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Biegsamer Schlauch
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Die Erfindung bezieht sich auf biegsame Schläuche aus Gummi oder gummiähnlichen
elastomeren Kunststoffen mit in ihre Wandung eingebetteten, aus wendelig gewickelten
Drähten in mehreren Lagen übereinander aufgebauten Verstärkungen.
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Anders als beispielsweise in gewebten oder geflochtenen Verstärkungseinlagen
gibt es in den wendelig gewickelten Verstärkungen keine Knotenbildung und keine
sonstigen direkten Überschneidungen der Drähte, wenn auch infolge der üblichen Winkelversetzung
im Richtungsverlauf der Drähte von Lage zu Lage das Bild einer Gewebestruktur in
der Projektion gewahrt bleibt. Schläuche mit derart aufgebauten Verstärkungen sind
daher zum Aufnehmen hoher und höchster Innendrücke und für pulsierende Beanspruchungen
besonders geeignet. Man hat es dabei zwar in der Hand, die Druckfestigkeit durch
Vervielfachen der in aller Regel paarweise vorgesehenen Lagen bis zu praktisch erreichbaren
Grenzwerten beliebig zu steigern. Mit der Lagenzahl wächst aber auch der Schlauchdurchmesser,
während andererseits die Biegewilligkeit merklich zurückgeht. Es fällt dazu noch
ins Gewicht, daß die Druckaufnahmefähigkeit keineswegs im direkten Verhältnis mit
der Lagenzahl, sondern in weitaus geringerem, stufenweise abgeschwächtem Maße zunimmt.
Dem gebrauchsmäßig erzielten Gewinn steht daher ein unwirtschaftlicher Materialaufwand
als Verlust gegenüber.
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Der Erfindung liegt demgemäß als Aufgabe zugrunde, hochwertige technische
Schläuche mit im Vergleich zu bekannten Konstruktionen verbesserter Biegetiichtigkeit
und mit geringerem, wirtschaftlicherem Materialaufwand zu schaffen. Diese Aufgabe
wird für Schläuche der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
daß die Verstärkungen aus strangartig zu Bündeln lose zusammengefaßten, nicht verseilten
monofilen Drähten aufgebaut sind. Die Anzahl der in jeweils einem Bündel zusammengefaßten
Einzeldrähte hängt von verschiedenen Parametern
wie Werkstoff und
Durchmesser der Drähte, Schlauchdurchmesser, Beanspruchungsart und unter Umständen
auch von den vorhandenen Fertigungseinrichtungen, vor allem von der verfügbaren
Anzahl der Drahtspulen an den Wickelmaschinen ab. Als Rithtwert kann eine nach einem
Teilmerkmal der Erfindung bevorzugte Größenordnung bis zu etwa zwanzig oder darüber
gelten. Es liegt im Rahmen der Erfindung, die einzelnen Verstärkungseinlagen jeweils
aus mehreren Drahtbündeln nach Art einer mehrgängigen Schraube zu wickeln.
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Die Erfindung führt mit den gebündelten Festigkeitsträgern ein neuartiges
Konstruktionselement in den Schlauchaufbau ein und erreicht damit überraschende,
vorteilhafte Wirkungen. Gegenüber dem sonst ausschließlich angewandten Seil- oder
Litzenverband gestattet die vergleichsweise lose Bündelung begrenzte Längsverschiebungen
der einzelnen Drähte gegeneinander, so daß die fertigen Schläuche schon aus diesem
Grunde ein deutlich verbessertes Biegeverhalten zeigen. Dieser erwünschte Effekt
erfährt eine weitere Steigerung durch die mögliche Wahl feinerer Einzeldrähte, ohne
aber wiederum die Notwendigkeit nach sich zu ziehen, den eingesparten Gesamtquerschnitt
der Drahtbündel mit einer entsprechend erhöhten Anzahl von Einzeldrähten auszugleichen.
Da die EinzeldräÄte-innerhalb der Bündel gleichmäßiger und in höherem Maße zur Kraftaufnahme
herangezogen werden, können bekannten Ausführungen vergleichbare Schläuche mit weniger
Verstärkungseinlagen hergestellt und beispielsweise anstatt mit drei Drahtseil-
oder Litzen-Einlagepaaren für denselben Platzdruck mit nur zwei aus Bündeln gewickelten
Lagepaaren versehen werden, wobei neben der aus der Material- und Arbeitseinsparung
gegründeten wirtschaftlicheren Fertigung noch die verbesserte Biegewilligkeit und
damit höhere Gebrauchstüchtigkeit als Vorteile zu verzeichnen sind. Die lose Zuordnung
der gebündelten Drähte zueinander läßt zudem ein wesentlich leichteres Eindringen
des elastomeren Schlauchwerkstoffes während der Vernetzungsphase bis in den Bündelkern
erwarten, so daß auch die in dieser Hinsicht für Seile und Litzen stets gegebene
Gefahr unvollständiger Imprägnierung von Grund auf behoben ist.
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Die Erfindung ist anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels
in der Zeichnung verdeutlicht. In der Zeichnung ist: Fig. 1 ein Querschnitt durch
einen erfindungsgemäßen Zweilagen-Schlauch im Teilfertigungszustand und Fig. 2 eine
Seitenansicht des Schlauches nach Fig. 1, und zwar im oberen Teil der Zeichnung
im Längsschnitt und im unteren Teil mit stufenweise abgenommenem Schichtenaufbau.
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Der gezeichnete Schlauch ist aus einer Innenseele 3, zwei Verstärkungseinlagen
4a, 4b mit einer Zwischenschicht 5 und einem Außenmantel 6 aufgebaut. Der elastomere
Werkstoff der Innenseele 3, beispielsweise ein synthetischer Kautschuk, ist vorwiegend
auf die chemischen Eigenschaften des mit ihr unmittelbar in Berührung tretenden
durchgeleiteten Mediums abgestellt, während für den Außenmantel 6 eine besonders
abriebfeste und für die Zwischenschicht 5 als Puffer- und Bindeelement zwischen
den Verstärkungslagen eine weich-elastische und haftungsfreudige Kautschukmischung
Verwendung findet. Das Aufbauschema an sich ist im grundsätzlichen bekannt und ebenso
bekannten Herstellungsverfahren zugänglich. Je nach dem Verwendungszweck des Schlauches
unterliegt es beliebigen Abänderungen, ohne daß daraus einschränkende Wirkungen
auf die Erfindung herzuleiten wären.
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Erfindungsgemäß sind die Verstärkungslagen 4a, 4b aus im Gegensinne
schräg zur Schlauchlängsachse gewickelten Drahtbündeln 14 hergestellt.
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Die strangförmig zulaufenden Drahtbündel 14 enthalten jeweils bis
zu zwanzig feine monofile Metalldrähte, vorzugsweise Stahldraht. in lockerem Verband
ohne eine ausgeprägte Umschlingung oder Verflechtung untereinander. Unter der Wirkung
der beim Aufwickeln aufgegebenen Zugspannung legen sie sich in paketartiger Schichtung
dicht an dicht neben-und übereinander und bilden im Endzustand ungeachtet ihrer
vielgliederigen Struktur praktisch homogene, jeweils einheitlich orientierte Verstärkungslagen.