DE2529615C3

DE2529615C3 - Multi-layer or multi-layer flexible object such as membrane, bellows, hose, corrugated pipe

Info

Publication number: DE2529615C3
Application number: DE2529615A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Ing. 7541 Arnbach Gropp; Willi 7535 Stein Kaucher
Original assignee: Metallschlauch-Fabrik Pforzheim (vorm Hch Witzenmann) 7530 Pforzheim GmbH
Current assignee: Metallschlauch-Fabrik Pforzheim (vorm Hch Witzenmann) 7530 Pforzheim GmbH
Priority date: 1974-12-21
Filing date: 1975-07-03
Publication date: 1979-02-01
Also published as: DE2529615B2; DE2461019C3; DE2529615A1; DE2461019A1; DE2461019B2

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrlagigen oder mehrschichtigen flexiblen Gegenstand wie Membran, Balg, Schlauch, Wellrohr, bei dem die Räume zwischen den Lagen mit einem flexiblen Medium vollständig ausgefüllt und druckdicht verschlossen sind.The invention relates to a multilayer or multilayer flexible article such as a membrane, Bellows, hose, corrugated pipe, in which the spaces between the layers are completely covered with a flexible medium are filled and sealed pressure-tight.

Ein solcher Gegenstand ist durch die DE-OS 22 27 302 in Form eines Schlauches für unter Druck stehende Flüssigkeiten, insbesondere eines ölschlauches für das Scrnnierölsystem eines Verbrennungsmotors bekannt Dabei dient der druckdicht verschlossene Raum zwischen einer steifen, bei den vorkommenden Drücken nur wenig dehnbaren Aj ienhülle und einer weicheren, bei den vorkommenden Drücken stärker dehnbaren, innerhalb der Außenhülle angeordneten Innenhülle als Dämpfungsglied für innerhalb der Innenhülle auftretende Druckpulsationen, insbesondere im Hinblick auf lästige Geräuschentwicklung. Dabei wirkt das Gaspolster im Zwischenraum zwischen Außen- und Innenhülle als elastische Abstützung der Innenhülle, da das Gas bei einer Dehnung der Innenhülle komprimiert wird und dadurch einer Dehnung der Innenhülle einen gewissen Widerstand entgegensetzt Äußerstenfalls soll die Außenhülle bei besonders starken Druckschwankungen die Innenhülle neben deren Abstützung über das Gaspolster des Zwischenraumes zusätzlich mechanisch abstützen, um ein Platzen der Innenhülle zu verhindern.Such an object is described in DE-OS 22 27 302 in the form of a hose for under pressure Stagnant liquids, in particular an oil hose for the lubricating oil system of an internal combustion engine known here is the pressure-tight sealed space between a stiff, in the case of the Press only a little stretchable Aj ienhülle and a softer, with the occurring pressures stronger stretchable inner shell arranged within the outer shell as a damping element for within the Pressure pulsations occurring in the inner shell, in particular with regard to annoying noise development. Included the gas cushion in the space between the outer and inner shell acts as an elastic support for the Inner shell, as the gas is compressed when the inner shell is stretched and thus a Expansion of the inner shell opposes a certain resistance. In the extreme, the outer shell should also particularly strong pressure fluctuations the inner shell in addition to its support via the gas cushion of the In addition, mechanically support the gap in order to prevent the inner shell from bursting.

Gegenstände der eingangs beschriebenen Art können durch hydraulische oder pneumatische Formgebung hergestellt werden. Ist ab einer bestimmten Wandstärke oder Lagenzahl eine Formgebung dieser Art nicht mehr oder nur noch unter unvergleichbar hohem Aufwand möglich, geht man dazu über, die Gegenstände bzw. deren Wandung aus mehreren Lagen oder Schichten zusammenzusetzen, die vorher einzeln in die erforderliche Form gebracht wurden.Objects of the type described above can be shaped by hydraulic or pneumatic shaping getting produced. From a certain wall thickness or number of layers, this type of design is no longer possible or only possible with incomparably high effort, one goes over to the objects or the walls of which are composed of several layers or layers that have previously been individually converted into the required Were brought into shape.

Auf diese Weise lassen sich praktisch beliebige Wandstärken verformen, jedoch unter einem erheblichen apparativen und arbeitsmäßigen Aufwand. Daher geht man auch entsprechend der DE-OS 24 61019 schon so vor, daß ausgehend von dem mit unverformten Lagen zusammengesetzten Gegenstand bei Beaufschlagung einer Oberfläche des Gegenstandes mit einem geringeren Druck die andere Oberfläche bzw. die Zwischenschichten der Lagen oder Gruppen von Lagen mit einem höheren Druck beaufschlagt wird bzw. werden und daß dann schrittweise, beginnend mit der Zwischenschicht, die der Oberfläche mit der geringeren Druckbeaufschiagung am nächsten liegt, die Zwischenschichten nacheinander oder gruppenweise mit geringerem Druck verbunden werden. Dies h,at zur Folge, daß zu Beginn nur die Lage oder Schicht verformt wird, auf deren einer Seite der geringere Druck und auf deren anderer, einen Zwischenraum mitbildender S^ite dasIn this way, practically any wall thickness can be deformed, but under a considerable amount equipment and labor expenditure. Therefore, one also goes according to DE-OS 24 61 019 already in such a way that, starting from the object assembled with undeformed layers, when it is acted upon one surface of the object with a lower pressure the other surface or the Intermediate layers of the layers or groups of layers are subjected to a higher pressure or and that then gradually, starting with the intermediate layer, that of the surface with the lesser Pressurization closest to the interlayers connected one after the other or in groups with lower pressure. This means that at the beginning only the layer or layer is deformed on one side of the lower pressure and on the other side, which forms a space in between, that

ίο Druckmedium ansteht Wird danach auch dieserίο The print medium is then also this

Space associated with the lower pressure

bzw. entlastet, so folgt die nächste Lage oder Schicht der ersten unter Verformung nach, usw.or relieved, the next layer or layer follows the first under deformation after, etc.

Both in the case of the first-mentioned single-stage transformation

mung als auch bei der danach geschilderten schrittweisen Formgebung kann es aber vorkommen, daß nach dem Umformen durch elastische Rückfederung der einzelnen Lagen sich Zwischenräume zwischen diesen bilden, durch die im Betriebsfalle bei auf einer Seite herrschendem höheren Druck eine zunehmende Werkstoffbeanspruchung der Lagen in Richtung auf die Seite mit dem höheren Druck eintritt Desgleichen kann in allen vorgenannten Fällen bei Auftreten höherer Temperaturen und Lagen aus unterschiedlichen Werkstoffen der Umstand eintreten, daß sich zwischen den Lagen durch unterschiedliche Wärmeausdehnung Zwischenräume bilden, 'yas ebenso für die Einzellagen aus gleichen Werkstoffen gilt, wenn die einzelnen Lagen durch Temperaturgefälle unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sind.mung as well as the step-by-step described afterwards Shaping, however, it can happen that after reshaping by elastic springback of the individual layers form spaces between them, due to the on one side in case of operation The higher pressure prevailing, an increasing material stress on the layers in the direction of the side occurs with the higher pressure. The same can occur in all of the aforementioned cases when higher pressure occurs Temperatures and layers of different materials occur that there are between the Layers form gaps through different thermal expansion, 'yas also for the individual layers the same materials applies if the individual layers have different temperatures due to temperature gradients are exposed.

Solche zwischen den einzelnen Lagen gebildete Zwischenräume werden insbesondere dann bedeutsam, wenn durch eine rechnerische Spannungsanalyse nachgewiesen werden muß, daß an keiner Stelle die zulässigen Spannungswerte überschritten werden. Bei einer solchen Berechnung muß davon ausgegangen werden, daß die Traganteile aller Lagen gleichgroß sind, also alle Lagen in gleicher Weise beansprucht werden. In diesem Falle ist also das Vorhandensein von unkontrollierbaren Zwischenräumen zwischen den einzelnen Lagen unzulässig.Such gaps formed between the individual layers are particularly important when if it has to be proven by a computational stress analysis that at no point the permissible voltage values are exceeded. In such a calculation it must be assumed be that the bearing parts of all layers are the same, so all layers are stressed in the same way. In this case, then, there is the presence of uncontrollable spaces between the individual layers are not permitted.

Der Gegenstand der eingangs genannten DE-OS 22 27 302 kann und will hier keine Abhilfe schaffen. Denn einmal findet dort die Auseinandersetzung mit einem andersartigen Problem statt, und zum anderen kann die dortige Lösung keine gleichen Traganteile für mehrere Schichten bei untereinander gleicher Verformung ergeben, da ausdrücklich angestrebt ist, daß sich im wesentlichen die weichere Innenhülle verformt,The subject matter of DE-OS 22 27 302 mentioned above cannot and does not want to remedy this. Because on the one hand there is a confrontation with a different problem, and on the other the solution there cannot have the same contact ratio for several layers with the same deformation result, since it is expressly intended that the softer inner shell is essentially deformed,

so während die Außenhülle steif und nur wenig dehnbar sein soll, somit letztlich als Sicherheit gegen Überdehnung und Platzen der Innenhülle dienen soll. Außerdem muß sich die Innenhülle erst um einen erheblichen Betrag ausdehnen, ehe das im Zwischenraum zwischen Innen- und Außenhülle enthaltene Gaspolster einen spürbar gegenüber der Umgebung erhöhten Druck annimmtso while the outer shell should be stiff and only slightly stretchable, thus ultimately as security against overstretching and bursting of the inner shell is intended to serve. In addition, the inner shell must first be substantial Extend the amount before the gas cushion contained in the space between the inner and outer shell forms a noticeably assumes increased pressure compared to the environment

Aufgabe der Erfindung ist es, einen mehrlagigen oder mehrschichtigen Gegenstand der eingangs genannten Art so weiter auszubilden, daß seine einzelnen Lagen im Betrieb einer untereinander gleichen Belastung unterlie= gen bzw. so belastet werden, daß ihre Traganteile untereinander gleichgroß sind. Dies soll in einfacher und sicherer Weise erfolgen.The object of the invention is to provide a multilayer or multilayer article of the type mentioned at the beginning Art to be further developed in such a way that its individual layers are subject to the same load as one another during operation gen or are loaded in such a way that their contact ratios are equal to each other. This is supposed to be in simpler and be done safely.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß nach einem ersten Lösungsweg dadurch bewältigt, daß das Medium inkompressibel ist Diese Maßnahme hat die Wirkung, daß zwischen den Lagen bestehende Räume insoweitAccording to a first approach, the object is achieved in that the medium is incompressible This measure has the effect that existing spaces between the layers

wirkungslos gemacht sind, daß sie ihr Volumen nicht ändern können, wodurch eine unterschiedliche Belastung der einzelnen Lagen ausgeschaltet istare rendered ineffective in that they cannot change their volume, thereby creating a different load of the individual layers is switched off

Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe besteht darin, daß bei an den Oberflächen des Gegenstandes anstehenden unterschiedlichen Drücken die Räume zwischen den Lagen mit Teildrücken des höheren der Drücke derart beaufschlagt sind, daß die Druckdifferenz zwischen den Oberflächendrucken bei allen Lagen gleichgroß istAnother solution to the problem underlying the invention is that at the Surfaces of the object pending different pressures the spaces between the layers are acted upon with partial pressures of the higher of the pressures that the pressure difference between the Surface printing is the same for all layers

Diese Maßnahme sorgt ebenfalls dafür, daß jede der einzelnen Lagen der gleichen Belastung unterliegt wenn auch die Absolutwerte der auf beiden Seiten jeder Lage anstehenden Drücke unterschiedlich groß sind. Diese Lösung ist außerdem unabhängig davon, ob das die Räume zwischen den Lagen ausfüllende Medium ein kompressibles oder ein inkompressibles Medium ist da die genannten Teildrücke vorgegeben werden, somit vorhanden sind, bevor eine Verformung der einzelnen Lagen stattfindet. Diese Lösung gibt außerdem die Möglichkeit der Bewältigung sehr hoher beispielsweise Innendrücke, indem bei mehreren Lagen riurch die Beaufschlagung jeder I*age nur durch eine Teildruckdifferenz keine Lage der gesamten Druckbelastung ausgesetzt ist, vielmehr genau eingerichtet werden kann, welche Dnuckbelastung auf die einzelne Lage gegeben wird.This measure also ensures that each of the individual layers is subject to the same load even if the absolute values of the pressures on both sides of each layer are different. This solution is also independent of whether the medium filling the spaces between the layers is a Compressible or an incompressible medium is because the partial pressures mentioned are specified, thus exist before deformation of the individual layers takes place. This solution also gives the Possibility of coping with very high internal pressures, for example, by running through the Loading of each I * age only through a partial pressure difference no location is exposed to the entire pressure load, but rather must be set up precisely can determine which pressure load is applied to the individual layer.

Die Erfindung ist nachfolgend an einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert The invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing

Nach der Zeichnung ist ein Druckbehälter 1 mit einem Deckel 2 verschlossen, der sich gegen eine Wand 3 od. dgl. abstützen möge. Damit wärmedehnungsbedingte Relativbewegungen zwischen der Wandung des Behälters 1 und dem Deckel 2 ausgeglichen werden können, sind die beiden genannten Teile durch eine kreisringförmige Membran 4 miteinander verbunden, die im vorliegenden Falle aus drei Lagen 5 bis 7 besteht.According to the drawing, a pressure vessel 1 is closed with a lid 2, which is against a wall 3 or the like. Thus, relative movements due to thermal expansion between the wall of the Container 1 and the lid 2 can be balanced, the two parts mentioned are by one annular membrane 4 connected to one another, which consists of three layers 5 to 7 in the present case.

Die Membran 4 ist mit dem Deckel 2 einerseits und einem Befestigungsring 8 andererseits dadurch verbunden, daß treppenförmig abgestuft die Ränder der Membranlagen 5 bis 7 einzeln angeschweißt sind, was die Herstellung einer über mehrere Lagen gehenden, sehr voluminösen Schweißnaht verhindertThe membrane 4 is connected to the cover 2, on the one hand, and a fastening ring 8, on the other hand, thereby that stepped the edges of the membrane layers 5 to 7 are individually welded, what prevents the production of a very voluminous weld seam extending over several layers

Die zwischen den Lagen 5 bis 7 bestehenden Räume sind durch Bohrungen 9 und 10 im Befestigungsring 8 zugänglich. Damit nun alle Lagen 5 bis 7 der Membran 4The spaces between layers 5 to 7 are provided by holes 9 and 10 in the fastening ring 8 accessible. So that now all layers 5 to 7 of the membrane 4

ίο in gleicher Weise die auf der Unterseite der Membran 4 anstehenden Druckbelastung tragen, sind die Räume zwischen den Lagen 5 bis 7 mit einem flexiblen, inkompressiblen Medium vollständig ausgefüllt und druckdicht verschlossen. Dieser druckdichte Verschluß kann beispielsweise durch Schieber 11 und 12 geschehen, so daß auch späterhin eine Überprüfung der Dichtigkeit der Me-mbranlagen usw. möglich istίο in the same way that on the underside of the membrane 4 bear the pressure load, the spaces between layers 5 to 7 are covered with a flexible, incompressible medium completely filled and sealed pressure-tight. This pressure-tight closure can be done for example by slide 11 and 12, so that later a review of the Tightness of the membrane systems, etc. is possible

Eine andere Möglichkeit die Lagen 5 bis 7 der Membran 4 untereinander gleich zu belasten, besteht darin, den im Inneren des Behälters 1 herrschenden Druck gleichmäßig abgestuft über die Bohrungen 9 und 10 auf die Räume zwischen den Lagen 5 bis 7 zu geben. Hierzu können die Bohrungen 9 und 10 über eine Leitung 13 mit dem im Behälter 1 herrschenden Druck in Verbindung stehen, wobei den Bohrungen 9 und 10 vorgeschaltete Druckminderer 11 und 12 die Abstufung des Druckes erlauben. Da im vorliegenden Falle die Membran 4 aus drei Lagen 5 bis 7 besteht ist die Anordnung so zu treffen, daß der Raum zwischen den Lagen 5 und 6 mit Hilfe des Druckminderers 11 über die Bohrung 10 mit '/3 des im Behälter 1 herrschenden Betriebsdruckes beaufschlagt wird, während der Raum zwischen den Lagen 6 und 7 mit Hilfe des Druckminderers 12 über die Bohrung 9 mit V₃ des im Behälter 1 herrschenden Druckes beaufschlagt wird. Selbstverständlich können hierbei !compressible oder inkompressible Medien zur Füllung der Räume zwischen den Lagen 5 bis 7 verwendet werden.Another possibility to load the layers 5 to 7 of the membrane 4 equally with one another is to apply the pressure inside the container 1 to the spaces between the layers 5 to 7 evenly via the bores 9 and 10. For this purpose, the bores 9 and 10 can be connected to the pressure prevailing in the container 1 via a line 13, with pressure reducers 11 and 12 connected upstream of the bores 9 and 10 allowing the pressure to be graduated. Since in the present case the membrane 4 consists of three layers 5 to 7, the arrangement is to be made so that the space between the layers 5 and 6 is acted upon by 1/3 of the operating pressure in the container 1 via the bore 10 with the aid of the pressure reducer 11 while the space between the layers 6 and 7 is acted upon with the aid of the pressure reducer 12 via the bore 9 with V ₃ of the pressure prevailing in the container 1. Of course, compressible or incompressible media can be used to fill the spaces between layers 5 to 7.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1, Multi-layer or multi-layer flexible object such as membrane, bellows, hose, corrugated pipe, in which the spaces between the layers are completely filled with a flexible medium and are pressure-tight are closed, characterized that the medium is incompressible

2. Multi-layer or multi-layer flexible object such as membrane, bellows, hose, corrugated pipe, in which the spaces between the layers are completely filled with a flexible medium and are pressure-tight are closed, characterized in that on the surfaces of the object (4) pending different pressures the spaces between the layers (5, 6, 7) with partial pressures of the higher of the pressures are applied in such a way that the pressure difference between the surface pressures is the same in all layers