beim Auf- |
| wickeln ausgeübten Druck. Um somit-die Rundung des inneren
. |
| Rohres aufrechtzuerhalten und den anschließenden Verfahrens- |
| gang in leichter und genauer Weise durchführen zu können, ist |
| es wichtig, ein Strömungsmittel abgedichtet in dem inneren |
| Rohr unter Beaufschlagen eines geeigneten Druckes zu halten. |
| Da das innere Rohr ein geeignetes unter Druck stehendes Strö- |
| mungsmittel enthält, kann dasselbe mit einem Armierungsmaterial |
| in jeder gewünschten Form ohne.Deformieren_der Form des inneren |
| Rohres überzogen werden. Selbst ein Material, wie Metalldraht |
| kann als Armierung auf das innere Rohr gewickelt werden. Wei- |
| terhin macht das Abdichten eines unter Druck stehenden Strö- |
| mungsmittels im Inneren des Rohres es möglich, daß das Aufbrin- |
| gen einer Armierung und der äußeren Überzugsschicht auf dem |
| Rohr wiederholt wird, um so ebenfalls eine weitere Erhöhung |
| der mechanischen Festigkeit des Rohres zu erzielen. |
Ein weiterer wichtiger erfindungsgemäßer Aspekt besteht darin,
daß zwischen dem armierten inneren Rohr und der äußeren Uberzugsschicht kein Kunststoff
angewandt werden braucht und auf Grund eines Erhitzens der Oberfläche des armierten
Rohres können das innere Rohrund die äußere Überzugsschicht fest miteinander über
eine grobe Struktur des Armierungsmaterials verbunden werden. Es ist somit möglich,
in. besonders wirtschaftlicher Weise einen mechanisch festen., flexiblen Schlauch
herzustellen.