DE2443271A1

DE2443271A1 - Schlauch und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2443271A1
Application number: DE19742443271
Authority: DE
Inventors: Albert E Chrow
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1973-09-12
Filing date: 1974-09-10
Publication date: 1975-04-17
Also published as: DE2443271B2; GB1477198A; DE2443271C3; JPS5055922A

Description

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PARKER-HAHNIE'IH' CORPORATION Cleveland, Ohio (V.St.A.)

Schlauch und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft einen Schlauch und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Ein "bekannter Schlauch für hydraulische Zwecke besitzt einen Innenschlauch aus Synthese Kautschuk, eine innere Umflechtung aus Baumwolle, eine mittlere Umflechtung aus nichtrostendem Stahl und eine äußere Umflechtung aus Baumwolle. Zur Herstellung dieses Schlauches wird der aus Synthesekautschuk bestehende Innenschlauch extrudiert, mit einem Klebstoff aus nichtvulkanisiertem Synthesekautschuk überzogen und der Umflechvorrichtung zugeführt, ehe der Kautschuk ausgehärtet wird. Durch die Vulkanisationswärme werden der Innenschlauch und der Klebstoff ausgehärtet, der zum Verbinden der verschiedenen Umflechtungen miteinander und mit dem aus Kautschuk bestehenden Innenschlauch dient. Dabei ist die Verbindung zwischen der Baumwollumflechtung und dem Innenschlauch aus Kautschuk nicht vollkommen befriedigend und es ist schwierig, den Innen- und Außendurchmesser des Innenschlauches genau einzuhalten, wenn der Innenschlauch aus Kautschuk vor seinem Aushärten umflochten wird.

Der Schlauch gemäß der Erfindung besitzt einen aus Synthesekautschuk bestehenden Innenschlauch, eine aus nichtmetallischen! Fasermaterial bestehende, erste Bewehrungslage, die unter Zug-

spannung an der Außenwandung des Innenschlauches angreift, eine die erste Bewehrungslage umgebende weitmaschige zweite Bewehrungslage von hoher Festigkeit und eine die zweite Bewehrungslage umgebende, aus nichtmetallischem Easermaterial bestehende, dritte Bewehrungslage, wobei die erste Bewehrungslage mit dem Innenschlauch durch ein Bindemittel verbunden ist und die Zwischenräume der zweiten Bewehrungslage von einem Klebstoff durchsetzt sind, der die erste und die dritte Bewehrungslage miteinander verbindet. .

lerner besitzt der Schlauch gemäß der Erfindung einen aus Synthesekautschuk bestehenden Innenschlauch, eine aus Baumwolle bestehende, erste Umflechtung, die unter Zugspannung an der Außenwandung des Innenschlauches angreift, eine die erste Umflechtung umgebende, aus nichtrostendem Stahl bestehende, zweite Umflechtung und eine die zweite Umflechtung umgebende, aus Baumwolle bestehende, dritte Umflechtung, wobei die erste Umflechtung durch einen Klebstoff mit dem Innenschlauch verbunden ist und die Zwischenräume der aus nichtrostendem Stahl bestehenden Umflechtung von einem Klebstoff durchsetzt sind, der die beiden aus Baumwolle bestehenden Umflechtungen miteinander verbindet.

Bas Verfahren gemäß der Erfindung zum Herstellen eines Schläuche besteht darin, dass ein aus Synthesekautschuk bestehender Innenschlauch auf einen Dorn extrudiert und danach ausgehärtet wird, dass auf die Außenwandung des Innenschlauches ein aus einem Bindemittel bestehender, erster Überzug aufgetragen wird, dass der Innenschlauch mit einer aus nichtmetallischem Fasermaterial bestehenden, ersten Bewehrungslage umgeben und diese durch das Bindemittel mit dem Innenschlauch verbunden wird, dass die erste Bewehrungslage mit einer weitmaschigen zweiten Bewehrungslage von hoher Festigkeit umgeben wird, dass auf die zweite Bewehrungslage ein Überzug aus Klebstoff derart aufgetragen wird, dass der Klebstoff die Zwischenräume der zweiten Bewehrungslage durchdringt und mit der ersten Bewehrungsiage in Berührung gelangt, und dass die zweite Bewehrungslage mit

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einer aus nichtmetallischem Fasermaterial bestehenden, äußeren Bewehrungslage umgeben wird, die mit dem Überzug aus Klebstoff in Berührung gelangt, so dass der Überzug aus Klebstoff die drei Bewehrungslagen miteinander verbindet.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Herstellen eines Schlauches besteht ferner darin, dass ein aus Syhthesekautsehuk bestehender Innenschlauch auf einen Dorn extrudiert und danach ausgehärtet wird, dass auf die Außenwandung des Innenschlauches ein erster Klebstoffüberzug aufgetragen wird, dass der Innenschlauch mit einer aus Baumwolle bestehenden, ersten Umfleehtung umgeben und diese durch den Klebstoff mit dem Innenschlauch verbunden wird, dass die erste Bewehrungslage mit einer aus nichtrostendem Stahl bestehenden, zweiten Umflechtung umgeben wird, dass auf die zweite Umflechtung ein zweiter KlebstoffÜberzug aufgetragen wird, der die Zwischenräume der zweiten Bewehrungslage durchdringt und mit der ersten Bewehrungslage in Berührung gelangt, und dass die zweite Bewehrungsiage mit einer aus Baumwolle bestehenden, äußeren Bewehrungslage umgeben wird, die mit dem zweiten Klebstoffüberzug in Berührung gelangt, so dass dieser die drei Bewehrungslagen miteinander verbindet.

Nachstehend wird der Erfindungsgegenstand anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Schlauch und erläutern Fig. 2 und 3v das Verfahren zum Herstellen des Schläuche.

Gemäß Fig. 1 besitzt ein für hydraulische Zwecke bei Anwendung von mittleren und niedrigen Drücken geeigneter Schlauch (10)· einen aus Synthesekautschuk bestehenden Innenschlauch 11. Diesem folgt eine unter Zugspannung stehende, nichtmetallische

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Bewehrungslage 13, die durch ein Bindemittel 12 mit dem Innenschiauch, verbunden ist. Darauffolgen eine weitmaschige Bewehrungslage 14-, die eine hohe Festigkeit besitzt, und eine weitere nichtmetallische Bewehrungsiage 16. Ein Klebstoffüberzug 15 durchsetzt die Zwischenräume der Bewehrungslage 14· und steht mit der inneren und äußeren Bewehrungslage IJ bzw. 16 in "Verbindung, so dass diese durch die Zwischenräume der Bewehrungslage 14· hindurch miteinander verbunden sind. Infolgedessen ist die Bewehrungslage 14· dadurch mechanisch festgelegt, dass die Fäden der Bewehrungslage 14-von dem Klebstoff 15 und den Bewehrungslagen 13 und 16 umgeben sind. Die Bewehrungslage 16 ist von einem Überzug 17 umgeben, die zum Schutz der Bewehrungslage 16 gegen den Angriff von Pilzen dient.

Der Innenschlauch 11 kann aus Synthesekautschuk bestehen, beispielsweise aus einem Acrylnitril-Butadien-Kopolymerisat oder einer polymerisierten Ohloroprenverbindung zur Erzielung der höchstmöglichen Beständigkeit gegenüber heißem Mineralöl. Der Klebstoff 15 kann unter verschiedenen Arten ausgewählt werden. Zu diesen gehören beispielsweise Epon 872X75 und AEP-Härter, ein von der Shell Oil Company erzeugtes Epoxidharz; ein von der Polymer Chemical Company erzeugtes Gemisch von gleichen Teilen 1024· und 104-9, d.h. einem Nitril- und einem Phenolharz; A544B, ein von der Goodrich Rubber Company erzeugter Synthesekautschuk-Klebstoff; Adiprene L-IOO, ein von E.I. DuPont de Nemours and Company erzeugter Klebstoff auf Urethangrundlage; Chemloc 218, ein von der Hudson Chemical Company erzeugtes organisches Harz; NM-2, ein von der Whittaker Corporation erzeugter Polychloropren-Klebstoff, und andere für die erforderliche Verbindung geeignete Klebstoffe.

Das Bindemittel 12 kann aus den vorstehend aufgezählten Klebstoffen ausgewählt werden oder ein Lösungsmittel sein, der den Innenschlauch 11 klebfähig macht. Bei einem Innenschlauch 11 aus polymerisiertem Chloropren kann man Toluol oder ein

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Lösungsmittel sein, der den Innenschlauch 11 klebfähig macht. Bei einem Innenschlauch 11 aus polymerisiertem Chloropren kann man Toluol oder ein anderes aromatisches Lösungsmittel für diesen Zweck verwenden.

Die Bewehrungslage 13 und/oder 16 kann aus Nylon,' Polyester, Baumwolle oder dergleichen bestehen. Die Bewehrung kann geflochten, gewirkt oder gestrickt oder wendelförmig gewickelt sein, ist aber vorzugsweise geflochten. Die Bewehrungslage 14 kann aus nichtrostendem S-^ahldraht oder aus einem nichtmetallischen Fasermaterial hoher Festigkeit bestehen, beispielsweise dem von E.I. DuPont de Nemours and Go. unter der Bezeichnung "Kevlar" erzeugten Material. _:

Der Überzug Y] besteht vorzugsweise aus dem Compound 1300 der Polymer Chemical Company im Gemisch mit einem Fungizid, das unter der Bezeichnung "Ottasept PMX". von der Ottawa Chemical Company vertrieben wird. Dieses Gemisch enthält vorzugsweise 5-10 Volumenteile "Ottasept PMK" pro 100 Volumenteile des Compound 1300.

Es hat sich gezeigt, dass ein S_chlauch mit einem aus Synthesekautschuk bestehenden Innenschlauch, der ausvulkanisiert wird, ehe er mit zusätzlichen Lagen umgeben wird, gegenüber dem älteren Verfahren eine Anzahl von Vorteilen hat, von denen einige für den Fachmann nicht naheliegend sind. Die Abmessungen und die physikalischen Eigenschaften des Innenschlauchs können genau vorherbestimmt werden, weil er im Zustand der Maßunbeständigkeit vor der Vulkanisation keinen zusätzlichen Verfahrensschritten unterworfen wird. Da der aus Synthesekautschuk bestehende Innenschlauch seine Eigenelastizität bereits erhält, bevor er mit. den unter Zugspannung, stehenden Bewehrungslagen umgeben wird, drücken die unter Zugspannung stehenden Bewehrungslagen und der Innenschlauch gegeneinander, •wodurch die Festigkeit der Verbindung zwischen der Bewehrung

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und dem Innen se hl auch, erhöht wird. Dagegen führt das "bisherige Verfahren, in dem der Innenschlauch vor seinem Vulkanisieren mit der Bewehrung umgeben wird, zu einem geringeren Berührungsdruck zwischen dem Innenschlauch und der Bewehrung. In diesem Fall neigt der Innenschlauch zum Nachgeben und Hießen, so dass sich die Bewehrung etwas in die Außenwandung des Innenschlauches einbetten kann, der jedoch keinen so starken Gegendruck ausübt, so dass die Berührung zwischen dem Innenschlauch und der Bewehrung weniger fest wird. Der vorher vulkanisierte Innenschlauch setzt dem Eindringen der Bewehrung einen hohen Widerstand entgegen, wenn einer oder mehrere Fäden der Bewehrung unter zu hoher Zugspannung aufgetragen werden, weil die Einrichtung zum Aufbringen der Bewehrung nicht richtig eingestellt ist oder sich in dem Bewehrungsmaterial eine Schlinge gebildet hat. Selbst bei bestmöglicher Einstellung der Maschine zum Aufbringen der Bewehrung wird bei dem üblichen Verfahren die Wandstärke des aus unvulkanisiertem Kautschuk bestehenden Innenschlauches um etwa 5% herabgesetzt, wobei dieser Betrag über die Länge des Innenschlauches variiert, weil die Zugspannung der Bewehrung und die Viskosität des halbflüssigen, unvulkanisierten Synthesekautschuks schwankt. Diese Schwankungen sind auf Schwankungen der Bedingungen bei der Herstellung dieser Bestandteile und auf ihre Temperatur im jeweiligen Zeitpunkt zurückzuführen. Die Verwendung eines ausvulkanisierten Innenschlauchs hat ferner den Vorteil, dass auch Bindemittel verwendet werden können, die den Vulkanisierungsbedingungen nicht gewachsen sind, und dass ein etwa verwendetes Fungizid nicht in inniger Berührung mit einem Bleimantel den Vulkanisierungsbedingungen gewachsen zu sein braucht.

Anhand der Figuren 2 und 3 sei jetzt die Herstellung des Schlauches erläutert. Zunächst wird der Innenschlauch 11 mit einem üblichen Extruder 20 auf einen biegsamen Dorn 21 extrudiert und dann durch Vulkanisation ausgehärtet, beispielsweise durch eine Behandlung mit Dampf oder flüssigen

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Salzen oder in einer Wirbelschicht, vorzugsweise jedoch mit Hilfe von Mikrowellen-Heizeinrichtungen 22. D_er noch auf dem Dorn 21 befindliche, gehärtete Innenschlauch 11 wird dann durch einen Behälter 23 geführt, der ein Bindemittel 12 enthält, und danach einer Vorrichtung 25 zum Aufbringen der inneren Bewehrungslage 13 zugeführt. Dann wird der Innenschlauch 11 durch einen weiteren Behälter 27 geführt, der einen Klebstoff 15 enthält, der die Zwischenräume der Bewehrungslage 14 durchdringt und mit der Bewehrungslage 13 in Berührung gelangt. Danach wird der Innenschlauch 11 durch eine weitere Vorrichtung 28 geführt, welche die Bewehrungslage 16 aufträgt, die durch den Klebstoff 15 mit der Bewehrungslage 14 und der Bewehrungsiage 13 verklebt wird.

Der Innenschlauch 11 wird dann durch einen Behälter 29 geführt, der das fungizide Material für den Überzug17 enthält. Dann wird der Schlauch mit Hilfe der Wärmequellen 30 getrocknet und mit Hilfe der Vorzieheinrichtung 31 der Trommel 32 zugeführt, auf welcher der Schlauch aufgewickelt wird. Wenn die Trommel 32 gefüllt ist, wird der Schlauch 1 abgeschnitten und der von der Herstellungsanlage kommende Schlauch 1 auf eine neue Trommel aufgewickelt. Nach dem Herausziehen des Dorns 21 aus dem auf der vollen Trommel 32 aufgewickelten Schlauch 1 ist dieser gebrauchsfertig.

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Claims

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- 8 Patentanspruclae:

1,) Schlauch., gekennzeichnet durch einen aus Synthesekautschuk bestehendem Innenschlauch (11), eine aus nichtmetallischem Fasermaterial bestehende, erste Bewehrungslage (13)} die unter Zugspannung an der Außenwandung des Innenschlauches angreift, eine dieterste Bewehrungslage umgebende, weitmaschige zweite Bewehrungslage (14) von hoher Festigkeit und eine die zweite Bewehrungslage umgebende,aus nichtmetallischem Fasermaterial bestehende, dritte Bewehrungslage (16) wobei die erste Bewehrungslage mit dem Innenschlauch durch ein Bindemittel (12) verbunden ist und die Zwischenräume der zweiten Bewehrungslage von einem Klebstoff (15) durchsetzt sind, der die erste und die dritte Bewehrungsiage miteinander ver-■ bindet.
2. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenschlauch (11) vor dem Aufbringen der ersten Bewehrungslage (13) ausgehärtet ist.
3. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (12) und der Klebstoff (15) nicht vulkanisiert sind.
4. Schlauch nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Bewehrungslage (16) mit einem Überzug

(17) umgeben wird, der ein Fungizid enthält.
5. Schlauch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (12) zwischen dem Innenschlauch (11) und der ersten Bewehrungslage (13) mit dem Klebstoff zwischen der ersten und dritten Bewehrungslage (13, 16) identisch ist.

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6. Schlauch, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (15) ein
Epoxidharz ist.
7. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5^ dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (15) Synthesekautschuk enthält.
8. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (15) ein organisches
Harz ist.
9. Schlauch, gekennzeichnet durch einen aus Synthesekäutschuk bestehenden Innenschlauch (11), eine aus Baumwolle bestehende, erste Umflechtung (13), die unter Zugspannung an der Außenwandung des Innenschlauches angreift, eine die erste Umflechtung umgebende, aus nichtrostendem Stahl
bestehende, zweite Umflechtung (14) und eine die zweite Umflechtung umgebende, aus Baumwolle bestehende, dritte Umflechtung (16), wobei die erste Umflechtung durch einen Klebstoff (12) mit dem Innenschlauch verbunden ist und die Zwischenräume der aus nichtrostendem Stahl bestehenden.Umflechtung von einem Klebstoff (15) durchsetzt sind, der die beiden aus Baumwolle bestehenden Umfleehtungen miteinander verbindet.
10. Verfahren zum Herstellen eines Schlauchs, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus Synthesekautschuk bestehender Innenschlauch (11) auf einen Dorn (21) extrudiert und danach ausgehärtet wird, dass auf die Außenwandung des Innenschlauches ein aus einem Bindemittel (12) bestehender erster Überzug aufgetragen wird, dass der Innenschlauch mit einer aus nichtmetallischem Fasermaterial bestehenden, ersten Bewehrungslage (13) umgeben und diese durch das Bindemittel mit dem Innenschlauch verbunden wird, dass die erste Beweh- '

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rungslage mit einer weitmaschigen zweiten Bewehrungslage (14-) von hoher Festigkeit umgeben wird, dass auf die zweite Bewehrungslage ein Überzug aus Klebstoff (15) derart aufgetragen wird, dass der Klebstoff die Zwischenräume der zweiten Bewehrungslage durchdringt und mit der ersten Bewehrungslage in Berührung gelangt, und dass die zweite Bewehrungslage mit einer aus nichtmetallischem Fasermaterial bestehenden, äußeren Bewehrungslage (16) umgeben wird, die mit dem Überzug aus Klebstoff in Berührung gelangt, so dass der Überzug aus Klebstoff die drei Bewehrungslagen miteinander verbindet.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der dritten Bewehrungslage (16) der Dorn (21) von dem Schlauch (10) entfernt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überzug (1?), der ein Fungizid enthält, auf die dritte Bewehrun;,;slage (16) aufgetragen wird.
13. Verfahren zum Herstellen eines Schlauchs, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus Synthesekautschuk bestehender Innenschlauch (11) auf einen Dorn (21) extrudiert und danach ausgehärtet wird, dass auf die Außenwandung des Innenschlauches ein erster Klebstoffüberzug (12) aufgetragen wird, dass der Innenschlauch mit einer aus Baumwolle bestehenden, ersten Umflechtung (13) umgeben und diese durch den Klebstoff mit dem Innenschlauch verbunden wird, dass die erste Bewehrungslage mit einer aus nichtrostendem Stahl bestehenden, zweiten Umflechtung (14) umgeben wird, dass auf die zweite Umflechtung ein zweiter Klebstoffüberzug (15) aufgetragen wird, der die Zwischenräume der zweiten Bewehrungslage durchdringt und mit der ersten Bewehrungslage in Berührung gelangt, und dass die zweite Bewehrungsiage mit einer aus Baum-

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wolle bestellenden, äußeren Bewehrungslage (16) umgeben wird, die mit dem zweiten Klebstoffüberzug in Berührung gelangt, so dass dieser die drei Bewehrungslagen miteinander verbindet.

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