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Die
Erfindung betrifft einen Schlauch, der zum Transportieren eines
Fluids bestimmt ist, und sein Herstellungsverfahren. Die Erfindung
betrifft insbesondere einen Schlauch aus Elastomer, eventuell verstärkt, ausgestattet
mit Anschlüssen
an seinen Enden, der die Zirkulation des Fluids unter Druck, das
ihn durchquert, unterbrechen kann, und das Verfahren zum Erzielen
eines solchen Schlauchs.
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Die
zum Transport eines Fluids unter Druck bestimmten Schläuche umfassen
im Allgemeinen eine innere Röhre,
eine äußere Beschichtung
und eine Verstärkungsarmierung,
die zwischen die innere Röhre
und die äußere Beschichtung
wie in 1 dargestellt eingefügt ist. Die Hauptfunktion der
inneren Röhre 2 des
Schlauchs 1 besteht darin, die Abdichtung sicherzustellen,
und sie muss mit dem transportierten Fluid kompatibel sein. Sie
muss zum Beispiel eine chemische Beständigkeit für den Transport von Säure aufweisen,
eine Scheuerfestigkeit für
den pneumatischen Transport von pulverförmigen scheuernden Werkstoffen
oder den hydraulischen Transport von scheuerndem Produkt verbunden
mit einer Flüssigkeit,
wie zum Beispiel Beton, oder darf für den Transport von Nahrungsmitteln
nicht kontaminierend sein. Der Einsatz von Elastomer für die innere
Röhre erlaubt
es, eine große
Anzahl von Anwendungen zu erfüllen
und begünstigt
die Biegsamkeit des Schlauchs. Die Hauptfunktion der Verstärkungsarmierung 3 besteht
darin, den Widerstand gegen den inneren Druck sicherzustellen, und
sie muss natürlich in
Abhängigkeit
von dem inneren Druck und den Betriebsbedingungen definiert und
bemessen werden. Der Einsatz von Kabeln aus Textil oder Metall,
die mit Elastomer beschichtet sind und die gemäß zwei symmetrischen Schrauben
verlegt werden, um die Verstärkungsarmierung
zu bilden, erlaubt es, einen sehr großen Bereich von Betriebsdrücken abzudecken und
begünstigt
die Biegsamkeit des Schlauchs. Die Hauptfunktion der äußeren Beschichtung 4 besteht darin,
den Schutz der Verstärkungsarmierung
vor Aggressionen der Umgebung, in welchen der Schlauch funktionieren
soll, sicherzustellen. Der Einsatz von Elastomer für die äußere Beschichtung
bietet eine relevante Lösung
für einen
großen
Teil der Umweltforderungen und begünstigt die Biegsamkeit des Schlauchs.
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Solche
Schläuche,
deren Innendurchmesser von 10 mm bis zu mehr als 1.200 mm variieren
kann, können
vorteilhafterweise auf Stahldornen hergestellt werden. Je nach den
Durchmessern, dem verwendeten Werkstofftyp und der Auswahl der Verstärkungsarmierung,
läuft dieser
Dorn auf Herstelldrehmaschinen, wobei die verschiedenen Bestandteile des
Schlauchs in Wicklungen bewickelt und übereinander gelagert sind,
oder auf Extrusionslinien, die mit Beflecht- oder Umspinnungsmaschinen
mit Bewicklungsköpfen
kombiniert sind. Für
die mit Elastomeren hergestellten Schläuche endet die Herstellung
auf Stahldorn im Allgemeinen durch das Umspinnen eines Nylongurts
auf dem Körper
des Schlauchs und das Brennen der Einheit in einem Trockenschrank. Das
Brennen, Vulkanisieren genannt, ist unerlässlich, um den Elastomeren
ihre mechanischen Eigenschaften zu verleihen. Das maßliche Schrumpfen des
Gurts beim Erhöhen
der Temperatur steuert das Zusammendrücken bei, das für ein gutes
Formen erforderlich ist, das es erlaubt, das Haften der verschiedenen
Bestandteile untereinander zu erzielen, vorausgesetzt, dass sie
klug kompatibel ausgewählt wurden.
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Um
untereinander oder mit anderen Ausstattungen verbunden zu werden,
wie zum Beispiel mit starren Rohrleitungen, Pumpen oder Behältern, sind die
Schläuche
an jedem ihrer Enden mit Anschlüssen ausgestattet,
die im Allgemeinen aus einem Rohrstutzen bestehen, der an einem
Ende zum Beispiel einen Flansch, ein Gewinde oder ein Bajonettverriegelungssystem
umfasst. Der Rohrstutzen wird leicht unter Kraftanwendung in den
Schlauch geschrumpft und auf diesem unter Schaffen einer Spannkraft
des Körpers
des Schlauchs auf dem Rohrstutzen zusammengebaut. Die Mittel, die
verwendet werden, um diese Spannkraft auszuüben, reichen von der beim Binden
gefalzten Schürze
bis hin zu unterschiedlichsten Schellenmodellen. Die Schläuche werden
in größerer Länge als
die endgültige
Nutzungslänge hergestellt
und können
auf Anfrage zugeschnitten und angeschlossen werden, um eine Fluidtransportleitung
zu bilden.
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Um
die Zirkulation des transportierten Fluids beim Gebrauch einer solchen
Leitung zu unterbrechen, werden meistens alle bekannten Systeme
von Ventilen und anderen Hähnen
herangezogen, die zwischen die Schläuche oder zwischen einen Schlauch
und andere Ausstattungen eingefügt
werden müssen.
Eine andere Lösung
kann darin bestehen, den Schlauch zwischen den Backen einer Zange
zusammenzudrücken,
wobei dieses Konzept aus dem Dokument
GB
2 241 986 bekannt ist. Diese verschiedenen Systeme erfordern
das Hinzufügen
von Teilen entlang der Leitung, was die Montage der Leitung kompliziert
macht und es nicht erlaubt, die Biegsamkeit entlang der ganzen Leitung
aufrechtzuerhalten, was bei verschiedenen Anwendungen schädlich sein
kann.
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Ferner
ist ein Ventilsystem bekannt, das darin besteht, einen Schlauch
in einer starren Röhre
mit einem Durchmesser einzuschließen, der größer ist als der Außendurchmesser
des Schlauchs, indem eine dichte Verbindung zwischen der starren
Röhre und
dem Schlauch an jedem ihrer Enden geschaffen wird, und das Zusammendrücken des
Schlauchs zu erzielen, indem zwischen die starre Röhre und
den Schlauch ein Fluid unter Druck eingespritzt wird, wobei dieses
Verfahren analog zu dem des Verschlusses ist, der in dem Dokument
FR 1 513 484 beschrieben
ist. Um das Stoppen der Zirkulation des Fluids in dem Schlauch zu
erzielen, muss der Einspritzdruck größer sein als die Summe des
Drucks des zirkulierenden Fluids plus des Drucks, der erforderlich
ist, um den leeren Schlauch komplett zusammenzudrücken. Die
Gegenwart der starren Röhre
erlaubt es jedoch nicht, die Biegsamkeit entlang der ganzen Leitung
aufrechtzuerhalten, was bei bestimmten Anwendungen schädlich sein
kann. Ferner erweist sich ein solches Ventilsystem als kostspielig
und kompliziert herzustellen, insbesondere was die Herstellung der Abdichtung
zwischen dem Schlauch und der starren Röhre und das Anschließen dieses
Ventilsystems an eine Leitung betrifft.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine andere Lösung vorzuschlagen,
um die Zirkulation des transportierten Fluids zu unterbrechen, und
die den oben genannten Nachteilen abhilft.
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Mit
diesem Ziel schlägt
die Erfindung einen Schlauch vor, der dazu bestimmt ist, ein Fluid
zu transportieren, dadurch gekennzeichnet, dass er einen biegsamen
inneren Schlauch und einen biegsamen äußeren Schlauch umfasst, die
konzentrisch zu der Längsachse
des Schlauchs angeordnet sind, wobei die interne Fläche des
inneren Schlauchs den Durchgang des Schlauchs für das zu transportierende Fluid
festlegt, mindestens eine Abhebezwischenschicht, die zwischen dem
inneren Schlauch und dem äußeren Schlauch
eingefügt
ist und eine Längsabhebezone
definiert, an der die zwei Schläuche nicht
miteinander verbunden sind, wobei die Längsabhebezone einen Querschnitt
aufweist, der sich über
einen Großteil
der Schnittfläche
an der Peripherie zwischen dem inneren und dem äußeren Schlauch erstreckt, wobei
der äußere Schlauch
mindestens eine Öffnung
umfasst, die in die Abhebezone mündet,
die dazu bestimmt ist, das Einspritzen oder Auswerfen eines Fluids
unter Druck in die Abhebzone zu erlauben, um den inneren Schlauch
elastisch zu verformen und den Durchgang des biegsamen Schlauchs
jeweils zu verschließen
oder freizugeben.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist daher die Funktion des Absperrventils
des transportierten Fluids in den Schlauch selbst eingebaut.
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Gemäß einer
Besonderheit umfasst der Schlauch radial von innen nach außen in Bezug
auf die Längsachse
des Schlauchs angeordnet:
- – eine erste innere Elastomerröhre, eventuell
eine erste Verstärkungsarmierung
und eine erste Zwischenröhre,
die den zuvor genannten inneren Schlauch bildet,
- – die
Zwischenabhebeschicht,
- – eine
zweite Zwischenelastomerröhre,
eventuell eine Verstärkungsarmierung
und eine äußere Elastomerbeschichtungsschicht,
die den zuvor genannten äußeren Schlauch
bildet.
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Vorteilhafterweise
besteht die Abhebezwischenschicht aus einer Kunststofffolie, die
nicht auf Elastomeren haftet und/oder aus einer Klebeschutzsubstanz
und/oder einer gesättigten
Textilschicht, die einen niedrigen Scherzerreißwiderstand hat.
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Gemäß einer
Ausführungsform
erstreckt sich die Zwischenabhebeschicht zumindest bis zu einem der
Enden des Schlauchs, welches Ende mit einem Zusammenfügesystem
versehen ist, das die Enden des inneren und des äußeren Schlauchs spannen kann,
um die Abdichtung der Abhebezone sicherzustellen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst das Zusammenfügesystem
einen Rohrstutzen, der in den inneren Schlauch geschrumpft ist,
sowie Mittel zum Spannen, die gegen die äußere Oberfläche des Schlauchs kommen und
die Enden des inneren und des äußeren Schlauchs
gegen den Rohrstutzen spannen können,
um sie hermetisch zusammenzufügen.
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Vorteilhafterweise
weist der Rohrstutzen am Ende des Schlauchs einen äußeren Teil
auf, der es erlaubt, Spannmittel mit dem Rohrstutzen zusammenzufügen und/oder
dazu bestimmt ist, den Schlauch an eine Fluidtransportleitung anzuschließen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
erstreckt sich die Abhebezwischenschicht im Wesentlichen über die
ganze Länge
des Schlauchs, wobei jedes Ende des Schlauchs mit einem Zusammenfügesystem
versehen ist.
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Gemäß einer
weiteren Besonderheit umfasst der Schlauch eine einzige Abhebezwischenschicht, die
einen elliptischen Querschnitt aufweist, im Allgemeinen kreisförmig, so
dass der innere Schlauch und der äußere Schlauch ganz voneinander
durch die Abhebezwischenschicht getrennt sind, und/oder zwei Abhebezwischenschichten,
die durch zwei Längsverbindungszonen
getrennt sind, die einander da diametral gegenüberliegen, wo der innere Schlauch
und der äußere Schlauch
aneinander haften, wobei jede Längsverbindungszone
einen Querschnitt hat, dessen Winkelabschnitt zwischen 5° und 20° liegt, und/oder
eine einzige Abhebezwischenschicht, die einen Querschnitt aufweist,
der sich über
einen Winkel zwischen 290 und 250° erstreckt,
wobei der innere und der äußere Schlauch über eine
Verbindungslängszone
aneinander haften, die einen Querschnitt aufweist, der sich über einen
Winkel zwischen 110 und 70° erstreckt.
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Vorteilhafterweise
umfasst der äußere Schlauch
mindestens ein Ventil, das in der Öffnung des äußeren Schlauchs angeordnet
und dazu bestimmt ist, an einen Schlauch zur Versorgung mit Fluid
unter Druck angeschlossen zu werden.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Herstellungsverfahren
eines solchen biegsamen Schlauchs vorzuschlagen.
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Das
Herstellungsverfahren eines erfindungsgemäßen Schlauchs ist dadurch gekennzeichnet, dass
es nacheinander Folgendes umfasst:
- – einen
Herstellungsschritt des inneren Schlauchs aus Rohelastomer,
- – einen
Verlegeschritt mindestens einer Abhebezwischenschicht auf dem inneren
Rohr,
- – einen
Herstellungsschritt eines äußeren Schlauchs
aus Rohelastomer auf der Zwischenabhebeschicht,
- – einen
Schritt des gleichzeitigen Brennens des inneren Schlauchs und des äußeren Schlauchs,
- – einen
eventuellen Schritt des Zuschneidens des Schlauchs auf die gewünschte Länge,
wobei
das Verfahren ferner einen Schritt des Herstellens mindestens einer Öffnung durch
den äußeren Schlauch
auf der Ebene der Abhebezwischenschicht umfasst.
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Gemäß einer
Ausführungsform,
besteht der Schritt des Verlegens der Abhebezwischenschicht darin,
eine Abhebezwischenschicht derart anzuordnen, dass sie sich mindestens
bis zu einem der Enden des inneren und des äußeren Schlauchs erstreckt,
wobei der Schritt des Herstellens einer Öffnung im Anbringen eines Ventils
durch den äußeren Schlauch
hindurch besteht, wobei das Anbringen des Ventils darin besteht,
den inneren Schlauch und den äußeren Schlauch
voneinander abzuspreizen, indem der innere Schlauch mittels eines
Spreizwerkzeugs verformt wird, das zwischen den inneren Schlauch und
den äußeren Schlauch
durch ihre oben genannten Enden eingefügt wird, eine Bohrung auf dem äußeren Schlauch
herzustellen, der von dem inneren Schlauch abgespreizt ist, ein
Ventil in die Öffnung einzufügen, wobei
zwischen den beiden auseinander gespreizten Schläuchen durchgegangen wird, und das
Ventil am äußeren Schlauch
zu befestigen, wobei das Verfahren einen Schritt des hermetischen
Zusammenfügens
der Enden des äußeren und
des inneren Schlauchs umfasst.
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Die
Erfindung wird besser verstanden und weitere Zielssetzungen, Details,
Merkmale und Vorteile ergeben sich klarer im Laufe der folgenden
detaillierten erklärenden
Beschreibung einer besonderen derzeit bevorzugten Ausfüh rungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende schematische Zeichnung.
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Auf
dieser Zeichnung:
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stellt 1 eine
teilweise perspektivische Ansicht im Schnitt eines Schlauchs des
früheren Stands
der Technik dar,
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stellt 2 eine
teilweise perspektivische Ansicht im Schnitt eines erfindungsgemäßen Schlauchs
dar,
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stellt 3A eine
Ansicht im Querschnitt des Schlauchs der 2 vor seinem
Vulkanisieren dar,
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stellen 3B und 4C Ansichten im Querschnitt eines Schlauchs
vor seinem Vulkanisieren gemäß zwei Ausführungsvarianten
dar,
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stellt 4A eine
Ansicht im Längsschnitt
eines Schlauchs nach seinem Vulkanisieren dar, die den Schritt des
Anbringens des Ventils mittels eines Spreizwerkzeuges illustriert,
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stellt 4B eine
Ansicht im Querschnitt des Schlauchs gemäß der Ebene IVB der 4A dar,
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stellt 5A eine
Ansicht im Längsschnitt des
Schlauchs der 1 nach dem Anbringen des Ventils
dar,
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stellt 5B eine
Ansicht im Querschnitt des Schlauchs gemäß der Ebene VB der 5A dar,
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stellen 6A, 6B, 6C jeweils
eine perspektivische Ansicht, eine Draufsicht und eine Seitenansicht
eines Spreizwerkzeugs dar, das dazu bestimmt ist, für den Schritt
des Anbringens des Ventils verwendet zu werden,
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stellen 7A und 7C jeweils
eine Seitenansicht, eine Draufsicht eines Ventils vor seinem Anbringen
auf dem Schlauch dar,
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stellt 7B eine
Ansicht im Schnitt des Ventils gemäß der Ebene VIIB der 7A dar,
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stellt 8 eine
Ansicht im Längsschnitt
des erfindungsgemäßen Schlauchs
in der Verschlussstellung dar, und
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stellt 9 eine
Vergrößerung eines
Endes des Schlauchs der 8 dar, die das Zusammenfügesystem
des Schlauchs darstellt.
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Unter
Bezugnahme auf 2; 3A, 8 und 9,
umfasst der erfindungsgemäße Schlauch 5 konzentrisch
zu der Längsachse
L des Schlauchs verschiedene übereinander
gelagerte Elemente. Gemäß 2 insbesondere
umfasst der Schlauch 5 radial von innen nach außen angeordnet eine
innere Elastomerröhre 6,
deren Innenfläche
den Durchgang 13 des Schlauchs bildet, der zum Transportieren
eines Fluids bestimmt ist, eine erste Verstärkungsarmierung 7,
eine erste Elastomerzwischenröhre 8,
eine Abhebezwischenschicht 9, eine zweite Elastomerzwischenröhre 10,
eine zweite Elastomerverstärkungsarmierung 11 und
eine äußere Elastomerbeschichtung 12.
Die Verstärkungsarmierungen, 7, 11 bestehen
aus metallischen Kabeln, die in eine Elastomerschicht eingelassen
sind. Die Abhebezwischenschicht 9 besteht aus einer Kunststofffolie,
die nicht an den Elastomeren haftet, und insbesondere am Elastomerwerkstoff,
welcher die erste und die zweite Zwischenröhre 8, 10 bildet.
Die Kunststofffolie bedeckt die erste Zwischenröhre 8 komplett über die
ganze Länge
des Schlauchs und verhindert das Haften der zwei Zwischenröhren 8, 10 bei
dem Vulkanisieren des Schlauchs, wie unten beschrieben. Die innere
Röhre 6,
die erste Verstärkungsarmierung 7 und
die erste Zwischenröhre 8 sind
untereinander verbunden und bilden einen ersten Schlauch, innerer Schlauch 14 genannt,
und die zweite Zwischenröhre 10,
die zweite Verstärkungsarmierung 11 und
die Innenbeschichtung 12 sind untereinander verbunden und
bilden einen zweiten Schlauch, in der Folge äußerer Schlauch 15 genannt.
Die Kunststofffolie bildet eine ringförmige Abhebezone 16 zwischen
dem inneren und dem äußeren Schlauch.
Der Schlauch besteht daher aus zwei Schläuchen, 6, 7,
die übereinander
angeordnet, perfekt konzentrisch und durch eine Abhebezone 16 getrennt
sind. Der erfindungsgemäße Schlauch
weist einen elliptischen Querschnitt auf, der insbesondere in der
vorliegenden Ausführungsform
kreisförmig
ist.
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Gemäß 8 und 9 ist
jedes Ende des Schlauchs mit einem Zusammenfügesystem 17 versehen,
das es einerseits erlaubt, die Enden des inneren Schlauchs 14 und
des äußeren Schlauchs 15 hermetisch
zusammenzufügen,
um eine Abhebezone 16 zwischen den zwei Schläuchen 14 und 15 zu bilden,
die dicht ist, und andererseits den erfindungsgemäßen Schlauch 5 an
einen anderen Schlauch der Leitung oder an eine besondere Ausstattung
anzuschließen.
Das Zusammenfügesystem 17 umfasst
einen gerippten Rohrstutzen 18 aus Stahl, teilweise in die
innere Röhre 6 des
inneren Schlauchs 14 eingefügt. Der Rohrstutzen umfasst
einen gerippten Teil 18b, der in den inneren Schlauch 14 eingefügt ist, und
einen äußeren Teil 18a,
der sich außerhalb
des Schlauchs erstreckt. Die Enden des inneren Schlauchs weisen
vorzugsweise eine Bohrung 28 auf, in welche der gerippte
Teil 18b des Rohrstutzens eingefügt wird, so dass der Innendurchmesser
des Durchgangs 13 des Schlauchs im Wesentlichen über die
ganze Länge
des Schlauchs konstant ist. Eine röhrenförmige äußere Schürze 19 aus Stahl oder Aluminium
ist auf das Äußere des
Schlauchs gefalzt, genauer genommen gegen die äußere Fläche 15a des Schlauchs 15,
die aus der äußeren Fläche der äußeren Beschichtung 12 besteht.
Die Schürze 19 ist längs mit
dem äußeren Teil 18b des
Rohrstutzens über
einen elastischen Ring oder Circlips 20 fest verbunden,
der in einer ringförmigen
Hohlkehle 27 des äußeren Teils 18a positioniert
ist, auf welchen sich das Ende 19a, das radial zum Inneren
der Schürze gekrümmt ist,
legt. Die Spannmittel, die aus der Schürze bestehen, können eventuell
durch Schellenmodelle ersetzt werden. Der äußere Teil 18a des Rohrstutzens
umfasst ein Gewinde oder einen ringförmigen Flansch (nicht dargestellt),
der zum Anschließen
des Schlauchs an einen herkömmlichen Schlauch
oder an eine Ausstattung bestimmt ist.
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Ein
Ventil 21 ist auf dem äußeren Schlauch 15 befestigt
und mündet
in die Abhebezone 16. Gemäß 7A–7C und 8,
besteht das Ventil 21 aus einer Metallröhre 22 versehen mit
einer Bohrung 22a und verbunden mit einer Gegenplatte 23 durch
eine dichte Schweißung 24.
Die Metallröhre
ist in der Fluchtung einer Bohrung geschweißt, die die Gegenplatte durchquert.
Die Metallröhre
wird in eine Öffnung
des äußeren Schlauchs 15,
die aus einer zylindrischen Bohrung 25 besteht und einen äußeren Teil
hat, der von der äußeren Fläche 15a des äußeren Schlauchs
vorsteht, eingefügt,
wobei die Gegenplatte 23 gegen die innere Fläche 15b des äußeren Schlauchs
anliegt, wobei diese Fläche
aus der inneren Fläche
der zweiten Zwischenröhre 10 besteht. Die
Gegenplatte weist einen Krümmungsradius
im Wesentlichen gleich dem der Zwischenröhre 10 auf. Das Ventil
ist an dem Schlauch mit einer Mutter 26 befestigt, die
auf den vorstehenden Teil der Metallröhre des Ventils geschraubt
ist. Ein kleiner Zuführschlauch
kann an das Ventil angeschlossen werden, um ein Fluid unter Druck,
zum Beispiel Pressluft, in die Abhebezone 16 zuzuführen. Dieser
Anschluss erfolgt zum Beispiel über
das oben genannte Gewinde, das auf dem äußeren Teil der Metallröhre des
Ventils gegenwärtig
ist.
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Der
Schlauch kann auf eine Fluidtransportleitung montiert werden, wie
zum Beispiel auf einen herkömmlichen
Schlauch, wie der in 1 dargestellte. Wenn kein Fluid
unter Druck von dem Ventil zugeführt
wird, funktioniert der Schlauch wie ein herkömmlicher Schlauch, wobei sich
der Schlauch in einer so genannten offenen Stellung befindet, in
welcher der Schlauch einen integralen Durchgang 13 mit zylindrischer
Form aufweist. Er kann eventuell ein leichtes Vorstehen in den Durchgang 13 gegenüber dem
Ventil aufweisen. Wenn man ein Fluid unter Druck über das
Ventil 21 in die dichte Abhebezone 16 einspritzt,
und wenn dieser Druck den Druck des in dem Schlauch transportierten
Fluids summiert mit dem Druck, der zum Verformen des Gerüsts des
inneren Schlauchs erforderlich ist, übersteigt, fällt der innere
Schlauch 14 auf sich selbst zusammen, verschließt den Durchgang 13 des
Schlauchs komplett und gewährleistet
eine komplette Abdichtung. Diese Verschlussstellung des Schlauchs
ist in 8 dargestellt. Wenn man den Druck auf der Ebene
des Ventils wieder auf Null stellt und daher auch in der Abhebezone,
indem man zum Beispiel das Ventil mit der Außenseite verbindet, um es dem
Fluid unter Druck, das in der Abhebezone gegenwärtig ist, zu erlauben auszutreten,
erlauben es die Elastizität
des inneren Schlauchs und eventuell die Wirkung des transportierten
Fluids dem inneren Schlauch 14, seine ursprüngliche
Geometrie wieder zu finden, die der offenen Stellung des Schlauchs
mit seinem integralen Durchgang entspricht. Gegebenenfalls kann
die Rückkehr
des inneren Schlauchs in seine ursprüngliche Stellung verbessert
oder sichergestellt werden, indem man an der Ebene des Ventils das
Vakuum anlegt, um daraus unter Vakuum das Fluid zu entfernen, das
in der Abhebezone gegenwärtig
ist.
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Eine
detaillierte Beschreibung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
eines Schlauchs, der oben beschrieben wurde, wird nun gegeben. Das
erfindungsgemäße Verfahren
besteht darin, gleichzeitig zwei überlagerte Schläuche herzustellen,
die perfekt konzentrisch, jedoch durch eine Abhebezone getrennt
sind.
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Der
Schlauch 5 wird auf einen Dorn hergestellt, der zwei Mal
durch eine Maschine des früheren Stands
der Technik läuft,
entweder eine Maschine des ersten Typs, die Herstelldrehmaschinen
umfasst, oder eine Maschine des zweiten Typs, die Extrusionslinien
umfasst, die mit Beflechtungs- oder
Bespinnungsmaschinen mit Umspinnungskopf ausgestattet sind. Bei
einem ersten Durchgang führt
man das Verlegen der inneren Röhre 6,
der ersten Verstärkungsarmierung 7,
der ersten Zwischenröhre 8 und
der Abhebezwischenschicht 9 durch. Die Abhebezwischenschicht
besteht aus einer Kunststofffolie, zum Beispiel aus einer Polyesterfolie,
die sich für
einen Großteil
der verwendeten Elastomerwerkstoffe eignet. Das Verlegen der Abhebezwischenschicht
kann ebenfalls darin bestehen, eine Schicht aus gesättigtem
Textil zu verlegen, die die zwei Schläuche komplett trennt, mit einem
niedrigen Scherzerreißwiderstand,
und die aus verschiedenen existierenden Vliesen bestehen kann, oder
darin, ein Anstrichmittel aufzutragen, das eine Klebeschutzsubstanz
enthält. Dieses
Anstrichmittel kann ausgehend von Gemischen auf der Basis verdünnten Silikons
hergestellt werden, die gewöhnlich
verwendet werden, um die Schläuche
daran zu hindern, beim Vulkanisieren an den Herstellungsdornen zu
haften. Beim zweiten Durchgang des Dorns führt man das Verlegen der zweiten
Zwischenröhre 10,
der zweiten Verstärkungsarmierung 11 und
der äußeren Beschichtung 12 durch.
Danach führt
man einen einzigen Umspinnungsvorgang mit einem Nylongurt und einen
einzigen Brenn- oder Vulkanisierungsschritt durch. Beim Vulkanisieren
verhindert die Kunststofffolie das Haften der zwei Zwischenröhren. Die
innere Röhre 6,
die erste Verstärkungsarmierung 7 und
die erste Zwischenröhre 8 verbinden
sich untereinander und bilden den inneren Schlauch 14,
die zweite Zwischenröhre 10,
die zweite Verstärkungsarmierung 11 und die
innere Beschichtung 12 verbinden sich untereinander und
bilden den äußeren Schlauch 15.
Es ist auch möglich,
eine Maschine des zweiten oben genannten Typs zu verwenden, die
mit einer ausreichenden Anzahl von Köpfen zum Verlegen einer Verstärkungsarmierung
versehen ist, um das Herstellen eines Schlauchs in einem einzigen
Durchgang zu erlauben.
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Nach
dem Vulkanisieren wird der Schlauch auf die gewünschte Länge zugeschnitten. Die Länge des
Schlauchs wird in Abhängigkeit
von dem Durchmesser des Schlauchs und seinem Aufbau in einem Bereich
von 3 bis 15 Mal dem Innendurchmesser definiert. Gemäß 4 wird
danach ein Spreizwerkzeug zwischen den inneren Schlauch und den äußeren Schlauch
eingefügt,
genauer genommen zwischen die Zwischenröhren, um einerseits das Bohren von
der Außenseite
her einer zylindrischen Bohrung 25 in den äußeren Schlauch
zu erlauben, nämlich durch
die äußere Beschichtung,
die zweite Verstärkungsarmierung
und die zweite Innenröhre
und eventuell die Kunststofffolie, die die Abhebezwischenschicht
bildet, ohne den inneren Schlauch zu beschädigen, und andererseits das
Einführen
der Ventils 21. zwischen die zwei Zwischenröhren zu
erlauben, um es in der hergestellten Bohrung anzubringen.
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Gemäß 6A–6C,
besteht das Spreizwerkzeug 30 aus einer Rinne 31,
die einen ersten Teil 32 aufweist, der von einem Ende 33 mit
ebenem Querschnitt ausgeht, der sich allmählich entwickelt und eine allgemeine
halbkreisförmige
Form annimmt. Dieser erste Teil 32 mit sich entwickelndem Querschnitt
verlängert
sich durch einen zweiten Teil 34 mit allgemein halbkreisförmiger Form,
der in einem zweiten Ende 35 mit kreisförmigem Querschnitt endet. Der
zweite Teil weist zum Beispiel einen Querschnitt auf, der sich über einen
Winkel erstreckt, der zwischen 170 und 200° liegt. Die Schiene 31 weist eine
durchgehende Bohrung 36 auf, deren Achse 37 gemäß der Längsebene
P der Schiene senkrecht zu dem zweiten kreisförmigen Ende 35 und
leicht zu diesem kreisförmigen
Ende versetzt angeordnet ist. Dieses kreisförmige Ende 35 und
die Bohrung erlauben das Zusammenfügen eines Einfügewerkzeugs,
um das Einfügen
des Spreizwerkzeugs zwischen den inneren und den äußeren Schlauch
durchzuführen. Dieses
Einfügewerkzeug
umfasst beispielsweise einen röhrenförmigen Körper, der
in das kreisförmige Ende 35 geschrumpft
werden kann und einen Bolzen aufweist, der sich in die Bohrung 36 fügt. Dieses Spreizwerkzeug 30 kann
ausgehend von einer Aluminiumröhre
hergestellt werden, indem man verschiedene Ausschnitte durchführt, wobei
die verschiedenen scharfen Kanten, die von den Ausschnitten stammen,
abgestumpft werden, um jede Beschädigung des inneren und des äußeren Schlauchs
zu vermeiden. Das Spreizwerkzeug 30 wird allmählich über sein
erstes Ende 33 zwischen den inneren Schlauch 14 und
den äußeren Schlauch 15 eingefügt, um die
zwei Schläuche
voneinander abzuspreizen, indem der innere Schlauch verformt wird,
wie in 4A und 4B dargestellt.
Der erste Teil 32 des Spreizwerkzeugs erlaubt das allmähliche Einführen des
Werkzeugs zwischen die zwei Schläuche,
während
sein zweiter Teil 34 es erlaubt, die zwei Schläuche voneinander
abzuspreizen. Die zylindrische Bohrung 25 kann daher auf
dem äußeren Schlauch
angelegt werden, und das Ventil 21 kann dann in die Bohrung
eingefügt
werden, indem durch die Schiene durchgegangen wird, die das Spreizwerkzeug
bildet. Das Befestigen des Ventils wird dann durchgeführt, indem
eine Mutter 26 auf den äußeren Teil
des Ventils geschraubt wird, wobei die Gegenplatte 23 gegen die
innere Fläche 15b des äußeren Schlauchs
zum Aufliegen kommt. Sobald das Ventil angebracht ist und das Spreizwerkzeug
entfernt wurde, nimmt der innere Schlauch 14 seine ursprüngliche
Position dank seiner eigenen Elastizität, wie in 5 dargestellt,
wieder ein.
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Eine
Bohrung 28 wird dann an jedem Ende des inneren Schlauchs
angelegt, und ein Rohrstutzen 18 wird leicht mit Kraftanwendung
in die Bohrung geschrumpft. Die äußeren Schürzen 19 werden
danach auf den Schlauch gefalzt. Sie werden längs mit den Rohrstutzen 18 über den
elastischen Ring 20 fest verbunden. Bei einer Ausführungsvariante
wird die Schürze
für jedes
Ende des Schlauchs ohne Kraftanwendung auf den äußeren Schlauch geschrumpft,
und der Rohrstutzen wird nach Einführen ohne Kraftanwendung in
den inneren Schlauch unter Kraftanwendung mit Hilfe einer Einwälzvorrichtung aufgedehnt,
so dass der innere und der äußere Schlauch
gegen die äußere Schürze zusammengedrückt werden,
die sich in diesem Fall nicht verformt. Dieser Vorgang ist unter
der Bezeichnung Einwälzen bekannt.
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Das
gleichzeitige Herstellen des inneren und des äußeren Schlauchs zum Herstellen
eines erfindungsgemäßen Schlauchs
erlaubt es natürlich,
große
wirtschaftliche Einsparungen zu verwirklichen, erlaubt es jedoch
auch, ein perfektes maßliches
Anpassen des inneren Schlauchs in dem äußeren Schlauch zu erzielen.
Diese maßliche
Anpassung weist den Vorteil auf, dass man die zwei Schläuche, die
den erfindungsgemäßen Schlauch
bilden, wie einen herkömmlichen
Schlauch anschließen
kann. Das Zusammenfügesystem
des inneren Schlauchs und des äußeren Schlauchs
kann aus einem Anschlusssystem bestehen, das für herkömmliche Schläuche verwendet
wird. Man vermeidet die Kosten in Zusammenhang mit den Aufschrumpfvorgängen eines Schlauchs
in den anderen und die Konzeption spezifischer und komplizierter
Anschlüsse.
Das Aufschrumpfen von zwei unabhängig
hergestellten Schläuchen
bedingt nämlich
das Vorsehen eines großen
Spiels zwischen dem äußeren Durchmesser
des inneren Schlauchs und dem inneren Durchmesser des äußeren Schlauchs.
Dieses Spiel erlaubt das Verwenden einfacher Anschlussmethoden nicht, denn
wenn man den äußeren Schlauch
auf dem inneren Schlauch und dem Rohrstutzen zusammendrücken will,
verformt sich der äußere Schlauch,
wobei er Falten bildet, die das Erzielen einer korrekten Abdichtung
verhindern. Ferner erlaubt es diese perfekte maßliche Anpassung, das Hinzufügen von
zwei Verstärkungsarmierungen
mit einer Leistung für
den Widerstand des Schlauchs gegen den Druck des transportierten
Fluids zu nutzen, insbesondere für Verstärkungsarmierungen,
die Kabel aus Stahl umfassen, deren Bruchdehnung unter Zug sehr
gering ist.
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Da
der erfindungsgemäße Schlauch
eine Absperrventilfunktion für
das transportierte Fluid enthält,
kann er in verschiedenen Anwendungsbereichen verwendet werden, insbesondere
in allen Anwendungsbereichen von Leitungen aus Schläuchen aus
armierten Elastomeren. Der Einsatz eines erfindungsgemäßen Schlauchs
in einer solchen Leitung, eingefügt
zwischen zwei herkömmliche
Schläuche oder
am Ende der Leitung instal liert, erlaubt es, das Hinzufügen von
Ventilen, Hähnen
oder äußeren zusätzlichen
Zangen auf der Leitung zu vermeiden und erlaubt es, die Biegsamkeit
der Leitung beizubehalten. Er kann auch im Bereich der starren Kanalisationen
verwendet werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines Schlauchs, der dazu bestimmt ist, am Ende von Verteilungsauslegern,
die hinter Betonpumpen verwendet werden, installiert zu werden,
wird nun beschrieben. Der hergestellte Schlauch weist den folgenden
Aufbau auf:
- – eine innere Röhre 6 aus
verstärktem
Naturkautschuk, scheuerfest, mit einer Stärke von 6 mm und 125 mm Innendurchmesser;
- – eine
erste und eine zweite Verstärkungsarmierung 7, 11,
die jede aus zwei Lagen von Stahlkabeln bestehen, die bei +54,7° und –54,7° umsponnen
und in den Naturkautschuk eingelassen sind, das ausgewählte Kabel
weist eine sehr hohe Dauerbiegungslebensdauer auf, die durch einen
Einsatz in der Herstellung von Bereifungen für Lastkraftwagen nachgewiesen
wurde. Das Kabel enthält
Messing, und der Elastomer in Berührung wurde zusammengesetzt,
um eine perfekte Haftung des Elastomers auf dem Stahl nach dem Vulkanisieren
zu erzielen. Die Gesamtstärke
jeder Verstärkungsarmierung
beträgt
4 mm;
- – eine
erste und eine zweite Zwischenröhre 8, 10 aus
Naturkautschuk, jede mit einer Stärke von 2 mm;
- – eine
Abhebezwischenschicht aus Polyesterfolie mit einer Stärke von
0,1 mm;
- – eine äußere Beschichtung 12 aus
verstärktem Naturkautschuk,
scheuerfest, mit einer Stärke
zu 3 mm.
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Der
Schlauch wurde auf einem Dorn zu 40 Meter hergestellt. Der Schlauch
wurde anschließend in
ein Stück
zu 1 Meter aufgeteilt, und das in 6A bis 6C dargestellte
Spreizwerkzeug wurde verwendet, um eine Bohrung von 16 mm Durchmesser anzulegen
und das in 7A bis 7C dargestellte Ventil
einzufügen.
Die Enden des Schlauchs wurden danach mit dem Zusammenfügesystem 17 wie
zuvor beschrieben zusammengefügt.
Während
der Schlauch leer war, wurde die Abhebezone zwischen den Zwischenröhren mit
Druck beaufschlagt. Ein komplettes Verschließen des Schlauchs wurde durch einen
Aufblasdruck von 3.105 Pa erzielt. Mehrere
Zyklen wurden durchgeführt
und haben es erlaubt, das richtige Zurückpositionieren des inneren
Schlauchs zu prüfen.
Auch beim Fehlen von Gegendruck in dem Schlauch nimmt der innere
Schlauch seinen Platz perfekt unter der Einwirkung seiner eigenen
Elastizität
wieder ein. Die Abdichtung der Abhebezone zwischen den Zwischenröhren wurde
ebenfalls durch einen Druckanstieg auf 50.105 Pa
getestet, ohne dass ein Leck auf der Ebene des Zusammenfügesystems erkannt
werden konnte. Bei dieser besonderen Anwendung ist der Schlauch
am Ende einer Leitung aus herkömmlichen
Betonverteilungsschläuchen
angeschlossen und dient dazu, während
der Handhabungsphasen der Verteilungsausleger zwischen den Pumpvorgängen das
schwerkraftbedingte Fließen des
Betons zu stoppen, der in dem Verteilungsausleger enthalten ist.
In diesen Phasen wird die Hauptumlaufpumpe des Betons, die einen
maximalen Druck von 80.105 Pa hat, gestoppt,
und das Verschließen des
Durchgangs des erfindungsgemäßen Schlauchs erfolgt
durch Einspritzen von Druckluft mit 8.105 Pa über das
Ventil.
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Bei
dem oben beschrieben Herstellungsverfahren ist es erforderlich,
dass sich die Abhebezwischenschicht wenigstens bis zu einem der
Enden des Schlauchs erstreckt, mindestens nach dem Schneidvorgang,
um das Anbringen des Ventils durchzuführen. Es ist natürlich möglich, eine
Abhebezwischenschicht vorzusehen, die sich nicht bis zu den Enden des
Schlauchs erstreckt, und einen Schritt des Anbringens des Ventils
auf dem äußeren Schlauch
vor dem Vulkanisierungsschritt durchzuführen.
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Gemäß den Ausführungsvarianten
umfasst der Schlauch eine oder mehrere Abhebezwischenschichten,
welche die erste Zwischenröhre
nur teilweise abdecken. Gemäß 3B,
die einen inneren Schlauch 114 und den äußeren Schlauch 115 darstellt,
die einen Schlauch 105 vor dem Vulkanisieren bilden, sind
zwischen den zwei Schläuchen
zwei Abhebezwischenschichten 109a, 109b angeordnet,
um zwei Längszonen 100a, 100b,
die einander diametral gegenüberliegen,
die nicht von den Abhebezwischenschichten bedeckt werden, zu behalten,
die sich über
die ganze Länge
des Schlauchs erstrecken. Die zwei Abhebezwischenschichten bedecken
den Großteil
des inneren Schlauchs, genauer genommen die erste Zwischenröhre des
inneren Schlauchs, wobei jede Längsverbindungszone 100a, 100b,
die nicht abgedeckt ist, einen Querschnitt hat, der sich über einen
Winkelsektor erstreckt, der zum Beispiel zwischen 5° und 20° liegt. Bei
dieser Konfiguration haften beim Vulkanisieren der innere Schlauch
und der äußere Schlauch
auf der Ebene der nicht bedeckten Zonen aneinander, und zwei einander
diametral gegenüberliegende
Abhebezonen werden gebildet. Bei dieser Ausführungsform wird ein Ventil
auf der Ebene jeder Abhebezone angebaut. Gemäß 3C ist
zwischen dem inneren Schlauch 214 und dem äußeren Schlauch 215,
die den Schlauch 205 bilden, eine Abhebezwischenschicht 209 angeordnet,
so dass eine Längsverbindungszone 200 behalten
wird, die nicht durch die Abhebezwischenschicht bedeckt ist und
sich über
die ganze Länge
des Schlauchs erstreckt. Die Abhebezwischenschicht bedeckt den Großteil der
ersten Zwischenröhre
des inneren Schlauchs, wobei die nicht bedeckte Zone einen Querschnitt
hat, der sich über
einen Winkelsektor kleiner als 180° erstreckt, zum Beispiel zwischen
110 und 70°,
zum Beispiel in der Größenordung
von 90°. Bei
dieser Konfiguration, haften der innere und der äußere Schlauch bei der Vulkanisierung
aneinander auf der Ebene der nicht bedeckten Zone, und eine Abhebezone,
die sich über
einen Winkelsektor zwischen 290° und
250° erstreckt,
wird gebildet. Bei diesen zwei Varianten erlauben es besondere Abhebezonen,
die Ver formung des inneren Schlauchs besser zu beherrschen, um den
Durchgang 13 zu verschließen. Ferner vermeidet die Verbindung
zwischen den zwei Schläuchen
auf der Ebene der nicht abgedeckten Zone beim Falzen der äußeren Schürzen 19 ein
Längsverschieben
des inneren Schlauchs und des äußeren Schlauchs
zueinander.
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Obwohl
die Erfindung in Zusammenhang mit einer besonderen Ausführungsform
beschrieben wurde, ist sie nicht auf diese beschränkt und
umfasst alle technischen Äquivalente
der beschriebenen Mittel sowie ihre Kombinationen, wenn diese in
den Gültigkeitsbereich
der Erfindung fallen, wie er in den Ansprüchen definiert ist.