DE202012101814U1

DE202012101814U1 - Schlauchleitung, insbesondere für Tauchausrüstungen

Info

Publication number: DE202012101814U1
Application number: DE202012101814U
Authority: DE
Original assignee: Rehau AG and Co
Current assignee: Rehau Automotive SE and Co KG
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2013-08-20
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: EP2850352A1; WO2013170930A1

Abstract

Schlauchleitung, insbesondere für Tauchausrüstungen, mit – mindestens einer Basisschicht (1) und – mindestens einer offenen Armierungslage (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht (1) aus mindestens zwei nahtlos miteinander koextrudierten Teilschichten (3, 3‘) aufgebaut ist und die Armierungslage (2) zwischen diesen beiden Teilschichten (3, 3‘) einextrudiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlauchleitung, insbesondere für Tauchausrüstungen, mit

– mindestens einer Basisschicht und
– mindestens einer offenen Armierungslage.

Ein armierter Schlauch für Tauchausrüstungen ist beispielsweise aus der US 2007/0209728 A1 bekannt. Der darin beschriebene Schlauch weist eine Innenschicht aus Polyethylen oder Polyurethan auf, auf den eine geschlossene Armierungsschicht aus Polyesterfäden aufgebracht ist. Diese Armierungsschicht ist wiederum umschlossen von einer weiteren vollflächigen Schicht aus Nylon-Fäden, die zum Schutz der Armierungssschicht dient. Sowohl die äußere Schutzschicht als auch die Armierungsschicht sind geflochten ausgebildet. Problematisch bei diesem Taucherschlauch ist, dass bei einer Beschädigung der äußeren Umflechtung aus Polyamid-Fäden die Fäden der Armierungsschicht freiliegen und hierdurch sehr leicht beschädigt werden können. Dies kann zu einem vorzeitigen Versagen des Schlauches führen. Darüber hinaus ist der beschriebene Schlauch vergleichsweise steif und auch empfindlich gegenüber dynamischen Belastungen, zum Beispiel Wechselbiegungen.
Eine Schlauchleitung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen ist beispielsweise aus der US 2 143 852 bekannt. Die offene Armierungslage bildet hierbei eine separate Schicht zwischen Innenschlauch und Ummantelung. Bei einer Druckbelastung können sich die Fäden der Armierungslage unkontrolliert bewegen, so dass es zu einer bleibenden Verschiebung der Armierungsfäden und damit einer Funktionsschwächung der Armierungslage kommt. Auch dieser Schlauch neigt bei einer dynamischen Belastung zu einem frühzeitigen Versagen. Ebenso besteht bei diesem Schlauch wiederum die Gefahr, dass bei einem lokal vollständigen Abrieb der Ummantelungsschicht ein direkter Kontakt der Verstärkungsfäden zur äußeren Umgebung entsteht, woraus ein vorzeitiges Versagen resultieren kann.
Vor dem beschriebenen Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schlauchleitung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, welche dauerhaft dynamischen Wechselbeanspruchungen standhält, deren Armierungslage gegen mechanische Beschädigungen gut geschützt ist und die darüber hinaus eine hohe Flexibilität aufweist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Basisschicht aus mindestens zwei nahtlos miteinander koextrudierten Teilschichten aufgebaut ist und die Armierungslage zwischen diesen beiden Teilschichten einextrudiert ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch eine Abkehr vom klassischen Schichtaufbau „Innenschicht – Armierungsschicht – Außenschicht“ die beschriebene Aufgabe auf einfache und kostengünstige Weise gelöst werden kann. Erfindungsgemäß wird die Armierungslage in die Basisschicht integriert, welche aus zwei Kunststoff-Teilschichten aufgebaut ist, die während des Koextrusionsverfahrens nahtlos miteinander verschweißt werden. Zweckmäßigerweise bestehen die beiden Teilschichten aus demselben Material oder aus der Materialkombination Polyurethan/Nitrilkautschuk. Zwischen diesen beiden Teilschichten wird die Armierungslage einextrudiert und ist somit wirkungsvoll gegen eine mechanische Beschädigung von außen geschützt. Die nahtlose Verbindung zwischen den beiden Teilschichten findet in den Freiräumen der offenen Armierungslage statt und sorgt hierbei für eine hervorragende Fixierung der Armierungslage innerhalb der Basisschicht. Aufgrund der offenen Struktur der Armierungslage ist eine sehr gute Flexibilität der erfindungsgemäßen Schlauchleitung gewährleistet. Die beiden aus demselben Material bestehenden Teilschichten werden durch den Koextrusionprozess innig miteinander verbunden, so dass eine kompakte einschichtige Basisschicht entsteht, in denen die beiden Teilschichten nahtlos einander übergehen. Es entsteht somit eine dickwandige Basisschicht mit einer darin integrierten Armierungslage. Durch die kristallisierten Fadenkanäle können die Armierungsfäden bei dynamischen Druckbelastungen nicht auswandern, so dass die Armierungslage ihre vordefinierte Gestalt beibehält. Die Schlauchleitung kann damit Wechselbiegungen kontrolliert standhalten. Insgesamt bleiben die einzelnen Armierungsfäden auch bei einer starken Wechselbeanspruchung über lange Zeit hinweg in ihrer Ursprungsposition, so dass eine bestmögliche Armierungswirkung gewährleistet ist. Der erfindungsgemäße Schlauch zeichnet sich auch dadurch aus, dass er ökologisch unbedenklich ist, da zu seiner Herstellung keinerlei Klebstoff erforderlich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Armierungslage aus mehreren Fäden aufgebaut, die sich lediglich überlappend kreuzen und hierbei Freiräume bilden, in denen die Teilschichten nahtlos einander übergehen. Es wird also bewusst auf eine aufwendige Flechtung oder Gewebeherstellung verzichtet. Zweckmäßigerweise ist die Armierungslage aus mindestens zwei Teillagen aufgebaut, wobei eine Teillage jeweils aus parallel zueinander angeordneten Fäden besteht. Vorzugsweise sind die Fäden beider sich einander überlappenden Teillagen schräg zur Schlauchachse ausgerichtet und bilden hierbei Diagonallinien, welche mit der Schlauchlängsachse vorzugsweise einen Winkel von 44 bis 64°, insbesondere 50 bis 58°, einsch ließen. Die gegenläufige, überlappende und offene Armierungslage ist erfindungsgemäß in der Basisschicht eingeschlossen und dennoch flexibel. Zweckmäßigerweise besteht die Armierungslage aus Polyester.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Basisschicht von einer, vorzugsweise aus Polyamid bestehenden, Außenschicht ummantelt. Diese ist zweckmäßigerweise aus geflochtenen Fäden aufgebaut. Die Außenschicht schützt die Basisschicht gegen Abrieb. Wesentlich ist nun, dass die Außenschicht bzw. die Fäden der Außenschicht nicht im direkten Kontakt mit der Armierungslage stehen und somit selbst bei einem vollständigen Abrieb der Außenschicht die Armierungslage von der äußeren Teilschicht der Basisschicht geschützt ist.
Die Basisschicht kann aus Polyurethan, Polyethylen oder der Materialkombination Polyurethan/Nitrilkautschuk bestehen, z.B. indem die innere Teilschicht aus Polyurethan und die äußere Teilschicht aus Nitrilkautschuk besteht oder umgekehrt. Zweckmäßigerweise ist die Armierungslage in der Außenhälfte, z.B. im Außendrittel der Basisschicht angeordnet. Im Rahmen der Erfindung liegt es ebenso, dass die äußere Teilschicht und/oder die innere Teilschicht der Basisschicht durchsichtig ausgebildet ist. Durchsichtig meint hierbei transparent oder aber auch transluzent. Die Durchsichtigkeit erleichtert die Kontrolle des Fertigungsprozesses der Basisschicht mit der Einextrusion der Armierungslage zwischen den beiden Teilschichten. Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass die äußere Teilschicht mit Hilfe von Farbpigmenten eingefärbt ist. Dies erlaubt auf einfache Weise eine große Farbvielfalt, sofern die Außenschicht eine offene Struktur aufweist, durchsichtig ausgebildet ist oder fehlt.
Der erfindungsgemäße Schlauch ist insbesondere zum Einsatz für Tauchausrüstungen geeignet, bei denen hohe mechanische Belastungen sowohl in statischer als auch in dynamischer Hinsicht zu verkraften sind. So kann beispielsweise die Schlauchleitung an eine Druckluftflasche angeschlossen sein und zur Luftversorgung des Tauchers dienen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:
1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Schlauchleitung und
2 eine Seitenansicht der in 1 dargestellte Schlauchleitung.
Die 1 zeigt eine Schlauchleitung, welche insbesondere für Tauchausrüstungen zum Einsatz kommt. Sie weist eine Basisschicht 1 und eine offene Armierungslage 2 auf. Der 1 ist zu entnehmen, dass die Basisschicht 1 aus zwei nahtlos miteinander koextrudierten Teilschichten 3, 3‘ aufgebaut ist und die Armierungslage 2 zwischen diesen beiden Teilschichten 3, 3‘ einextrudiert ist. Der nahtlose Übergang zwischen der inneren Teilschicht 3 und der äußeren Teilschicht 3‘ ist durch eine dünne gestrichelte Linie r angedeutet. Die beiden Teilschichten 3, 3‘ bestehen im Ausführungsbeispiel aus der Materialkombination Polyurethan (innere Teilschicht 3) und Nitrilkautschuk (äußere Teilschicht 3‘).
Der 2 ist zu entnehmen, dass die Armierungslage 2 aus mehreren Armierungsfäden 4, 4‘ aufgebaut ist, die sich lediglich überlappend kreuzen und hierbei Freiräume 5 bilden, in denen die Teilschichten 3, 3‘ nahtlos ineinander übergehen. Die 2 zeigt ferner, dass die Armierungslage 2 aus zwei Teillagen 6, 6‘ aufgebaut ist, wobei eine Teillage 6 bzw. 6‘ jeweils aus parallel angeordneten, voneinander beabstandeten Armierungsfäden 4 bzw. 4‘ besteht. Die Armierungsfäden 4, 4‘ beider sich einander überlappenden Teillagen 6, 6‘ sind schräg zur Schlauchlängsachse x ausgerichtet und bilden hierbei Diagonallinien 7, 7‘. Diese schließen mit der Schlauchlängsachse x einen Winkel α von 44 bis 64°, zum Beispiel 50 bis 58°, ein. Die spiralförmig um die Schlauchachse x angeordneten Armierungsfäden 4, 4‘ bestehen aus Polyester.
Einer vergleichenden Betrachtung der 1 und 2 ist ferner zu entnehmen, dass die Basisschicht 1 von einer aus Polyamid bestehenden Außenschicht 8 ummantelt ist. Diese ist aus nicht näher dargestellten geflochtenen Fäden aufgebaut. Insbesondere die 1 zeigt, dass die Armierungslage 8 in der Außenhälfte der Basisschicht 1 angeordnet ist, wobei die Grenze zwischen Innen- und Außenhälfte durch den mittleren Durchmesser d_m = (d_a + d_i)/2 der Basisschicht 1 definiert ist. Ferner ist in der 2 angedeutet, dass die Basisschicht 1 im Ausführungsbeispiel komplett – also sowohl innere Teilschicht 3 als auch äußere Teilschicht 3‘ – durchsichtig ausgebildet ist. Der Innendurchmesser d_i der Schlauchleitung, welcher von der Innenseite der Basisschicht 1 gebildet wird, beträgt 4 bis 8, zum Beispiel 5 bis 7 mm. Die Schichtdicke s = (d_a – d_i)/2 der Basisschicht 1 beträgt 2 bis 5 mm, zum Beispiel 3 bis 4 mm. Der Axialabstand l zwischen zwei derselben Teillage 6, 6‘ zugehörigen Armierungsfäden 4, 4‘ beträgt 0,5 bis 3 mm, zum Beispiel 1 bis 2 mm. Die Flächengröße der einzelnen von den Armierungsfäden 4, 4‘ gebildeten Freiräume 5, in denen die beiden Teilschichten 3, 3‘ nahtlos ineinander übergehen, beträgt mindestens 0,5 mm², vorzugsweise mindestens 1 mm², wobei andererseits die Flächengröße < 5 mm² beträgt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2007/0209728 A1 [0002]
US 2143852 [0003]

Claims

Schlauchleitung, insbesondere für Tauchausrüstungen, mit – mindestens einer Basisschicht (1) und – mindestens einer offenen Armierungslage (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht (1) aus mindestens zwei nahtlos miteinander koextrudierten Teilschichten (3, 3‘) aufgebaut ist und die Armierungslage (2) zwischen diesen beiden Teilschichten (3, 3‘) einextrudiert ist.
Schlauchleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschichten aus demselben Material oder aus der Materialkombination Polyurethan/Nitrilkautschuk bestehen.
Schlauchleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierungslage (2) aus mehreren Armierungsfäden (4, 4‘) aufgebaut ist, die sich lediglich überlappend kreuzen und hierbei Freiräume (5) bilden, in denen die beiden Teilschichten (3, 3‘) nahtlos ineinander übergehen.
Schlauchleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierungslage (2) aus mindestens zwei Teillagen (6, 6‘) aufgebaut ist, wobei eine Teillage (6, 6‘) jeweils aus parallel zueinander angeordneten Armierungsfäden (4, 4‘) besteht.
Schlauchleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierungsfäden (4, 4‘) beider sich einander überlappenden Teillagen (6, 6‘) schräg zur Schlauchlängsachse (x) ausgerichtet sind und hierbei Diagonallinien (7, 7‘) bilden, welche mit der Schlauchlängsachse (x) vorzugsweise einen Winkel (α) von 44 bis 64°, insbesondere 50 bis 58°, einschließen.
Schlauchleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierungslage (2) aus Polyester besteht.
Schlauchleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht (1) von einer, vorzugsweise aus Polyamid bestehenden, Außenschicht (8) ummantelt ist.
Schlauchleitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (8) aus geflochtenen Fäden besteht.
Schlauchleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht (1) aus Polyurethan, Polyethylen oder der Materialkombination Polyurethan/Nitrilkautschuk besteht.
Schlauchleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Armierungslage (2) in der Außenhälfte, vorzugsweise im Außendrittel, der Basisschicht (1) angeordnet ist.
Schlauchleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Teilschicht (3‘) und/oder die innere Teilschicht (3) der Basisschicht (1) durchsichtig ausgebildet ist.