DE2752146C3 - Verschleißfester Gummischlauch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen verschleißfesten Gummischlauch, insbesondere mit einer von einer äußeren Gummiabdeckung ummantelten Verstärkungsschicht, in den eine erheblich größere Festigkeit als der Gummi aufweisender zusammenhängender Füllkörper eingebettet ist, der sich in unmittelbarer Nähe zum Schlauchinnenumfang schraubenlinienförmig um die Schlauchachse erstreckt.

Ein derartiger Gummischlauch ist bereits bekannt (DD-PS 48 484). Der Füllkörper ist hier von einer Drahtwendel gebildet, die zwar in erster Linie dem Schlauch Druckfestigkeit verleihen soll, aber auch einen Widerstand gegen Verschleiß bildet, der vom Innenumfang des Schlauchs ausgeht. Die Verschleißfestigkeit ist von erhöhter Bedeutung, wenn der Schlauch zum Fördern von Flüssigkeiten mit abschleifend wirkendem Material eingesetzt wird, beispielsweise um vom Meeresboden Schlamm zusammen mit Seewasser hochzufördern, wobei scharfe Kanten von gebrochenem Stein- oder Korallenmaterial gegen die Innenumfangsfläche des Schlauchs geschleudert werden.

Trotz der vorgesehenen Drahtwendel wird beim bekannten Schlauch das Verschleißproblem noch nicht zufriedenstellend gelöst, so daß die Lebensdauer des Schlauches, wenn er in der vorgenannten Weise verwendet wird, nicht ausreichend erscheint. Der Grund wird in der glatten Oberfläche der Drahtwendel gesehen, die dem Gummi der Innenumfangsschicht keine Verformungsmöglichkeit bietet, um konzentriert auftretenden örtlichen Spannungen zu begegnen und diese zu verringern. Daher wird trotz der Drahtwendel die innere Gummischicht stark beansprucht, wobei Gummistückchen abgelöst und die Innenumfangsschicht um die Drahtwendel herum verschließen wird.

Es ist auch bereits bekannt, die Verschleißfestigkeit eines Schlauchs dadurch zu erhöhen, daß nahe der Schlauchinnenseite eine Verstärkungsschicht vorgesehen ist, die in Kunstharz eingebettete kugelförmige Füllkörper aus verschleißfestem, beispielsweise keramischem Material enthält (US-PS 37 94 081). Die zwischen den einzelnen kugelförmigen Füllkörpern vorhandenen Zwischenräume sind mit dem Kunstharz ausgefüllt, das dementsprechend weniger stark als durch eine Drahtwendel abgestützt ist und sich daher örtlich auftretende Beanspruchungen besser anpassen kann. Von Nachteil ist jedoch, daß nach dem Freilegen der harten Füllkörper diese leicht aus der inneren Schlauchschicht herausgerissen werden können, was insbesondere nach Erreichen etwa der Hälfte der zu erwartenden Lebensdauer zu befürchten ist. Dann kommt es zu einer sehr schnellen Abnutzung, und außerdem besteht die Gefahr, daß die herausgerissenen harten Füllkörper zu Störungen bzw. Verstopfungen im nachfolgenden Leitungssystem führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gummischiauch der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß er mit einer insgesamt erhöhten Lebensdauer von verschleißend wirkenden Medien durchströmt werden kann, wobei eine gute Schlauchflexibilität gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Füllkörper vom Gummi ausgefüllte Spalte, Lücken oder Zwischenräume aufweist, in denen der Gummi unter Verringerung von in der inneren Gummischicht konzentriert auftretenden örtlichen Spannungen zusammenrückbar oder verformbar ist.

Bei dieser Ausbildung weist der Füllkörper keine

■to glatte Oberfläche auf, sondern bildet Räume, in die der Gummi eindringen und zusammengedrückt werden kann, so daß er sich unter Abbau örtlicher konzentrierter Spannungen verformt, wodurch die Verschleißeinwirkung herabgesetzt und zugleich eine vergleichsweise gute Flexibilität des Schlauches erreicht wird. Da ein zusammenhängender, langgestreckter Füllkörper vorgesehen ist, besteht auch nicht die Gefahr, daß der Füllkörper oder einzelne Füllkörperieile aus der vorgesehenen Anordnung herausgelöst werden. Dementsprechend weist der Schlauch eine erhöhte Lebensdauer auf, wenn er von abschleifend oder schmirgelnd wirkenden Medien durchströmt wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Füllkörpers, der die vorteilhaften Eigenschaften des Schlauchs bewirkt, ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer Ausführungsform

f>o eines erfindungsgemäßen verschleißfesten Gummischlauchs,

Fig.2 eine perspektivische Teildarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Füllkörpers zur Verwendung bei dem Gummischlauch nach F i g. 2,

Fig. 3 eine perspektivische Teildarstellung einer eiteren Ausführungsforni eines Füllkörpers für den Gummischlauch nach F i g. 2,

Fig.4 eine teilweise weggebrochen gezeichnete

Schrägansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gummischlauchs mit einer weiteren Ausführungsform eines Füllkörpers,

Fig.5 einen Teii eines Längsschnitts des Gummischlauchs nach F i g. 4, der den anfänglichen Zustand des Schlauchs nach einer begrenzten Benutzungsdauer veranschaulicht, und

F i g. 6 einen F i g. 5 entsprechenden Teilschnitt, der den Zustand des Schlauchs nach dem Erreichen bzw. Überschreiten der Mitte einer bestimmten Gesamtgebrauchsdauer veranschaulicht.

In F i g. 1 ist eine Ausführungsform eines verschleißfesten Gummischlauchs nach der Erfindung dargestellt Bei dieser Ausführungsform ist der Gummischlauch 1 unmittelbar innerhalb der Innenfläche der Gummischicht 2 mit kettenförmigen zusammenhängenden Verstärkungskörpern 7 versehen, die nahe der inneren Urafangsfläche der inneren Gummischicht 2 schraubenlinienförmig um die Mittelachse des Gumiischlauchs angeordnet und in die Gummischicht 2 eingebettet sind. Die innere Gummischicht 2 ist von einer Verstärkungsschicht 3 umschlossen, die dsm Innendruck standhält, dem der Gummischlauch beim Gebrauch ausgesetzt ist; die Verstärkungsschicht 3 ist ihrerseits von einer äußeren Gummischicht 4 umschlossen, die eine Dicke in der Größenordnung von 5 mm hat.

In F i g. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Füllkörpers dargestellt. Dieser Füllkörper ist als Kette 7 aus Stahl ausgebildet, die aus einem Satz von Gliedern besteht, welche miteinander verbunden sind, wobei jedes Glied einen offenen C-förmigen Ring bildet, zwischen dessen einander gegenüberliegenden Enden ein Spalt 8 vorhanden ist. Jedes Kettenglied hat einen Durchmesser von etwa 10 mm.

In Fig.3 ist eine weitere Ausführungsform eines Füllkörpers nach der Erfindung dargestellt. In diesem Fall ist der Füllkörper als Kette 7 ausgebildet, die aus einem Satz von miteinander verbundenen Gliedern besteht, wobei jedes Glied als geschlossener Ring ausgebildet und mit den benachbarten Gliedern so verbunden ist, daß dazwischen Lücken 9 vorhanden sind.

Befindet sich der erfindungsgemäße Gummischlauch in seinem in F i g. 1 dargestellten Anfangszustand, hat die innere Gummischicht 2 eine große Dicke, und die den Füllkörper bildende Stahlkette 7 bewirkt eine Verstärkung der inneren Gummischicht derart, daß ihre Widerstandsfähikgeit gegenüber einem Fluid vergrößert wird, das abschleifend wirkende Stoffe enthält.

Wird die Innenfläche der inneien Gummischicht 2 abgenutzt, so daß sich ihre Dicke verringert, wird die Stahlkette 7 an der Innenfläche der Schicht 2 allmählich freigelegt, so daß sie in Berührung mit dem zu fördernden Fluid kommt, das abschleifend wirkende Materialien wie gebrochenes Gestein, Korallenmaterial usw. enthält. Auf diese Weise ist es möglich, eine weitere Abnutzung der inneren Gummischicht 2 zu verhindern, und infolgedessen ergibt sich eine längere Haltbarkeit des Gummischlauchs beim Erreichen bzw. Überschreiten der Mitte einer bestimmten Gebrauchsdauer.

Verwendet man als Füllkörper die Stahlkette 7 nach F i g. 2, bewirkt die Kette eine erhebliche Steigerung des Widerstandes, der dem Abtragen des Gummis und dem Freilegen der Kette durch das abschleifend wirkende Fluid entgegengesetzt wird, so daß sich eine Verlängerung der Lebensdauer des Schlauchs ergibt. Wenn der Druck des zu fördernden Fluids auf die Innenfläche der Gummischicht 2 wirkt, treten örtliche Beanspruchungen in demjenigen Teil der inneren Gummischicht auf, welcher durch die Stahlkette 7 in seiner Lage gehalten wird, und hierbei kann sich die aus den C-förmigen 5 offenen Gliedern bestehende Kette elastisch verformen, um uie örtlichen Beanspruchungen, die sich auf die innere Gummischicht konzentrieren, zu verringern.

Auch die Stahlkette 7 nach Fig.3 bewirkt eine Steigerung der Widerstandsfähigkeit des Schlauchs

ίο gegenüber der abschleifende Wirkung des Förderguts, so daß der Schlauch eine längere Lebensdauer erreicht.

Ist eine Kette nach F i g. 3 vorhanden und wirkt der

Druck des zu fördernden Fluides auf die Innenfläche der inneren Gummischicht 2, tritt eine örtliche Beanspruchung desjenigen Teils der inneren Gummischicht auf, welcher durch die Stahlkette 7 in seiner Lage gehalten wird. Hierbei bewirkt die Kette, die aus geschlossenen Gliedern besteht, wobei zwischen benachbarten Gliedern Lücken 9 vorhanden sind, daß der Gummi in den Lücken zusammengedrückt und verformt wird, so daß die in der inneren Gummischicht 2 konzentriert auftretenden örtlichen Spannungen verringert werden.

Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen verschleißfesten Gummischlauchs, bei dem als Füllkörper eine Vielzahl von kugelförmigen Körpern 10 vorhanden sind, die jeweils einen Durch messer von etwa 30 mm haben sowie auf einem sich in der Umfangsrichtung erstreckenden strangförmigen Kern U drehbar angeordnet sind, wobei die Kerne benachbarter Windungen R jeweils durch einen Abstand getrennt sind; jeder Kern besteht aus einem Stahlcordstrang, wie er gewöhnlich bei Fahrzeugreifen verwendet wird, und die Körper 10 sind auf dem Strang drehbar gelagert. Die Windungen R sind schraubenlinienförmig um die Längsachse des Schlauchs 1 herum nahe der Innenwand des Schlauchs angeordnet und in eine innere Gummischicht 2 mit einer Dicke in der Größenordnung von 80 mm eingebettet.

Ähnlich wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist die innere Gummischicht 2 von einer Verstärkungsschicht 3 umschlossen, die dem Innendruck standhält, welcher durch das Fördergut auf den Schlauch aufgebracht wird; die Verstärkungsschicht 3 ist ihrerseits von einer äußeren Gummischicht 4 umschlossen, die eine Dicke von etwa 5 mm hat.

Wird der erfindungsgemäße Gummischlauch nach F i g. 4 in Gebrauch genommen, wobei die innere Gummischicht 2 gemäß F i g. 5 eine große Dicke hat, bewirken die in diese Gummischicht eingebetteten Füllkörper-Windungen R eine Verstärkung der inneren Gummischicht zur Erhöhung ihrer Widerstandsfähigkeit gegen das abschleifend wirkende Fördergut, so daß eine Steigerung der anfänglichen Haltbarkeit des Schlauchs erzielt wird. Sobald sich die innere Gummischicht 2 in der aus F i g. 6 ersichtlichen Weise abgenutzt hat bzw. dünner geworden ist, werden die drehbaren Körper 10 an der Innenfläche der inneren Gummischicht freigelegt, so daß sie in Berührung mit dem zu fördernden Fluid und dem darin enthaltenen abschleifend wirkenden Material wie gebrochenem Gestein oder Korallenmaterial kommen und in Drehung versetzt werden. Hierdurch wird der Reibungswiderstand der drehbaren Körper gegenüber dem Fördergut verringert, so daß praktisch ein weiteres Fortschreiten der Abnutzung der inneren Gummischicht 2 verhindert und die Lebensdauer des Schlauchs 1 verlängert w ird.

Um zu verhindern, daß sich die drehbaren Körper 10 gegenüber dem Schlauch 1 in der Längsrichtung

verlagern, ist es zweckmäßig, den schraubenlinienförmig gewendelten Kern 11 gemäß Fig.4 mit Ansätzen 11a zu versehen. Ferner können die drehbaren Körper 10 vor dem Einbetten in die innere Gummischicht 2 mit einem Überzug aus Cellophanfolie oder einem Trennmittel versehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verschleißfester Gummischlauch, insbesondere mit einer von einer äußeren Gummiabdeckung ummantelten Verstärkungsschicht, in den ein erheblich größere Festigkeit als der Gummi aufweisender zusammenhängender Füllkörper eingebettet ist, der sich in umittelbarer Nähe zum Schlauchinnenumfang schraubenlinienförmig um die Schlauchachse erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (7; 10,11) vom Gummi ausgefüllte Spalte (8), Lücken (9) oder Zwischenräume aufweist, in denen der Gummi unter Verringerung von in der inneren Gummischicht (2) konzentriert auftretenden örtlichen Spannungen zusammendrückbar oder verformbar ist.

?. Gummischlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (7) eine Kette aus C-förmigen Kettengliedern mit einem Spalt (8) zwischen den beiden Enden jedes Kettenglieds ist

3. Gummischlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (7) eine Kette ist, deren ringförmig geschlossene Kettenglieder so angeordnet sind, daß zwischen benachbarten Kettengliedern mit dem Schlauchgummi (2) ausgefüllte Zwischenräume (9) vorhanden sind.

4. Gummischlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (10, U) einen langgestreckten drahtförmigen Kern (11) aufweist, auf dem in Lägsabständen kugelförmige Körper (10) drehbar gelagert sind.

5. Gummischlauch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der drahtförmige Kern (U) Ansätze [Wa) zum Distanzieren benachbarter kugelförmiger Körper (10) aufweist.