DE3126262A1

DE3126262A1 - "zweiteiliger extrudierter schlauch"

Info

Publication number: DE3126262A1
Application number: DE19813126262
Authority: DE
Inventors: Lennart Leopold 92715 Irvine Calif. Carlson; Douglas Ives 92672 San Clemente Calif. Hoiberg
Original assignee: Steward Plastics Inc
Current assignee: Steward Plastics Inc
Priority date: 1980-07-07
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1982-06-09
Also published as: US4337800A; FR2486193B1; CA1151564A; BE887874A; JPS5718223A; DE3126262C2; NL186341C; JPS6354534B2; GB2080913B; GB2080913A; NL186341B; FR2486193A1; IT1171362B; NL8101319A; IT8148822A0

Description

Dipl.-Ing. A. Wasmeier p Dipl.-Ing. H. Graf

Zugelassen beim Europäischen Patentamt · Professional Representatives before the European Patent Office Patentanwälte Postfach 382 8400 Regensburg 1

^_{n das} D-8400 REGENSBURG

Deutsche Patentamt greflinger strasse ί

Telefon (09 41) 5 4753

8 München 2 Telegramm Begpatent Rgb.

Telex 6 5709 repat d

1. Juli 1981 W/He

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		St/p 10.495

Anmelder: STEWARD PLASTICS, INC., 23522 Del Lago Drive, Laguna Hills, California 92653, USA

Titel: "Zweiteiliger extrudierter Schlauch"

Priorität: USA - Ser. No. 166.344· vom 7. Juli 1980

Erfinder: 1. Lennart L. Carlson - Ingenieur 2. Douglas I. Hoiberg - Ingenieur

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"Zweiteiliger extrudierter Schlauch."

Die Erfindung bezieht sich auf einen verstärkten, flexiblen Kunststoffschlauch, der für die Reinigung von Schwimmbecken, für Luftsaugsysteme und andere Leitungsführungen geeignet ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Schlauches. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen flexiblen Schlauch mit aneinander anschließenden Windungen eines extrudierten Kunststoffstreifens, die miteinander durch eine extrudierte schraubenförmige Wulst abgedichtet und verbunden sind,,

Sauggeräte, die zum Abziehen von Flüssigkeit und Fremdpartikeln über eine Einrichtung (z„B_e für die Wartung von Schwimmbecken) verwendet werden, oder solche, die für Drucksysteme mit sehr geringem luftdruck eingesetzt werden, benötigen sehr starke, nicht zusammendrückbare , aber flexible Schläuche, die ein geringes Gewicht haben*

Herkömmliche Schläuche haben eine gewisse Flexibilit und bestehen aus Metall oder Kunststoff» Der Metallschlauch ist normalerweise ein Metallstreifen, der in Schraubenform gewickelt ist und der mit einem Kunststoffmaterial überzogen ist. Derartige Metallschläuche haben ©ine Eeihe von Nachteilen« Der Schlauch hat für bestimmte Anwendungsfalle, z_oB« das Reinigen von Schwimmbecken, ein hohes Gewicht* Der Schlauch sinkt auf den Boden des Schwimmbeckens und es ist außerordentlich schwierig, ihn für eine einwandfreie Handhabung in die jeweils richtige Position zu bringen. Ferner ist die Flexibilität oder die Elastizität eines Metallschlauches begrenzt, da das Metall nicht einfach ja seine ursprüngliche Form zurückkehrt, wenn es gebogen worden ist 5 auch ist die Zugfestigkeit eines solchen Metallschlauches aufgrund der schlechten Verbindung benachbarter Metallwindungen miteinander recht gering„

Kunststoffschläuche sind sowohl leichter im Gewicht als auch flexiblere Herkömmliche Kunststoffschläuche haben eine Verriegelungsanordnung, bei der jede Windung die benachbarte Windung überlagert

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und mit ihr in. Eingriff steht, wodurch, eine Rippe gebildet wird. Eine Heißversiegelung von Kunst stoff material kann, zwischen. Überlappungenbenachbarter Windungen vorgesehen werden, und es kann, ein getrennter extrudierter Kunststoffstreifen zur Abdeckung der Hippe vorgesehen werden.

Aus der TJS-PS 3*255.780 ist ein. schraubenförmig gewickelter und schraubenförmig gerippter Kunststoffschlauch der vorstehend angegebenen Art bekannt. Ein hakenförmiger Teil an einer ersten Seite eines Kunststoffstreifens steht in Eingriff mit einem Schenkel auf einer zweiten Seite des Kunststoffstreif-ens, wobei der Schenkel der vorausgehenden oder benachbarten. Schraubenwindung zugehört. Eine Heißversiegelung wird zwischen den Schenkel und den hakenförmigen Teil eingebracht. IJS-PS 2.731.040 zeigt eine Verriegelungsanordnung ohne Wulst, und US-PS 3.273.600 die Verwendung eines getrennten Streifens als Kappe, die mit dem Schenkel durch Heißversiegelung abgedichtet ist.

Ein Nachteil einer derartigen Verriegelungsvorrichtung besteht darin, daß in. der Rippe ein zusätzlicher Raumbedarf benötigt wird und die Flexibilität verringert wird. Auch ist die zusätzliche Kappe aus Kunststoff sperrig und erhöht sowohl das Gewicht als auch die Kosten des Schlauches.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, einen Schlauch zu schaffen, der ein geringes Gewicht hat, der flexibel ist, der billig in der Herstellung ist und der dünne, flexible Rippen aufweist, die eine erhöhte Festigkeit ergeben. Des weiteren ist Aufgabe vorliegender Erfindung, bei einem Schlauch der gattungsgemäßen Art eine Rippenkonstruktion vorzusehen, die einen einfach zu überwachenden Aufbau hat.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe du rch einen Kunststoffschlauch gelöst, der ein erstes, rinnenförmiges Bauteil besitzt, das Seitenwände mit nach innen gebogenen äußeren Kanten, hat, die zu einer aus vielen Windungen bestehenden Schraubenwendel gebildet

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sind und daß ein zweites Bauteil vorgesehen ist, das mit den äußeren Händern benachbarter Windungen für die Anwendung bei Unterdruck verbunden ist» Die Seitenwände und die Verbindung stellen eine Rippe dar, deren Konstruktion ähnlich einem I-Träger ist, wodurch eine hohe mechanische Druck- oder Quetschfestigkeit erzielt wird. Die Seitenwand kann aufgrund der I-Trägergestalt mit sehr geringer Dicke ausgeführt -sein, wodurch der Schlauch sehr flexibel ausgebildet werden kann. Die geringere Sperrigkeit der Hippe ergibt einen leichteren Schlauch, der aufgrund der geringen Dichte des Kunststoffmaterials in Flüssigkeit schwimmt.

Die Herstellung eines derartigen Kunststoffschlauches geschieht in der Weise, daß ein erstes rinnenförmiges Bauteil mit Seitenwänden mit nach innen gebogenen äußeren Kanten extrudiert wird, daß das erste Bauteil in eine aus vielen Windungen bestehende Schraubenwendel geformt wird, und daß ein zweites Bauteil in die Nut extrudiert wird, die durch die äußeren Ränder des schraubenförmigen ersten Bauteiles gebildet wird, wobei das zweite Bauteil mit den äußeren Händern benachbarter erster Bauteile verbunden wirdο Das erste Bauteil kann vor der Ausbildung der aus vielen Windungen bestehenden Schraubenwendel gekühlt werden.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:

I"ig. 1 eine Ansicht eines Stückes eines flexiblen Kunststoffschlauches nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ,

Figo 2 in vergrößertem Maßstab eine Teilschnittansicht innerhalb der Zone 2 der Figo 1,

Jig« 3 in vergrößertem Maßstab eine Teilschnittansicht innerhalb der Zone 3 der Fig« I,

Figo 4- in vergrößertem Maßstab eine perspektivische Ansicht des extrudierten Kunststoffstreifens, der den Sumpf des Schlauches nach Figo 1 bildet,

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Pig. 5 in vergrößertem Maßstab eine Teilschnittansicht, aus der sich, ergibt, wie die Windungen des Kunststoff streif ens fortlaufend aneinander anliegen, und

Fig. 6 die Ansicht einer Einrichtung zur Herstellung des Schlauches nach der Erfindung.

In i"ig. 1 ist ein«: Schlauch nach der Erfindung in einer leicht gebogenen Position dargestellt. Der Schlauch besitzt einen Kunststoff streif en 10. (in Fig. 4 dargestellt) in einer aus vielen Windungen bestehenden Wendel, die durch Wickeln auf einem Dorn 42 (Fig. 6) ausgebildet wird, damit die benachbarten Windungen, z.B. 20, 22, aneinanderliegend oder aneinander anschließend, wie in Fig. 5 dargestellt, angeordnet sind. Es ist eine Rippe 28 vorgesehen, die dem Schlauch eine Bruchfestigkeit bzw. eine Festigkeit gegen mechanische Beanspruchung von außen verleiht, ohne daß dadurch die Flexibilität des Schlauches wesentlich vermindert wird.

Der Streifen 10 besitzt einen Steg 12 und radial nach außen gerichtete Flansche 14, die in Schenkeln 16 enden. Die Oberfläche 15 des Steges 12 und die Oberflächen 15 der Flansche 14 sind vorzugsweise rechtwinkelig zueinander so angeordnet, daß dann, wenn der Schlauch nicht gebogen ist (wie in Fig. 2 gezeigt),eine glatte symmetrische Bohrung vorliegt.

Eine schraubenförmige Wulst 30 ist mit der nach außen gerichteten Oberfläche 17 und der Endfläche 18 der Schenkel 16 verbunden. Die Flansche 14, die Schenkel 16 und die Wulste 13 sind miteinander zur Rippe 28 geformt.

Wenn der Schlauch geradlinig liegt, treffen die Stege 12 aneinander und bilden eine glatte Oberfläche, wie in Fig. 2 gezeigt. Wird der Schlauch gebogen, wird die Wand an der Außenseite der Kurve gestreckt und die Stege werden voneinander getrennt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die benachbarten Streifen werden jedoch durch die Wulst 30 zusammengehalten. Der Kunststoff des Streifens 10 ist

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vorzugsv/eise flexibel, so daß der Steg 12 sich biegen kann, wenn der Schlauch gebogen wird.

Die Hippen 28 verleihen dem Schlauch eine verhältnismäßig hohe Druck- bzvr_e Ojietschfestigkeit, und zwar trotz der relativ dünnen Wände- des Steges 12 und des Flansches 14. Die miteinander abdichtend verbundenen Schenkel 16 benachbarter Kunststoffstreifen bilden in Verbindung mit den Flanschen 14 und den Stegen 12 etwa eine I-Trägerform und ergeben eine erhöhte Festigkeit über eine geradwandige Rippe (verglichen mit vergleichbaren bekannten Schläuchen)„ Diese Festigkeit, die aufgrund der I-Trägerform erzielt wird, ermöglicht, daß der Flansch 14 mit verhältnismäßig geringer Dicke ausgebildet wird, so daß eine außerordentlich hohe Flexibilität für den Schlauch erzielt wird, während die Wulst 30 aus einem härteren, festeren Material besteht, das eine hohe Lebensdauer ergibt β Der damit erzielte Schlauch hat eine verhältnismäßig hohe Flexibilität bei relativ hoher Kompressionsfestigkeit, so daß der Schlauch leicht gebogen werden kann, ohne daß der Durchgang verschlossen wird.

Der Kunststoffstreifen 10 und die Wulst 30 des Schlauches nach vorliegender Erfindung bestehen ζ_βΒ_β aus elastomerem Material! die besten Ergebnisse wurden jedoch erzielt, wenn ein Polyäthylen oder Ithylenvinylazetat oder ein Kopolymer von Polyäthylen und Äthylenvinylazetat verwendet wird. Diese Materialien ergeben eine hohe Flexibilität und ein geringes Gewicht, so daß der Schlauch im Wasser schwimmen kann (z»B_o in Schwimmbecken)c Ferner ist die Verbindung zwischen dem Streifen 10 und der Wulst 30 dann, wenn die vorgenannten Materialien verwendet werden, fest und dauerhaft=

Der Schlauch kann dadurch hergestellt werden, daß zuerst der Kunststoffstreifen 10 aus einem Extruder 36 extrudiert wird, der soxfohl in Hinblick auf seine Konstruktion als auch aif seine Arbeitsweise an sich bekannt ist; vorzugsweise wird der Extrudant

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durch. Wasser aus einer Kühlvorrichtung 46 gekühlt. Der Streifen 10 wird in eine aus vielen Windungen bestehende Schraubenform 11 gewickelt, z.B. auf dem Dorn einer Wickelmaschine 40, die von herkömmlicher Ausführung sein kann. Jede Windung des Streifens wird so gewickelt, daß ein Flansch. 14 an dem Flansch 14 der vorausgehenden Windung anliegt, wie Jig. 5 zeigt.

Die Wulst, vorzugsweise aus thermoplastischem Material, das wärmeverklebt ist, wird aus einem anderen Extruder 38 extrudiert und in erwärmtem Zustand auf die Streifen 10 in den Hüten aufgewickelt, die durch benachbarte Schenkel 16 ausgebildet werden, wodurch die Verbindung zwischen den Streifen 10 und der Wulst JO vervollständigt wird. Ein Walzengestell 43 nimmt eine Walz-e 44 auf, deren Achse parallel zur Drehachse der Wickelmaschine 40 liegtuid die verwendet wird, um einen Druck auf die Wulst 30 aufzubringen, die Wulst 30 zu formen und den Kontakt mit den Schenkeln 16 zu verbessern. Dann wird der Schlauch weiter gekühlt und in Stücke vorbestimmter Länge geschnitten.

Claims

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Patentansprüche;

Io flexibler Schlauch, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes flexibles Bauteil (10) in Form einer Rinne (12, 14) entgegengesetzte Seitenwandungen (14) mit nach innen gebogenen äußeren Rändern (16) aufweist, daß das erste Bauteil (10) zu einer Wendel aus vielen Windungen bestehenden Schraubenwendel geformt ist, wobei Seitenwandungen (16) benachbarter Windungen (20, 22) an den äußeren Sandern aneinander anschließen und eine schraubenförmige Nut ergeben, und daß ein zweites flexibles Bauteil (JO) in der Nut angeordnet ist und die benachbarten Windungen an den äußeren Rändern verbindet=

2ο Flexibler Schlauch aus gewickelten schraubenförmigen Windungen, gekennzeichnet durch

Stege (12), die eine glatte Bohrung des Schläuche bildet und die eine erste und eine zweite Seite besitzt, Flansche (14), die in radialer Richtung nach außen von den ersten und zweiten Seiten der Bahn (12) vorstehen, wobei die Flansche aufeinanderfolgender Windungen in zusammengehörigen Paaren angeordnet sind,

Schenkel (16), die in radialer Richtung als Verlängerung der Flansche (14) und in einem Winkel zum jeweilig©¹¹ Flansch (14) konvergierend nach außen vorstehen, und

eine Wulst ($0), die über die Schenkel (16) benachbarter Windungen gewickelt und mit den Schenkeln (16) verbunden bzw. verklebt ist, wodurch die Stege (12) sich auseinanderbewegen können, wenn eine axiale Spannung auf dem Schlauch ausgeübt wird.

J₀ Flexibler Schlauch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (14) in radialer Richtung etwa rechtwinklig zum Steg (12) nach außen verlaufen und eine Anordnung hoher Druckfestigkeit ähnlich einem I-Träger darstellen«,

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4-, Flexibler Schlauch, gekennzeichnet durch, einen extrudierten Kunststoffstreifen (10) mit rinnenförmigem Querschnitt, der einen flachen Steg aufweist, der die Innenseite des Schlauches bildet, Flansche (14), die in radialer Richtung nach außen von dem Steg vorstehen, und Schenkel (16), die in radialer Richtung nach außen und in einem Winkel zu den Außenrändern der Flansche konvergierend vorstehen, wobei die Schenkel im wesentlichen eine I-Trägeranordnung mit dem Steg des Flansches bilden, und wobei der Kunststoffstreifen schraubenwendelförmig aufgewickelt ist, um den Schlauch zu bilden, während die Flansche aufeinanderfolgender Windungen in aneinanderstoßenden Paaren ausgebildet sind, und eine extrudierte Kunststoffwulst (50), die über die Schenkel (16) benachbarter Windungen des Streifens (10) gewickelt sind, die eine Bindung mit dem Schenkel bildet, wobei die Flansche im Winkel flexibel in bezug auf die Stege ausgebildet sind, derart, daß die aneinanderstoßenden Paare von Flanschen sich frei an ihren innersten Enden auseinanderbewegen können, wobei sich beim Aufgeben einer axialen Spannung die benachbarten Bahnen einer jeden Windung trennen können.

5. Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Schlauches, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunststoffstreifen mit Flanschen extrudiert wird, die etwa in rechten Winkeln zu eines, ebenen Steg verlaufen, und Schenkel von den Enden der Flansche und in einem Winkel zum Flansch konvergierend ausgehen, daß der Streifen gekühlt wird, daß der Streifen in eine Schraubenwendel mit Vielfachwindung gewickelt wird, wobei die Flansche aufeinanderfolgender Windungen in aneinanderschließenden Paaren angeordnet sind und in radialer Richtung nach außen verlaufen und eine schraubenförmige Wut bilden, und daß eine Kunststoffwulst in die Nut extrudiert wird, die die Wulst und den Streifen miteinander verbindet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Druck auf die Kunststoff wulst ausgeübt, wird, der die Wulst in die Hut drückt.

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7ο Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel auf einen Dorn aufgewickelt wird und daß der Druck dadurch aufgegeben wird, daß die Wendel und die Wulst zwischen dem Dorn und einer Rolle bewegt werden.