DE2101605A1

DE2101605A1 - Flexibler Schlauch

Info

Publication number: DE2101605A1
Application number: DE19712101605
Authority: DE
Inventors: John New Waltham Shepherd .Edmund James Holton le Clay Lincolnshire Ambrose (Großbntanmen)
Original assignee: Dunlop Co Ltd
Current assignee: Dunlop Co Ltd
Priority date: 1970-01-14
Filing date: 1971-01-14
Publication date: 1971-08-19
Also published as: CA931087A; FR2076106A1; IE34866B1; IE34866L; ZA71204B; JPS567106B1; FR2076106B1; US3717180A

Description

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8 MDNOHEN 2,

GH 4754/4834

The Dunlop Company Limited, London / Großbritannien

Flexibler Schlauch

Die Erfindung betrifft einen flexiblen Schlauch, insbesondere Verbesserungen in den Verstärkungen für solche Schläuche. Der Schlauch kann vom nicht schwimmenden oder schwimmenden Typ sein, wie er zum Beispiel für das Laden von Öl auf oder von Öltankern beim Be- und Entladen auf See verwendet wird.

Ein herkömmlicher Schlauch dieser Art, insbesondere wenn er von einer großen lichten Weite ist, enthält eine Stahlverstärkung, um die notwendige Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Quetschen für die starke Beanspruchung beim Gebrauch zu schaffen. Die Verstärkung wird gewöhnlich angebracht durch schrauben-

förmiges Aufwickeln eines dicken Strahldrahtes auf den teilweise angefertigten Schlauch, aber es treten extreme Schwierigkeiten ; auf infolge der Steifheit des Drahtes und der Weichheit des ungehärteten Schlauches, auf welchen dieser aufgewickelt wird.

Kurze Längen von Schlauch wurden durch Auf/schieben von festen Stahlringen auf die Schlauchanordnung hergestellt, aber auch dies ist wieder schwierig und tatsächlich unmöglich, wenn flanschartige Endanschlußstücke in der Anordnung enthalten sind.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Schlauchherstellung das Formen von Ringen aus ungehärtetem Harzmaterial, das Verstärkungsfaden enthält, ringsum wenigstens die Verstärkungsschicht für den Schlauch in voneinander getrennten Abständen und das anschließende Härten de** Ringe aus Harzmaterial·

Eine andere Ausführungsform der Erfindung gibt ein Verfahren an» bei dem das Harzmaterial in U-Kanalringe gewickelt ist, die sich rings um den Schlauch befinden, um als eine Form für das Harzmaterial zu dienen. Das Harzmaterial kann mit einem speziellen Katalysator gemischt werden, so daß das Härten nur bei einer erhöhten Temperatur auftritt. Das stellt sicher, daß das Härten während des Erhitzens zum Vulkanisieren der Schlauchanordnung auftritt.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung verschafft einen flexiblen Schlauch, der eine innere Auskleidung aus elastomerem Material, eine Verstärkungsschicht oder -schichten aus textilem oder Stahldrahtkord, eine Vielzahl sich in einem Abstand voneinander befindende Ringe aus gehärtetem Harzmaterial, das Verstärkungsfaden enthält, Ringe aus elastomerem Füllmaterial zwischen den Ringen, die sich in Abständen voneinander befinden, eine äußere Verfestigungsi breaker)-Schicht und eine äußere Deckschicht umfaßt.

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Noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung liefert einen schwimmfähigen Schlauch. In dieser Anordnung befindet sich zellenförmiges Material zwischen den Ringen und in Schichten über den Ringen vor dem Aufbringen der äußeren Abdeckung·

Die Erfindung liefert auch eine flexible Schlauchleitung. Diese wird aus Längen von Schlauch, aufgebaut, von denen jede mit Schlauchendanschlußstücken versehen ist, welche miteinander verbunden werden, um die Rohrleitung zu bilden.

Im folgenden sollen einige Ausführungsformen der Erfindung als Beispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt einer Schlauchwand einer nicht schwimmenden Konstruktion;

Fig. 2 einen Schnitt einer Schlauchwand einer schwimmenden Konstruktion ;

Fig. 3 im Schnitt die Befestigung des Endes eines Schlauches an ein Endanschlußstück.

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Schlauches vom nicht schwimmenden Typ mit einer Nennweite von 24 inch (61 cm). Der Schlauch wird auf einem Stahldorn aufgebaut, von welchem er nach dem endgültigen Vulkanisieren und Zurechtschneiden entfernt wird.

Eine erste Schicht von ungehärtetem Kautschuk wird ringsum den Dorn gewickelt, um eine Schlauchauskleidungs^schicht 1 zu bilden. Eine erste mit Kautschuk versehene Tuchschicht 2 aus Textiltuch wird über die Schlauchauskleidungsschicht aufgebracht, gefolgt von einer zweiten Schiauchauskieidungsschicht aus ungehärtetem Kautschuk und einer zweiten mit Kautschuk versehenen Tuchverfestigungsschicht 4. Diese Schichten zusammen

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bilden die Auskleidung des Schlauches.

Eine Füllschicht'B eus ungehärtetem Kautschukmaterial ist über die Auskleidung gelegt und dann werden verschiedene Schichten 6, 7 aus TextiltuchverStärkung aufgebracht. Diese Schichten aus Tuch sind vorher mit ungehärtetem Kautschuk beschichtet, so daß die Schichten miteinander verbunden sind, um eine homogene Verstärkungszone zu bilden.

Eine dritte Tuchverfestigungsschicht 8 ist aufgebracht, um eine Grundlage für Ringverstärkungen 11 zu bilden, von denen jede zwei Halbringabschnitte aus Aluminiumlegierung mit U-förmigem Querschnitt umfaßt. Jedes Paar von Abschnitten ist ringsum den Schlauch angebracht, um einen kontinuierlichen ringförmigen U-förmigen Kanal zu bilden, und ein Haltestreifen 9 aus dünnem Stahlband befindet sich auf dem Grund des Kanals und ist an seinen Enden zusammengehalten, um die Abschnitte in ihrer Lage festzuhalten. Die Verstärkungsringe 11 befinden sich in 2,5 cm Abstand entlang dem Schlauch, um sowohl Festigkeit als auch Biegsamkeit zu verschaffen, ohne daß die Anordnung so schwer wie bisher wird.

Der ringförmige Kanal jedes Ringes 11 wird dann gefüllt durch Wickeln mit yorimprägniertem Harz-Glasfeser-Vorgarn 10.; Diese Füllung 10 besteht aus 60 Faden χ 152 tex Glasfaservorgarn, das mit einer Polyesterharzverbindung imprägniert ist, zu welcher Magnesiumoxid hinzugefügt wurde, um ein trockenes handhabbares vorimprägniertes Material zu erzeugen. Ein Katalysator, terziäres Butylcumylperoxid wird verwendet, welches bewirkt, daß das Harz nur bei Temperaturen oberhalb etwa 100⁰C härtet. Die Ringe dienen als Formen für das Harz/Glasfasermaterial .

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-δι Ein Kennzeichen des Füllmaterials ist, daß die Verstärkungsstränge mit einem Krümmungsradius hergestellt werden, der im wesentlichen der gleiche ist wie der Radius der Kanäle, die gefüllt werden, und daß die Fasern, wenn sie gewickelt sind, so einen Ring von Material von maximaler Festigkeit und Steifigkeit bilden, ohne daß eine Faser während des Wickeins verbogen

j wird.

Zwei lüchyerfestigungsschichten 12 werden über die Ringe 11 ' j aufgebracht und die Zwischenräume zwischen den Ringen werden mit mikrozellularem Schwammaterial ausgefüllt.

'. Die äußere Bedeckung umfaßt eine Tuchverf es ti gung s schicht 14, eine Kord- oder Tuchhalteschicht 15, eine Unterabdeckung 16

• aut> ungehärtetem Kautschuk, eine andere Tuchverfestigungsschicht 17 und eine abschließende Deckschicht 18.

Die Anordnung wird dann fest mit einem feuchten Nylonband umwickelt, um die Anordnung fest zusammenzuhalten, und in einem Dampfofen erhitzt, um gleichzeitig den ungehärteten Kautschuk zu vulkanisieren und das Harz der Harz/Glasfaserschicht zu härten. Das Nylonband wird entfernt und der Schlauch wird end- I gültig zurechtgeschnitten.und geprüft.

■ Der erhaltene Schlauch enthält eine integrale Verstärkung aus Harz/Glasfaserringen. Die Ringe liefern eine verstärkte Wider-

! Standsfähigkeit gegen Platzen und/oder Quetschen ohne den Schlauch so unbiegsam zu machen wie normale schraubenförmige StahlVerstärkungswicklungen. Das Material der Ringe korrodiert nicht und ist vollständig mit dem elastomeren Material im Schlauchaufbau verträglich. Der Aufbau ist einfach und ver-

' wendet keine kostspieligen Maschinen, da die ringförmigen Kanäle in Teilen angebracht werden.

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Der in Fig. 2 gezeigte Schlauch ist im Grundaufbau der gleiche wie der oben beschriebene, aber er ist tatsächlich eine selbstschwimmende Schlaüchkonstruktion. Nach dem Füllen der Legierungsringe 11 und dem Aufbringen der Verfestigungsschichten 12 werden die Zwischenräume zwischen den Ringen mit mikrozellularem Schwammaterial 19 gefüllt. Eine Tuchverfestigungsschicht 20 wird dann angebracht und drei Schichten 21 von mikrozellularem Schwammaterial. Die Zahl der Schichten ist bestimmt durch den Grad der Schwimmfähigkeit, der bei dem fertigen Schlauch verlangt wird. Die äußeren Bedeckungsschichten 15, 16, 17 und 18 werden dann wie bei der ersten Ausführungsform aufgebracht und der Schlauch wird wie vorher gehärtet·

Der fertige Schlauch kann in kurzen Längen in Verbindung mit steifen Abschnitten von Metallrohr verwendet werden, wobei der Schlauch flexible Verbindungen zwischen den starren Abschnitten liefert. Solche Rohrleitungen werden gelegentlich zum Baggern verwendet und zusätzliche Schwimmkörper werden gewöhnlich an die starren Abschnitte befestigt. Diese Art des Aufbaus ist den normalen Kugelverbindungen vorzuziehen, da die Anordnung biegsamer und leichter ist und einfacher schwimmend zu machen ist. Die erhöhte Biegsamkeit ermöglicht das Baggern in größeren Wellen als die Schläuche mit Kugelverbindung.

Wenn sie für kontinuierliche biegsame Rohrleitungen verwendet werden, sind die Rohrlängen mit Endanschlußstücken, oft vom Flanschtyp, versehen, welche das Zusammensetzen von langen Rohrleitungen aus vielen Schlauchabschnitten erlauben.

Das Verfahren des Anbringens der Endanschlußstücke ist in Fig. gezeigt. Ein Endanschlußstück umfaßt einen Flansch 22, der stumpf an einen zylindrischen Stutzen 23 geschweißt ist. An den Außenumfang des Stutzens sind Stahlringe 24 geschweißt, um eine Befestigung für den Schlauch zu liefern,und ein konisch zulaufender äußerer Umfang 25 an dem Ende, um einen glatten

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Übergang für das Schlauchmaterial zu bilden. i

Bei der Herstellung eines Schlauches wird ein Endanschlußstück an jedem Ende des Aufbaudornes angebracht und ein Tuchstreifen 26 wird über die Verbindung von Stutzen und Dorn gewickelt. Die Schichten der Schlauchauskleidung 1, 2, 3, 4 werden dann wie in der vorhergehenden Konstruktion aufgebracht, um zu überlappen und sich zwischen "die Ringe 24 auf den Stutzen zu setzen. Die Schichten aus Textilfaserverstärkung 6, 7 überlappen die Ringe 24 auch wie bei dem früheren Aufbau, aber nach dem Anbringen jeder Schicht wird Stahldraht 27 ringsum die Anordnung gewickelt, um die Verstärkung und die darunterliegenden Schichten in die Lücken zwischen den Ringen zu drücken.

Die Anordnung, nach "der die Verstärkungsschichten angebracht sind, ist die gleiche wie in den früheren Beispielen, aber dies ist nicht im einzelnen dargestellt.

Verschiedene Abänderungen können an den obigen speziellen Beispielen angebracht werden. Die verschiedenen Verfestigungsschichten und Verstärkungsschichten können aus einem solchen Material sein, das die gewünschten Ergebnisse liefert, aus textil era, natürlichem oder synthetischem Material, oder zum Beispiel aus Metallkorden einschließlich feiner Metalldrahtkorden Die textlien oder Metallkorden können in einzelnen Kordlängen oder in der Form mehrfacher paralleler Kordstreifen in Form eines gewobenen Tuches oder in anderer Form angewendet werden. Das zum Imprägnieren der Glasfasern verwendete Harz kan Polyesterharz sein oder es kann alternativ ein Epoxyharz verwendet werden.

Weiter können die Verstärkungsringe ohne ringförmige Kanäle aufgebaut sein oder die ringförmigen Kanäle können jeweils aus mehr als zwei Abschnitten bestehen. Beim Aufbau von kurzen Schlauchiängen können die Kanalabschnitte als kontinuierliche Ringe gebildet werden und durch axiales Darüberschieben auf

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den Schlauch gebracht werden. Die Kanalabschnitte können auch aus anderem Material als Aluminium bestehen. Die mehrfachen Abschnitte der ringförmigen Kanäle können zeitweise durch Drähte, Korde.-.oder Bänder befestigt werden, solange diese zeitweiligen Befestigungsmittel nicht einen wesentlichen Raum des Kanals einnehmen.

Das Verstärkungsharz/Glasfasermaterial kann in der Form eines dünnen oder dicken Bandes oder eines Kordes sein. In jedem Fall werden genügend Umwicklungen durchgeführt, um den ringförmigen Kanal mit Material auszufüllen.

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Claims

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Patßntansprüche

Verfahren zur Herstellung von verstärktem biegsamem !Schlauen, dadurch gekennzeichnet, daß Ri η go (10) aus ungehärtetem Harzmaterial, das Verstärkungsfaden enthält,in Abständen voneinander ringsum wenigstens eine Verstärkungsschicht (6) für den Schlauch gebildet werden, und daß die' J

Ringe (IQ) aus Harzmaterial gehärtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harzmaterial einen Katalysator enthält, welche nur bei Temperaturen oberhalb von etwa 100⁰C wirkt, so daß das Härten der Ringe (10) aus Harzmaterial nur auftritt, wenn die Temperatur der Anordnung zum Vulkanisieren der Schlauchanordnung erhöht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Harzmaterial Magnesiumoxid enthält, um das Handhaben des Materials zu erleichtern, und daß der Katalysator terziäres Butylcumylperoxxd ist, so daß das Härten nur bei Tempera- f türen oberhalb von etwa 100⁰C auftritt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring (11) mit kanalförmigem Querschnitt über wenigstens eine Verstärkungsschxcht (6) aufgebracht wird, und daß Harzmaterial in den ringförmigen Raum ringsum den Ring (11) mit kanalförmigem Querschnitt gebracht wird, um die Ringe (10) aus Harzmaterial zu bilden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (11) mit kanalförmigem Querschnitt aus Abschnitten

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zusammengesetzt sind, und daß die Zusammensetzung durch zeitweise Befestigungsmittel (9) gehalten wird, bis das Harzmaterial in den Ring (11) mit kanalförmigem Querschnitt gebracht wird.

Cä_f Verfahren naqh einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Harzmaterial für die Ringe (IQ) die Form eines Kordes hat, und daß die Verstärkungsfaden durch farmgebende Mittel vorbehandelt sind, um die Verstärkungsfaden zu biegen und sie in eine Krümmung zu bringen, die im wesentlichen gleich der Krümmung der Ver-stärkungsringe (10) in dem Schlauch ist, so daß die Fäden nicht gebogen werden, wenn sie sich in der Umfangsiage in den Verstärkungsringen (10) befinden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Schichten aus schwimmfähigem Material (21) über die Verstärkungsringe (10) aufgebracht werden, so daß der Schlauch schwimmfähig ist,

8. Biegsamer Schlauch mit einer inneren Auskleidung aus elastomerem Material, mit verstärkenden Schichten aus textilem oder Stahldrahtkord mit einer äußeren Verfestigungsschicht und einer äußeren Deckschicht, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von sich in einem Abstand voneinander befindenden Ringen (10) aus gehärtetem Harzmaterial, das Verstärkungsfäden enthält, und durch Ringe aus elastomerem Füllmaterial (13, 19) zwischen den Ringen (10), die sich in einem Abstand voneinander befinden.

9. Biegsamer Schlauch nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe aus elastomerem Füllmaterial (13, 19) aus zellenförmigem Material bestehen.

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10. Biegsamer Schlauch nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch weitere Schichten (21) aus zellenförmigem Material über den Ringen (10), die sich in einem Abstand voneinander befinden, und unter den äußeren Deckschichten (16, 17, 18), um die Schwimmfähigkeit des Schlauches zu bewirken.

11. Biegsamer Schlauch nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in einem Abstand voneinander befindenden Ringe (10) aus Harzmaterial eine '2 Wicklung des Materials in Form eines Kordes oder eines Bandes umfassen.

12. Biegsamer Schlauch nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die in einem Abstand voneinander befindenden Ringe (10) in Teilen (11) mit kanalförmigem Querschnitt befinden.

13. Biegsame Rohrleitung mit miteinander verbundenen Längen von biegsamem Schlauch nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schlauchlänge mit Endanschlußstücken versehen ist, die einen Flansch (22) und einen röhrenförmigen Stutzen (23) umfassen. f

14. Rohrleitung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Endanschlußstücke mit Hilfe von Drahtwicklungen (27) über den Verstärkungstuchschichten (6) im Schlauch zwischen der inneren Auskleidung (1) und den Verstärkungsringen (10) angebracht sind.

15. Schlauchleitung, gekennzeichnet durch eine Reihe von biegsamen Rohrleitungen nach Anspruch 13 oder 14, in denen sich Abschnitte von im wesentlichen starren röhrenförmigen Teilen befinden, so daß die biegsamen Schläuche Winkelbewegungen zwischen aneinander angrenzenden starren Teilen

erlauben.