DE2604773C2

DE2604773C2 - Rohrreinigungsspirale

Info

Publication number: DE2604773C2
Application number: DE2604773A
Authority: DE
Inventors: Lawrence Fitzpatrick Calabasas Park Calif. Irwin
Original assignee: AUGERSCOPE Inc SAN FERNANDO CALIF US
Current assignee: AUGERSCOPE Inc SAN FERNANDO CALIF US
Priority date: 1975-03-13
Filing date: 1976-02-07
Publication date: 1984-01-19
Also published as: AU1170276A; DE2604773A1; CA1053861A; FR2303613B1; US3950934A; JPS6028557B2; JPS51110871A; FR2303613A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrreiniungsspirale gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Herkömmliche Rohrreinigungsspiralen weisen eine langgestreckte Wendelfeder aus hartem, gezogenem Draht auf. Die Wendelfeder ist als feste linkshändige Wendel gewickelt, damit sich ihre Windungen aneinander anlegen, statt sich abzuwickeln, wenn die Rohrreinigungsspiraie beim Einsatz in verstopften Rohren rechts herum gedreht wird. Unter gewissen Arbeitsbedingungen erweisen sich solche Rohrreinigungsspiralen als zu flexibel; folglich bieten manche Hersteller Spiralen an, die zur Aussteifung eine metallische Seele besitzen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß rr.an eine Aufbewahrungsvorrichtung braucht, wenn man die Spirale aufgerollt lagern will. Außerdem lassen sich solche Spiralen nur schlecht bei 90 -Rohrkrümmern und Syphons verwenden, weil sie nicht biegsam genug sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sokhe Spiralen leicht Schleifen bilden und deshalb mit den üblichen We-kzeugen nur schwer gehandhabt werden können.

Es hat schon Versuche gegeben, Rohrreinigungsspira Ien im Hinblick auf Steifigkeit und Flexibilität zu optimieren. Man hat sie da/u mit einem Verbundkern aus plastischen und metallischen Werkstoffen versehen. Eine der gelungensten Spiralen dieser Bauart ist in der US-PS 31 49 480 beschrieben und hat im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ihren Niederschlag gefunden. Sie enthält eine Seele aus miteinander verdrillten Drähten, die durch einen Körper aus nachgiebigem Plastikwerkstoff oder Gummi in einer äußeren Drahtwendel zentriert sind. Auf diesen Körper aus elastisch nachgiebigem Werkstoff ist die Drahtwendel, deren Windungen untereinander einen Abstand aufweisen, straff aufgewickelt, so daß der Körper andauernd unter i, Spannung steht und die Drahtwendel sich ein wenig in ihn eingräbt. Solche Spiralen sind den rein metallischen Spiralen in der Anwendung überlegen, jedoch weisen sie für manche Anwendungen noch eine zu geringe axiale Steifigkeit und Festigkeit auf. Es verbietet sich jedoch, zu diesem Zweck die Spirale mit weiterem Stahldraht zu armieren, da dies zu einer Einbuße an erforderlicher Flexibilität führt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spirale der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie in achsialer Richtung weniger nachgiebig ist als bisherige Reinigungsspiralen, jedoch ohne in ihrer Biegefähigkeit beeinträchtigt zu werden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe, wie im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben. Der gewünschte Erfolg ist die Folge des neuartigen Aufbaus der Spirale, bei der rechts- oder linkshändig gewickelter (z. B. ölgehärteter) Draht aus Federstahl zwis"hen seinen Windungen eine Wendel aus elastisch nachgiebigem Werkstoff geringer Dichte aufweist. Die kompressible Wendel ist integraler Bestandteil des langgestreckten, zylindrischen Körpers, der im Innern mit einer Seele aus Metalldrähten verstärkt ist, und dessen der Gestalt der Windungen der Hülle aus Draht angepaßten Windungen im Außendurchmesser mit dem Außendurchmesser der Hülle ungefähr übereinstimmen. Wenn die Rohrreinigungsspiraie gebogen wird, unterstützen die nachgiebigen Windungen auf dem Körper aus elastisch nachgiebigem Werkstoff die Drahtwindungen und erhöhen so die Steifigkeit und Festigkeit der Spirale. Weil die zwischen den Drahtwindungen liegenden Windungen aus elastisch nachgiebigem Material bestehen, beeinträchtigen sie nicht die Flexibilität der Spirale, die sich vielmehr leicht durch 90°-Rohrkrümmer, Syphons u. dergl. schieben läßt.

Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß für die Spirale weniger Stahl als bisher benötigt wird, weshalb die Spirale in der Herstellung billiger ist als die bekannten Spiralen. Eine angenehme Nebenerscheinung der neuartigen Konstruktion bedeutet ein verminderter Verschleiß und geringere Korrosionsanfälligkeit der Hülle aus Stahldraht, da die Drahtwindungen weitgehend eingebettet sind. Dies erhöht die Lebensdauer der Rohrreinigungsspiraie.

Zweckmäßigerweise besteht der elastisch nachgiebige Körper aus Kunststoff und ist der Draht für die Hülle linksgängig gewickelt, während die Seele mehrere

verdrillte Drähte aufweist.

Vorteilhafte Verfahren zur Herstellung einer solchen Rohrreinigungsspirale sind Gegenstand der Patentansprüche 3 und 4.

Zur Herstellung der Rohrreinigungsspirale wird '> zunächst die flexible, metallische Seele in bekannter Weise mit thermoplastischem oder gumriiiartigem Werkstoff ummantelt. Der so entstehende elastische zylindrische Körper umgibt die Seele koaxial. Sein Außendurchmesser ist etwas größer als der Innendur.h- ι« messer der Hülle aus wendelförmig gewickeltem Federdraht.

Zur Bildung c;er Hülle wird der Draht aus Federstahi fest auf den Körper gewickelt. Die Windungen des Drahtes v/erden absichtlich mit Abstand zueinander i'· gewickelt, damit sich un;er dem Druck der Drahtwicklung die äußere Schicht des Körpers teilweise in den Zwischeniaum zwischen den Drahtwindungen einschiebt. Die soweit fertiggestellte Rohrreinigungsspirale wird nun in einem Ofen einer kontrollierten Wärmebe- <"' handlung unterzogen. Die Temperatur wird so hoch ,gewählt, daß der Körper weich wird und sich ausdehnt. Diese Ausdehnung bewirkt ein weiteres Einwandern , des thermoplastischen Werkstoffs zwischen die Drahtwindungen und führt zur Ausbildung der wendelförmig profilierten Oberfläche des elastischen Körpers auf seiner vollen Länge. Anschließend wird die Rohrreinigungsspirale abgekühlt, wobei der thermoplastische Werkstoff in der ausgedehnten Gestalt erstarrt. Die Windungen des Drahtes und des Körpers greifen jetzt fest ineinander. Der Temperaturbereich, die Verweilzeit bei der erhöhten Temperatur und die Art der Abkühlung hängen vom Werkstoff für den Körper und von den Abmessungen der Rohrreinigungsspirale ab.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und des Herstellungsverfahrens anhand eines Körpers aus PVC werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Seitenansicht einer Rohrreinigungsspirale mit einem Griff zu ihrer Handhabung,

F i g. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Spirale aus F i g. 1 in größerem Maßstab,

Fig.3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in F i g. 2. und

Fig.4 einen Längsschnitt durch die Spirale ähnlich wie in F i g. 2, aber mit gebogener Spirale.

In Fig. 1 ist die Rohrreinigungsspirale mit 12 bezeichnet. Sie besitzt eine Handkurbel 14. mittels der sie gedreht und durch das zu reinigende Rohr getrieben wird. so

Wie man anhand der Fig.2 sieht, besitzt die Rohrreinigungsspirale eine Hülle 16 aus wendelförmig gewickeltem Draht 18 aus Federstahl, dessen Windungen in axialer Richtung einen gewissen Abstand untereinander aufweisen. Koaxial in der Hülle 16 befindet sich eine langgestreckte Seele 20. Sie ist eingebettet in einen Körper 22 aus elastischem, nicht-metallischem Material, welcher sich ebenfalls im Innern der Hülle befindet, und die Seele 20 fest umschließt Der Körper ist auf seiner Mantelfläche mit wendelförmig angeordneten Windungen 24 versehen, die untereinander in axialer Richtung einen gewissen Abstand aufweisen und so auf die Windungen des Drahtes 18 abgestimmt sind, daß die Windungen des Drahtes und des Körpers 22 ineinander greifen. Der Körper 22 besteht aus einem thermoplastischen Material, Gummi oder dergleichen, welches duktil aber doch hart und korrosionsbeständig isi. Als besonders geeignet für viele Anwendungen haben sich Polyvinylchlorid und Polyäthylen erwiesen. Die Dichte des Werkstolfs für den Körper 22 wird so gewählt, daß er zwar biegsam, aber noch steif genug ist, um der Rohrreinigungsspirale genügende Starrheit zu verleihen. Schließlich wird der Werkstoff auch danach ausgewählt, daß die auf der Mantelfläche des Körpers 22 befindlichen Windungen 24 im Zusammenwirken mit den Windungen des Drahtes 18 einem Verbiegen der Spirale widerstehen können. Um dieses Zusammenwir ken von Draht 18 und Körper 22 zu gewährleisten, ist der Körper 22 so geformt, daß seine stauchbaren Windungen oder Vorsprünge 24 insofern weitgehend der Gestalt des wendeiförmigen Drahtes 18 angepaßt sind, als der Atißendurchmesser der Drahtwendel mit dem Außendurchmesser der Windungen 24 des Körpers 22 übereinstimmi. Die Wechselwirkung zwischen der Drahtwf-ndel und den Windungen 24 verleiht der Rohrreinigungsspirale nicht nur die erforderliche Starrheit, sondern schützt die Drahtwendel auch vor Korrosion und Verschleiß und erhöht damit die Lebensdauer der Rohrreinigungsspirale ganz erheblich.

Wie Fig.3 zeigt, besteht die biegsame, metallische Seele 20, die der Rohrreinigungsspirale ebenfalls Steifigkeit und Festigkeit verleiht, aus mehreren Fasern 26. die miteinander verdrillt sind, aber auch gestreckt sein können. Im abgebildeten Beispiel sind drei Fasern miteinander verdrillt. Der Seelendurchmesser ist wesentlich geringer als der Innendurchmesser der Hülle 16.

Die einzigartige Wechselwirkung der Bestandteile der Rohrreinigungsspirale erkennt man am besten anhand der Fig.4. Die zeichnerische Darstellung ist etwas übertrieben, um das wesentliche Verhalten der Spirale zu verdeutlichen, wenn diese gebogen wird. Die Windungen 24a auf der einen Seite des elastischen Körpers 22 werden durch die Drahtwindungen 18a auf der gleichen Seite zusammengedrückt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Rohrreinigungsspirale dehnen sich die Windungen 2Ab des elastischen Körpers 22 aus, bleiben aber wegen der Nachgiebigkeit des Werkstoffs in Eingriff mit den Drahtwindungen 18ö der Hülle 16, die somit fortwährend gegen Korrosion und Abrieb geschützt wird.

Wegen der Nachgiebigkeit des Werkstoffs für den Körper 22 setzen die Windungen 24 des Körpers der Neigung der Windungen des Drahtes 18, sich beim Biegen der Rohrreinigungsspirale einander anzunähern, elastischen Widerstand entgegen. Dies erhöht die Steifigkeit der Rohrreinigungsspirale beim Gebrauch, ohne daß dem eine Einbuße an Flexibilität entgegen stünde. Es kommt als weiterer Vorteil hinzu, daß sich die Rohrreinigungsspirale durch die neuartige Wechselwirkung ihrer Bestandteile scharf umbiegen läßt, ohne dabei Schleifen zu bilden. Weiterhin kann die Rohrreinigungsspirale aufgrund der Nachgiebigkeit des Werkstoffs für den Körper 22 aufgewickelt gelagert werden, ohne daß dafür eine Halterung benötigt wird.

Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren für eine Rohrreinigungsspirale am Beispiel eines Körpers aus Polyvinylchlorid (PVC) erläutert.

Zunächst wird die flexible, metallische Seele koaxial mit PVC ummantelt. Der dabei entstehende zylindrische Körper soll einen Durchmesser von 8 mm haben. Auf diesen Körper wird der Draht aus Federstahl wendelförmig aufgewickelt. Der Innendurchmesser der Drahtwindungen ist mit ungefähr 7,75 mm etwas kleiner als der Außendurchmesser des Körpers 22. Die Windungen des Drahtes 18 werden mit Abstand zueinander

gewickelt, damit sich unter dem Druck der Drahtwicklung die äußere Schicht des Körpers 22 teilweise in den Zwischenraum zwischen den Drahtwindungen einschiebt Die Rohrreinigungsspirale wird dann in einem Ofen einer Temperatur zwischen etwa 190⁰C und 220°C ausgesetzt Im Temperaturbereich zwischen etwa 175° C und 205⁰C wird PVC weich und beginnt, sich auszudehnen. Die Rohrreinigungsspirale bleibt 10—20 min bei der erhöhten Temperatur, und während dieser Zeit wandert das PVC in die Zwischenräume zwischen den Dralitwindungen. Das Ausmaß der Ausdehnung des PVC wird so kontrolliert, daß der

Außendurchmesser des PVC-Körpers über dessen Windungen genommen etwa gleich dem Außendurchmesser der Drahtwindungen ist. Anschließend wird die Rohrreinigungsspirale in Luft oder im Wasserbad kontrolliert abgekühlt, damit sich der PVC-Körper in seiner neu gewonnenen Gestalt stabilisiert. Die Art der Abkühlung ist aus der Kunststofftechnik bekannt.

Andere Werkstoffe für den Körper 22 erfordern natürlich andere Verfahrensparameter. Verwendet man statt PVC z. B. Polyäthylen, so werden die Temperaturen niedriger und die yerweilzeiten kürzer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rohrreinigungsspirale, bestehend aus einer langgestreckten, flexiblen, metallischen, beispielsweise aus mehreren miteinander verdrillten Drahten ■> gebildete Seele, aus einem diese Seele fest und koaxial ummantelnden langgestreckten Körper aus elastisch nachgiebigem, nichtmetallischen! Werkstoff, beispielsweise Kunststoff, sowie aus einer Hülle aus wendelförmig gewickeltem Federstahl· draht, dessen Windungen in axialer Richtung untereinander einen Zwischenraum aufweisen, in welchem auf dem elastisch nachgieoigen Körper gebildete, entsprechend wendeiförmige Windungen liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die ιί der Gestalt der Windungen der Hülle (16) aus Draht (18) angepaßten Windungen (24) des Körpers (22) im Außendurchmesser mit dem Außendurchmesser der Hülle (16) übereinstimmen.

2. Rohrreinigungsspiraie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (18) für die Hülle (16) linksgängig gewickelt ist.

3. Verfahren zur Herstellung einer Rohrreinigungsspiraie, welche aus einer langgestreckten, flexiblen, metallischen Seele, aus einem diese Seele fest und koaxial ummanteinden, langgestreckten Körper aus nachgiebigem, thermoplastischem Werkstoff sowie aus einer Hülle aus wendelförmig gewickeltem Federstahldraht besteht, dessen Windungen in axialer Richtung untereinander einen Zwischenraum aufweisen, in welchen der thermoplastische Körper mit einem Teil seines Materials eindringt, wobei im Verlauf des Verfahrens zunächst die Seele unter Ausbildung eines zylindrischen Körpers mit dem thermoplastischen Werkstoff ummantelt und dieser Körper auf voller Länge mit dem Federstahldraht fest umwickelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die insoweit fertiggestellte Rohrreinigungsspiraie einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur ausgesetzt 'vird, die den thermo- w plastischen Werkstoff erweichen und sich zwischen die Windungen des Federstahldrahtes ausdehnen läßt, und daß der thermoplastische Körper durch kontrolliertes Abkühlen in seiner expandierten Gestalt stabilisiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Polyvinylchlorid die Wärmebehandlung für die Dauer von etwa 15 min bei Temperaturen von 190⁰C bis 220⁰C. vorzugsweise bei 205° C, erfolgt.