DE19728383C2

DE19728383C2 - Flexible hose line for high pressure media

Info

Publication number: DE19728383C2
Application number: DE1997128383
Authority: DE
Inventors: Peter Schuettler; Willi Emde
Original assignee: ContiTech Schlauch GmbH; Witzenmann GmbH
Current assignee: ContiTech Schlauch GmbH; Witzenmann GmbH
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 1999-12-02
Anticipated expiration: 2017-07-04
Also published as: DE19728383A1

Description

Die Erfindung betrifft eine flexible Schlauchleitung für Hochdruckmedien und insbe sondere zur Aufnahme von Pulsationskräften wie bei Dampframmen und derglei chen, wobei die Schlauchleitung aus einem ring- oder schraubengangförmig gewell ten Metallschlauch besteht, mit einem rohrförmigen Anschlußelement verbunden ist und mit einem den Metallschlauch und das Anschlußelement an ihrer Außenseite umgebenden Schutzschlauch aus elastisch nachgiebigem Material versehen ist.The invention relates to a flexible hose line for high pressure media and in particular especially for absorbing pulsation forces such as steam rams and the like chen, the hose line consisting of an annular or helical corrugation there is a metal hose connected to a tubular connecting element and with a the metal hose and the connecting element on its outside surrounding protective tube is made of resilient material.

Ein wesentliches Einsatzgebiet derartiger flexibler Schlauchleitungen liegt bei Off- shore-Dampframmen vor, die in der Regel aus einem Rammgerüst und einem die Rammbewegung relativ zum Rammgerüst durchführenden Rammbären bestehen, mit dessen Hilfe die verwendeten Rammkörper wie Pfähle, Bohlen, Rohre etc. in den Boden getrieben werden. Für die Erzeugung der Rammbewegung und den Aufbau des Rammgerüstes und des Rammbären gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Aus gestaltungsformen; den Dampframmen ist es jedoch gemeinsam, daß die Dampfzu fuhr von dem den Dampf erzeugenden Kessel zum Bären über eine Schlauch- bzw. Rohrleitung erfolgt. Diese Rohrleitung muß folglich insbesondere im Anschlußbereich an den Rammbären zum einen die hohen Dampfdrücke und zum anderen die extre men Rammbewegungen aushalten können.A key area of application for flexible hose assemblies of this type is in the shore steam rams, which usually consist of a ramming frame and a die There is a ram movement relative to the ram bear carrying out the ram structure, with the help of the used piling such as piles, planks, pipes etc. in the Be driven to the ground. For the generation of the ram movement and the construction There are many different types of ramming scaffold and ramming bear design forms; It is common to the steam rams that the steam ad drove from the steam generating boiler to the bear via a hose or Pipeline is done. This pipeline must therefore in particular in the connection area on the battering rams on the one hand the high vapor pressures and on the other hand the extreme endure ramming movements.

Eine Schwachstelle der Schlauch- bzw. Rohrleitung besteht demnach im Anschluß bereich zwischen flexibler Leitung und starrem Anschlußelement, wo sich hohe Re aktions- und Relativkräfte auf einen sehr kleinen Bereich konzentrieren. Zur Auf nahme der wirksam werdenden Kräfte kann der um den Metallschlauch und das An schlußelement vorgesehene Schutzschlauch mit einem Geflecht oder Druckträgerla gen versehen werden, die die Verbindung zwischen Metallschlauch und Anschluß element unterstützen soll. Es hat sich jedoch in der Vergangenheit herausgestellt, daß der angesprochene Übergangsbereich noch so stabiler Schutzschläuche, die darüberhinaus natürlich auch die Flexibilität der Schlauchleitung nicht beeinträchti gen sollen, dennoch störanfällig ist.A weak point in the hose or pipeline therefore exists in the connection area between flexible cable and rigid connection element, where high Re concentrate action and relative forces on a very small area. To on The forces that take effect can be around the metal hose and the connector protective element provided with a braid or Druckträgerla gene provided, the connection between the metal hose and connection element should support. However, it has been found in the past that the mentioned transition area still so stable protective hoses that Furthermore, the flexibility of the hose line is of course not impaired should still be susceptible to faults.

Aus DE-A 19 50 043 ist ein von einem Kunststoffmantel umgebener gewickelter Me tallschlauch bekannt, bei dem der Kunststoffmantel den Übergangsbereich von An schlußstück und Schlauch umhüllt und formschlüssig in die Vertiefungen des Schlauches eingreift. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß auch bei hoher Bela stung ein Auseinanderspringen der Glieder oder ein Abreißen vom Anschlußstück nicht zu befürchten ist. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, daß der in die Ver tiefungen des gewickelten Metallschlauches eingreifende Kunststoffmantel den Schlauch derart steif macht, daß er für die hier vorgesehenen Anwendungsgebiete ungeeignet ist.From DE-A 19 50 043 is a wound Me surrounded by a plastic jacket tallschlauch known, in which the plastic jacket the transition area from An end piece and hose are encased and positively into the recesses of the Hose engages. This measure ensures that even at high Bela a jumping apart of the links or tearing off the connector is not to be feared. A major disadvantage is that the Ver The plastic jacket engages the recesses of the wound metal hose Makes the hose so stiff that it is suitable for the areas of application envisaged here is unsuitable.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die fle xible Schlauchleitung der eingangs genannten Art zu verbessern und insbesondere den Übergangsbereich zwischen Metallschlauch und Anschlußelement belastbarer auszuführen.Proceeding from this, the present invention is based on the task of fle To improve xible hose line of the type mentioned and in particular the transition area between the metal hose and connection element is more resilient to execute.

Diese Aufgabe wird bei einer flexiblen Schlauchleitung der eingangs geschilderten Art dadurch gelöst, daß der Schutzschlauch im Bereich der endständigen, dem An schlußelement benachbarten Wellen Querschnittsreduzierungen in Form von radial nach innen gerichteten Einformungen aufweist, die in die Wellentäler der Wellen des Metallschlauchs eingreifen, und daß das Ausmaß der radialen Einformungen mit wachsendem Abstand vom Schlauchleitungsende abnimmt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß ein fließender Übergang zwischen flexiblem und starrem ortsfesten Bau teil geschaffen wird und die in den flexiblen Schlauch induzierten Kräfte bereits über die radialen Einformungen des Schutzschlauchs aufgenommen und auf das An schlußelement übertragen werden. Somit werden im Verbindungsbereich zwischen Metallschlauch und Anschlußelement Relativkräfte bzw. Relativbewegungen erheb lich vermindert, wodurch mangels hoher Beanspruchungen auch eine Störanfälligkeit dieser Steile nicht mehr gegeben ist. Dadurch daß die radialen Einformungen des Schutzschlauchs nicht nur in eine, sondern in mehrere Wellungen eingreifen, verteilt sich die Kraftübertragung über einen größeren Längenabschnitt, was zu einer ent sprechenden Herabsetzung der jeweils wirksamen Beanspruchung führt. Das Ab nehmen des Ausmaßes der radialen Einformungen mit wachsendem Abstand vom Schlauchleitungsende sorgt vorteilhafterweise dafür, daß zum einen die Flexibilität der Schlauchleitung entsprechend vom Schlauchleitungsende her zunimmt und zum anderen in entgegengesetzter Richtung eine progressive, also allmählich ansteigen de Kraftübertragung erfolgt.With a flexible hose line, this task is described above Art solved in that the protective tube in the area of the terminal, the An closing element adjacent shafts cross-sectional reductions in the form of radial has inward indentations, which in the troughs of the waves of the Metal hose engage, and that the extent of the radial indentations with increasing distance from the hose line end decreases. This results in the Advantage that a smooth transition between flexible and rigid fixed construction part is created and the forces induced in the flexible hose are already over the radial indentations of the protective tube are taken up and on the on final element are transferred. Thus, in the connection area between Metal hose and connecting element increase relative forces or relative movements Lich reduced, which is also prone to failure due to the lack of high loads this steepness no longer exists. Characterized in that the radial indentations of the Protective hose not only intervene in one but in several corrugations the power transmission over a larger length section, resulting in an ent speaking reducing the effective load. The Ab the extent of the radial indentations with increasing distance from The end of the hose line advantageously ensures that, on the one hand, the flexibility the hose line increases accordingly from the hose line end and to others progressively in the opposite direction, i.e. gradually increase de power transmission takes place.

Da die auftretenden Zug- und/oder Druckkräfte insbesondere in Axialrichtung wirken, ist es empfehlenswert, wenn das Eingreifen der radialen Einformungen in die Wel lentäler einen axialen Formschluß zwischen Metallschlauch und Schutzschlauch her stellt.Since the tensile and / or compressive forces that occur act in particular in the axial direction, it is recommended if the intervention of the radial indentations in the wel lentäler an axial form fit between metal hose and protective hose poses.

Der Schutzschlauch ist zweckmäßig aus einem Elastomermaterial gebildet, und in seine Wandung sind zur Aufnahme von Zug- und/oder Druckkräften Verstärkungsein lagen eingebettet. Insbesondere kann ein Geflecht aus Metalldrähten in die Wandung integriert sein. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Aufbau mit textilen Verstärkungs einlagen erwiesen, wobei die besten Ergebnisse mit in die Schutzschlauchwandung in abwechselnd rechts- und linkssteigenden Windungen eingebetteten Textilcordlagen aus reißfesten temperaturbeständigen Fäden erzielt werden.The protective tube is expediently formed from an elastomer material, and in its walls are reinforcement for absorbing tensile and / or compressive forces were embedded. In particular, a braid made of metal wires can be in the wall be integrated. A structure with textile reinforcement has proven to be particularly advantageous Proven deposits, with the best results in the protective hose wall in alternating right and left rising turns embedded textile cord layers can be obtained from tear-resistant, temperature-resistant threads.

Vorzugsweise enthält die Wandung des Schutzschlauches in dem Längsbereich, der das Anschlußelement und den diesem benachbarten Endbereich des Metallschlau ches umgibt, zusätzlich eine oder mehrere axial verlaufende Textilcordlagen, durch die die Schlauchleitung speziell im Bereich der Verbindung zwischen dem An schlußelement und dem Metallschlauch stabilisiert wird.The wall of the protective tube preferably contains, in the longitudinal region, the the connection element and the adjacent end region of the metal claw ches surrounds, in addition, one or more axially extending textile cord layers which the hose line specifically in the area of the connection between the An closing element and the metal hose is stabilized.

Als Fadenwerkstoff der textilen Cordlagen wird Aramid bevorzugt.Aramid is preferred as the thread material of the textile cord layers.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Schutzschlauch aus durch schraubengangför miges Wickeln aufgebrachten Elastomerbandagen gebildet ist. Dabei kann bereits beim Wickeln das Eintauchen der Querschnittsreduzierungen in die jeweiligen Wel lentäler durch Dosieren der Wickelspannung bzw. durch entsprechendes Eindrücken der erzeugten Elastomerschicht gesteuert werden. Anschließend wird das Elastomer material bzw. die Elastomerbandage vulkanisiert und in den vernetzten elastischen Endzustand gebracht, wobei gleichzeitig eine stoffschlüssige Bindung insbesondere zur Außenfläche des Anschlußelements entsteht.It is particularly advantageous if the protective hose is made by screw thread Formed wrapping applied elastomeric bandages is formed. It can already when winding the immersion of the cross-sectional reductions in the respective wel Valley valleys by dosing the winding tension or by pressing in accordingly the elastomer layer produced can be controlled. Then the elastomer material or the elastomer bandage vulcanized and in the cross-linked brought elastic final state, while at the same time a cohesive Binding arises in particular to the outer surface of the connection element.

Damit der Schutzschlauch und die in ihm eingebetteten Verstärkungsein lagen die Verbindung zwischen Metallschlauch und Anschlußelement gegenüber Axialkräften entlasten können, empfiehlt es sich, die Verbin dung zwischen Schutzschlauch und Anschlußelement in Axialrichtung formschlüssig auszubilden, was beispielsweise durch eine am Anschluß element vorgesehene radiale Ausformung erfolgen kann, die den Schutzschlauch formschlüssig am Anschlußelement fixiert.So that the protective tube and the reinforcement embedded in it were the connection between the metal hose and the connecting element can relieve axial forces, it is recommended to use the connector extension between the protective hose and the connecting element in the axial direction form-fitting training, for example, by a connection Radial formation provided element can take place, the Protective hose positively attached to the connection element.

Was das Anschlußelement selbst betrifft, so besteht dies in der Regel aus einem Anschlußnippel, der beispielsweise aus Stahl gebildet sein kann.As far as the connection element itself is concerned, this usually exists from a connecting nipple, which may be made of steel, for example can.

Der Metallschlauch wiederum sollte im Hinblick auf den Hochdruckdampf aus Edelstahl bestehen. Außerdem ist es empfehlenswert, wenn er als Ringwellschlauch ausgebildet ist, bei dem die Axialkräfte am besten zwi schen seinen Wellen und den radialen Einformungen des Schutzschlau ches übertragen werden. Bei einem wendelförmig gewellten Schlauch würden Axialbewegungen teilweise in Umfangsbewegungen umgelenkt und hierdurch eine Torsionskomponente erzeugt.The metal hose in turn should be in view of the high pressure steam are made of stainless steel. It is also recommended if it is used as Corrugated hose is formed in which the axial forces are best between its waves and the radial indentations of the protective cunning ches are transmitted. With a helically corrugated hose axial movements would be partially redirected into circumferential movements and thereby creates a torsion component.

Schließlich empfiehlt es sich aufgrund der hohen Druck- und Pulsations belastung im Bereich der Verbindungsstelle zwischen Metallschlauch und Anschlußelement, beide Komponenten über eine Schweißverbin dung aneinander festzulegen, wobei die radialen Einformungen im Be reich derjenigen Wellentäler vorzusehen sind, die beim Verschweißen von Anschlußelement und Metallschlauch einer Hitzeeinwirkung unter worfen und durch herstellungsbedingte Kaltverfestigung in ihren Materi aleigenschaften verändert sind.Finally, it is recommended due to the high pressure and pulsations load in the area of the connection point between the metal hose and connection element, both components via a welded joint to determine each other, the radial indentations in the loading rich of those troughs that are to be provided during welding of connection element and metal hose under the influence of heat cast and through work-related work hardening in their materi all properties are changed.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, die einen erfindungsgemäßen Dampframmenschlauch mit angekoppeltem An schlußnippel zeigt.Further features and advantages result from the following description Description of an embodiment with reference to the drawing, the one Steam ram hose according to the invention with coupled on final nipple shows.

Hierbei besteht der Dampframmenschlauch aus einem ringförmig gewell ten Metallschlauch 1, der mit seinem axialen Ende an ein Anschlußele ment in Form eines Anschlußnippels 2 durch Verschweißen festgelegt ist. Die beim Verschweißen von Anschlußnippel und Wellschlauch er zeugte Hitze beeinträchtigt die endständigen Wellungen in ihrer Materi aleigenschaft, was durch die gestrichelte Wellenlinie angedeutet ist.Here, the steam ram hose consists of a ring-shaped corrugated metal hose 1 , which is fixed with its axial end to an element in the form of a connecting nipple 2 by welding. The heat generated when welding the connection nipple and corrugated hose affects the end-to-end corrugations in their material properties, which is indicated by the dashed wavy line.

Der Metallschlauch 1 und das Anschlußelement 2 sind beide von einem Schutzschlauch 3 aus Elastomermaterial überzogen. Die Wandung des Schutzschlauches 3 ist durch Cordlagenpaare 31 verstärkt, die je aus einer rechts- und einer linkssteigenden Cordfadenlage gebildet sind. Zu sätzlich ist der Bereich der Verbindung zwischen dem Anschlußelement 2 und dem Metallschlauch 1 von zwei Textilcordlagen 32 umgeben, de ren Fäden in axialer Richtung verlaufen und die die längsstabilisierende Wirkung des Schutzschlauches in der genannten Zone verstärken.The metal hose 1 and the connecting element 2 are both covered by a protective hose 3 made of elastomer material. The wall of the protective tube 3 is reinforced by pairs of cord layers 31 , each of which is formed from a right and a left ascending cord layer. In addition, the area of the connection between the connecting element 2 and the metal tube 1 is surrounded by two textile cord layers 32 , the threads run in the axial direction and reinforce the longitudinal stabilizing effect of the protective tube in the zone mentioned.

Neben der sich bei der Vulkanisation ergebenden stoffschlüssigen Ver bindung des Schutzschlauches 3 mit der äußeren Mantelfläche des An schlußelements 2 ist an diesem eine formschlüssige Verankerung mittels zweier umlaufender radialer Ausformungen 21, 22 vorgesehen, die den Schutzschlauch 3 axial fixieren.In addition to the resultant vulcanization Ver connection of the protective tube 3 with the outer circumferential surface of the connection element 2 , a positive anchoring is provided on this by means of two circumferential radial formations 21 , 22 which axially fix the protective tube 3 .

Im Bereich der erwähnten endständigen, beim Verschweißen einer Hit zeeinwirkung unterworfenen Wellungen weist der Schutzschlauch 3 ra diale Einformungen 4, 5, 6 auf, die in die Wellentäler 7, 8, 9 der end ständigen Wellungen eingreifen und so einen formschlüssigen Verbund mit dem Metallschlauch 1 eingehen. Hierdurch werden die letzten end ständigen Wellungen in Abhängigkeit von der Entfernung zum Schlauch ende in ihrer Flexibilität beeinträchtigt, wobei die radialen Einformungen mit steigendem Abstand vom Anschlußelement immer weniger weit in die Wellentäler eingreifen und somit auch immer weniger die Beweglichkeit der entsprechenden Wellungen beeinflussen.In the area of the above-mentioned corrugations subjected to the effect of welding, the protective tube 3 has ra diale indentations 4 , 5 , 6 , which engage in the troughs 7 , 8 , 9 of the end permanent corrugations and thus form-fit connection with the metal tube 1 come in. As a result, the last end permanent corrugations depending on the distance to the hose end are impaired in their flexibility, the radial deformations with increasing distance from the connecting element engage less and less in the troughs and thus less and less affect the mobility of the corresponding corrugations.

Durch das Verzahnen von Schutzschlauch 3 und Metallschlauch 1 ergibt sich ein fließender Übergang zwischen dem flexiblen Metallschlauch 1 und dem starren Anschlußnippel 2, wodurch die Relativkräfte zwischen beiden Leitungsteilen über eine größere Länge verteilt und somit pro Leitungsabschnitt verringert werden. Hierdurch sinkt in entsprechender Weise die Belastung des Verbindungsbereiches zwischen Anschlußnip pel 2 und Metallschlauch 1, was zu einem Herabsetzen der Störanfällig keit und zu einem Verlängern der Lebensdauer des Dampframmen schlauches führt.The interlocking of protective hose 3 and metal hose 1 results in a smooth transition between the flexible metal hose 1 and the rigid connecting nipple 2 , as a result of which the relative forces between the two line parts are distributed over a greater length and are therefore reduced per line section. As a result, the load on the connection area between the connecting nipple 2 and the metal hose 1 decreases in a corresponding manner, which leads to a reduction in the susceptibility to faults and to an extension of the life of the steam ramming hose.

Claims

1. Flexible hose line for high-pressure media and in particular for taking on pulsation forces such as steam rams and the like, the hose line consisting of an annular or helical corrugated Me tallschlauch, is connected to a tubular connecting element and with one the hose line and the connecting element on its outside side surrounding protective tube made of resilient material is verse, the protective tube ( 3 ) in the region of the terminal, the connection element adjacent to the waves radially inwardly directed Einformun gene ( 4 , 5 , 6 ), which in the troughs ( 7 , 8th , 9 ) the shafts of the metal hose ( 1 ) engage, and the radial extent of the indentations ( 4 , 5 , 6 ) decreases with increasing distance from the hose line end.

2. Flexible hose line according to claim 1, characterized in that the engagement of the indentations ( 4 , 5 , 6 ) in the troughs ( 7 , 8 , 9 ) egg nen axial positive connection between the hose line ( 1 ) and protective tube ( 3 ).

3. Flexible hose line according to at least one of the preceding claims, characterized in that the protective hose ( 3 ) for absorbing tensile and / or compressive forces with an integrated braid made of metal wires or with pressure carrier layers ( 31 , 32 ) made of metal, textile materials such as aramid or is made of similar materials.

4. Flexible hose line according to at least one of the preceding claims, characterized in that the protective hose ( 3 ) consists of an elastomer and in particular of an elastomer bandage applied by helical winding.

5. Flexible hose line according to at least one of the preceding claims, characterized in that the protective hose ( 3 ) is vulcanized.

6. Flexible hose line according to at least one of the preceding claims, characterized in that the protective hose ( 3 ) by a connection element ( 2 ) provided cross-sectional expansion ( 21 , 22 ) in the axial direction is positively connected to the connection element.

7. Flexible hose line according to at least one of the preceding claims, characterized in that the connecting element ( 2 ) is a connecting nipple.

8. Flexible hose line according to at least one of the preceding claims, characterized in that the hose line ( 1 ) consists of stainless steel.

9. Flexible hose line according to at least one of the preceding claims, characterized in that the metal hose ( 1 ) is welded to the connecting element ( 2 ).

10. Flexible hose line according to claim 9, characterized in that the indentations ( 4 , 5 , 6 ) are provided at least in the region of those troughs ( 7 , 8 , 9 ), the one when welding the connecting element ( 2 ) and metal hose ( 1 ) Subject to heat and are changed by cold hardening in their material properties.