DE3229691C1

DE3229691C1 - Schlaucharmatur

Info

Publication number: DE3229691C1
Application number: DE3229691A
Authority: DE
Inventors: Miklós Dipl.-Chem. Dr. 4030 Ratingen Dobó; Manfred Dipl.-Ing. Dr. 4020 Mettmann Peuker-Holtermann; Ernst 5270 Gummersbach Rupprecht; Rainer Dr.-Ing. Dr. 4030 Ratingen Vettermann
Original assignee: PAHL GUMMI ASBEST
Current assignee: PAHL GUMMI ASBEST
Priority date: 1982-08-10
Filing date: 1982-08-10
Publication date: 1983-10-27
Also published as: NO164560C; US4756560A; NO832849L; NO164560B; GB2125505B; CA1224227A; GB2125505A; GB8321551D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlaucharmatur zum Anschließen eines Schlauchendes an andere Leitungssysteme, zur Verbindung zweier Schlauchenden miteinander oder zum Verschließen eines Schlauchendes, insbesondere zur Anwendung bei Hochdruckschläuchen und/oder Schläuchen mit großem Durchmesser mit in das Schlauchmaterial eingearbeiteten Verstärkungslagen, bestehend aus einem Metallnippel, der dicht und fest mit der Innen- und Deckschicht des Schlauches verbunden ist und der eine Mehrzahl von konzentrischen Schalen aufweist, die fest mit dem Nippel verbunden sind und an denen jede Verstärkungslage einzeln befestigt ist.

Beispielweise im Bereich der sich progressiv entwikkelnden Olexploration im Offshore-Bereich wachsen insbesondere die Anforderungen, die an flexible Leitungen zum Transport von Erdöl und Erdgas gestellt werden, wobei ständig höhere Betriebsdrücke und größere Durchmesser verlangt werden. Kritisch ist bei solchen Schlauchleitungen in diesem Anforderungsbereich die Verbindungstechnik.

Bei einer bekannten Schlaucharmatur der eingangs genannten Art (US-PS 22 20 785) ist der Anschlußnippel in seinem mit dem Schlauchende verbundenen Bereich hülsenartig ausgebildet und mit einer Stufung versehen, wobei für jede Verstärkungslage des Schlauchaufbaus eine gesonderte Stufe vorgesehen ist, an der die entsprechende Verstärkungslage befestigt ist. Die Anlagebereiche der einzelnen Verstärkungslagen an der jeweiligen Haftfläche des Metallnippels liegen in axialer Richtung zueinander versetzt. Die Befestigung erfolgt mit aufgesetzten Metallringen, um die die Verstärkungslagen herumgelegt werden und die anschließend mit Hilfe von Schrauben an dem hülsenartigen Bereich des Nippels befestigt werden.

Die axial zueinander versetzt liegenden Befestigungsbereiche der einzelnen Verstärkungslagen führen dabei zu einer von Lage zu Lage verschiedenen Kraftübertragung zwischen Nippel und Verstärkungslagen, so daß im Übergangsbereich vom Schlauch zum Nippel eine ungleichmäßige Spannungsverteilung in den einzelnen Lagen herrscht. Mit der ungleichmäßigen Spannungsverteilung in den Verstärkungslagen geht eine Verminderung der Innendruckfestigkeit einher. Darüber hinaus ist im Hinblick auf die axial versetzten Befestigungsbereiche die Baulänge der Nippel relativ groß, was sich insbesondere bei Hochdruck-Schlauchleitungen mit großen Nennweiten nachteilig auswirkt. Große Baulängen der Metallnippel stellen einen hohen starren Leitungsanteil dar, durch den die Handhabung der Schlauchleitung erschwert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlaucharmatur der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Festigkeit des Schlauchaufbaus in dem Armaturbereich nicht geschwächt und insbesondere die Innendruckfestigkeit nicht erniedrigt wird,

wobei gleichzeitig auf eine möglichst kurzen starren Leitungsteil hingearbeitet werden soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schalen in radialer Richtung mit Abstand zueinander angeordnet und radiale Zwischenräume zwischen benachbarten Schalen vorgesehen sind, daß die Befestigungsenden der Verstärkungslagen in die Zwischenräume zwischen den Schalen eingreifen und daß jede Verstärkungslage an mindestens einer Schalenfläche befestigt ist. '

In der erfindungsgemäßen Armatur überdecken die einzelnen Verstärkungslagen den Metallnippel vorzugsweise mit gleicher Länge und werden über diese gesamte Länge an die Schalen gebunden. Dadurch werden sämtliche Verstärkungslagen über den Querschnitt gleichmäßig gedehnt, was eine gleichförmige und damit hohe Ausnutzung der eingebrachten FiIamentverstärkung bewirkt. Aufgrund der Tatsache, daß die in die Schalen des Nippels hineinragenden Verstärkungslagen parallel übereinander an den Nippel gebunden werden, reduziert sich die Baulänge des Nippels erheblich, so daß ein mit einer solchen Armatur versehener Leitungsabschnitt einen relativ kurzen starren Armaturteil aufweist. Die Flexibilität der Schlauchleitung bleibt dadurch erhalten.

Die einzelnen Schalen, an denen die Verstärkungslagen des Schlauchmaterials befestigt werden, können als Hülsen ausgebildet sein.

Alternativ können die Schalen bzw. einige Schalen auch als über den Umfang unterteilte Segmente ausgebildet sein.

Vorzugsweise ist zumindest die innerste Schale als Hülse ausgebildet, wobei die darüberliegenden Schalen an der Hülse befestigt sind.

Jede Verstärkungslage ist zweckmäßig an einer Fläche der Schalen befestigt. Dabei können also zwei Verstärkungslagen in einen Zwischenraum zwischen zwei Schalen eingreifen, wobei die innere Verstärkungslage an der Außenfläche der inneren Schale und die äußere Verstärkungslage an der Innenfläche der äußeren Schale befestigt wird. Alternativ kann jede Verstärkungslage auch an zwei benachbarten Flächen befestigt sein.

Zur Befestigung der Verstärkungslagen an den Schalen dienen zweckmäßig Gummi-Metall-Verbindungen, die gleichzeitig mit der Schlauchkonfektion hergestellt werden.

Es können zur Befestigung der Verstärkungslagen an den Schalen jedoch auch Klebeverbindungen vorgesehen sein, die auch noch eine nachträgliche Verbindung des Nippels mit einem fertigen Schlauch ermöglichen.

Schließlich kann zur Befestigung zwischen Nippel und Schlauch auch eine Form- und/oder Kraftschlußverbindung vorgesehen sein.

Die einzelnen Schalen sind vorzugsweise mit radial verlaufenden Durchgangsöffnungen versehen, durch die das Gummimaterial hindurchtreten kann, wobei die innige Verbindung zwischen dem Nippel und dem Schlauchmaterial noch erhöht wird.

Bei der erfindungsgemäßen Armatur weisen zweckmäßig alle Schalen eine etwa gleiche axiale Länge auf, so daß im Bereich des Nippels und in Nippelnähe gleiche Spannungszustände in allen Verstärkungslagen herrschen. Die Einspannung bzw. Festlegung der Verstärkungslagen über die gesamte Länge des Nippels ist dadurch gleich.

Die Befestigung eines Schlauchendes an einer erfindungsgemäßen Schlaucharmatur kann dadurch erfolgen, daß die Verbindung zwischen dem Nippel und dem Schlauch während der Schiauchkonfektion hergestellt wird. Im Bereich der Armatur werden während des Herstellungsvorgangs die einzelnen Verstärkungslagen und Metallschalen des Nippels in abwechselnder Folge übereinandergelegt und fest miteinander verbunden, und es wird dann eine Verbindung der Schalen untereinander und mit dem Metallnippel hergestellt.

Alternativ kann die Verbindung des Nippels auch an einem fertigen Schlauch hergestellt werden. Dabei werden die Metallschalen zunächst mit dem Nippel verbunden und das Schlauchende wird von der Stirnseite her zwischen den Verstärkungslagen eingeschnitten. Die Schlitzungen zwischen den Verstärkungslagen können auch bereits bei der Schlauchherstellung eingearbeitet werden. Die Metallschalen werden dann kammartig zwischen die Verstärkungslagen des Schlauches gesteckt und mit diesen verklebt, vergossen oder auf sonstige geeignete Weise verbunden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben.

In der Zeichnung ist ein Schnitt durch ein Schlauchende 1 dargestellt, das mit einem Metallnippel 2 verbunden ist.

Der Metallnippel 2 besteht aus einem Flanschteil 3, mit welchem das Schlauchende 1 mit einem anderen Schlauchende verbunden oder an ein beliebiges Leitungssystem angeschlossen werden kann. An den Flanschteil 3 ist eine Innenhülse 4 angeschweißt, die auf ihrer dem Schlauchende 1 zugewandten Seite einen abgestuften Bereich 5 zur Aufnahme von zwei Verstärkungslagen 6 aufweist.

Über der Innenhülse 4 ist eine weitere Schale 7 angeordnet, die ebenfalls als Hülse ausgebildet oder aus mehreren Einzelsegmenten zusammengesetzt sein kann. Um die Handhabung während des Herstellungsvorgangs zu erleichtern, sollte die Schale 7 aus zwei oder drei Segmenten zusammengesetzt sein.

Radial nach außen von der Schale 7 schließen sich noch zwei weitere Schalen 8 und 9 an, die jeweils mit abgestuften Bereichen 10 bzw. 11 versehen sind. Diese abgestuften Bereiche dienen wiederum der Aufnahme von je zwei Verstärkungslagen 6.

Der in der Zeichnung dargestellte Nippel bildet mit seiner Innenhülse 4 sowie den Schalen 7, 8 und 9 drei ringförmige Aufnahmeräume 12, 13 und 14, die genau konzentrisch zueinander angeordnet sind. Von den beiden Verstärkungslagen 6, die in den jeweiligen Aufnahmeraum eingreifen, ist jeweils die innere an der Außenseite der jeweiligen inneren Schale und die äußere an der Innenfläche der äußeren Schale befestigt.

Die aus Gummi bestehende Innenschicht 15 des Schlauchs überdeckt in dem Armaturbereich die Innenseite der Innenhülse 4 ganz oder teilweise. Die äußere Deckschicht 16 des Schlauchs überdeckt die Außenseite der äußeren Schale 9.

Die Verbindung der einzelnen in das Gummimaterial des Schlauchs eingebetteten Verstärkungslagen mit den Schalen des Nippels erfolgt über eine Gummi-Metall-Verbindung zwischen dem die Verstärkungslagen umgebenden Gummimaterial und den einzelnen Flächen der Nippelschalen.

Wie aus der Schnittzeichnung ersichtlich, greifen die Schalen des Nippels, die sich über eine etwa gleiche axiale Länge erstrecken, kammartig in das Schlauchmaterial ein, wobei die Verstärkungslagen jeweils zwischen den einzelnen Schalen liegen.

Die dem Flanschteil 3 zugewandten Enden der Schalen 7, 8 und 9 sind über eine Schweißstelle 17 fest und starr mit der Innenhülse 4 verbunden. Der Flanschteil 3 kann zum Schluß über eine Schweißstelle 18 mit der Innenhülse 4 verbunden werden.

Anstelle der Schweißverbindungen 17 und 18 können auch beliebige andere Verbindungen vorgesehen sein.

Auch die Verbindung zwischen den Verstärkungslagen und den einzelnen Schalen des Nippels kann auf beliebige andere geeignete Weise erfolgen.

In dem Verbindungsbereich zwischen den Verstärkungslagen und den einzelnen Schalen sind sämtliche Verstärkungslagen in dem gleichen axialen Abschnitt des Schlauches über eine etwa gleiche Länge mit dem Metallnippel verbunden, woraus sich eine optimal kurze Baulänge ergibt In dem Endbereich 19 des Nippels, in welchem die Verstärkungslagen in das Schlauchmaterial übergehen, herrschen gleiche Spannungszustände in sämtlichen Lagen, so daß eine hohe Ausnutzung der Verstärkungslagen erzielt werden kann.

Die in der Zeichnung dargestellte Schlaucharmatur ist gleichzeitig mit der Herstellung des Schlauches angefertigt worden. Die Herstellung erfolgt dadurch, daß die Schalen und darüberliegenden Gummischichten und Verstärkungslagen in wechselnder Folge nacheinander aufgebracht werden. Die Verstärkungslagen werden dabei jeweils über eine Gummi-Metall-Verbindung an der ihnen zugeordneten Fläche des Nippels befestigt.

Die einzelnen Schalen des Nippels können mit radialen Durchgangsöffnungen 20 versehen sein, durch welche der nichtvulkanisierte Gummi hindurchtreten kann, wodurch die innige Verbindung des Schlauchendes 1 an den Nippel noch verbessert wird.

Wenn die Armatur erst zu einem späteren Zeitpunkt an das Schlauchende angebracht werden soll, erhält das Schlauchende zwischen den Verstärkungslagen ringförmige Einschnitte, in die der Nippel mit seinen bereits angebrachten Schalen eingesteckt wird. Die Verbindung kann durch kleben, vergießen oder auf sonstige Weise erfolgen. Die Einschnitte, in welche die Schalen nachträglich eingesteckt werden, können auch bereits bei der Schlauchfertigung berücksichtigt werden. In einem solchen Falle werden in das Schlauchende entsprechende Formstücke eingearbeitet, die nicht mit den Verstärkungskgen verbunden und nach Fertigstellung des Schlauches wieder entnommen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Schlaucharmatur zum Anschließen eines Schlauchendes an andere Leitungssysteme, zur Verbindung zweier Schlauchenden miteinander oder zum Verschließen eines Schlauchendes, insbesondere zur Anwendung bei Hochdruckschläuchen und/ oder Schläuchen mit großem Durchmesser mit in das Schlauchmaterial eingearbeiteten Verstärkungslagen, bestehend aus einem Metallnippel, der dicht und ι ο fest mit der Innen- und Deckschicht des Schlauches verbunden ist und der eine Mehrzahl von konzentrischen Schalen aufweist, die'fest mit dem Nippel verbunden sind und an denen jede Verstärkungslage einzeln befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (4,7,8,9) in radialer Richtung mit Abstand zueinander angeordnet und radiale Zwischenräume (12,13,14) zwischen benachbarten Schalen vorgesehen sind, daß die Befestigungsenden der Verstärkungslagen (6) in die Zwischenräume (12, 13, 14) zwischen den Schalen (4, 7, 8, 9) eingreifen und daß jede Verstärkungslage (6) an mindestens einer Schalenfläche befestigt ist

2. Schlaucharmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schalen als Hülsen ausgebildet sind.

3. Schlaucharmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Schalen als über den Umfang unterteilte Segmente ausgebildet sind. .

4. Schlaucharmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die innerste Schale (4) als Hülse ausgebildet ist und daß die darüberliegenden Schalen (7, 8, 9) an der Hülse (4) befestigt sind.

5. Schlaucharmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Verstärkungslagen (6) an den Schalen (4,7,8,9) eine Gummi-Metall-Verbindung vorgesehen ist.

6. Schlaucharmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Verstärkungslagen an den Schalen eine Klebeverbindung vorgesehen ist

7. Schlaucharmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Verstärkungslagen an den Schalen eine Form- und/oder Kraftschlußverbindung vorgesehen ist.

8. Schlaucharmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen radial verlaufende Durchgangsöffnungen (20) aufweisen.

9. Schlaucharmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Aufnahmeräume (12,13,14) für die Verstärkungslagen (6) eine etwa gleiche axiale Länge aufweisen.

10. Verfahren zur Befestigung eines Schlauchendes an einer Schlaucharmatur nach Anspruch 1, wobei die Verbindung zwischen Nippel und Schlauch während der Schlauchkonfektion hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verstärkungslagen und Metallschalen in abwechselnder Folge übereinandergelegt und fest miteinander verbunden werden und daß eine Verbindung der Schalen untereinander und mit dem Metallnippel hergestellt wird.

11. Verfahren zur Befestigung eines Schlauchendes an einer Schlaucharmatur nach Anspruch 1, wobei die Verbindung des Nippels an einem fertigen Schlauch hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschalen fest mit dem Nippel verbunden werden, daß das Schlauchende von der Stirnseite her zwischen den Verstärkungslagen eingeschnitten bzw. bereits bei der Schlauchherstellung mit entsprechenden Schlitzungen versehen wird und daß die Metallschalen kammartig zwischen die Verstärkungslagen des Schlauchmaterials gesteckt oder auf sonstige Weise verbunden werden.