DE3440569A1

DE3440569A1 - Befestigungsflansch eines gummischlauches

Info

Publication number: DE3440569A1
Application number: DE19843440569
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Dipl.-Ing. 2090 Winsen Friederich
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1984-11-07
Filing date: 1984-11-07
Publication date: 1986-05-07
Also published as: DE3440569C2

Description

Befesti#;nngsflansch eines Gummischlauches
Die Erfindung bezieht sich auf einen Befestigungsflansch aus Gummi gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Befestigungsflansche dienen zum Verbinden von Schläuchen mit großen Durchmessern. Hierbei müssen an den Schlauchflansch folgende Anforderungen gestellt werden.
1) Der Flansch muß die gleiche Belastbarkeit aufweisen wie der Schlauch selbst. Da Schläuche mit Verstärkungseinlagen erheblichen Drücken (z.B. 50 bar) ausgesetzt sind,#ist es erforderlich, daß die Flanschzone der gleichen Druckbelastung standhalt. Dies setzt wiederum voraus, daß die Verstärkungseinlagen in dieser Zone so verformt werden, damit ihre Wirkung auch hier voll zum Tragen kommt.
2) Aufgrund degständigen Bewegungen in der Flansch~ zone muß der Befestigungsflansch so beschaffen sein, daß weder äußere noch innere Beschädigunl gen auftreten. Häufig zu verzeichnende Schadstellen sind der Bohrungsbereich für die Verbindungsbolzen und die innere Schlauchwand in der Flanschzone, wodurch aggressive Flüssig~ keiten in das Festigkeitsträgermaterial gelangen könnens die dann eine weitere Zerstörung des Schlauches in dieser Zone einleiten würden.
3) Der Befestigungsflansch muß außerdem so beschaffen sein, daß beim Zusammenschließen zweier Schläuche die Nahtstelle ohne Material- und Druckverlust dicht verschlossen ist, wobei der durch das Zusammenfügen auftretende Anpreßdruck gleichmäßig auf den Flansch verteilt werden muß.
Eine ungleichmäßige Verteilung hätte insbesondere die Zerstörung der Verstärkungseinlagen zur Folge.
Es ist daher verständlich, daß bei Befestigungsflanschen der Abstützung der Verstärkungseinlagen in der Flanschzone besondere Aufmerksamkeit geschenkt wurde, wobei nun zwei Entwicklungsarbeiten näher vorgestellt werden.
Aus der DEIPS 27 Ol 320 ist ein Schlauchflansch der eingangs genannten Art bekannt, bei dem zwischen den Einlagen im radial verlaufenden Bereich ein oder mehrere Metallringe eingebettet sind, wobei die obere Lagenhälfte einer Einlagenschicht den Ring von außen her zur inneren Ringkante und die untere Lagenhälfte den Ring von innen her bis zur äußeren Ringkante umschlingt.
Hierbei erfolgt die Überlappung der Einlagen abwechselnd.
Der Ring selbst ist allseitig von einer kräfteverteilenden Isolierschicht aus Gummi oder gummiähnlichem Ma terial umgeben. Ein in dieser Form aufgebauter Befestigungs flansch erfüllt die eingangs gestellten Anforderungen.
Die komplizierte Anordnung der Einlagenschichten im Be festigungsflansch war dann allerdings Ausgangspunkt einer Weiterentwicklung, die in der DE-OS 31 00 987 beschrieben ist.
Hier sind zwar in der Flanschzone nachwievor Ringscheiben zwischen den Verstärkungseinlagen eingebettet, jedoch weist dieser Schlauchflansch bei kürzerer Flansch~ höhe keine komplizierte Umschlingung der Einlagen um die Ringscheiben herum mehr auf.
Bisher scheiterten aber alle Versuche, einen Befestigungs flansch für einen Gummischlauch so herzustellen, daß auf den komplizierten Einbau der Ringscheiben zwischen den Vers tärkungs einlagen bei gleichem Anforderungs profil ganz verzichtet werden kann, denn der Flansch soll auch möglichst einfach und kostengünstig hergestellt werden. Durch den Verzicht von Metallscheiben zwischen den Einlagen kann darüber hinaus die Lebensdauer des Schlauchflansches wesentlich erhöht werden, da die Gefahr der Beschädigung der Verstärkungseinlagen durch die Metallscheiben bei extremer Belastung trotz aller bisherigen Entwicklungsbemühungen gegeben ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Befestigungs flansch mit ringscheibenfreien Verstärkungseinlagen herzustellen, der allen Anforderungen gerecht wird.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß sich zwischen dem Vorlag und Anpreßring eine schlag~ feste, schrumpfarme Formmasse aus Kunststoff hoher Strukturfestigkeit befindet, in der die radial nach außen verlaufenden Verstärkungseinlagen eingebettet sind.
Das Erfindungswesentliche liegt also darin, daß die Metallteile zwischen den Verstärkungseinlagen durch eine Flor tasse aus Kunststoff ersetzt wird, wobei die Forinmasse schlagfest, schrumpfarm und strukturfest sein muß, damit das Mindestanforderungsprofil gewährleistet ist. Bezüglich des Einbaus der Formmasse sind hierbei zwei Varianten interessant.
A) Analog dem Befestigungsflansch, der in der DE-PS 27 Ol 320 bzw. in der DE-OS 31 00 987 beschrieben ist, werden zwischen den radial nach außen verlaufenden Verstärkungseinlagen Schichten eingebaut, wobei lediglich anstelle der Metallscheiben fertige Kunststoffteile eingesetzt werden, wobei zweckmäßigerweise jeweils mindestens zwei Einlagenschichten zwischen den Kunststoffschichten zasammenge faßt sind. Anstelle fertiger Kunststoffscheiben kann auch eine härtbare Paste, die während der Verarbeitungsphase eine Viskosität von 1000 bis 7000 cps aufweist, zwischen den Einlagen eingegossen werden. Die Eunststoffschichtdicke beträgt 0,5 bis 2 mm, wobei die Schichtdicke nach der DE-OS 31 00 987 bei Bedarf variiert werden kann.
B) Eine härtbare Kunststoffpaste (Viskosität 1000 bis 7000 cps) wird so zwischen den Vorleg- und Anpreßring gebracht, daß nach Aushärtung der Paste die Formmasse und die radial nach außen verlaufenden Verstärkungseinlagen einen einheitlichen Block bilden, wobei die Formmasse vorzugsweise bis in den zylindrischen Teil des Schlauches verläuft.
Die nach der Variante A oder B eingesetzte Formmasse muß schrumpfarm (Schrumpfprozeß max. 0,1 %) sein, damit nach dem Aushärten der Kunststoffpaste keine unerwünschten Hohlräume entstehen, die zu einer Verringerung der Belastbarkeit des Flansches führen würden9 Der Elastizitätsmodul der Formmasse aus Kunststoff beträgt max. 8000 N/mm², so daß gummielastische Eigen schaften gewährleistet sind. Zwecks Erhöhung der Struktur-und Schlagfestigkeit enthält die Formmasse vorzugsweise faserverstärktes Material.
Als Formmasse finden zwei Gruppen von Kunststoffen Verwendung.
1) Als Fozinmasse wird eine Reaktionsmasse aus Polyester (PES), Polyurethan oder Polycarbonat eingesetzt, wobei vorzugsweise styrolhaltiger Polyester auf Basis i ungesättigter Dicarbonsäuren und Glykolen mit einem Anteil von 65 bis 75 Gew.-% PES Verwendung findet. Der Rest ist Monostyrol und ein Härtungskatalysator (Peroxide mit oder ohne Zusätze). Die beiden Reaktionskomponenten sind zweckmäßigerweise o-Phthalsäure oder iso-Phthalsäure als Dicarbonsäuren bzw. Propanol#1,2, Butandiol-1,3 oder Neopentylglykol als zweiwertige Alkohole. Dabei werden neben einfachen Polymerisaten auch Mischpolymerisate eingesetzt.
Die hier aufgeführten zweiwertigen Alkohole werden darüber hinaus auch zur Herstellung von Polyurethan und Polycarbonat als Formmasse verwendet.
2) Eine weitere Gruppe von Kunststoffmassen, die dem Anforderungsprofil genügen, sind Polyäthylen, Epoxid und Silikonharze.
Die Erfindung wird in Verbindung mit einer Abbildung beispielsweise beschrieben.
In der Flanschzone (3) eines Glsmmischlauches (l) mit Verstärkungseinlagen <2) befinden sich der Vorlegring (4) und der Anpreßring (5) aus Stahl, die einvulkansiert sind. Zwischen den beiden Ringen (4) und (5) ist eine härtbare Formmasse (6) aus Kunststoff eingegossen, die mit den radial nach außen verlaufenden Verstärkungsein lagen einen einheitlichen Block bildet (Variante B).
Die Formmasse reicht vorzugsweise bis in den zylindrischen Teil des Schlauches (Position 9). Der Flansch weist eine Bohrung (7) für den Verbindungsbolzen auf.
Bei Bedarf kann ein loser oder fest anvulkanisierter Rinterlegflansch (8) mit Bohrung eingesetzt werden.
- L e e r s e i t e -

Claims

Befestigungsflansch eines Gummischlauches #ns #rüch e t.) Befestigungsflansch aus Gummi, der mit einem Gummischlauch mit mehreren Schichten von Verstärkungsein lagen aus Metall~ oder Textilfasern einstückig ausgebildet ist, wobei die Einlagen im Flansch radial nach außen gerichtet sind und axial vor und hinter den Einlagen ein Vorlegt bzw. ein Anpreßring aus Stahl einvulkanisiert ist und der Flansch Bohrungen für Verbindungsbolzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Vorlegt und Anpreßring (4, 5) .eine schlagfeste, schrumpfarme Formmasse aus Kunststoff hoher Sturkturfestigkeit befindet, in der die radial nach außen verlaufenden Verstärkungseinlagen eingebettet sind.
2.) Befestigungsflansch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Formmasse als Schichten zwischen den radial nach außen verlaufenden Verstärkungseinlagen befindet (Variante A).
3.) Befestigungsflansch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Formmasse 0,5 bis 2 mm beträgt.
4.) Befestigungsflansch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse und die radial nach außen verlaufenden Verstärkungseinlagen einen homogenen Block (6) bilden, der sich zwischen dem Vorlag und Anpreßring (4, 5) befindet (Variante B).
5.) Befestigungsflansch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse vorzugsweise bis in den zylindrischen Teil des Schlauches (Position 9) verläuft.
6.) Befestigungsflansch nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die schrumpfarme Formmasse einen Schrwnpfprozeß von max. 0,1 % aufweist.
7.) Befestigungsflansch nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse einen E-Modul von max. 8000 N/mm² aufweist.
8.) Befestigungsflansch nach den Ansprüchen 1 bis 71 dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse als Paste während des Einbringens in die Flanschzone eine Viskosität von 1000 bis 7000 cps besitzt.
9.) Befestigungsflansch nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse vorzugsweise faserverstärktes Material enthält.
10.) Befestigungsflansch nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse eine Reaktionsmasse aus Polyester (PES), Polyurethan oder Polycarbonat ist.
11.) Befestigungsflansch nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsmasse vorzugsweise styrolhaltiger Polyester auf Basis <,i3 - zunge sättigter Dicarbonsäuren und Glykolen mit einem Anteil von 65 bis 75 Ges.~% PES Verwendung findet..
~12.) Befestigungsflansch nach dem Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als < ,ß -ungesättigte Dicarbonsäuren vorzugsweise o-Phthalsäure und iso-Phthalsäure Verwendung finden.
13.) Befestigungsflansch nach dem Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Glykole vorzugsweise Propanol-1,2, Butandiol-1, 3 und Neopentylglykol Verwendung finden.
14.) Befestigungsflansch nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Formmassen auch Polyäthylen sowie Epoxid- und Silikonharze Verwendung finden.