DE1684972A1

DE1684972A1 - Bogenfoermiger Schlauch und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1684972A1
Application number: DE19671684972
Authority: DE
Inventors: Sepp Oscar W
Original assignee: STEINTHAL AND CO Inc M
Current assignee: STEINTHAL AND CO Inc M
Priority date: 1967-05-29
Filing date: 1967-07-04
Publication date: 1971-05-13
Also published as: FR1551869A

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING₀ ULRICH KINKELIN 7 0 3 2 Sindelfingen - Auf dem Goldberg- Weimarer Straße 32 - Telefon 07031/86501

3. Juli 1967 10 070

Firma M₉ Steinthal & Co. Incorp., 235 East 42nd Street, New York N.Y«,

BOGENFÖRMIGER SCHLAUCH UND VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG

Die Erfindung betrifft einen Schlauch, der im aufgeblasenen Zustand eine bogenförmige Gestalt annimmt und zwei Häute aus dehnbarem, luftundurchlässigem, mindestens teilweise thermoplastischem Material besitzt sowie Verfahren zu seiner Herstellung„

Bei der Herstellung eines bekannten Schlauchs dieser Art werden zwei Häute aus thermoplastischem Material auf einen Schweißtisch.gelegt. Eine Haut wird dabei relativ zur anderen λ gestreckt. Wie sehr man diese eine Haut streckt hängt davon ab, wie weit der Schlauch bogenförmig werden soll, wenn er aufgeblasen worden ist. Indem diese eine Haut gedehnt wird, verschweißt man die beiden Häute an ihrem Umfang miteinander, so daß ein Schlauch entsteht, wenn das Gebilde aufgeblasen wird. Diese Herstellungsart ist schwierig, weil man nur eine Haut strecken und sie während des Verschweißens im gestreckten Zustand halten muß.

Darüber hinaus verursacht die beim Verschweißen aufgebrachte Dehnung, daß sich der Schlauch im entlüfteten Zustand in Falten legt, so daß es schwierig wird, ihn zwecks leichten Transports klein zu verpacken (US 3 059 656).

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Darüber hinaus benötigt man für solche aufblasbare Gebilde eine Verankerung. Es ist bekannt, hierzu besondere Abteile mit Wasser oder Erde zu füllen,, Man benötigt {edoch dort, wo die Gebilde aufgestellt werden sollen, Wasser oder Erde. Stehen diese Materialien nicht zur Verfügung, so müßte man diesen Ballast zusammen mit den aufblasbaren Gebilden transportieren,, Hierbei geht jedoch ein wesentlicher Vorteil aufblasbarer Gebilde verloren, d„ h„ man kann sie nicht mehr leicht aufstellen, abbauen und von Ort zu Ort transportieren„

■ Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schlauch sowei ein Verfahren zu dessen Herstellung

anzugeben, bei dem die oben genannten Nachteile vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden eingangs erwähnten . Häute verschiedene Elastizität besitzen. Ein solcher Schlauch kann als Grundbaustein für diverse Formen aufblasbarer Gebilde verwendet werden.

Eine vorteilhafte Art und Weise, die verschiedene Elastizität zu erreichen, besfeht darin, ψ die beiden Häute verschieden dick zu machen. Man kann dann ein und das gleiche Material

verwenden und erhält trotzdem verschiedene Elastizitäten.

Günstig ist,.wenn die beiden Häute verschiedene Elasfizirätskoeffizienteh haben. Man kann dann die beiden Häute gleich dick machen und erhält so ihre Widerstandskraft gegenüber mechanischen o. dgl. Beanspruchungen.

Förderlich ist, wenn eine der Häute mindestens eine Falte hat, die etwa parallel zur Längsachse des Schlauchs läuft. Auch hier nimmt der Schlauch automatisch nach seinem Aufblasen bogenförmige Gestalt an und läßt sich leicht herstellen und raumsparend verpacken.

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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen hervor. In der Zeichnung zeigen: Fig„ 1 eine schaubildliche Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen der erfindungsgemäßen Gegenstände,
Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht eines einzelnen aufblasbaren Teils in aufgeblasenem

Zustand,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2,

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gegenstand, bei dem eine

Haut eine Falte besitzt,

Fig. 6 einen Schnitt des Gegenstands gemäß Fig. 5 in aufgeblasenem Zustand,

Fig. 7 eine schaubildliche Darstellung einer erfindungsgemäßen zeltähnlichen Vorrichtung,

Fig. 8 einen Teil einer geschnittenen Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 7,

Fig. 9 eine schaubildliche Ansicht einer Vorrichtung mit nebeneinander liegenden

Stützschläuchen, gemäß der Erfindung, %

Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 9, Fig. 11 einen Schnitt durch die Verankerung der Vorrichtung nach Fig. 7, Figuren 12A, 12B₁. 12C Schnitte durch eine andere Verankerung aufblasbarer Bauteile, Figuren 13A und 13 B Ansichten einer weiteren Ausführungsform für Verankerungen

der Vorrichtung nach Fig. 9.

Fig. 1 zeigt zwei Häufe 2 und 3 aus dehnbarem Material, die übereinander auf einem Bett 1 einer elektrischen Verschweißvorrichtung liegen. Die Häute 2, 3 können aus thermo-

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plastischem Material oder einem anderen Material sein, das mindestens auf einer seiner Flächen mit thermoplastischem Mterial beschichtet ist. Die beiden Häute 2, 3 liegen kräftefrei und ungestreckt auf dem Bett. Die obere Haut 2 ist dünner als die untere Haut3. Zwei durchgehende Nahtpaare A₁ 5 verbinden die beiden Häute 2, 3 miteinander, die so einen Hohlraum bilden„ Nachdem die Nahtpaare 4, 5 hergestellt worden sind, entnimmt man die miteinander verschweißten Häute 2, 3 und ein übliches Einweg - Luftventil, wie z.B„ Fußbällventil 6, wird in eine der Häute eingesetzt» In Fig_e 3 wurde hierzu die obere Haut 2 verwendet. Pumpt man ein Gas, wie z„B. Luft oder Kohlendioxyd, von einer Druckwelle 8 in den Hohlraum zwischen den Häuten 2, 3 durch das Fußballventil 6 hindurch, so wird der Hohlraum größer, wenn sich der Druck in ihm steigert. Entfernt man einen Stift 7 aus dem Fußballventil 6, so wird ein Teil 9 des Fußballventils 6 zusammengedrückt, wodurch das Gas aus dem Hohlraum nicht mehr entweichen kann_e

Nach dem Aufblasen nehmen die verschweißten Häute 2, 3 bogenförmige Gestalt in Form eines Schlauchs 10 an, der einen Querschnitt gemäß Fig. 4 hat.

Die gebogene Gestalt rührt von dem Unterschied in den Dehnungseigenschaften der beiden Häute 2, 3 her, die von ihrer unterschiedlichen Dicke abhängen. Es sei darauf hingewiesen, daß zwar beim Ausführungsbeispiel die Biegung von der unterschiedlichen Dicke des gleichen Materials herkommt. Diese Erläuterung hat jedoch nur beispielhaften Charakter. Man kann z.B. auch zwei Häute gleicher Dicke verwenden, die jedoch verschiedene Dehnungseigenschaften haben und erhält ebenfalls eine bogenförmige Gestalt«,

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Bekanntermaßen ist bei einem bestimmten Material die Dehnung der angelegten Kraft proportionale Der Koeffizient, der den Zusammenhang zwischen Dehnung und Kraft vermittelt, isf ein Maß für die Elastizität des Materials _β Bei jedem Material ist die Dehnung umso größer, je größer die Kraft ist. In ähnlicher Weise ändert sich bei einer gegebenen Kraft die Dehnung direkt mit der Elastizität des Materials, an dem die Kraft angreift.

Bei unter Druck gesetzten Behältern , wie den länglichen, schlauchförmigen Elementen m

der Erfindung, ist die Längskraft (die Kraft, die in einem Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Teils liegt) gleich der Kraft in Richtung der Längsachse, geteilt durch die Querschnittsfläche der Wand in der betrachteten Ebene. Es ist ebenso bekannt, daß die in Längsrichtungwirkende Kraft längs jeder geschnittenen Ebene gleich der Fläche des Teils der Ebene ist, die von der inneren Oberfläche eingeschlossen wird, multipliziert mit dem Flächeneinheitsdruck des Fluidums.

Da die obere Haut des Schlauchs dünner ist als die untere Haut, ist die geschnittene Fläche oberhalb des Nahtpaars 4 kleiner als unterhalb,, Daher erzeugt die an allen Punkten längs des Umfangs wirkende Kraft eine größere Belastung des Schlauchs oberhalb des Nahtpaars als unterhalb. Da die Dehnung der Belastung proportional ist, dehnt sich die obere Haut 2 mehr in der Längsachse als die. untere Haut 3. Dies sind die Gründe, warum das schlauchförmige Gebilde bogenförmige Gestalt annimmt, wenn es aufgeblasen worden ist.

Wenn andererseits die obere Haut 2 und die untere Haut 3 gleich dick, jedoch aus verschiedenen Materialien mit verschiedenen Dehnungseigenschaften ist, so wUrdesich eine Haut trotzdem mehr als die andere dehnen, obwohl die Kraft gleiche Belastungen in beiden Häuten 2, 3 erzeugt. Auch hier ergibt sich nach dem Aufblasen eine bogenförmige Gestalt.

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Der Biegungsgrad des aufgeblasenen Schlauchs kann durch verschiedene Mittel gesteuert werden. Es ist klar, daß das Maß der Biegung bei schlauchförmigen Gebilden bestimmter Dimension bei verschiedenen Drücken unterschiedlich sein wird. Außerdem verursachen verschiedene Verhältnisse zwischen den Ausdehnungseigenschaften der beiden Häute verschiedene Biegungsgrade. Anders ausgedrückt: Wenn die obere Haut bestimmte Abmessungen hat und ein bestimmter Druck in dem schlauchartigen Gebilde herrscht, dann kann der Biegungsgrad geändert werden, indem man die Ausdehnungseigenschaften der unteren Haut 3 ändert.

Ein weiteres Verfahren zur Änderung des Biegungsgrades liegt darin, daß man von zwei Häuten ungleicher Länge ausgeht. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, wird bei der Herstellung die obere Haut 2 wieder auf die untere Haut 3 gelegt. Ehe jedoch die Nahtpaare 4 hergestellt werden, wird eine Falte 11 in der nicht gestreckten oberen Haut 2 eingelegt. Wenn das sich ergebende aufblasbare Bauteil aufgeblasen ist, hat es einen Querschnitt ähnlich Fig. 6„ Dieses schlauchartige Teil hat einen größeren Krümmungsgrad als der schlauchartige Teil nach Fig. 2, da die steifere untere Haut 3 weniger vom Querschnitt einnimmt als beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2. Analog hierzu können schlauchartige Teile mit einem kleineren Krümmungsgrad als Fig. 2 zeigt dadurch hergestellt werden, indem man die untere Haut 3 länger macht als die obere Haut 2, wie bereits oben beschrieben worden ist»

Fig_e 7 zeigt eine untere Verwendung von erfindungsgemäßen Merkmalen hergestellte Badekabine. Die als Stutzen ausgebildeten Schläuche 10 wurden nach den erfindungsgemäßen Grundsätzen hergestellt, d. h. jeder Schlauch wunde aus Hüten 2, 3 aus dehnbarem thermoplastischem Material verschiedener Dehnungseigenschaften hergestellt, die an ihrem Umfang miteinander verschweißt sind und einen länglichen Schlauch bilden. Nach'dem AuF-

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blasen nimmt }eder Schlauch 10 automatisch eine bogenförmige Gestalt an, Keilstücke 12 aus Gewebe oder thermoplastischem Material sind an den Schläuchen befestigt oder mit ihnen verschweißt, die selbst wieder untereinander in der Kuppe 13 der Badekabine verschweißt oder schwenkbar miteinander verbunden sind«, In einem der Keilstücke 12 ist ein Eingang 58 eingearbeitet.

Jeder Schlauch TO hat eine Verankerung 40. Diese werden genauer im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben.

Fig. 8 zeigt eine geschnittene Teilansicht der Badekabine nach Fig„ 7«, Aus jener Figur ist eine bevorzugte Art ersichtlich, mit deren Hilfe die Keilstücke 12 an den Schläuchen befestigt werden können. In einer Anfangsstufe der Herstellung der Schläuche 10 werden Ränder der Keilstücke 12 eingelegt, ehe die beiden Häute 2, 3 miteinander verschweißt werden. Wenn die Keilstücke 12 aus thermoplastischem Material sind, so können sie und die beiden Häute 2, 3 aus thermoplastischem Material in einem Arbeitsgang miteinander verschweißt werden. Wenn die Keilstücke an sich nicht aus thermoplastischem Material sind, dann kann man sie in ihren Randbereichen mit thermoplastischem Material dünn beschichten,,

Die Figuren 9 und 10 zeigen Anordnungen mit einer Reihe von als Bauelemente dienenden Schläuchen 10. Die Seitenwände und das Dach sind miteinander einstückig und werden in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt. Zwei Häute 2, 3 aus dehnbarem, thermoplastischem Material mit verschiedenen Ausdehnungseigenschaften werden übereinander gelegt. Daraufhin stellt man eine Reihe parallel zueinander liegender Nahtpaare 4 her, so daß eine Anzahl miteinander einstückig, jedoch für sich aufblasbarer Schläuche entsteht,

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Wenn die querliegenden Nahtpaare 5 hergestellt werden und man alle Schläuche 10 aufbläst, so nimmt der Gegenstand automatisch die in Fig„ 9 gezeigte Gestalt an. Seitenwände 14 sind an beiden Enden des Gebäudes vorgesehen. Außerdem ist eine Tür 15 vorgesehen. Diese umfaßt einen nach unten zu gerichteten schlauch- und U-förmigen
Rahmen 16, zu dem Schläuche 17 und 18 querliegend angeordnet sind_e Der Rahmen; 16
ist längs einer Naht 53 mit der Seitenwand 14 verbunden. Der Rahmen 16 ist mit thermoplastischem Bahnen 51, 52 ausgekleidet. Um die Tür 15 passieren zu können, muß man
nur gegen den nichtbefestigten Teil des Rahmens 16 drücken. Hierdurch verbiegt sich der Rahmen 16 teilweise. Sobald man die Tür 15 passiert hat, übt der Rahmen 16 wieder eine Rückstellkraft aus und liegt wieder in einer Ebene.

Die Schläuche 10 werden zusammen mit einer Verankerung 50 verwendet. Diese wird näher anhand der Figuren 13 A und 13 B beschrieben.

Eine einfache Verankerungsvorrichtung ist in Fig» 11 gezeigt. Die Schläuche 10 besitzen Lappen 19, welche eine Öse 20 aufweisen, durcji die hindurch ein Stift 21 in die Erde eingeschlagen werden kann. Diese Verankerung benötigt keine größere Menge an Wasser oder Erde, wie dies früher bei solchen Verankerungen der Fall war. Sie ist genauso tragbar wie die aufblasbaren Gegenstände selbst und behindert in keiner Weise deren Transportfähigkeit. Der Lappen 19 kann weder bei der Herstellung des Schlauchs oder durch eine Schweißnaht nachträglich befestigt werden.

Die Figuren 12 A, 12 B und 12 C zeigen eine andere Verankerung, die besonders vorteilhaft bei solchen Schläuchen 10 angewendet wird, die aus konstruktiven Gründen an ihren Enden einen kreisförmigen Querschnitt haben. Die Rohrenden werden hergestellt, indem man

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einen zylindrischen Deckel 54 mit den Schläuchen verbindet, nachdem die Nahtpaare 4 hergestellt worden sind. Ein'Verankerungsring 22 besitzt einen Zylinder 23 und einen flachen Fuß 24, Der Umfang des Zylinders 23 ist genügend groß, um den Deckel 24 des Schlauchs in aufgeblasenem Zustand aufzunehmen. Der Zylinder 23 besitzt eine Reihe von Schlitzen 25, die an seinem Umfang angeordnet sind. Außerdem sind dort eine Anzahl Löcher 26 über den Schlitzen 25 angeordnet« In jedem Loch 26 ist der eine Teil 29 eines Druckknopfverschlusses befestigt. Der andere Teil 30 kann in den Teil 29 eingedrückt werden und hat dann einen Abstand vom Zylinder 23. Der Teil 29 erstreckt sich von einem Flansch, der in vorteilhafter Weisednen größeren Durchmesser als den Durchmesser des Lochs 26 hat, so daß er fest an der Innenseite des Zylinders 23 befestigt werden kann. Wahlweise kann man auch die Löcher 26 weglassen, wenn man den Flansch des Teils 29 direkt an der Außenfläche des Zylinders 23 anbringt.

Vom Fuß 24 aus gehen Bügel 27 nach unten, mit denen man über Schrauben SI eine Verbindung mit einem Stab herstellen kann.

Der Endbereich des Schlauchs 10 hat eine Reihe Bänder 28, die aufeinander liegen, ein Kreuz bilden und mit dem Deckel 54 verbunden sind, so daß wenn der Schlauch 10 aufgeblasen wird, an die Bänder 28 eine Spannung gelegt wird und das Ende der Schläuche 10 in eine im wesentlichen zylindrische Form gebracht wird, wie die Figuren 12 A, 12 B und 12 C zeigen.

Weitere Bänder 55 sind längs eines Teils ihrer Länge mit den Bändern 28 und längs dem restlichen Teil ihrer Länge mit dem Deckel 54 verbunden.

Die Bänder 28, 55 können entweder bei der Herstellung des Schlauchs 10 an diesem oder

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später befestigt werden. Die freien Enden der Bänder 28, 55 tragen den. Teil 30 des Druckknopfverschlusses, der mit dem entsprechenden Teil 29 verbunden werden kann.

Beim Verankerung wird zuerst der Verankerungsring mit Hilfe der Bügel 27 und Schrauben an einer Leiste befestigt. Dann werden die Decke] 54 im entlüfteten Zustand des Schläuche in den Verankerungsring 22 eingesetzt, so daß die Bänder 28, 55 radial liegen. Danach schiebt man sie von innen durch die Schlitze 25 und zieht an ihnen, bis die Teile 29 und 30 des Druckknopfverschlusses eingeschnappt werden können. Der Schlauch kann dann aufgeblasen werden.

Wenn eine permanente Aufsteilung an einem bestimmten Ort gewünscht wird, so kann das Ende des Schlauchs 10 an den Verankerungsring 22 angeklebt werden.

Eine andere Anordnung zur Verankerung ist in den Figuren 13 A und 13 B gezeigt. Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel ist das Ende des Schlauchs 10 mit einer Anzahl Bänder 56 versehen, die längs eines Teils ihrer Länge mit dem Schlauch 10 verschweißt sind. Die freien ™ Enden der Bänder 56 besitzen wiederum einen Teil 30 eines Druckknopfverschlusses gemäß

Fig. 12C.

Bei diesem Ausfuhrungsbeispiel umfaßt die Verankerung 50 ein Brett 31, an dem mit Schrauben 32 ein U-ProfiI befestigt ist, das einen Steg 33 und zwei Schenkel 34 besitzt. Die Schenkel 34 besitzen eine Anzahl von Schlitzen 25 und zugehörige Teile 29 eines Druckknopfverschlusses gemäß Fig. 12 C.

Die Verankerung geschieht in nahezu der gleichen Weise wie anhand der Fig. 12 C beschrieben worden ist, d.h. die Bänder werden durch Schlitze 25 gefädelt und nach oben ge-

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zogen, so daß die Teile 30 und 29 des Druckknopfverschlusses einschnappen können.

Das Brett 31 kann durch nicht gezeigte Mittel mit der Erde verbunden sein oder kann so viel Eigengewicht haben, daß es nicht mit der Erde verbunden zu werden braucht.

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Claims

Ι „ Schlauch, der im -aufgeblasenen Zustand eine bogenförmige Gestalt «annimmt und zwei räoiüfe ««ms dehnbarem, luftdurchlässigem, mindestens teilweise fheaimoplastischem Material besitzt, dadurch gekennzeichnet _a daß de beiden Haute (2, 3) veischiedene Elastizität besitzen.
2. Schlauch mach Ansprach 1 _r dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Häute (2, 3) verschieden dick sind«
3« Schlauch nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Häute (2, 3} verschiedene Elastiziiaiskoeffiziemtem haben.
4. Schlauch nach einem oder mnehnerem der vorhergehenden Ansprüche, daduidh gekennzeichnet, daß eine der Haute (2) mindestens eine Falte {11} hat, die etwa parallel

P zur Längsachse des Schlauch (I©} läuft.
5. Schlauch nach einein oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere von ihnen in einer gewoibebildenden Weise durch ihre Nähte (4) miteinander verbunden sind, daß die von dem eisten und/oder letzten Schlauch fl©) umspannte Ebene durch eine Wand (14) verschlossen ist und daß die Wand P 4) eine Tür (15) umTaBt.

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6. Schlauch nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende jedes Schlauchs (10) einer Vielzahl von Schläuchen in einer zeltbiidenden Alt sich in einem Scheitel (13) trifft und daß Keilstückwände (12) zwischen benachbarten Schläuchen (10) befestigt sind,
7. Schlauch nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende mindestens eines Schlauches (10) Bänder (55,56) befestigt sind, daß jedes Band (55,56) erste Befestigungselemente (30) an seinem freien ^ Ende trägt, daß eine Verankerung (22,50) mit einem Wandbereich (23,24) einer Gestalt vorgesehen ist, die die aufgeblasenen Schläuche (10) umfängt, daß der Wandbereich an seinem Umfang eine Anzahl Öffnungen (25) und zweite Befestigungselemente (29) trägt, daß die zweiten Befestigungselemente eine solche Gestalt haben, daß sie mit den ersten Befestigungselementen (30) zusammenwirken, wenn die Bänder (55, 56) durch die Öffnungen (25) gefuhrt sind und daß die Verankerung (22,50) an einer Halterung (27) befestigt ist.
8. Verfahren zur Herstellung von Schläuchen nach einem oder mehreren der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haut auf die andere gelegt wird, daß die gleiche Dehnung in beiden Häufen aufrechterhalten wird und daß dann die Nähte hergestellt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Falte (11) in einer det) Häute (2) vor dem Herstellen der Nähte (4, 5) eingelegt wird.

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