DE3814747A1 - Daempfungsschlauch fuer wasserrohre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dämpfungsschlauch zum Einsetzen in ein Wasserrohr, insbesondere zur Verwendung in einem Anschlußstück zu einem Wasserhahn.

Dämpfungsschläuche bestehen aus einem elastomeren Material, das so geformt ist, daß es in ein Wasserrohr eingesetzt wer­ den kann, bei dem es sich meistens um einen Anschluß für eine Armatur handelt, der das Ende eines Schlauches an seine Zufuhr­ leitung anschließt, um die raschen Druckschwankungen aufzu­ nehmen und den Geräuschpegel der Einrichtung zu verringern. Zu diesem Zweck können die Dämpfungsschläuche eine bestimmte Luftmenge in einer Kammer, welche durch eine flexible Wand ge­ bildet wird, einschließen. Diese Luft wirkt als hervorragend elastische "Lunge", welche die raschen Druckschwankungen auf­ nimmt und ihre Übertragung durch Kompression und Ausdehnung verhindert. Die Wirksamkeit eines solchen Dämpfungsschlauches hängt in erster Linie von der eingeschlossenen Luftmenge, d.h. vom Volumen der Luftkammer, ab. Bei den bekannten Ausführungs­ formen bilden die verformbaren Wände dieser Dämpfungsschläuche bei Nichtvorliegen eines Druckes über den größten Teil ihrer Ausdehnung einen Zylinder, dessen Innendurchmesser groß genug ist, um einen ausreichend bemessenen Durchgangsweg zu ermög­ lichen. Daher ist der Außendurchmesser des Zylinders nur re­ lativ wenig geringer als das Rohr, in das der Schlauch einge­ setzt ist. Die Luftkammer besteht aus dem relativ engen ringförmigen Raum, welcher zwischen der flexiblen zylindrischen Wand und der Rohrwand liegt.

Sobald das System einen Druck von 300 bis 400 kPa erreicht hat, wird die die flexible Wand umgebende Luft stark kompri­ miert, was zwei schädliche Auswirkungen mit sich bringt. Zum einen wird das Volumen der Luftkammer stark verkleinert, zum anderen nimmt die anfänglich zylinderförmige Wand eine merk­ lich konkave Form an, die zu Wirbeln und Hohlräumen führen kann, wodurch sich der Widerstand gegen den Flüssigkeitsfluß erhöht und Lärm verursacht wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dämpfungsschlauch bereitzustellen, der eine größere Wirksam­ keit besitzt, ohne daß sich die Herstellungskosten erhöhen.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeich­ nenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Entsprechend der Erfindung hat die flexible Wand des Schlauches bei Nichtvorliegen eines Wasserdrucks eine stark konvexe Form, welche eine erhebliche Krümmung zu ihrer Mittelachse hin aufweist und einen engen Durchgangsweg bildet, der klein ist gemessen an dem, der bei dem zu erwartenden Wasserdruck erforderlich ist.

Aufgrund seiner charakteristischen Form und erfindungsge­ mäß bewirkt der Schlauch bei Nichtvorliegen eines Druckes eine scheinbar unannehmbare und zu starke Drosselung des Flüssigkeitsdurchgangs. Steht das System jedoch unter dem Betriebsdruck, verursacht der Druck die Kompression der Luft in der Kammer durch die Verformungsbewegung der flexiblen Wand des Dämpfungsschlauches. Die Wand biegt sich durch, um bei normalem erwarteten Betriebsdruck annähernd eine zylin­ drische Form anzunehmen, und beendet daher die Drosselung. Auf diese Weise erhält die flexible Wand des Schlauches eine Form, welche eine verringerte Störung der Wasserströmung be­ wirkt. Gleichzeitig nimmt die von der flexiblen Wand begrenzte Luftkammer unter Betriebsbedingungen ein Volumen an, das dem Ruhevolumen der Luftkammer eines bisher bekannten Dämpfungs­ schlauches gleicher Abmessungen entspricht und bietet daher eine viel größere Wirksamkeit als Schalldämpfer.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben und nachstehend erläutert.

Im folgenden wird auf die Zeichnungen Bezug ge­ nommen, in welchen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Dämpfungsschlauchs gemäß der vor­ liegenden Erfindung entlang der Linie I-I in Fig. 2 ist,

Fig. 2 eine Querschnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1 ist,

Fig. 3 bis 5 Längsschnittansichten ähnlich der in Fig. 1 sind, die eine zweite, dritte und vierte Ausführungsform der Erfindung zeigen,

Fig. 6 ein Längsschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 7 einer fünften Aus­ führungsform mit äußeren Stabili­ sierungsrippen ist,

Fig. 7 eine Querschnittansicht entlang der Linie VII-VII in Fig. 6 ist,

Fig. 8 ein Längsschnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 9 einer sechsten Ausführungsform mit inneren Stabili­ sierungsrippen ist,

Fig. 9 eine Querschnittansicht entlang der Linie IX-IX in Fig. 8 ist und

Fig. 10 eine Querschnittansicht ähnlich der in Fig. 9 ist, die eine siebte Aus­ führungsform mit inneren Stabili­ sierungsrippen zeigt.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet der Buchstabe T einen durch die strichpunktierte Linie dargestellten Rohrabschnitt, in den der Dämpfungsschlauch eingesetzt ist. Generell kann es sich um einen beliebigen Rohrtyp in einer Wasseranschlußleitung handeln. Eine vorgesehene Verwendung ist jedoch zusammen mit einem exzentrischen Anschlußstück, welches einen Wasserhahn, z. B. eine Mischbatterie für eine Badewanne, an die Zufuhr­ leitung anschließt.

Der Dämpfungsschlauch 3 ist durch die voll ausgezogenen Linien unter den Bedingungen dargestellt, unter denen er installiert wird, d. h. wenn er nicht unter Wasserdruck steht. Der Schlauch 3 besteht aus elastischem Gummi oder einem anderen geeigneten elastischen Material und enthält Dichtungsflansche 1, die so bemessen sind, daß sie in das Rohr T eingesetzt werden können und dort abdichtend anliegen. Die flexible Wand 2 erstreckt sich zwischen den beiden Flanschen 1 und weist entlang ihrer inneren Länge eine konvexe Form auf. In der hier beschriebenen Ausführungsform entspricht der Längsschnitt der flexiblen Wand 2 annähernd einem Kreisbogen. Die Wand 2 be­ grenzt im Querschnitt des Dämpfungsschlauches einen engen Durchgang, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Der Durchmesser dieses Durchgangs ist offensichtlich unzureichend, um den Durchfluß des erwarteten Wasserstroms zu gestatten. Tatsäch­ lich beträgt der Bereich des verringerten Querschnitts der Wand 2 in der hier dargestellten Ausführungsform nicht ein­ mal den zwanzigsten Teil des Querschnitts des Rohres T.

Der Schlauch 3 wird in das Rohr T eingesetzt, wenn es leer ist, weshalb sich die Kammer oder Tasche C, welche sich zwischen der Wand des Rohrs T, den an sie anliegenden Flanschen 1 und der flexiblen Wand 2 bildet, mit Luft gefüllt wird, die unter atmosphärischem Druck steht. Sie soll als Luftkammer wirken, um die Wirkung eines Dämpfungsschlauchs zu erzielen.

Es wird deutlich, daß das Volumen der Luftkammer C viel größer ist als das eines Schlauches vom herkömmlichen Typ, der in Ruheposition im wesentlichen zylindrische flexible Wände besitzt sowie einen Außendurchmesser, der nur etwas kleiner ist als der des Rohres T.

Wenn dem Rohr T ein Wasserdruck, der normalerweise zwischen 300 und 400 kPa liegt, zugeführt wird und die Luft in der Kammer C entsprechend komprimiert wird, verringert sich das Volumen der Kammer C, und die flexible Wand dehnt sich aus und nimmt die durch die strichpunktierte Linie 2′ dargestellte Form an.

Dementsprechend vergrößert sich auch der Durchmesser des ver­ ringerten Querschnitts der flexiblen Wand 2 und wird aus­ reichend, um den Durchfluß der erwarteten Flüssigkeitsmenge zu ermöglichen. Die flexiblen Wände nehmen jedoch keine kon­ kave Form an, weshalb die Strömung nicht durch Wirbel oder Hohlräume beeinträchtigt wird. Auf der anderen Seite nähert sich das Volumen der Luftkammer C, das sich infolge der Druck­ beaufschlagung verringert hat, dem Volumen von bereits be­ kannten Dämpfungsschlauch-Luftkammern in Ruheposition, d. h. bei Unwirksamkeitsbedingungen und ist daher wesentlich größer als das Luftkammervolumen der bekannten Schläuche bei gleichem Druck, was unter Betriebsdruck zu gesteigerter Wirksamkeit führt. Die Wirksamkeit des Dämpfungsschlauchs wird erheblich vergrößert.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform wird die Luftkammer C durch die Flansche 1 geschlossen, welche der Innenfläche der Wand des Rohrs T anliegen. Will man sich für eine wirksame Funktion des Dämpfungsschlauchs nicht auf diese Abdichtung verlassen, so kann eine zweite, in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform verwendet werden, in der die Flansche 11 außer mit der flexiblen Wand 12 auch mit den Enden eines Rohrs 13 verbunden sind, welche aus Metall, Kunststoff oder einem anderen geeigneten, nichtporösen Material bestehen kann und die Luftkammer C verschließt, ohne daß äußere Kräfte erforderlich sind. In diesem Fall kann die Dämpfungsschlauchbaugruppe 11-13 in das Rohr T eingesetzt werden.

Analog dazu sind in einer dritten, in Fig. 4 gezeigten Aus­ führungsform an die flexible Wand 22 angeschlossene Flansche 21 innerhalb der Innenfläche eines elastomeren Rohrs 23, welches die Luftkammer C verschließt, abgedichtet, z. B. vulkanisiert. Die Luftkammer C kann in diesem Fall auch in mehrere Abschnitte unterteilt sein. So kann z. B. die flexible Wand 22 hinsichtlich der Mitte des Rohrs 23 linsenförmige Ausformungen ähnlich denen, die bei bestimmten Verpackungs­ materialien verwendet werden, bilden. Bei der zweiten und dritten Ausführungsform, die in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind, sowie bei der soeben beschriebenen Ausführungsform, bei welcher die Luftkammer C aus linsenförmigen Ausformungen besteht, kann die in der Kammer eingeschlossene Luft auch durch ein anderes Gas ersetzt werden. Weiterhin kann die Kammer C auch unter Druck gesetzt werden, bevor ein solcher im Rohr T aufgebaut ist, indem entweder die Kammer in einer unter Druck stehenden Umgebung geschlossen wird oder eine Substanz in die Kammer C eingeleitet wird, welche nach und nach ein Gas freisetzt.

In Fig. 5 entspricht die flexible Wand 32, welche die Flansche 31 miteinander verbindet, nicht einem Kreisbogen, sondern gleicht eher einer hydrodynamischen Düse. Dabei kann unter Betriebsbedingungen eine noch geringere Störung des durch den Dämpfungsschlauch fließenden Wasserstroms erzielt werden. Bei dieser Ausführungsform befindet sich der begrenzte Be­ reich nicht mehr in der Mitte, weshalb er sich weniger als in den ersten drei Ausführungsformen ausdehnt, weshalb der verringerte Querschnitt größer ist als bei den vorangegangenen Fällen, wenn er auch an sich für den Durchfluß der erwarteten Flüssigkeitsmenge zu klein ist. So beträgt z. B. die Fläche des verringerten Querschnitts etwa 1/9 des Querschnitts des Rohres T.

Wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt, ist die flexible Wand 42, welche die äußeren Flansche 41 miteinander verbindet, mit Rippen 43 versehen, die sich in Längsrichtung und radial nach außen erstrecken. Die Funktion dieser Rippen besteht hauptsächlich darin, einen gewissen Längswiderstand gegen die Durchbiegung der flexiblen Wand 42 nach außen vorzusehen, um eine Verformung und Beanspruchung der Wand durch die Wasserströmung auszuschließen. Weiterhin verleihen die Rippen 43 der flexiblen Wand 42 eine gewisse Stützung, die es ihr ermöglicht, nur eine minimale Dicke zu besitzen, um ihre Ört­ liche Verformbarkeit voll auszunutzen und so die Wirksamkeit des Dämpfungsschlauchs zu erhöhen.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Alternative, bei der die flexible Wand 52, welche die äußeren Flansche 51 miteinander ver­ bindet, Rippen 53 enthält, die sich in Längsrichtung und radial nach innen erstrecken und so elastische Verbindungen zwischen genau entgegengesetzten Bereichen der flexiblen Wand 52 bilden. Auch in diesem Fall verhindern die Rippen 53 jeden Wasserströmungswiderstand auf die flexible Wand, abge­ sehen von der elastischen Einwirkung der Rippen 53, welche sich versteifen und verlängern, wenn die flexible Wand sich unter der Einwirkung des Wasserdrucks nach außen hin verla­ gert, wodurch der Dämpfungseffekt der Luftkammer verstärkt wird. Da die Elastizität von Luft linear ist, die von Elasto­ meren jedoch nicht, vereinigt der in den Fig. 8 und 9 dar­ gestellte Dämpfungsschlauch zweckmäßig die Auswirkungen die­ ser beiden Verhaltensweisen und ermöglicht es, sehr günstige Wirkungen eines modifizierten Dämpfers zu verwirklichen.

Wie aus Fig. 10 hervorgeht, kann die flexible Wand 62, welche die äußeren Flansche 61 miteinander verbindet, auch Rippen 63 besitzen, die nach innen weisen, wo ein röhrenförmiges Element 64 die radialen inneren Enden der Rippen 63 ver­ bindet. Diese Ausführungsform ist im Hinblick auf das zuvor Gesagte besonders vorteilhaft, wenn eine Herabsetzung der Zugwirkung der radialen Rippen gewünscht wird.

Selbstverständlich können die verschiedenen Ausführungsformen des Dämpfungsschlauchs der vorliegenden Erfindung, die hier getrennt vorgestellt wurden, miteinander kombiniert werden. So kann z. B. ein Dämpfungsschlauch mit der Form einer hydrau­ lischen Düse, wie er in Fig. 5 dargestellt ist, mit röhren­ förmigen vulkanisierten Außenwänden wie in Fig. 4 versehen werden und/oder mit äußeren Rippen gemäß der Fig. 6 und 7 oder sogar mit inneren Rippen gemäß der Fig. 8, 9 oder 10. Die in den Fig. 8 und 10 dargestellten inneren Rippen 53 oder 63 können gleichzeitig mit äußeren Rippen 43 entsprechend den Fig. 6 und 7 verwendet werden, oder auch mit äußeren Rippen, die sich radial und quer erstrecken, oder auch mit äußeren Rippen, die sich in Längs- und Querrichtung über­ schneiden und so eine wabenartige Struktur bilden.

Es liegt ebenfalls auf der Hand, daß im Rahmen der vorlie­ genden Erfindung auch andere Ausführungsformen möglich sind. Die flexible Wand und die äußeren Flansche können verschie­ dene Formen erhalten. So kann z. B. die hier mit kreisförmigem Querschnitt abgebildete flexible Wand auch einen viereckigen oder vieleckigen Querschnitt aufweisen. Auch die Verstärkungs­ und Versteifungselemente, mit denen der Dämpfungsschlauch in der beschriebenen Weise ausgestattet werden kann, können verschiedene Formen erhalten.

Claims (12)

1. Dämpfungsschlauch zum Einsetzen in ein Wasserrohr, gekennzeichnet durch ringförmige äußere Flansche (1, 11, 21, 31, 41, 51, 61) und eine röhrenförmige flexible Wand (2, 12, 22, 32, 42, 52, 62), welche sich zwischen den äußeren Flanschen erstreckt und teilweise eine Luftkammer (C) begrenzt, wobei die flexible Wand des Dämpfungsschlauchs (3) bei Nichtvorliegen eines Wasserdrucks eine im Hinblick auf ihre radiale Mitte stark konvexe Form aufweist, welche einen beschränkten Durchgang hervorruft, der gemessen an dem erwarteten Wasserzufluß klein ist.

2. Dämpfungsschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Wand (2, 12, 22, 42, 52, 62) in Längsrichtung eine Querschnittskrümmung aufweist, die einem Kreisbogen ähnlich ist.

3. Dämpfungsschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Wand (32) das Profil einer hydrodynamischen Düse besitzt.

4. Dämpfungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Wand (42, 52, 62) mit längsgerichteten Rippen (43, 53, 63) ausgestattet ist, die im wesentlichen radial und nach außen gerichtet sind.

5. Dämpfungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Wand (52, 62) mit längsgerichteten Rippen (53, 63) versehen ist, die im wesentlichen radial und nach innen ge­ richtet sind.

6. Dämpfungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (53, 63) diametral gegenüberliegende Bereiche der flexiblen Wand (52, 62) miteinander verbinden.

7. Dämpfungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (63) einen Teil eines inneren röhrenförmigen Elements (64) bilden.

8. Dämpfungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Wand im wesentlichen radial nach außen weisende Rippen aufweist, die längs- und/oder quergerichtet sind.

9. Dämpfungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Flansche (11) mit einer starren äußeren röhrenförmigen Wand (13) verbunden sind.

10. Dämpfungsschlauch nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die flexible Wand (12) und die röhrenförmige Wand (13) begrenzte Kammer (C) mit einem Gas gefüllt ist, das unter einem Druck steht, der größer als der atmosphärische Druck ist.

11. Dämpfungsschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Flansche (21) abdichtend mit einer äußeren röhren­ förmigen Wand (23) aus einem dichtenden Elastomer verbunden sind.

12. Dämpfungsschlauch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Wand und die äußere röhrenförmige Wand eine linsenförmige Struktur bilden.