DE2151430A1

DE2151430A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von verstaerkten Schlaeuchen

Info

Publication number: DE2151430A1
Application number: DE19712151430
Authority: DE
Inventors: Donald Richardson; Kaufmann Herbert Robert
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1970-11-05
Filing date: 1971-10-15
Publication date: 1972-05-10
Also published as: FR2113637A5; CA949438A; US3667995A; GB1328024A; BE774933A; JPS5420548B1

Description

PATENTA NWXLTI 2 1 5 H 3 DR. ING. KARL BOiHMERT - D1PL.-ING. ALBERT BOEHMERT

28 BREMEN · FELDSTRASSE 24 · TEL. (04 21) «444038

Aktenzeichen: NeUaHneldUllg PojfKhnfcleonto. Homburg 126083

Bankkonto· Brnm«r Bank, lr«m*n, Klo. 1001449 Name d. Anm..· JfORTH AMERICAN ROCKWELL. . .

Mein Zeichen: Ν Oß 28 Bremen, den15. Oktober

NORTH AMERICAN ROCKWELL CORPORATION, Fifth Avenue and Wood Street, Pittsburgh, Pennsylvania 15222 (V.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von verstärkten Schläuchen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Schlauches, bei dem eine Schlauchkarkasse mit wenigütens einer Schicht aus verstärkenden Fäden und wenigstens einer Schicht eines Beschichtungsmaterials belegt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Die Erfindung besieht sich also allgemein auf die Herstellung verstärkter Schläuche, wie sie beispielsweise zum Transport unter hohem Druck stehender Fließmittel verwendet werden. Insbesondere betrifft die Erfindung eic Verfahren zur Herstellung von Druckschläuchen, bei dem der Schlauch während der Aufbringung

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eines Beschichtungsmaterials,, im allgemeinen der äußeren Beschichtung, so bewegt wird, daß innerhalb der Schlauchkarkasse minimale Zugspannungen auftreten«

Es ist bereits bekannt, verstärkte Hochdruckschläuche dadurch herzustellen, daß auf die Schlauchkarkasse eine oder mehrere Verstärkungsschichten aus Bändern oder Fäden, entweder Draht oder Garn, aufgebracht werden,, wobei die Karkasse aus Gummi oder ähnlichem besteht. Die Schichten werden entweder spiralförmig aufgewickelt oder durch eine geeignete Vorrichtung auf= geflochten, üblicherweise wird die gesamte Schlauchkarkasse während des Umflechtens oder Umwickeins mittels einer Abziehvorrichtung unter Zug bewegt«, Charakteristischerweise wird dabei eine Fördervorrichtung mit endlosen Bändern verwendet, da diese eine größere Berührungsfläche zwischen Abziehvorrichtung und Schlauch gewährleistet» Der Begriff "endloses Band" umfaßt dabei auch Vorrichtungen, bei denen das "Band" aus einer Anzahl miteinander verbundener Glieder besteht. Nach Verlassen der Abziehvorrichtung befindet sich die Schlauchkarkasse in entspanntem Zustand, wobei die Bändchen oder Fäden des Mantels dicht an der Karkasse anliegen. Schließlich wird eine Endschicht aus einen klebenden, flüssigen Beschichtungsmaterial aufgebracht, indem die Schlauchkarkasse mittels einer Aufwickeltrommel durch eine Beschlchtungskammer gezogen wird·

Ein Nachteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, daß die Qualität des Endproduktes häufig darunter leidet, daß innerhalb der Schlauchkarkasse während des Hin-

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durchslehens durch eine End-> Abwischvorrichtung hältiiieaiäß.-g hohe Zugspannungen auftreten. Das Hin«·· durchziehen der Schlauchkarkasse durch die Beschlch» tungakamiBor verursacht eine Verlängerung der Karkaese, weiche zu einer nachteiligen Trennung der einander benachbart" liegenden Verstärkungsbänder oder «fäden führea kaait. Wenn die Schlauchkarkasse sich auf der Aufwickeltrommel befindet^ verfestigt sich die auf die Karkasse aufgebrachte klebende Besehichtungsflüssigkeit und setat sich, so daß die Verstärkungsbänder in ihrer getrennten Lage gehalten werden»

Wenn m SchLauch während des Betriebes hohe Innen= Fließmitteldrücke a\if treten,, so kann die Schlauchkar» kasse an den Stellen platzen* an denen die Verstärkungsbänder nicht dicht an der Karkasse anliegen oder wo die Karkasse einen deformierten, nicht-einheit« liehen Querschnitt aufweist» Ein derartiges Platzen des Schlauches kann die Arbeitsbedingungen erheblich beeinträchtigen und für die in unmittelbarer Nachbarschaft eines derartigen Schlauchversageus auftretenden Arbeiter außerordentlich gefährliche Bedingungen schaffen* beispielsweise dann_r wenn heiße Flüssigkeiten oder Dampf aus dem Schlauch austreten»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde«, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei denen eine Verlängerung der Karkasse und die hierdurch verursachte Trennung der Verstärkungsbänder oder -fäden und der nicht-einheitliche Querschnitt der Karkasse vermieden werden^ wie sie auf*

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treten_f wenn der Schlauch durch die End-Beschichtungskammer gezogen wird, wobei der Dorn leicht entfernbar sein soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit den folgenden Schrittens

In=-Berührung~Bringen einer mit einem aus Garnen oder dergleichen hergestellten Mantel belegten Schlauchkarkasse mit einer Antriebsvorrichtung, mittels welcher die Karkasse in eine Beschichtungsstation gebracht wirdj in der Beschichtungsmaterial aufgebracht wird; Bewegen der mit dem Mantel bedeckten Schlauchkarkasse in eine Beschichtungskammer und durch diese hindurch in der Weise, daß innerhalb der Schlauchkarkasse ausschließlich Schubkräfte in im wesentlichen parallel zur Längsachse der Schlauchkarkasse paralleler Richtung erzeugt werden; und Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf die mit dem textlien Mantel bedeckte Karkasse während des Hindurchlaufens durch die Beschichtungskammer.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Abziehvorrichtung, welche mit der Außen-= fläche des Schlauches in Reibungsberührung steht und den Schlauch im wesentlichen parallel zu seiner Längsachse bewegt; eine Beschichtungskammer mit einem Eingang und einem Ausgang, welche den Schlauch am Eingang von der Abziehvorrichtung aus aufnimmt und zum Aufbringen eines Beschichtungsmaterials auf seine Außenfläche dient; eine innerhalb der Beschichtungskammer

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angeordnete Führung, welche den Schlauch so führt, daß er im wesentlichen entlang einer geraden Bahn die Beschichtungskammer passiert; und eine am Ausgang der Beschichtungskammer vorgesehene Einrichtung zum Entfernen überschüssigen aufgebrachten Beschichtungsmaterials von der Oberfläche des Schlauches, bevor dieser weiterverarbeitet wird«

Bei der Erfindung wird der Schlauch also so durch die Beschichtungskammer geführt, daß im wesentlichen nur Druckkräfte auf den Schlauch einwirken. Die Abziehvorrichtung, die vorzugsweise aus einem Endlosförderer mit einzelnen Gliedern besteht, zieht den Schlauch durch eine der Beschichtungskammer in Wirkverbindung zugeordnete Führung hindurch, welche dazu dient, jedes Verbiegen oder Krümmen des Schlauches zu vermeiden. Dadurch, daß der Schlauch auf die Aufnahmetrommel mit einer Geschwindigkeit aufgewickelt wird, die nicht größer ist als die Geschwindigkeit, mit welcher der Schlauch durch die Beschichtungsstation gedruckt wird, wird jede Schlauchverlängerung und Trennung der verstärkenden Bänder oder Fäden verhindert.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben ist.

Die Zeichnung zeigt in der Seitenansicht, teilweise geschnitten, eine Beschichtungskammer, die aus Gründen der besseren Detaildarstellung nicht maßstabsgerecht dargestellt ist.

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Die Zeichnung zeigt eine Schlauchkarkasse 10, die durch eine konventionelle Rundflechtmaschine gezogen wird, welche einen ersten Bing von Spulenträgern 1 und einen zweiten Ring von Spulenträgern 2 aufweist« Innerhalb der Schlauchkarkasse ist ein herausnehmbarer flexibler Dorn angeordnet, der während der Bearbeitung als Abstützung und Träger dient· Beim Betrieb der Flechtmaschine werden die beiden Ringe mit den Spulenträgern in entgegengesetzten Richtungen um die Achse der Flechtmaschine gedreht, wobei die Spulenträger in jedes Ring eine sinusförmige Bahn beschreiben, welche die durch den anderen Ring der Flechtmaschine beschriebene, ebenfalls sinusförmige Bahn an einer Anzahl von Funkten schneidet· Jeder Spulenträger weist eine Spule 3 auf, von welcher das betreffende Band oder Garn 19 abgezogen wird. Die Garne oder Fäden 19 laufen von den Spulenträgern auf die Schlauchkarkasse 10 zu, wo links von einem festen Ring 6 (wie in der Zeichnung dargestellt) miteinander verflochten werden. Die Fäden werden in Form eines geflochtenen, die Schlauchkarkasse 10 überdeckenden Mantels mit der Schlauchkarkasse 10 zusammen mittels einer Abziehvorrichtung 7 in Form eines Kettenförderers (endloses Band) durch den Ring gezogen«, Der Kettenförderer ist positiv angetrieben und wirkt als Zugvorrichtung· Es versteht sich, daß der aus den Fäden 19 gebildete geflochtene Hantel ebenso aus einem konventionellen nlcht-geflochtenen Mantel aus Draht oder Garn bestehen könnte· Die Vorrichtung _e mittels der das Rundflechten oder das spiralförmige Umwickeln der Karkasse durchgeführt wird, ist von üblicher Bauart und ist nicht Bestandteil der Erfindung.

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Nachdem die Schlauchkarkasse 10 durch die Rundflechtmaschine oder Wickelmaschine gezogen und durch die Abziehvorrichtung 7 mit der geeigneten Auflage von Verstärkungsmaterial bedeckt worden ist, wird die so verstärkte Schlauchkarkasse durch die Abziehvorrichtung 7 Ib eine Beschichtungskammer 12 bewegt. Innerhalb dieser Beschichtungskammer 12 wird der Schlauch 10 mit Beschichtungsmaterial, beispielsweise Gummi oder einem anderen elastomeren Material, beschichtet.

Die Beschichtungskammer 12 weist an einem Ende einen Eingang 24- und aa anderen Ende einen weiteren Ausgang 20 auf, durch welche der Schlauch in die Kammer eintreten und aus ihr herausgeführt werden kann· Obwohl der mit dem geflochtenen Hantel verstärkte Schlauch 10 steifer ist als ein nichtverstärkter Schlauch, und zwar um so mehr, je stärker er verstärkt worden ist, so ist es doch möglich, daß der Schlauch sich krümmt, während er mittels der Abziehvorrichtung 7 durch die Beschichtungskamaer hindurchgedrückt wird. Um diesen Wißstand au beheben, der dazu führen würde, daß die Garne oder Fäden, welche den Flechtmantel bilden, sich von« einander lösen, wodurch der fertige Schlauch geschwächt würde, sind innerhalb der Beschichtungekammer Führungseinrichtungen vorgesehen, welche dafür sorgen, daß der Schlauch sich nur entlang einer im wesentlichen geraden Linie bewegen kann. Diese Führungsvorrichtungen bestehen vorzugsweise aus einem laoggestreckten Rohr 11, dessen Innendurchmesser groß genug ist, um das Hindurchführen des verstärkten Schlauches zusammen

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mit einer aufgebrachten Lage von Beschichtungsmaterial zu ermöglichen. Durch die Begrenzung für die Schlauchbahn können auf den Schlauch keine Biegekräfte ein·» wirken, die so groß sind, daß die einander benachbart liegenden Fäden sich voneinander trennen oder die noch nicht verfestigte Schlauchkarkasse beschädigt wird, obwohl der Schlauch durch die Beschichtungskammer geschoben wird und unter erheblichen, ausschließlichen Druckkräften steht, die innerhalb des Rohres 11 im wesentlichen parallel zu dessen Längsachse auf ihn einwirken.

Wie in der Zeichnung dargestellt, kann das Beschichtungs· material beispielsweise mittels einer Sprühvorrichtung 13 aufgebracht werden, die flüssiges, adhesives (klebendes) Beschichtungsmaterial euf die Außenfläche des Führungsrohres 11 spritzt, von wo es beispielsweise durch Bohrungen 15 in das Innere des Führungsrohres eintritt. In Anbetracht dessen, daß nicht das gesamte Beschichtungsmaterial in das Innere des Führungsrohres gelangt oder aber hineingelangt und anschließend wie~ der herausfließt, ist am Boden der Beschichtungskammer ein Sammelbehälter 14 vorgesehen. Das Beschichtungsaat β rial muß natürlich nicht notwendigerweise durch Sprühen aufgebracht werden, sondere könnte auch durch andere, üblicherweise hierzu verwendete Einrichtungen aufgebracht werden, beispielsweise durch Eintauchen der Schlauchkarkasse in ein flüssiges Bad aus Be-Schichtungsmaterial.

Am Ausgang 20 der Beschicbtungskammer 12 ist ein flexibler Wischkonus 16 üblicher Bauart befestigt. Der

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Wischkonus 16 erstreckt sich außerhalb der Kammer 12 und steht mit dem Schlauch 10 an der Stelle, an der dieser das Rohr 11 verläßt, in Berührung. Auch hierbei ist zu bemerken, daß diese spezielle Form des Wischers nur als Beispiel gezeigt ist. Auch andere Vorrichtungen könnten verwendet werden₉ um überschüssiges Beschichtungsmaterial von der Außenfläche des Schlauches abzuwischen.

Der flexible Uischkonus 16 preßt das flüssige Beschichtungsmittel gegen die verstärkte Schlauchkarkasse. Wenn das Beschichtungsmittel fest geworden ist, hüllt es den geflochtenen Mantel ein und befestigt ihn in dichter Anlage an der Schlauchkarka3se» Nach Passieren des Wischkonus 16 wird der beschichtete Schlauch dann auf eine positiv angetriebene Aufnahmetrommel 18 aufgewickelt. Da der Schlauch durch die Beschichtungskammer gedrückt wird, werden durch die Abziehvorrichtung und den Wischkonus nur Druckkräfte ausgeübt. Die Kraft, die erforderlich ist, um den durch den dichtanliegenden Wischkonus 16 hervorgerufenen Widerstand zu überwinden, wird mittels der Abziehvorrichtung 7 erzeugt· Auf diese Weise braucht die Trommel 18 lediglich die Kraft aufzubringen, die erforderlich ist, um den lose hängenden und entspannten Abschnitt des Schlauches 10, der zwischen der Aufnahmetroxcmel und dem Wischkonus 16 hängt, aufzuwicksln. Dies wird dadurch bewerkstelligt, daß der beschichtete Schlauch mit einer Geschwindigkeit aufgewickelt wird, die nicht größer ist als die durch die Abziehvorrichtung 7 erzeugte Schlauchgeschwindigkeit. Hierdurch wird ver-

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mieden, daß auf den frisch beschichteten Schlauch vor dem Festwerden und Setzen der Beschichtung eine wesentliche Zugspannung ausgeübt wird.

Das Verfahren, mittels dessen ein verstärkter Schlauch, der eine Schlauchkarkasse aufweist, auf der wenigstens eine Lage von Verstärkungsfäden oder Verstärkungsgarnen liegt und der wenigstens eine Schicht aus Beschichtungsmaterial trägt, hergestellt wird, besteht aus den folgenden Schritten: die mit der Garnschicht bedeckte Schlauchkarkasse wird mit einer Vorrichtung in Berührung gebracht, welche die Karkasse antreibt oder an eine Stelle schiebt, an der ein Mantel aufgebracht wird. Anschließend wird die mit der geflochtenen oder anders hergestellten Schicht belegte Schlauchkarkasse in eine BeSchichtungskammer und durch diese hindurchgeführt, und zwar derart, daß auf die Karkasse während des Hindurchgehens durch die BeSchichtungskammer nur Schubkräfte ausgeübt werden. Die Schubkräfte werden durch die Vorrichtung erzeugt, die zum Schieben oder Antreiben des Schlauches verwendet wird, sowie durch ' einen am Ende der Beschichtungskammer angeordneten Wischkonus» Während des Hindurchgehens durch die Beschichtungskammer wird auf die verstärkte Karkasse ein Beschichtungsaaterial aufgebracht. Die beschichtete Schlauchkarkasse wird dann auf eine Aufnahmetrommel mit einer Geschwindigkeit aufgewickelt, die nicht größer ist als die Vorschubgeschwindigkeit, Bit welcher der Schlauch durch die Beschichtungskammer geschoben wird. Die beschichtete Schlauchkarkeeae kann sich dann im aufgewickelten Zustand verfestigen.

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Anschließend wird der Stützdorn in der üblichen Art aus der Schlauchkarkasse entfernt.

Innerhalb des Erfindungsgedankens sind verschiedene Abwandlungen und Ausgestaltungen des beschriebenen Ausführungsbeispieles möglich.

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Claims

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Ansprüche

Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Schlauches _β bei dem eine Schlauchkarkaase mit wenigstens einer Schicht aus verstärkenden Fäden und wenigstens einer Schicht eines Beschichtungsmaterials belegt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: In-Berührung-Bringen einer mit einem aus Garnen oder dergl« hergestellten Mantel belegten Schlauchkarkasse mit einer Antriebsvorrichtung, mittels welcher die Karkasse in eine Beschichtungsstation gebracht wird, in der Beschichtungsmaterial aufgebracht wird; Bewegen der mit dem Hantel bedeckten Schlauchkarkasse in eine Beschichtungskammer und durch diese hindurch in der Veise, daß innerhalb der Schlauchkarkasse ausschließlich Schubkräfte in im wesentlichen parallel zur Längsachse der Schlauchkarkaese paralleler Richtung erzeugt werden; und Aufbringen des Beschichtungsmaterials auf die mit dem textlien Hantel bedeckte Karkasse während des Hindurchlaufens durch die Beschichtungskammer.

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2. Verfahren nach Anspruch 1„ dadurch gekennseichnet,, daß die Schlauchkarkasss nach de~a Aufbringen des Beschichtungsmaterlals mit einer Geschwindigkeit aufgewickelt wird, die nicht größer ist als die Vorschubgeschwindigkeit der Karkasse während des Hindurchlaufen3 durch die Beschichtungskammsr.
3- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchkarkasse s?.iS einer geraden Bahn durch die Beschichtungskaiamer hindurciageführt wird,
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufbringen des Beschichtungsiaaterials der Schlauch mit einem aöhesivan (klebenden) Beschichtungsmaterial getränkt wird.
5· Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Boa dichtungsmaterial auf die Schlauchkarkasso aufgebracht wird_$ während diese sich in entspanntem Zustand befindet.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einen der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abziehvorrichtung (7), welche mit der Außenfläche des Schlauches (10) in Reibungsberührung steht und den Schlauch im wesentlichen parallel zu seiner Längsachse bewegt; eine BeschichtungBkammer (12) mit einem Eingang (24) und einem Ausgang (20), welche den Schlauch am Eingang von der Abziehvorrichtung (7) aus aufnimmt und zum Aufbringen eines Beschichtungsmaterials auf seine Außenfläche dient; eine

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innerhalb der Beschichtungskammer (12) angeordnete Führung (11), welche den Schlauch so führt, daß er im wesentlichen entlang einer geraden Bahn die Bsschichtungskammer passiert; und eine am Ausgang der Beschichtungskammer (12) vorgesehene Einrichtung (11) zum Entfernen überschüssigen aufgebrachten Beachichtungsmaterials von der Oberfläche des Schlauches, bevor dieser weiterverarbeitet wird.
7- Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung aus einem langgestreckten Rohr (11) gebildet ist, in dessen Wandung Bohrungen (15) vorgesehen sind, durch welche Beschichtungsmaterial hindurchtreten und mit der Außenwand des Schlauches in Berührung kommen kann.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abziehvorrichtung (7) zwei im wesentlichen einander gegenüberliegende endlose Gurte aufweist, so daß eine große Kontaktfläche zwischen Schlauch und Abziehvorrichtung gewährleistet ist»

9« Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungskammer (12) eine Vorrichtung (1J) zum Tränken des Schlauches (10) mit einem flüssigen, klebenden Beschichtungematerial aufweist.

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