DE3312553A1 - Flexibler, nicht knickbarer schlauch und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen flexiblen '_--- Schlauch besonders. auf einen Vakuum-Schlauch und ein Verfahren zur Herstellung desselben aus spiralförmig gewundenen flexiblen Leisten, wobei besonders der Vakuum-Schlauch- aus Leisten mit unterschiedlichen Eigenschaften zu- ' j sammengesetzt ist.

Flexible Schläuche, die als Vakuum-Schläuche \

verwendet werden, müssen sich durch eine hohe - " |

Bandfestigkeit, hohe Flexibilität und einen ho- |

hen Abriebwiderstand auszeichnen und dürfen nicht f durch Knicken oder scharfe Krümmung gebrauchsunfähig werden. -_-.-■■

Die Schläuche älterer Art können nur einige dieser Charakteristika auf Kosten der anderen erreichen.

Zum Beispiel werden flexible¹ Schläuche traditionell ^; aus flexiblen Material gemacht, z.B. aus Plastik verstärkt mit Stahldraht, um die gewünschte Band-,., festigkeit zu erhalten. Als Beispiel können hier die US-PS 3 273 600, Swan "Flexible Tube" dass Kanadische Patent 800 406, Hären., "Hose and Methode of Manufacture", und die US-PS 3 323 553 Richitelli et al·. "Wire - Reinfornd Helically Fabricuted Flexible Conduit", aufgeführt werden.

.Später wurde dann der unterstützende Stahldraht

-von einem Plastikdraht verdrängt, der, um die gewünschte Festigkeit der Struktur zu erzielen, viel dicker als der Staftldraht ausgebildet war.

Da der Plastik-Draht ein viel größeres Volumen in Anspruch nimmt, sind verschiedene mit Plastik ge-

rippte Schläuche ausprobiert worden. Als Beispiel die US-IS 3 477 891, Hawerkamp "Method of Making Continuous Corrugated Plastic Pipe", die Uo-PS 3 445 3OS, Osborn "Method of Making Corrugated Flexible Hose", und die US-Po 3 777 343 D' Ono Trio, "Method for Forming a Helically Corrugated Concentric Tubing Unit"

. U

■* Jedoch haben viele dieser geriffelten Rohrleitungen um die gewünschte Flexibilität zu erzielen, eine reduzierte Festigkeit und tendieren deshalb bei scharfer Krümmung dazu, kaputt zu gehen oder zu knicken.

Ein geriffelter oder ein mit einem Plastik-Draht zur Unterstützung der Bandfestigkeit versehener Schlauch besitzt oftmals eine flexible Membran an dem Kronenteilaufsatz oder an der Außenfläche des Schlauches.

Daraus folgt, daß der empfindlichste Teil des Schlauches dem Abrieb ausgesetzt ist.

Jeglicher Versuch, die Diche, Zähfestigkeit und Härte der Membranteile des Schlauches zu erhöhen_} bewirkt eine Reduzierung der Flexibilität des Schlauches.

Einige flexible Schläuche älterer Bauart, die eine genügend große Zähfestigkeit, um den Abrieb oder ein Durchstoßen des Schlauches zu verhindern, auf v/eisen, fühlen sich wie eine feste Rohrleitung an.

BAD ORIGINAL

-73 -

Zur Verbesserung des Abriebswiderstandes und der Haltbarkeit sind für flexible Schläuche verschiedene, zusammenfügbare spiralförmige Konstruktionen erfunden worden. Eine Leiste ist derart ausgebildet, daß sie spiralförmig gewunden werden kann und jeder. Wickler mit einem benachbarten Wickler verbunden werden kann, um einen dichtenden, zylindrischen Schlauch zu formen.

Abdichtung durch einen Klebestoff oder ein thennoplastisches Bindemittel bewirkt normalerweise, daß die abgedichtete Verbindungsstelle starr bleibt.

Die Flexibilität des Schlauches wird dann auf die innen gelegene Mambran zwischen den benachbarten Dichtungen zurückgeführt.
So zum Beispiel gemäß der US-FS 5 255 780, Squiruell "Flexible Hose of Interlo.ching Helical Convolutions" und der US-PS 3 5^-2 0?8, Lykle "Flexible and Extensible Hose".

Bei jeder dieser alteren Bauarten ist die Flexibilität zugunsten der Haltbarkeit vernachlässigt, oder es wurde eine so komplexe Struktur notwendig, die nur mit großer Schwierigkeit oder Erfahrung gefertigt und abgedichtet werden konnte.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen betriebssicheren flexiblen Schlauch mit langer Lebensdauer zuschaffen, für den wenig Werkstoff benötigt wird, der kostengünstig hergestellt werden kann, der aus verschiedenen Werkstoffen gefertigt

werden kann, der einfach in der Bauart ist, der ein leichtes Gewicht besitzt, der einfach gefertigt werden kann, der eine hohe Bandfestigkeiü besitzt, dex* einen hohen übx-iebwiderstand aufweist, und trotzdem eine außerordentliche Flexibilität besiuzt, ohne daß er an Stellen starker Krümmungen bricht oder abknickt.

Gelost wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorzugsweise Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnung der Figuren 1-5 erläutert werden.

Figur 1 zeigt die Schnittansicht von zwei auseinandergezogenen Spiralwickeln eines Kanal

teils, welches zusammen mit einem Kronenteil den flexiblen Schlauch gemäß der Erfindung darstellen;

Figur 2 zeigt eine Schnittansicht gemäß der· Linie 2-2 in Figur 3, die die Bildung eines

doppelwandigen I-Balkens zwischen den Ka-. nalteilen zeigt, wenn sie mit dem entsprechenden Kronenteil und dem Bindemittel versehen sind;

Figur 3 zeigt einen Teilschnitt einer vergrößerten

Ansicht eines zusammengesetzten Schläuche

Erfindung;

- 5 -BAD ORIGINAL ß

Figur 4 zeigt einen Teilschnitt ähnlich der Figur 2 vor dem Aufbringen des Kronenteils; und

Figur 5 zeigt die vollständige Struktur, wobei - der Schlauch in einen kleinen Radius su

einer ösenform umgebogen ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf die Struktur eines flexiblen Schlauches, wobei ein kontinuierlich verlaufender $ spiralförmig gewundender Kanalteil mit einem komplementär angeordneten und spiralförmig gewundenen Kappen-oder Kronenteil kombiniert ist, um einen doppelwandigön I-förmigen Balken zu bilden, die als flexible Membran der Schlauchwand dienen.Der doppelwandige I-Balken wird gebildet, und benachbarte Wickel des Kanalteils werden mit dem korrespondierendem Kronenteil verbunden, in dem ein anfangs fließfähiges warmhärtendes oder thermoplastisches Material oder ein Klebstoff auf die Verbindungsstelle des Kronenteils und auf die oberen Ecken von benachbarten Wickeln des Kanalteils aufgebracht wird. Die Rippe bildet hierbei ei~ . ne" Barriere oder einen Absperrdamm für das fließende Bindematerial, v/elches an dem Verbindungspunkt zwischen dem Kronenteil und benachbarten Kanalteilen aufgebracht ist.

Nachdem das Bindematerial ausgehärtet ist, bildet es die doppelwandige I-Balken-Struktur mit Hilfe benachbarter .'/ickel der Kanalteile, wobei die Wandungen von benachbarten V/icke In noch voneinander getrennt

^Q wei-len können, wodurch sich die dan' Wandungen des

~ ⁶ " BAD ORIGINAL

- jo- -

Kanalteils und ebenso der Basis eigentümliche Flexibilität ergibt, die die Alsaiatf lexibilitat des Schlauches ausmacht.

Das Kronenteil bildet eine dauerhafte abriebbeständige Abdeckung für- die Außenfläche des Schlauches.

Diese und andere Merkmale der Erfindung werden mit Hilfe der. dargestellten Ausführung in !Figur 1-3 detailliert gezeigt.

Figur 1 zeigt eine Dastellung der auseinandergezogenen Einzelteile eines Kappen- oder Kronenreils 10 und von benachbarten Wickeln 26 und 28 des Kanalteils 12. Beide Kronenteile 10 und Kanalteil· sind als kontinuierliche Leisten im konventionellen Preßverfahren hergestellt.

In einer bevorzugten Ausführung besteht daa. Kronenteil 10 und das Kanalteil 12 aus flexiblem oder elastischem Material, wie z.B. aus harzartigem oder polymeren warmhärtbarem thermoplastischem Material. Jedoch liegt es im Anwendungsbereich der Erfindung, daß andere flexible Materialien ebenso benutzt werden können.

Das kanalartige Teil 12 weist einen U-förmigen Querschnitt auf, der durch eine Basis 1A- und zwei integrierten Wandungen 1 und 2 gebildet wird. Die erste Wandung 16 ist mit einer darin integrierten auf der äußeren Oberfläche 20 gebildeten Rippe 22 versehen, wobei sich die Rippe über die Länge des'

—11 — e f

kanalartigen Teils 12 erstreckt und im allgemeinen parallel zu den oberen Ecken 24 der ersten Wandung 16 oder gleichsam zur Basis 14 des tunnelartigen Teils 12 verläuft.

Die zweite Wandung 18 ist aus demselben Täll an der gegenüberliegenden Seite der Basis 14- gebildet und identisch aufgebaut wie die Wandung 16, mit der Ausnahme, daß diese zweite Wandung keine Rippe 22 besitzt.

Bei einer spiralförmigen Wicklung, wird, gemäß der Darstellung der Einzelteil in Figur 2, die erste Wandung 16 des einen Wickels im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 26 versehen und befindet sich In geringem Abstand oder angrenzend zur zweiten Wandung 18 des benachbarten Wickels, der durchgängig mit dem Bezugszeichen 28 versehen ist. Wie im folgenden Teil noch beschrieben wird, unterstützt die Rippe 22 durch ihre benachbarte oder angrenzende Beziehung zur zweiten Wandung 18 des benachbarten Wickels 28 des tunnelartigen Teils 12 die Konstruktion wesentlich.

In der Figur 1, einer Darstellung der auseinandergezogene Bauteil, ist das Kronenteil 10 gezeigt, das ebenso als kontinuierliche Leiste ausgebildet, durch übliche Preßverfahren hergestellt wurde. Das Kronenteil 10 kann aus jedem flexiblen oder elastischem Material, wie z.B. einem harzigen oder polymerem warmhärtbarem oder thermoplastischam Material gemacht sein, und ist bevorzugt vergleichbar mit dem Material des tunnelartigen Teils 12. Das Kronenteil

- 8 BAD ORIGINAL

10 hat einen U-förmigen Querschnitt, gebildet von einer Basis 30 und zwei sich gegenüberliegenden »Vandun^en 32 und J>M-, Die unteren Ecken jeder Wandung 32 und 34- weisen ebenso Lippen 36 und 38 auf, die nach innen in den hängenden U-förmigen Hohlraum 40 des Kronenteils 10 zeigen und die dazu beitragen, das zuvor fließfähige Bindemittel an der gewünschten Stelle festzuhalten.

Wie in der Zeichnung 1 dargestellt, ist das Kronenteil 10 über benachbarten Wandungen von nebeneicanderliegenden Wickeln des kanalartigen Teils 12 angeordnet. 'MIe auch noch beschrieben werden soll, ist das Kronenteil 10, wie in Fig. 2 gezeichnet, derart angeordnet, daß die erste Wandung 16 des Wickels 26 und die zweite Wandung 18 des Wickels 28 sich innerhalb des umgekehrt zum Kanalteil 12 liegenden Hohlraum 40 befinden, der vom Kronenteil 10 gebildet wird. Das Kronenteil 10 und die Wickel 26 und 28 sind durch ein zuvor fließfähiges Bindemittel, ( nicht dargestellt in Figur 1) wie· z.B. durch ein warmhärtbares oder thermoplastisches Material, vergleichbarer mit dein, aus dem das kanalartit'.e Teil 12 und das Kronenteil 10 besteht, miteinander verbunden.

pe Figur 2 zeigt einen Ausschnitt einer Schlauchwand gemäß der Erfindung, bestehend aus den Bauteilen, die in Figur 1 gezeigt sind, zusammen mit dem Bindemittel.

Der Teilausschnitt, bezieht sich auf den Abschnitt 2-2 den vollständigen in Figur 3 gezeigten Sch]auches.

Der Nickel 26 des kanalartigen Teils 12 ist ^:

in Figur 2 gezeigt mit der ersten Wandung 16„ die integriert mit der zweiten Wandung 18 des Wickels 28 innerhalb des Hohlraumes 40 verbunden j ist, welche durch das Kronenteil 10 begrenst wird. j

Geschmolzenes thermoplastisches oder nicht ausge- \ härtetes warmhärtendes Material ist in den Hohl- -rauin 4-0 des Kronenteils 10 eingebracht, oder auf die oberen Ecken 24 und 42 und nahe der Innenfläche der ersten Wandung 16 und der zweiten Wandung 18 : aufgebracht. Das Kronenteil 10 und die Wickel 26 j und 28 sind, wie in Figur 2 gezeigt, derart zusammengefügt , daß die oberen Ecken 24 und 42 innerhalb des Hohlraumes angeordnet sind.

-Das fließfähige Bindemittel wird durch die Rippe 22, die Lippen 56 und 38 und die Ecken 24 und 42 auf der betreffenden Stelle gehalten. Das fließfähige Bindemittel härtet sofort und ergibt einen Festkörper 44, der den Hohlraum 40 des Sronenteils 10 ausfüllt und die Wickel 26 und 28 und das Kronenteil miteinander verbindet. Der ausgehärtete Körper formt zusammen mit den Ecken 24 und 42 einen festen I-förmigen Kopf innerhalb des Hohlraumes 40. Während das Bindemittel noch im fließfähigen Zustand ist, befindet sich die Rippe 22 in Kontakt mit der äußeren Oberfläche der benachbarten zweiten Wandung 18 des nächsten Wickele wobei sie eine Barriere bildet und verhindert, daß das Bindemittel zwischen die erste Wandung 16 und die zweite Wandung 18 unterhalb der Rippe 22 fließt.

Die Lippen 36 und 38 dienen zusammen mit den Ecken

·- 10

•Αι.

das Kronenteil 10 durch Vermitlung mit dsm Bindemittel in die Struktur integriert.

Weiterhin, obwohl die- Rippe 22 schon als in der Masse 44 eingeschmolzen aufgezeigt ist, kann es

während-der Fertigung passieren, daß die Rippe 22
genügend weit vom Bindemittel entfernt ist, so daß
das Bindemittel nicht bis zum Kontakt mit der Hippe 22 fließt. In diesem Fall verbleibt die Rippe 22'
eine separate, halbstarre Barriere für jeden zu-

sätzlichen Bindematerialfluß oder jedes Wandern von .; Material zwischen die-erste und zweite Wandung 16
und 18. ■

Die Flexibilität eines Schlauches gemäß der Erfin- ■ ""dung wird erreicht, ohne daß wesentliche Diskonti-

nuitöten an der inneren Oberfläche des Schlauches _:

geschaffen werden. :

Aus verschiedenen Gründen, ist es im allgemeinen %

nicht wünschenswert, in der vollständigen Struktur ^?

' Lücken zwischen den benachbarten Wickeln 26 und 28 1

zu haben. Die notwendige Flexibilität wird erreicht, j

ohne daß signifikante Lücken zwischen benachbarten |

Wickeln gebildet werden. Diese beruht letzlich zu ί

einem Teil auf der'Biegsamkeit, sowohl des Basis- · ' i

teils 14 als auch der Wandungen 16 und 18. =

Die Festigung eines vollständigen Schlauches, wie · "· in Figur 3 gezeigt, kann jetzt im Hinblick auf die
Detail-Zusammensetzung in Figur 1 und 2, besser ver- standen werden. Das Kanalteil 12, das aus einer kon- i tinuierlichen Leiste besteht, ist derart spiral-

- 12 -

24 und 42 einen ähnlichen Zweck, nämlich das Bindemittel daran zu hindern zu den gegenüberliegenden Seiten' der Wandungen 16 und 18 herunterzufließen.

Als ergebnis 'bleiben Teile der ersten Wandung 16 und der zweiten Wandung 18 unterhalb der Rippe 22 und den Lippen 36 und 38 trennbar und gelenkig und können als Beitrag zur Gesamtflexibilität des Schlauches ausgenutzt werden.

,Die resultierende Struktur ist I-förmig und doppelwandig. In dem Fall, indem das Bindemittel aus thermoplastigem Material derselben Art wie das des Kronenteils 10 und das des kanalartigen Teiles 12 besteht, verschmelzen tatsächlich sofort Teile des Kanalteils 12 oder des Kronenteils 10 oder beide miteinander und zeigen an ihrer Verbindung eine einheitliche Struktur, wenn diese unmittelbar benachbarten Teile in einen plastischen Zustand versetzt werden und mit dem Bindemittel verschmelzen,. um später zu einer einheitlichen Masse zu erstarren und auszuhärten. Wenn die Einzelteile aus thermoplastischem Material bestehen, so können sie durch Schmelzen jener Teilstücke der Teile die miteinander verbunden werden sollen, zusammengefügt werden. Zum Beispiel können die Ecken 24 und 42 zur.Bildung von Bindematerial geschmolzen werden.

Das. Kronenteil 10 und die Ecken 24 und 42 sind in der Figur 2 als getrennt verbleibende Strukturen gezeigt, um die Bildung des I-förmigen Balkens des Kanalteils 12 hervorzuheben. Bevorzugterweise ist

- 11 BAD ORIGINAL

fcrmig gewunden, sodaß jeder Wickel vom benachbarten Wickel berührt wird. Deshalb besitzt ~ader Wickel 26 eine eigene Rippe 22, die in Kontakt mit der benachbarten Wandung' 18 des nächster:

Wickels 28 steht. In ähnlicher Weise steht die Hi^- pe ?2 des Wickels ?8 in Kontakt mit der benachbarten 'wandung des nächstfolgenden Wickels. In einer er5;ten Ausführungsform ist ein Bindemittel an die oberen Ecken 42 eines jeden Wickels aufgebracht, und zwar durch Drehung der Ecken 4-2 gegen eine Führungsrolle, auf die eine Schicht Bindemittel mit Hilf« von Techniken bekannter Art aufgebracht ist. In fiem Fall, in aem das Bindematerial eine thermoplastische Schmelze ist, oner durch Schmelzen eier ober·-jn r,ck<ⁱn 4-2 entstanden ist, wird die Führungsrolle um das thermoplastische Material," bis der Schlauch zusammengesetzt ist, auf einer angemessenen Temperatur zu halten, erhitzt.

Während das Bindemittel noch fließfähig ist, wird ergänzend das Kronenteil 10 auf die Ecken 24 und 42 durch überstreifen der kontinuierlich verlaufenden Leiste des Kronenteils 10 auf die freistehend«.! Ecken, aufgebracht. Kurz danach härtet das Bindemittel nus und. hinterläßt eine vollständige Terkit;-tung der Teile, wie in Figur 2 gezeigt.

In einer zweiten Ausführung ist das kanalartige Teil 12 in der gleichen zuvor erwähnten Forra gewunden. D-ts Bindematerial ist entweder aufgebracht, oder durch ein schmales Einsatzrohr in den Hohlraum ^l\0 des Kronentßils 10 eingespritzt, und zwar kurz bevor das Kronenteil vollständig über die

- 13 BAD ORIGINAL

Ecken 24 und 42 des spiralförmig gewundenen . konalartigen Teils 12 aufgestreift wird.

Sobald das Kronenteil 10 auf die 'Ecken 24 und 42 des Kanalteils 12 aufgestreift ist, sind die oberen Teile der Wandung 16 und 18 in dem Hohlraum

40 angeordnet und drängen das Bindematerial zwi- * sehen die Wandungen 16 und 18 und drücken es über die Ecken 24 und 42. Jedoch dienen jetzt die Lip-■pen 56 und 38 zusammen mit den Ecken 24 und 42,

^]Q wie schon zu vor beschrieben, als zusätzliche Barriere, um den Verlust von Bindemittel aus dem Hohlraum 40 zu verhindern, wodurch eine Masse 44 resultiert, die, wie in der Figur 2 gezeigt ist· aushärtet. Sobald das Bindematerial abgekühlt ist, für den Fall eines thermoplastischen Materials, oder, im Falle eines warmhärtenden Materials, ausgehörtet ist, wird der vollständige Schlauch von einem Formteil abgezogen und ist ohne weitere Bearbeitung fertiggestellt. Bei der Herstellung des Schlauches und während des Aufbringens des anfangs fließfähigen Bindematerials, wie z.B. in Figur 4 gezeigt, sind die Wandungen 16 und 18 oberhalb der Rippe 22 bevorzugterweise auseinandergezogen. Dieses Auseinanderziehen oder Auseinanderlegen zur Schaffung einer Lücke zwischen benachbarten Wandungen wird dadurch bewirkt, indem z.B. Kräfte an die Innenflächen der Wandungen 16 und 18 angelegt v/erden, wie es durch Pfeile in der Figur 4 dargestellt ist.

Dadurch ist-es dem Bindematerial möglich, in die

- 14 -

ORIGINAL

ϊ ζ ο ο j

resultierende Lücke su fließen und einen Kor. takt zu den äußeren Oberflächen der Wandungen 16 und 18 herzustellen, wodurch die Festigkeit; der Verbindung zwischen benachbarten Wickein 25 und 28 stark erhöht wird. Die Ecken 24 und 42 sind mit Absätzen 46 versehen, die in das lircnsnteil 10 hineinragen, und mit diesem in Eingriff stehen und mit Verschlußschienen 48 am Xronenteil 10 abschließen.

Der mechanische Verschluß, bewirkt, durch das Eingreifen der Absätze 46 in die Schienen 48, stellt einen Zusatz zur Verbindung, die durch die Masse 44 zwischen dem Kanalteil und dein Xrcnenteil bewirkt wird, dar. Die erweiterten Ecken 24 und 42 dienen zum Füllen des Hohlraumes 40, wodurch dar Betrag von benötigtem Bindematerial minimiert ist. Die Zeit, die zur Aushärtung der Masse 44 benötigt wird, wird durch das Minimieren der Bindemittelmenge reduziert. Eine Verkürzung der Aushärtezeit hat eine Steigerung Produkrionsrate zur Folge.

Bevorzugterweise sind die Spiralwickel 26 und 23 so dicht gewickelt, daß die Hippe 22 des Wickels 26, die zv/eite Wandung 18 eines benachbarten Wickels 28 wirklich fest kontaktiert und hierbei eine Dichtung oder einen Absparrdamia darstellt, wobei ein Fließen von Bindematerial unterhalb der Rippe verhindert wird. Wenn jedoch die Viskosität des Bindematerials hoch genug ist, oder die Aushärtezeit kurz genug, oder wenn beides zu trifft,

copy - 15 -

so braucht die Rippe 22 des Wickels 26 nicht fest die Wandung 18 des Wickels 28 zu kontaktieren, um ein Fließen von Bindematerial zwischen den Wandungen 16 und 18 zu verhindern.

<P Dan Hesultat ergibt einen flexiblen Schlauch, der

sich durch einen hohen Grad an Flexibilität aus- ^zeichnet, bedingt durch die Tatsache, daß beide . Basisteile.14 und der größte Teil der Wandungen 16 und 18 gebogen und geknickt werden und nicht hauptsächlich das Unterteil18, wie es bei älteren Techniken üblich war, und wie es der Fall wäre, wenn Bindematerial unterhalb der Hippe 22 fließen könnte. In der Tat können mehr als 43 des Flexibilitätsgrades eines Schlauches gemäß der Erfindung auf die Biegsamkeit der Wandungen 16 und 18 zurückgeführt werden.

Das Kronenteil 10 wird von der Masse 44 gestützt, die eine dicke, feste, haltbare und abriebbeständige Deckschicht für die empfindlichere darunter-' liegende Membran, die vom Tunnelteil 12 gebildet wird, darstellt.

Soweit das Kronenteil 10ein separates Teil der Schlauchkoniruktion gemäß der Erfindung ist, kann das Material, aus dem das Kronenteil 10 gefertigt ist, willkürlich variiert werden, um dadurch einen Schlauch herzustellen, der besonders dem Gebrauch in unterschielichen Umgebungen angepaßt ist. Zum Beispiel kann das Kronenteil 10 aus starkem abriebbeständigem und hartem Material gemacht sein,

wenn der Schlauch auf rauhen Oberflächen benutzt wird.

Dieses wird insoweit ermgöicht, wie die Flexibilität des Schlauches nicht zu einem signifikanten Teil von der Flexibilität des Kronenteils 10 abhängt. Zum Beispiel kann das Kronente-il 10 aus Metall gefertigt sein. Für einen anderen Verwendungszweck kann das·Kronenteil 10 mit einem besonders strahlungsbeständigem oder mit einem chemisch. resistentem überzug gefertigt sein, sowie es sich z.B. beim Gebrauch für Kraftfahrzeuge als ,sinnvoll erweist, wo die Sonnenlicht- oder Ozonaussetzung die Haltbarkeitsdauer wesentlich verkürzt.

.-.-.., -Weiterhin hat das Kronenteil einen viereckigen

Querschnitt aufweisende Basis 30, und kann, wie angegeben, aus relativ hartem Material gemacht sein, so daß, wenn der Schlauch gebogen wird, die Wandungen 32 und 34 von benachbarten Wicklungen von Kronenteilen 10 zusammengedrückt, aber durch das Umbiegen des Schlauches nicht gequetscht werden.

Statt dessen wird die. gesamte Biegefestigkeit des Schlauches durch das Kanalteil 12 bewirkt und ins besonderen bei Biegebeanspruchungen auf der Seite '"' des Schlauches die ausgedehnt oder gespannt ist. Sobald die zusammengedrückte Seite des gebogenen

Schlauches sich als sehr reeistent gegenüber Quetschungen erweist, wird ein.Brechen des Schlauches an einer scharfen' Krümmung, die über einem Bogen ... . von mehr als 180 hinausgeht verhindert. Sowie der Schlauch weiter gebogen wird, liegt dieser sich einfach auf der ausgedehnten Seite der Umbiegung

BAD ORIGINAL

"^ COPY

weiter bin zum Maximalpunkt der Ausdehnung auf der gespannten Seite. Deshalb kann der Schlauch über 360 hinaus gebogen.werden, ohne das"er abbricht. In der Tat ka'nn die Biegefestigkeit des Kanalteils 12, die extrem hoch ist auf der ausgedehnten Seite der Krümmung überschritten werden, bevor der Schlauch auf der zusammengedrückten Seite der Krümmung bricht.. · -

A]s Beispiel genannt sei ein typischer Schlauch, ■ aus thermoplastischem Material gemäß der Erfindung, mit einem Innendurchmesser von 2.54- - 12,7 cm und eine Wanddicke von ungefähr 0-48,26 cm, der spiralförmig gebogen werden kann, wobei der innerste Eadius weniger als 3«81 cm beträgt ohne das eiirre- ^""Knickung auftritt. Deshalb kann ein Schlauch gemäß der Erfindung in einem Bogen gebogen werden, dessen Radius kleiner als der Durchmesser des Quer- -schnittes des Schlauches ist, ohne das. dieser ab-' 'knickt. Dieser Schlauch hat nur ein Gewicht von

bis zu 11.793 kg pro 30.48 cm.

Als ein anderes Maß für die Biegefestigkeit, kann . ein 38,1 cm langer Schlauch' mit' einem Innendurch-"-'-'■'messer von 3.81 cm derart gebogen werden, daß die " zwei Enden sich berühren und parallel zueinander '" ^Jverlaufen, ohne daß'der Schlauch bricht. Dieses wird ^Λ> besonders in der Figur 5 gezeigt, wobei der Punkt,

an dem der Schlauch sich selbst berührt mit dem Be-• zugs?eichen 50 vers.ehen -ist.

'"Im allgemeinen ist die Struktur gemäß ,der Erfindung von zylindrischer Konfiguration, Jedoch werden auch andere, wie konische und solche von verschiedenem

- 18 -

Durchmessern auch mit berücksichtigt. Die kontinuierliche Membran wird vor Abrieb und Durchlöcherung durch die Menge Material geschützt;, die gebraucht wurde, um die spiralförmigen Wickel 26 und 28 und ebenso das Kronenteil 10 zu verbin-den.

Ein großer⁵ Teil der Masse und Stärke der Struktur wird von,äußeren Ausmaßen des Schlauches abgeleitet.

Abknickungen.passieren meistens bevorzugt in den ^q weicheren, biegsameren Kanalteilen.

Die sehr hohe Bandfestigkeit der Struktur erlaubt es, den Schlauch auch für Hochvakuum zu gebrauchen, wie z.B. von 736·5 mm Hg. Diese Struktur wiedersteht dem Bruch, verursacht durch äußere Kräfte wie z.B. durch schwere Objekte oder hydraulischen Druck. Zusätzlich zum Gebrauch üblicher Vakuum-Schläuche findet diese Bauart auch Verwendung bei der Meeresbodenerfo.rschung und ähnlichem.

Der Schlauch bjegt sich primär in den langen Abschnitten der Basis und der Wandungen des Kanalteils und nicht in der Kröne oder an den Ecken des Kanals. Da die Größe der Biegebeanspruchung sich auf die lan- -- . gen Wandungen und auf die Basis des Kanalteils be— -- zieht, wird die Konzentration.von Kräften innerhalb von kleinen Gebieten, die brechen könnten, verhindert und die flexiblen Teile der Struktur sind von den Gebieten mit dem grö.ßten Abrieb getrennt und das . " Kronenteil kann aus härterem, abriebbeständigerem und festerem Material konstruiert sein.

- 19 COPY

-Ä9-

Festigkeit und Flexibilität des Schlauches werden beide"durch'den Gebrauch eines ralativ festen Materials für das Kronenteil und eines ralativ biegsamen Material des Kronenteils ein "Sekant - Modul·" von ungefähr 22.680 bis 54.4-31 kg pro 6.452 ^ und das Kanalteil von ungefähr 1.561 kg bis 18.1-^fi-4

2
kg pro 6.452 cm aufweisen. ■ ° '

Das relativ feste Material wird für das Kronenteil benutzt, ohne die Flexibilität zu beeinträchtigen.

^In einer bevorzugten Ausführungsform verhindert die Rippe ein Fließen von Bindematerials zwischen benachbarten Wickler, d.h. sie wirkt als Barriere oder als Absperrdamm.

■ In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich., ■I5 einen Schlauch ohne eine derartige Rippe zu bauen. Die Menge des Bindematerials muß, um zu verhindern, daß das Bindematerial zu weit zwischen benachbarte Wickler fließt, vorsichtig und' genau kontrolliert werden.

Falls keine Hippe vorgesehen ist, sollten die ben&chbarten Wickel etwas voneinander getrennt wer-. den, südaß etwas Klebstoff über die äußeren Ecken "." "■· der Wandungen zwischen diese fließen kann.

Im allgemeinen ist die Flexibilität eines Schlauches bei Kichtvorhandensein der Rippe geringer. Mit der üblichen Erfahrung für die Herstellung eines Schlauches, sowohl was die Struktur, als·auch was dass Herstellungsverfahren selbst betrifft, können viele

- 20 -

- 2β -

Modifikationen vorgenommen werden, ohne den Ee^ngedanken oder Anwendungsbereich der Erfindung zu verlassen.

Deshalb ist die gezeigte Ausführungsform nur ein Beispiel zur Verdeutlichung der Erfindung und soll te nicht auf den Anwendungsbereich der Ansprüche begrenzt werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Flexibler, nicht knickbarer Schlauch und Verfahren zu dessen Herstellung

   10

   .J Flexibler Schlauch·, dadurch gekennzeichnet , daß ein flexibles, kanalartiges Teil (12) mit einem im allgemeinen U-förmigen Querschnitt - erste und zweite Wandungen (16, 18) aufweist, die mit der Basis (14·) gebildet, integriert sind,

   daß die erste Wandung (16) eine integriert mit ■dieser geformten Rippe (22) aufweist, die von der ersten Wandung (16) nach außen gerichtet ist und auf der ersten Wandlung (16) nahe dem Snde der ersten Wandung distal von der Basis (14) des Kanalteils (12) angeordnet ist, daß das Kanalteil als kontinuierlich verlaufende spiralförmig ge-

   TELEX: TELEGRAMM TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKOt(TO: 1 - 858 44 INVENTION BERLIN BERUNERBANKAQ. P MEISShER BLN-W Inven d BERLIN 030/891 60 37 BERLIN 31 404737-103 030/891 30 2β 3695716000

   wundene Leiste gemäß einer vorher bestimmten Konfiguration ausgebildet ist, daß die Rippe (22) der ersten Wandung (16) an die zweite Wandung (18) des benachbarten gewundenen Wickels (28) des spiralförmig gewundenen Kanalteils (12) angrenzt und daß ein Kappenteil (10) mit einem im allgemeinen uage- ~ kehrt U-förmig ausgebildetem Querschnitt auf dem spiralförmig gewundenen Kanalteil (12) angeordnet ist, um in dieser umgekehrten U-Form die ersten und zweiten Wandungen (16, 18) von aneinandergrenzenden Wickeln (26, 28) des spiralförmig gewundenen Kanalteils (12 einzuschliessen,

   daß das Kappenteil (10) zusammen mit dem Kanalteil (12) spiralförmig gewunden ist, daß das Kappenteil (10) und benachbarte Wickel (26, 28) des Kanalteils (12) in der umgekehrten U-Form des Kappenteils (10) durch ein Bindemittel miteinander verkittet sind.

   2. Schlauch nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das Kanalteil (12) aus thermoplastischem Material und das Bindemittel aus vergleichbarem thermoplastischem Ma-' terial besteht.

   3. Schlauch nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Wandung (16, 18) des Kanalteils (12) die äusseren distal von der Basis (1²O liegenden Ecken

   J₀ (24, 42) aufweist,

   daß die äußeren Ecken (24, 42) von der ersten

   - 5 COPY

   und zweiten Wandung (16, Ί8) nach innen gerichtete Absätze (4-6) aufweisen.

   4. Schlauch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kappenteii

   (10) eine umschließende, nach innen gerichtete ■· Schiene (48) an jeder Ecke der nach unten zeigenden Wandungen (32, 34·) des im allgemeinen . umgekehrt U-fö'rmigen Kappenteils (10) aufweist, welches in diesen Schienen (48) eingreifen kann, wobei benachbarte spiralförmige, gewundene Wickel (26, 28) des Kanalteils (12) mechanisch zusammen geschlossen werden.

   5. Flexibles Bauteil zur Konstruktion eines flexiblen Schlauches, dadurch gekennzeichnet, daß es eine flexibleBasis (14) enthält, daß eine flexible erste Wandung (16) integriert mit dem Basisteil (14) ausgebildet ist,
   daß die erste Wandung (16) eine Rippe (22) aufweist, die integriert an der Außenfläche der ersten Wandung (16) ausgebildet ist, daß die Rippe (22) an der Außenfläche der ersten Wandung (16) unterhalb und nahe an der Eckspitze der ersten Wandung (16) ausgebildet ist und sich der Länge nach über das bewegliche Bauteil (I3), im allgemeinen parallel zur Basis (14) erstreckt und daß eine flexible zweite Wandung (18) integriert mit der Basis (14) gegenüber der ersten Wändung (16) angeordnet ist, daß die erste und zweite Wandung (16, 18) und die Basis (14) eine kontinuierlich verlaufende Leiste mit einem im

   allgemeinen U-förmigen Querschnitt bilden, wobei das flexible Element (12) spiralförmig gewunden ist und wobei die Rippe (22) der ersten Wandung (16) nahe der zweiten Wandung (18) des angrenzenden Wickels (28) des beweglichen Elementes, liegt»

   6. Verfahren zur Konstruktion eines flexiblen Schlauches,dadurch gekennzeichnet, daß eine im allgemeinen ringförmige Konfiguration durch spiralförmiges Wickeln eines flexiblen Kanalteils (12) gebildet wird,

   daß das Kanalteil (12) eine kontinuierlich verlaufende Leiste bildet, bestehend aus einem Basisteil (1A-) siit einer integrierten ersten und zweiten Wandung ( 16, 18), daß die

   \ erste und zweite Wandung (16, 18) obere Ecken

   distal vom Basisteil (14) aufweisen, daß die erste Wandung (16) eine integrierte Rippe (22) aufweist, die auf der Außenfläche derselben angeordnet ist,

   daß die Rippe (22) sich der Länge nach über das Kanalteil (12) im allgeimeinen parallel zur Basis (14) erstreckt,

   daß die Rippe (22) auf der Außenfläche der ersten Wandung (16) unterhalb und nahe der . oberen Ecken (24, 42) der ersten Wandung (16) angeordnet ist, daß die zweite Wandung (18) integriert mit dem Basisteil (14) gegenüber

   7Q der ersten Wandung (16) angeordnet ist,

   daß die erste und zweite Wandung (16, 18) zusammen mit dem Basisteil (14) ein im allge-

   meinen U-förmigen Querschnitt aufweisendes Kanalteil (12) bilden,

   daß das Kanalteil spiralförmig so gewundenwird, daß die Hippe (22) der ersten Wandung

   (16) einen Kontakt zur Außenfläche der zweiten Wandung (18) eines nächsten Wickels des Kanalteils (12) aufweist,

   daß ein anfangs fließfähiges Bindemittel auf die oberen Ecken (2A-, 42) von benachbarten ersten u. zweiten Wandungen (16, 18) des spiralförmig gewundenen Kanalteils (12) aufgebracht wird,

   daß das Kappenteil (10) auf angrenzende obere Ecken (24-, 4-2) von benachbarten Wicklungen des Kanalteils (12) während das Bindemittel noch fließfähig ist aufgebracht wird, Qaß üat. Bindemittel in situ aushärten kann Uli aas Kappenteil (10) und die benachbarten wickel \^6, 28) des Kanalteils (12) zusammenzukitten, wodurch der flexible Schlauch leicht derart fertiggestellt werden kann, daß di© unteren Teile der ersten und aweiten Wandung (16, 18) unterhalb der Rippe (22) frei von Bindemittel gehalten werden, wodurch sich die ausdehnbare und flexible Charakteristik des .Kanalteils (12) ergibt.

   7· Verfahren nach Anspruch 6, da' durch

   gekennzeichnet, daß das Kanalteil (12) und das Kappenteil (10) aus ther-J₀ moplastischem Material bestehen und das Bindemittel au3_vergleichbarem thermoplastischem Material, daß das Aufbringen von Bindemittel

   - 6 - ι

   JO ι

   auf benachbarte Kanalteile (12) einen Verfahrensschnitt enthält, bei dem das Bindemittel, während es sich in einem erhitzten thermoplastischem Zustand befindet, wodurch sofort angrenzende Teile des Kanalteils (12) und des Kappenteils (10) erreicht und miteinander verschmolzen und durch das Bindemittel * verbunden werden, wobei sie eine integriert zusammengesetzte Struktur ergeben..

   8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen von Bindemittel auf die oberen Ecken (24-, 4-2) der benachbarten ersren und zweiten Wandung (16, 18) eine Trennung der angrenzenden Wandungen (16, 18) oberhalb der Rippe (22) beinhaltet, um einen Bindematerial auffangenden Hohlraum (4-0) zu schaffen, während die Eippe (22) in Kontakt mit der Außenfläche der angrenzenden zweiten Wandung (18) gehalten wird, wobei ein Absperrdamm, der ein !Fließen- des Bindemittels hinter die Eippe (22) verhindern_s gebildet wird, wobei aber Teile der ersten War;"- ; dung (16) und der ziveiten angrenzenden Wandun- j gen (18) unterhalb der Hippe (22) frei von Bindemittel bleiben und trennbar sind, wodurch die Gesamtflexiblität des Schlauches gesteigert wird.

   9. Verfahren nach Ansprcuh 6,dadurch gekennzeichnet, daß. das Kanalteil (12) und das Kappenteil (10) ineinander greifende Bauteile aufweisen und daß das Aufbringen des _s

   !ils (10)einen mechanischen Zusammen- !

   - 7 -BAD ORIGINAL

   schluß von Kappenteil (10) und banchbarter erster und zweiter Wandung (16, 18) beinhaltet.

   10. Flexibler Schlauch, dadurch, gekennzeichnet, daß eine flexible Membrane mit einer spiralförmigen Rippung versehen ist, wobei sich jede Rippe radial von der Membrane erstreckt und von einer Doppelwandung (16, 18) bestimmt ~wird, daß die Doppelwandungen (16, 18) trennbar und flexibel sind,

   ' daß die Doppelwandungen (16, 18) sich an ihren äußeren radialen Endpunkten verbinden, an einer Verbindungsstelle, die die radialen Ecken der Hippen begrenzt und
   daß das Kronenteil (10) komplementär auf der spiralförmigen Rippung angeordnet ist und dieser vollständig angepaßt ist,

   daß das Kronenteil (10) auf der Verbindungsstelle befestigt wird und sich den radialen Eckpunkten der Rippung anpaßt und es den Doppelwandungen der Rippung ermöglicht voneinander getrennt zu werden.

   11. Flexibler Schlauch nach Anspruch 10, dadurch .gekennzeichnet, daß das Kronenteil (10) aus halbstarem Material gefertigt ist und einen Hohlraum (40) bestimmt, der hauptsächlich von der spiralförmigen Rippung ausgehöhlt wird, so daß das Kronenteil (10) bruchresistent ist, wobei der Schlauch über spitze Winkel gebogen werden kann, ohne daß er bricht.

   12. Schlauch nach Anspruch 10,dadurch g e -

   ■kennzeichnet, daß das Kronenteil (10) einen umgekehrt U-förmigen Querschnitt aufweist mit einer Basis (14) und zwei gegenüberliegenden Wandungen (16, 18), daß die Basis (14) und die Wandungen (16 18) ia wesentlichen rechtem Winkel zueinander angeordnet sind und dadurch einen quadratischen Querschnitt er- ^.geben, auch im Hinblick auf die sich radial erstreckenden meisten Teile des Kronenteils (10), wodurch der Bruchwiderstand des Kronenteils (10) erhöht wird.

   1J). Schlauch nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kronenteil (10) ein anfangs separates Bauteil darstellt, daa. auf der Membrane auf der spiralförmigen Rippung fixiert ist, wobei eine Vielzahl von Werkstoffen für das Kronenteil (10) ausgewählt werden kann, welche in ihrer Zusammensetzung und Charakteristik von der Membrane verschieden sind und einen überzug für den Schlaucli darstellen.

   1A-. Schlauch nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kronenteil (10) einen im allgemeinen umgekehrten U-förmigen Querschnitt aufweist, der einen Hohlraum (40) bestimmt, mit einem im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt und wobei die Rippung den Hohlraum (40) vollständig ausfüllt und dadurch einen doppelwandigen, I-förmigen Querschnitt aufweisenden Balken für die Rippung bildet.

   — 9 —

   15- Verfahren zur Herstellung eines flexiblen . Schlauches, dadurch gekennzeichnet, daß ein kanalartigss Teil (12) spiralförmig gewunden wird, welches ra~ dial nach außen gerichtete Wandungen (16, 18) aufweist,

   daß die sich radial ausdehnende Wandung (16) ^ des einen Wickels (26) des Kanalteils (12) angrenzend zu sich radial erstreckenden Wandung (18) eines benachbarten Wickels (28) des Kanalteils (12) angeordnet ist, und daß die radialen äußeren Enden der Wandungen (16, 18) des Kanalteils (12) miteinander verbunden werden und daß dabei die unteren Teile der angrenzenden Wandungen (16, 18) des Kanalteils (12) beweglich bleiben um die Flexibilität des Schlauches zu maximieren, wobei der. Schlauch so ausgebildet ist, daß er eine spiralförmige, doppelwandige Rippung zum Erreichen der maximalen Flexibilität aufweist.

   16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Kronenteil (10) über die radialen äußeren Ecken (24, 4-2) von benachbarten, sich radial ausdehnenden Wandungen (16, 18) aufgebracht wird.

   17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang des Verbindens der radialen äußeren Ecken (24, 42) des Kanalteiles (12) einen Verfahrensschnitt enthält, bei dem das Kronenteil (10) durch Auf-

   - 10 -

   • bringen von Bindemittel auf dem Kanalteil (12) befestigt wird.

   18. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennze ich η et, daß beim Verbinden der äußeren Ecken (24\ 42) ein anfangs fließfähiges Bindemittel auf die radialen äußeren Ecken (24-, 42) des spiralförmig gewundenen Kanalteils (12) aufgebracht wird, und daß das Kronenteil. (10) darauf aufgebracht wird, während das Bindemittel noch fließfähig ist und daß das Kronenteil (10) auf dem radialen äußeren-Ecken (24, 42) des Kanalteiles (12) festgehalten wird, bis das Bindemittel ausgehärtet ist.

   19. Verfahren nach Anspruch 17,dadurch ge-" kennzeichnet, daß beim Aufbringen des Bindemittels, das thermoplastische Bindemittel daran gehindert wird, zwischen die sich radial erstreckenden Wandungen (16, 18) über einen vor-'' herbestimmten Punkt hinaus zu fließen.