DE2846690C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen flexiblen Verbundschlauch mit einem Innenschlauch, mindestens zwei Bewehrungslagen und einem Außen­ schlauch nach dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs.

Es hat sich gezeigt, daß thermoplastische Schläuche mit aufge­ preßten Kupplungsstücken gewöhnlich im Bereich der Verbindung zwischen dem Schlauch und dem Kupplungsstück zerstört werden. Man kann annehmen, daß diese Zerstörung auf das Aufpressen des Kupplungsstückes und die dabei auftretende Relativbewegung zwischen den Schlauchlagen zurückzuführen ist. Beim Aufpressen des Kupplungsstückes bewegt sich dessen Außenhülse in der Längsrichtung zu dem Schlauch hin, dessen Lagen dabei in der Längsrichtung bewegt werden, so daß das Bewehrungsmaterial im Bereich des Endes der Außenhülse des Kupplungsstückes zusammen­ gedrückt wird. Infolgedessen hat die den Innenschlauch umgebende Bewehrung an dieser Stelle eine geringere Zugspannung. Wenn danach der Schlauch unter Druck gesetzt wird, weitet sich der Innenschlauch auf, bis die Bewehrung einen genügenden Widerstand leistet. Bei diesem Aufweiten des Innenschlauches wird dessen Wandstärke im Bereich der Aufbauschung ent­ sprechend kleiner, so daß sich der Schlauch an dieser Stelle örtlich aufweitet. Bei einer Druckentlastung trachtet der Innenschlauch, in seinen ursprünglichen, entspannten Zustand zurückzukehren. Ein wiederholtes Unterdrucksetzen des Schlauches führt zu einer Ermüdung des Innenschlauches und gestattet es dessen Molekülen, sich in der Längsrichtung zu orientieren, so daß die Festigkeit des Schlauches gegen­ über radialen Kräften im Bereich der Aufbauschung der Beweh­ rung abnimmt und der Schlauch schließlich zerstört wird.

Es sind schon verschiedene Versuche gemacht worden, dieses Aufbauschen des Bewehrungsmaterials zu vermeiden. Beispiels­ weise kann man die Bewehrung mit dem Innenschlauch material­ schlüssig verbinden und dadurch das Ausmaß der zwischen der inneren Bewehrungslage und dem Innenschlauch möglichen Relativbewegung herabsetzen. In diesem Fall kann sich jedoch jede zusätzliche Lage aus Bewehrungsmaterial relativ zu der benachbarten Bewehrungslage bewegen, so daß die weiter außen liegenden Bewehrungslagen aufgebauscht werden und ihre Zug­ spannung verringert werden. Man kann zwar diese Längsbewe­ gung zwischen den Bewehrungslagen herabsetzen, indem man die Lagen materialschlüssig miteinander verbindet, doch erhält man dann einen relativ steifen, sperrigen Schlauch.

Ein flexibler Verbundschlauch nach dem Oberbegriff des einzi­ gen Anspruchs ist aus der DE-OS 20 51 247 bekannt. Er be­ sitzt einen Innenschlauch und einen Außenschlauch aus poly­ merem Material. Zwischen diesen beiden Schläuchen befinden sich zwei Lagen aus textilen Verstärkungselementen. Diese Verstärkungseinlagen können mehrfädige Garne aufweisen, die verdrallt sein können. Alle Lagen sind miteinander form­ schlüssig verbunden, also der Innenschlauch, die beiden Bewehrungslagen und der Außenschlauch. Der vorbekannte Verbundschlauch ist daher relativ steif und sperrig.

Die DE-OS 20 04 769 beschreibt einen Hochdruckschlauch, der aus einem Innenschlauch, einem Außenschlauch und aus einer oder mehreren dazwischen befindlichen Geflechtsschichten aus Kunststoff-Fäden besteht.

Aus der DE-OS 19 10 598 ist ein Druckmittelschlauch für hydraulische Anlagen, insbesondere für Druckmittelüber­ tragungsverbindungen in Fahrzeugen, bekannt. Er besteht aus mindestens zwei Gewebeeinlagen, die sich zwischen einem aus elastomerem Material bestehenden Innenmantel und einem Außen­ mantel befinden. Die dem Gegenstand dieser Vorveröffent­ lichung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen derartigen Druckmittelschlauch zu schaffen, der extrem hohen Belastungen unterworfen werden kann, einfach und billig her­ zustellen ist und der eine Herstellung in großen Stückzahlen bei gleichmäßiger Qualität gestattet. Um diese Aufgabe zu lösen, sind Gewebeeinlagen ohne Verwendung einer Material­ zwischenschicht unmittelbar aneinanderliegend angeordnet. Der Schlauch wird nicht auf ein Kupplungsstück aufgepreßt. Es ist auch nicht für eine intermittierend wechselnde Belastung geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen flexiblen Verbund­ schlauch nach dem Oberbegriff des einzigen Anspruchs zu schaffen, bei dem die Bewehrung mit dem Innenschlauch in Berührung bleibt, wenn er auf ein Kupplungsstück aufgepreßt wird, und der gleichzeitig genügend flexibel ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeich­ nenden Teil des einzigen Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Sowohl zwischen den (gegebenenfalls mehreren) äußeren Bewehrungslagen als auch zwischen den äußeren Be­ wehrungslagen und der inneren Bewehrungslage ist keine materialschlüssige Verbindung vorhanden. Der Schlauch ist also sehr flexibel. Das Fasermaterialgarn besitzt mindestens zwei Drehungen pro 2,45 cm, wobei einander benachbarte Bewehrungslagen mit ihren gezwirnten Garnen derart ineinander greifen, daß eine Längsbewegung der Bewehrungs­ lagen relativ zueinander verhindert wird. Die Bewehrung bleibt also mit dem Innenschlauch auch dann in Berührung, wenn der Innenschlauch auf ein Kupplungsstück aufgepreßt wird. Hierdurch kann der Schlauch nicht in der Nähe des Kupplungsstücks zerstört werden, wie dies bei vorbekannten Schläuchen dann der Fall ist, wenn eine intermittierend wechselnde Belastung stattfindet. Der erfindungsgemäße flexible Verbundschlauch kann auf ein Kupplungsstück aufgepreßt werden, ohne daß er im Bereich des Endes des Kupplungsstücks geschwächt wird. Beim Aufpressen des Kupplungsstückes greifen die gezwirnten Garne einander benachbarter Bewehrungslagen so ineinander, daß eine Längsbewegung der Bewehrungslagen relativ zueinander und ein Aufbauschen des Bewehrungsmaterials und die durch ein derartiges Aufbauschen verursachte Schwächung des Schlauches verhindert werden.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 im Querschnitt ein Ausführungsbeispiel eines be­ kannten Schlauches mit einem aufgepreßten Kupp­ lungsstück. Man erkennt, daß die Bewehrung und der Außenschlauch im Bereich des Endes des Kupplungsstückes aufgebauscht sind.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt einen Schlauch gemäß der Erfindung mit einem aufgepreßten Kupplungsstück. Man erkennt, daß hier die Schlauchlagen im Bereich des Kupplungsstückes nicht aufgebauscht sind.

Fig. 3 zeigt in einer Seitenansicht, teilweise zur Darstellung von einzelnen Lagen aufgebrochen, einen Schlauch gemäß der Erfindung.

Fig. 4 zeigt im Querschnitt ein relativ flaches Rotoset-Garn,

Fig. 5 im Querschnitt ein erfindungsgemäß hergestelltes, gezwirntes Garn aus mehreren Spinnfäden,

Fig. 6 in Ansicht ein gezwirntes Garn aus einem ein­ zigen Spinnfaden mit zwei bis fünf Drehungen pro 2,45 cm,

Fig. 7 in Stirnansicht das Einfachgarn gemäß Fig. 6,

Fig. 8 in Ansicht ein mehreren verzwirnten Spinnfäden bestehendes gezwirntes Garn mit zwei bis fünf Dre­ hungen pro 2,45 cm,

Fig. 9 in einer Stirnansicht das gezwirnte Garn gemäß Fig. 8,

Fig. 10 in Ansicht ein Rotoset-Garn oder ein Garn mit einer Schutzdrehung mit etwa ¹/₂ Drehung pro 2,45 cm und

Fig. 11 in Ansicht das Rotoset-Garn oder Garn mit Schutz­ drehung gemäß Fig. 1.

Der in Fig. 1 gezeigte Schlauch 10 besitzt einen Innen­ schlauch 12, eine erste Bewehrungslage 14, eine zweite Bewehrungslage 16 und einen Außenschlauch 18. Der Innen­ schlauch 12 und der Außenschlauch 18 können aus jedem der bekannten polymeren Kunststoffe hergestellt werden, die in der Schlauchindustrie zur Erzeugung von bewehrten Schläuchen bekannt sind, beispielsweise aus Nylon 6/66, Nylon 11, Hytrel, Polyurethan oder dergl. Man kann den Außenschlauch 18 aus demselben Material herstellen wie den Innenschlauch 12 oder aus einem anderen Material.

Die Bewehrungslagen 14 und 16 bestehen aus synthetischem Filamentmaterial, beispielsweise aus Nylon, Dacron, Kunstseide oder Kevlar in Form von ungezwirnten Rotoset- Garn oder aus Garn mit einer Schutzdrehung, d. h. aus schwach gezwirnten Garn mit beispielsweise ¹/₂ Drehung pro 2,45 cm (Fig. 10). Kevlar ist ein von der Firma E. I. duPont de Nemours Company erhältliches Fasermaterial­ garn aus aromatischem Nylon oder Aramid und ist von der Firma duPont früher als Fiber B-Nylon bezeichnet worden. Man kann den Innenschlauch 12 mit den Bewehrungslagen 14 und 16 umflechten oder spiralförmig umwickeln, und er ist mit der Lage 14 mittels eines geeigneten Klebstoffes ver­ klebt. Dagegen sind die Bewehrungslagen 14 und 16 mitein­ ander nicht materialschlüssig verbunden.

Das Kupplungsstück 20 besitzt eine Außenhülse 22 und einen in dieser allgemein zentrisch angeordneten Nippel 24. Vor dem Aufpressen des Kupplungsstückes wird der Nippel 24 in den Innenschlauch 12 so eingeführt, daß er in dessen Innenanordnung mit Rippen 26 eingreift, die ein Widerhakenprofil haben und am Außenumfang des Nippels aus­ gebildet sind. Beim Aufpressen der Außenhülse 22 bewegt sich diese in der Längsrichtung zu dem freien Schlauch hin und radial einwärts, so daß sie den Außenschlauch 18 in Ringnuten 28 einspannt, die am Innenumfang der Hülse 22 ausgebildet sind. Infolge dieser Längsbewegung der Hülse 22 bewegen sich der Außenschlauch 18 und die Bewehrungslagen 14 und 16 in der Längsrichtung relativ zueinander. Da hier ein Rotoset-Garn verwendet wird, d. h., ein flaches, ungezwirntes Garn (Fig. 4), können die Bewehrungslagen 14 und 16 eine beträchtliche Längsbewegung relativ zueinander ausführen, so daß das die Lage 16 bildende Bewehrungsmaterial in dem mit 30 bezeichneten Bereich aufgebauscht wird und zwischen den Bewehrungs­ lagen 14 und 16 ein Zwischenraum 32 entsteht. Infolge dieses Aufbauschens des Bewehrungsmaterials wird die Zugspannung des den Innenschlauch 12 umgebenden Beweh­ rungsgarns herabgesetzt, so daß bei unter Druck gesetz­ tem Schlauch 10 der Innenschlauch 12 sich im Bereich dieser Aufbauschung aufweiten kann. Bei einer darauf­ folgenden Druckentlastung trachtet der Innenschlauch 12, in seinen ursprünglichen, entspannten Zustand zurück­ zukehren. Ein wiederholtes Unterdrucksetzen und Druck­ entlasten des Schlauches führt zu einer Ermüdung des Innenschlauches und gestattet es den Molekülen desselben, sich in der Längsrichtung zu orientieren, so daß die Festigkeit des Schlauches gegenüber radialen Kräften im Bereich der aufgebauschten Bewehrung abnimmt und der Schlauch schließlich zerstört wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 2 gezeigt, in der Teile, die den vorstehend beschriebenen ähneln, mit denselben Bezugszeichen be­ zeichnet sind. Diese Teile werden nicht noch einmal be­ schrieben. In dieser Ausführungsform bestehen die Beweh­ rungslagen 34 und 36 des Schlauches ebenfalls aus synthe­ tischem Filamentmaterial, wie Nylon, Dacron, Rayum oder Kevlar, das aber hier in Form eines gezwirnten Garns vor­ liegt, d. h., eines Garns, das viel stärker gezwirnt ist als einer Schutzdrehung entspricht. Beispielsweise hat in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das gezwirnte Garn je nach der Beschaffenheit der es bilden­ den, synthetischen Filamente zwei bis fünf Drehungen pro 2,45 cm.

Das gezwirnte Garn besteht aus einem einzigen Spinnfaden, wie er in Fig. 6 gezeigt ist, oder aus zwei oder mehreren verzwirnten Spinnfäden, wie sie in Fig. 8 gezeigt sind. Ein Schlauch mit Bewehrungslagen 34 und 36, deren Garne 38 und 40 aus mehreren verzwirnten Spinnfäden be­ stehen, ist in Fig. 5 dargestellt. Mit dem gezwirnten Garn wird der Innenschlauch 12 umflochten, auf den jedoch vor dem Umflechten mit der inneren Bewehrungslage 34 ein nichtlösender Klebstoff, beispielsweise auf Urethan­ grundlage, aufgetragen wird, um eine feste Verbindug zwischen dem Innenschlauch 12 und der Bewehrungslage 34 zu gewährleisten. Zwischen einander benachbarten Beweh­ rungslagen ist kein Bindemittel erforderlich, weil infolge der Verwendung von gezwirnten Garn die Bewehrungslagen 34 und 36 formschlüssig ineinandergreifen und auch zwi­ schen dem Außenschlauch 18 und den Windungen des gezwirn­ ten Garns der äußersten Bewehrungslage 36 ein formschlüs­ siger Eingriff gewährleistet ist. Man kann aber zwischen dem Außenschlauch und der äußersten Bewehrungslage zu­ sätzlich zu dem formschlüssigen Eingriff eine material­ schlüssige Verbindung mit Hilfe von Klebstoff herstellen. Da der Innenschlauch mit der ersten Bewehrungslage mate­ rialschlüssig verbunden ist, infolge der Verwendung von gezwirnten Bewehrungsgarn die einander benachbarten Be­ wehrungslagen ineinandergreifen und das gezwirnte Garn der äußersten Bewehrungslage mit dem Außenschlauch form- und/oder materialschlüssig verbunden ist, stellt der Schlauch effektiv einen Verbundkörper dar und können sich seine Lagen während des Aufpressens des Kupplungs­ stückes relativ zueinander in der Längsrichtung höch­ stens in einem vernachlässigbar kleinen Ausmaß bewegen, so daß sich das Bewehrungsgarn nicht aufbauschen kann. Da zwischen einander benachbarten Bewehrungslagen keine materialschlüssige Verbindung vorhanden ist, hat der Schlauch eine genügende Flexibilität.

Claims (1)

1. Flexibler Verbundschlauch, bestehend aus
   einem Innenschlauch aus thermoplastischem Kunststoff,
   mindestens zwei den Innenschlauch umgebenden Bewehrungslagen aus einem gezwirnten Fasermaterialgarn, das aus einem oder mehreren Spinnfäden aus dem Fasermaterial besteht, wobei eine innere Bewe­ rungslage mit dem Innenschlauch materialschlüssig verbunden und von einer oder mehreren äußeren Bewehrungslagen umflochten ist und das Fasermaterialgarn mit 0 bis 15 Drehungen pro 2,45 cm verdrallt sind
   und einem die Bewehrungslagen umgebenden Außenschlauch aus thermo­ plastischem Kunststoff, insbesondere mit einer formschlüssigen Verbindung der Bewehrungslage mit dem Außenschlauch,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß zwischen den äußeren Bewehrungslagen (16, 36) und zwischen ihnen und der inneren Bewehrungslage (14, 34) keine materialschlüssige Verbindung vorhanden ist,
   und daß das Fasermaterialgarn mindestens zwei Drehungen pro 2,45 cm besitzt, wobei einander benachbarte Bewehrungslagen (16, 36; 14, 34) mit ihren gezwirnten Garnen derart ineinandergreifen, daß eine Längsbewegung der Bewehrungslagen (16, 36; 14, 34) relativ zueinander verhindert wird.