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Faltenschlauch und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung
betrifft solche Schläuche, die wegen ihrer Falten bzw. ziehharnlonikaartigen Aufbaus
ungeknickt bleiben, wenn sie gebogen werden. Derartige Schläuche werden gewöhnlich
beispielsweise als Luftschläuche bei Atmungsgeräten, Gas maske und dergleichen sowie
als Schläuche für wassergekühlte Maschinen verwendet.
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Falten schläuche werden aus Kautschuk oder einem anderen ähnlichen
elastischen Material hergestellt, das durch Vulkanisation oder ein anderes Verfahren
gehärtet werden kann, lfO-durch es vom plastischen in den elastischen Zustand übergeführt
wird. Der hier verwendete Ausdruck ttKautschuk' soll alle derartigen Materialien
umfassen, die üblicherweise für die Ilersteilung von flexiblen Schläuchen verwendet
werden.
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Häufig bringt man auf flexiblen Faltenschläuchen außen eine Decke
aus Stockinett oder einem ähnlichen Material auf, das aufgrund seine leichten Dehnung
in zwei Richtungen in der Lage ist, sich den Faltungen während ihrer Bildung anzupassen.
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Es ist jedoch bis jetzt kein befriedigender eg für die Festigkeitsverstärkung
von Faltenschläuchen gefunden worden, bei denen schrauben- bzw. wendelförmige Verstärkungen
eingeschlossen sind. Derartige Verstärkungen können in der Form eines schraubenförmigen
einzel- oder mehrlitzigen Kordes (in ein- oder mehrgängiger Form) oder in der Form
von mehreren gegenüberliegend eingesetzten Schrauben vorliegen, bei denen die Schrauben
in darunter-und-darüber-Lage zusammengelegt sind, so daß ein Gebilde entsteht, was
auf ein gewebtes Rohr oder ein Geflecht hinausLäuft.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht deshalh, wie erwähnt,
darin, einen Faltenschlauch zu schaffen, der schraubenförlwige, festigkeitsgebende
Verstärkungen einschließt.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in einem einfachen und billigen
Verfahren zur Herstellung eines derart verstärkten Faltenschlauches. Dabei ergibt
sich der Hauptvorteil der Verstärkung selbstverständlich daraus, daß bei einer für
den Schlauch geforderten Berstdruckfestigkeit weniger Kautschuk verwendet werden
kann.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß
die Herstellung dementsprechender Schläuche die Bildung von Schläuchen auf einfache
Weise gestattet, die einen Faltenteil mit zylindrischen Endstücken haben und bei
denen der wirksame oder geringste Innendurchmesser des Faltenteils im wesentlichen
gleich dem der Düse, des Tüllen- oder Muffenstücks ist, an dem die zylindrischen
Endstücke des Schlauches angebracht werden können. Schließlich besteht noch ein
Vorteil darin, daß diese Schläuche mit Faltungen oder Wicklungen leicht hergestellt
werden können, die als eine einzige oder vielgängige Schraube, wodurch schraubenförmige
Faltentäler
geschaffen werden , oder als eine Reihe von getrennten
ringförni Igen Rilleii unter Bildung von Umfangsfaltentälern verlaufen.
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Es wurde versucht, schraubenförmige Verstärkungen in Faltenschläuchen
nach bereits bekannten Verfahren einzuschließen, man fand jedoch, insbesondere im
Einblick auf geflochtene Verstärkungen, daß die Verstärkungslitzen aufgrund der
unnacigibigen Natur der Verstärkungen zu tief in den Kautschuk einschnitten, insbesondere
über den Bauchausbildungen der Falten. Dies war jedoch unerwünscht, da dadurch verhindert
wurde, daß die Bäuche bzw. Ausbauchungen die erforderliche Form voll erreichten
und sich auch eine falsche Verteilung der Verstärkungen bezüglich des Kautschuks
ergab, da der Einschneideffekt der Verstärkungen den Kautschuk radial über die Verstärkung
hinaus (an den Kamm- bzw. Scheitelstellen der Falten) nutzlos machten, soweit es
eine wirksame Kautschukstärke betrifft.
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Ein weiterer Nachteil entstand daraus, daß das gewebte Verstärkungsgeflecht
dazu neigte, sich in der Nähe der Faltenberge bzw. -kämllle zu öffnen, so daß die
Verstärkung nicht länger ein gleichförmig aufgebrachtes Teil darstellte, das dem
Schlauch als ganzes eine gleichmäßige Berstfestigkeit gibt.
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Allgemein besteht die Erfindung in einem Verfahren zur Herstellung
von verstärktem Faltenschlauch aus Kautschuk, gemäß dem die Verstärkungsteile auf
ein ungehärtetes Kautschukrohr aufgebracht werden, das Innere des Rohres einem reduzierten
Druck wenigstens soweit ausgesetzt wird, daß diese Teile beanspruchungsfrei sind,
Verengungen an jenen Teilen des Rohres, die die Faltentäler bilden sollen, aufgeprägt
werden, das Rohr einem Innendruck ausgesetzt wird,
der ausreicllt,
uni es nach außen zwischen den Verengungen bzw. Einschnürungen auszubauchen und
dann der Kautschuk des so gebildeten Faltenrohres gehärtet wird.
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Anhand der beiliegenden Zeichllullgell werden beispielsweise Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Fig. i bis 4 zeigen teilweise im Schnitt vier Herstellungsstufen eines
am Umfang gefalteten Schlauches, der schraubenförmig mit einer Uniflechtung verstärkt
ist.
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Fig. 5 und 6 zeigen auf ähnliche Weise zwei Herstellungsstufen eines
schraubenförmig gefalteten Schlauches mit einem schraubenförmigen Kord als schraubenförmige
Verstärkung.
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Die Zeichnungen sind schematisch. Beispielsweise ist die Länge der
Schläuche, Dorne und dergleichen fast ausnainiislos wesentlich größer als es von
deren dargestellten Durchmessern abgeleitet werden kann.
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Wie in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist, kann aus Zweckmäßigkeitsgründen
ein Rohr 7 aus nicht gehärtetem Kautschuk auf einen knapp passenden Dorn 8 aufgebracht
und ein Geflechtrohr 9 außen auf den ungehärteten Schlauch als feste bzw. stabile
Paßhülse oder Umhüllung aufgebracht werden. Gewdnschtenfalls kann über dem Geflechtrohr
eine nicht gezeigte Außenschicht von ungehärtetem Kautschuk oder aus Stockinett
aufgebracht werden. Das so gebildete Verbundrohr wird dann auf einem mit Löchern
versehenen Rohrdorn io aufgebracht, der als "Piccolo" bekannt ist.
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Verglichen mit der bekannten Technik weist der hier verwendet te Piccolo
jedoch bezüglich des Verbundrohres eine Untergröße auf, wobei sein Außendurchmesser
im wesentlichen gleich dem
Minimaldurchmesser ist, der fiir das,
was schließlich der Faltenteil des Rohres wird, erforderlich ist. Das Verbundroher
sitzt dadurch auf dem Piccolo ganz locker. Das Innere des Piccolo wird dann mit
einer Vakuumquelle verbunden.
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Das Vakuum kann mittels einer üblichen Vakuumpumpe über ci Steuerventil
11 angelegt werden, wobei die Vakuumpumpe mit der üblichen Absperr- und Lufbdruckeinheit
12 in Verbindung steht, mit der der Piccolo normalerweise versehen ist.
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Durch die Saugwirkung wird das ungehärtete Rohr zu einer engen Umhüllung
des Piccolo, wie bei 13 gezeigt, zusammengezogen und läßt dadurch das geflochtene
Verstärkungsteil relativ schlaff, wenigstens bis zu einem Ausmaß, bei dem seine
Litzen einer Beanspruchung nicht ausgesetzt sind. Dann werden an dem Verbuiidrohr
am Umfang Verengllngell bzw. Einschnürungen 14 in dem für die Falten erforderlichen
Abstand angebracht. Dies kann mit Hilfe eines bekannten mehrteiligen Aufblasgehäuses
15 ausgeführt werden.
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Wenn das Verbundrohr verengt ist, wird es im Inneren einem Luftdruck
über das Steuerventil 16 auf die gleiche Weise ausgesetzt, wie es bei der herstellung
von herkömmlichen nicht verstärkten Faltenschläuchen bekannt ist, wobei selbstverständlich
das Ventil 11 geschlossen ist.
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Wenn auf diese Weise durch den Luftdruck die erforderlichen Faltenausbauchungen
17 gebildet sind, kann die Formgebung der Falten durch Zusammenpressen in Längsrichtung
des Rohres vervollständigt werden, worauf eine Ausdehnung in Längsrichtung erfolgt,
wie es bereits übliche Praxis ist. Danach kann das härten des Kautschuks in herkömmlicher
Weise durchgeführt werden.
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Bei der aus den Figuren 5 und 6 ersichtlichen schraubenförmigen Faltung
des Schlauches wird auf einen klapp passenden Ausgangs dorn wie vorher ein Rohr
aus nicht vulkanisiertem Kautschuk und darauf ein schraubenförmiges Verstärkungsteil
18 fest sitzend aufgebracht, d. h. die Festigkeit reicht aus, daß der schraubenförmige
Verstärkungskord das Rohr so faßt, daß er etwas in es einschneidet.
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Der Verstärkungskord kann von irgendeiner üblichen Art sein, beispielsweise
kann er aus Reyon oder einem ähnlichen Faserkordmaterial sein, das üblicherlfeise
als Kautschukverstärkungsmaterial verwendet wird.
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Der Kord wird in bekannter Weise aufgebracht, beispielsweise unter
Verwendung einer herkönmlichen Wickelmaschine, wobei nur einer ihrer Wickelköpfe,
wenn die schraubenförmige Verstärkung die Form einer eingängigen Schraube haben
soll, oder mehr als ein Wickelkopf verwendet wird wenn die Verstärkung eine mehrgängige
Form haben soll. Gewünschtenfalls kann außen eine Deckschicht 19 aus nicht gehärtetem
Kautschule, aus Stockinett oder dergleichen aufgebracht werden.
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Man bevorzugt das Aufbringen einer Deckschicht, da sie dazu beiträgt,
den schraubenförmigen Verstärkullgskord oder die schraubenförmigen Verstärkungskorde
in gewünschter Lage zu halten.
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Das so hergestellte Verbundrohr wird dann wie vorher auf einen Piccolodorn
von Untergröße aufgebracht. Die Endteile des Verbundrohres werden um den Piccolo
in bekannter Weise abgedichtet, nachdem ein Paar Abstandshülsen an den Enden des
Piccolo so angebracht sind, daß sie zwischen dem Piccolo und den Endteilen des ungehärteten
Rohres liegen, welches
wie vorher in einem relativ lockeren Sitz
um den Piccolo liegt. Zwischen den Abstandshülsen ind dem von ihnen umgebenen Teil
des Piccolo wird eine luftdichte Abdiclltung auf herkönmiiche Weise hergestellt,
beispielsweise inden, die Enden des Piccolo mit Umfangsnuten versehen sind, die
O-Ringe 21 oder ähnliche Abdichtteile aufnehmen. Das Binsetzen der Abstandshülsen
dient auch dazu, die ursprüngliche Öffnungsgröße des ungehärteten Rohres an dessen
Enden l)eizubehaltell, so daß am Schlauch zylindrische Enden 22 mit einem Innendurchmesser
geschaffen werden, die das Anbringen von Tüllen- oder Rohrstutzen- bzw. Diisenteilell
gestatten, bei denen die Größe der Innenbohrung im wesentlichen gleich dem kleinsten
Innendurchmesser des Faltenteils des Schlauches ist.
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Das Verbundrohr wird dann durch Saugwirkung, wie vorstehend erklärt,
zusammengezogen. Der davon beeinflußte Teil des Rohres kommt dadurch eng an den
Piccolo, wie in Fig. 6 gezeigt, auf die gleiche Weise wie vorstehend erklärt, zum
Anliegen.
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Die schraubenförmigen Verstärkungskord e werden in einen spannungsfreien
oder schlaffen Zustand durch Kontraktion des Rohres, wie vorstehend erklärt, gebracllt.
Das zusammengesetzte, zusammengezogene Rohr kann dann um seine Längsachse gedreht
und/oder längs dazu gedehnt werden, indem die Rohrenden 22 von Hand oder anders
gefaßt werden. Dieses Drehen und/oder Längsdehnen ist relativ leicht, soweit es
die Win-Kelverschiebung oder Längsbewegung der Rohrenden betrifft, wobei es, wenn
es angewendet wird, gerade ausreicht und so gerichtet ist, daß der Kord 11aufgewickelt"
wird, d. h. die schraubenförmigen Korde werden in einen gespannten oder enger sitzenden
Eingriff mit dem vakuumgeschrumpften,
ungehärteten Rohr gebracht.
Während der schraubenförmige Verstärkungskord oder die schraubenförmigen Verstärkungskorde
schlaff sind oder durch die erwähnte Drehung uiid/oder Dehnung gespannt gehalten
werden, wird an das Innere des Verbundrohres Luftdruck angelegt, so daß die Faltungsausbauchungen
im wesentlichen wie vorstehend erklärt gebildet werden. In diesem Augenblick wirken
der schraubenförmige Kord oder die Korde jedoch nicht nur als mögliche Verstärkungeii,
sondern auch als Einengteil, das für die Bildung des schraubenförmigen Faltentals
oder der schraubenförmigen Faltentäler verantwortlich ist.
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Das ausgebauchte Verbundrohr kann in Längsrichtung zusammengedrückt
und gedehnt werdeii, um eine bessere Formgebung der Fa ltenausbauciiung oder Faltenausbauchungen,
wie vorstehend erklärt, zu unt er. tüt zell.
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Das so behandelte Verbundrohr wird dann von dem Piccolo abgenommen
und auf eillen Vulkanisierdorn für das bekannte härten aufgesetzt.
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Die Geflechtlitzen oder der schraubenförmige Kord die wie oben beschrieben
als Verstärkungen verwendet werden, werden vorzugsweise aus Nylon oder anderen nicht
faserigen oder Fasermaterialien hergestellt. Die Verstärkungen können jedoch auch
aus flexiblen Drähten oder dergleichen hergestellt werden. Die verwendeten Ausdrücke
"Geflecht" oder "Kord" treffen auch dann zu, wenn sie aus Metall oder einem anderen
geeigneten Material hergestellt sind.