DE2136334A1 - Biegsamer schlauch - Google Patents

Description

• Biegsamer Schlauch Die Erfindung bezieht sich auf aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit eingebetteten Verstärkungseinlagen hergestellte biegsame Schläuche.
• Für die Konstruktion von Drucksehläuchen und besonders deren Veratärkungseinlagen war bisher stets die Vorstellung eines symmetrischen Aufbaues der Komponenten vorherrschend mit dem Ziel, einseitig orientierte Spannungen unter der Wirkung des Innendruckes und daraus folgend Verformungen der Schläuche mit unerwünschten Rückwirkungen auf die Armaturteile auszuschalten. Aus diesen Bestrebungen heraus ist es übliche Praxis, die einzelnen Festigkeitsträger der Verstärkungseinlagen untereinander zu verflechten oder andbrweitig zu verketten oder unter in verschiedenen Lagen gegensinnig gerichteten Winkeln zu führen. Der Erfindung liegt demgegenüber als Aufgabe zugrunde, den an sich unerwünschten Effekt eines unsymmetrischen -Aufbaues durch gezielte Maßnahmen zu fördern und zur Erzielung besonderer Wirkungen nutzbar zu machen.
• Nach der Erfindung zeichnen sich Schläuche der eingangs genannten Art dadurch aus, daß die aus Fäden oder Drähten bestehenden oder aufgebauten Verstärkungseinlagen in Form von in einer Richtung steigenden Wendeln gewickelt und der Steigungswinkel undzoder der Wickeldurchmesser der Wendeln proportional zu Xnderungen des Druckes im Schlauchinnern unter Winkelverschiebung verschiedener Querschnittsebenen der Schlauchwandung gegeneinander änderbar sind.
• Die Erfindung erweitert die Einsatzmßglichkeiten technischer Schläuche über ihre bloße Funktion als Verbindungs- und Durchleitungsorgan hinaus und weist ihnen als neue Aufgabe die gesteuerte Umsetzung von Drücken in Drehmomente und die Erzeugung begrenzter Drehbewegungen zu. Sie werden damit als Antriebselemente beispielsweise für Ventile, Schieber oder Hähne, zum Betätigen von Schalt und Steuerungsgeräten aller Art, öffnen und Schließen von Türen, für die Ausführung von Vorschub- oder Schaltbewegungen an Werkzeugmaschinen und für viele andere technische Zwecke geeignet, für die bisher Zylinder mit Hub- oder Rotationskolben, Flügel räder und andere Betätigungseinrichtungen üblich und gebräuchlich waren. Den bekannten Einrichtungen gegenüber haben die neuartigen Schläuche den Vorteil einfacher Herstellung, störungsfreier Funktion und absoluter Dichtigkeit gegen das Druckmedium mit der Möglichkeit, einen einmal eingesteuerten Druck praktisch verlustfrei über lange Zeit zu halten. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Schläuche wirft keinerlei Probleme auf, sondern halt sich vollständig im Rahmen der konventionellen Verfahren. Die einzige Abweichung besteht in dem bewußten Verzicht auf den sonst angestrebten Spannungsausgleich und in der konsequenten Ausrichtung aller oder zum mindesten aller wesentlichen Bewehrungseinlagen in einer bevorzugten Richtung. Umstellungen oder grundsätzliche Änderungen im Betriebsablauf der Schlauchfertigung sind hierzu nicht erforderlich, so daß auch keine höheren Kosten entstehen.
• Das einstellbare Abhängigkeitsverhältnis des erzeugten Drehmomentes von der Höhe des im Schlauchinnern herrschenden Druckes schafft die Voraussetzungen dafür, die erfindungsgemaßen Schläuche als reine Anzeigeinstrumente einzusetzen. Darüber hinaus ist auch eine Wirkungsumkehr möglich in der Weise, daß durch Anlegen eines Drehmomentes eine proportionale Druckänderung hervorgerufen und beispielsweise unter Zwischenschaltung normaler Schlauchleitungen ein an einer Stelle erzeugtes Drehmoment über längere Strecken mit mehrfachen Richtungswechseln an eine andere Stelle hydraulisch übertragen wird.
• Wenn die Schläuche mehrere in Radialrichtung übereinander angeordnete Verstärkungseinlagen aufweisen, können diese gemäß einem Teilmerkmal der Erfindung gegebenenfalls aus mit unterschiedlichen Steigungswinkeln gewickelten Wendeln gebildet sein, uß eine bestimmte Charakteristik im Elastizitätsverhalten der Schläuche einstellen und das Proportionalitätsverhältnis zwischen Druckbeaufschlagung und Drehwinkel in einem gewünschten Sinn beeinflussen zu können. Die außerdem sich damit einstellende Uberkreuzung der Windungen bena:hbarter Wendeln führt zu einer dichteren gegenfieitigen Uberdeckung der Windungszwischenräume, so daß die Schläuche ohne die Gefahr von Durchschlägen mit höheren Innendrücken beaufschlagt werden können. Vorteilhaft werden die Wendeln so aufgebracht, daß die Produkte aus dem Durchmesser und dem Tangens des Steigungswinkels jeweils zweier-benachbarter Wendeln gleich sind. Diese bestimmte Anordnung hat bei Schlauchvbrdrehungen stets- gleich große Längenänderungen der Wendeln zur Folge, so daß sich auch die Beanspruchung der einzelnen Verstärkungseinlagen im gleichbleibenden Verhältnis bewegt. Weitere Variationsmöglichkeiten bestehen in der Wahl unterschiedlicher Werkstoffe, beispielsweise von Textilfäden in einer und Metall- oder Kunststoffdrähten in einer anderen Lage, oder auch unterschiedlicher Zahlen für die zu Wendeln gewickelten Fäden oder Drähte.
• Im letzteren Falle empfiehlt es sich, die größere Faden- bzw. Drahtanzahl in den den größeren Lagendurchmessern entsprechenden außen liegenden Wendeln unterzubringen, was ihrer größeren Umfangsfläche wegen ohne Schwierigkeiten möglich ist.
• Die elastomere Komponente der Schlauchwandung braucht nicht von gleichbleibender Beschaffenheit über ihre ganze Dicke zu sein. Eine vorteilhafte Anordnung besteht vielmehr darin, die Wendeln in eine sie unmittelbar umgebende und einhüllende Schicht von gegenüber den übrigen Wandungsteilen niedrigeren Härteeinstellung einzubetten. Die mit Verdrehungen des Schlauches verbundenen Winkelverdrehungen der Wendeln werden dadurch begünstigt, und die Torsionssteifigkeit des Schlauches im ganzen wird wesentlich herabgesetzt. Die gleiche Wirkung läßt sich auch durch Einbetten der Wendeln in eine zellige oder poröse Gummi-oder Kunststoffschicht, beispielsweise Moosgummi oder Schaumstoff, erzielen.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit eingebetteten Verstärkungseinlagen hergestellter biegsamer Schlauch, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Fäden oder Drähten bestehenden oder aufgebauten Verstärkungseinlagen in Form von in einer Richtung steigenden Wendeln gewickelt und der Steigungswinkel und/oder der Wickeldurchmesser der Wendeln proportional zu Änderungen des Druckes im Schlauchinnern unter Winkelverschiebung verschiedener Querschnittsebenen der Schlauchwandung gegeneinander änderbar sind.

2. Schlauch nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei oder mehr übereinander angeordnete Verstärkungseinlagen aus mit unterschiedlichen Steigungswinkeln gewickelten Wendeln.

3. Schlauch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeln benachbarter Verstärkungseinlagen aus im Werkstoff oder/und in der Anzahl unterschiedlichen Fäden oder Drähten gewickelt sind.

4. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeln aus mit axiaLem Abstand aufeinanderfolgenden Windungen gewickelt sind.

5 Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß-die Wendeln aus im spannungsfreien Zustand einander berührenden Windungen gewickelt sind.

6. Schlauch nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeln in eine elastomere Werkstoffschicht von im Vergleich zu der übrigen Schlauchwandung niedrigerer Härteeinstellung eingebettet sind.

7. Schlauch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeln in eine Schicht eines zelligen oder porösen elastomeren Werkstoffs eingebettet sind.

8. Schlauch nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Produkte aus dem Durchmesser und dem Tangens des Steigungswinkels jeweils zweier benachbarter Wendeln gleich sind.