DE69703435T2 - Thermisch schützender schlauch. - Google Patents

Thermisch schützender schlauch.

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Description

  • Diese Erfindung betrifft schlauchförmige Gewebeprodukte und insbesondere eine Gewebeschlauchumhüllung, die einen Wärmeschutz für langgestreckte Gegenstände wie beispielsweise Kraftfahrzeugabgasrezirkulationseinrichtungen und Kabelbäume, schaffen.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Die Verwendung von geflochtenen oder gewebten Gewebeschläuchen zum Schutz von Kabeln, Schläuchen oder anderen länglichen, flexiblen Gegenständen vor Abrieb, hohen Temperaturen oder dergleichem ist wohlbekannt im Stand der Technik. Aus einem breiten Spektrum ausgewählte Beispiele von Schlauchprodukten von Herstellern, wie z. B. Bentley- Harris Inc., sind verfügbar. Ein solcher Gewebeschlauch ist ein mit der Handelsbezeichnung EXPANDO gekennzeichnetes Produkt. EXPANDO® Schlauchprodukte sind leichtgewichtig und stellen einen robusten physikalischen Schutz von Kabelverbindungen, Kabelbäumen und dergleichen bereit. Viele dieser Produkte haben üblicherweise eine offene Konstruktion, liefern Abriebresistenz, erlauben Luftzirkulation und vermeiden Feuchtigkeitseinschluß. Die Materialien werden versäubert, in kompakter Form bzw. Machart gehalten und sind gegen Abrieb und die Möglichkeit einzeln durch sich bewegende Teile von naheliegenden Maschinen bzw. Apparaturen oder dergleichem zerstört zu werden, geschützt. Andere Arten von Schlauchprodukten sind von verhältnismäßig geschlossener Form und sind für den Zweck Wärmeschutz zu gewähren aus Isoliergarnen angefertigt, bestehend aus Materialien wie Glasfaser.
  • Einige der erwähnten Produkte sind in Längsrichtung geschlitzt und mit Verschlußmitteln versehen, damit sie zur Bündelung von länglichen Objekten, welche vorher eingesetzt und an beiden Enden befestigt wurden, verwendet werden können. Ein solches Produkt wird unter der Handelsbezeichnung EXPANDO ZIP verkauft. Dieses Produkt ist mit reißverschlußähnlichen Verschlüssen ausgestattet, um damit eine Befestigung um das Material oder die Materialien herum zu ermöglichen. Ein weiteres solches Produkt ist ein geflochtenes Produkt, mit in Querrichtung zur Längsachse des Produktes verlaufenden elastisch fixierten Filamenten. Die elastisch fixierten Filamente bewirken, daß sich die Seitenkanten eines geschlitzten Schlauches ergiebig schließen und erleichtern somit die Installation über vorher angebrachte längliche Einrichtungen.
  • Ein Produkt dieses Typs ist im US-Patent Nr. 5,413,149 dargestellt und beschrieben. Andere Beispiele von Schlauchprodukten sind im US-Patent Nr. 4,870,887 dargestellt, welches einen, aus Materialien wie Glasfaser und elastischer Faser bestehenden, geflochtenen Schlauch zeigt und US-Patent Nr. 4,282,284, welches den Schutz von Drähten oder Kabeln durch Umwickeln mit einem beschichteten und imprägnierten Gewebeband offenbart, sowie US-Patent Nr. 4,836,080, welches einen Schlauch gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1 zeigt.
    • Zusammenfassung und Ziele der Erfindung
  • Obwohl sich die oben beschriebenen Produkte für ihren beabsichtigten Zweck als zufriedenstellend erwiesen haben, war ein Bedürfnis für den Einsatz eines leicht herzustellenden Wärmeschutz-Hüll- bzw. Umhüllungsproduktes vorhanden, welches aus engmaschig gewebten Geweben hergestellt wird und leicht auf unregelmäßig geformten Produkten und ferner auf länglichen Teilen mit komplizierten Krümmungen oder die bereits vorinstalliert waren, angebracht werden kann.
  • Die erfindungsgemäßen Produkte nutzen die Eigenschaften des Garns, ausgewählt aus der Gruppe der sogenannten "Hybridgarne" aus, d. h. Garnen mit mehr als einer Materialkomponente, die ohne Einschränkung überextrudierte Garne, miteinander verbundene Garne und DREF behandelte Garne umfassen. Die Hybridgarne sind Garne aus Glas oder anderem mineralischen Material kombiniert mit einem thermoplastischen (thermisch fixierten) polymeren Material und/oder mit Draht. Die betreffenden Garne vereinen die Eigenschaften der Temperaturbeständigkeit mit der Fähigkeit eine elastische Fixierung zu verleihen. Bei der Ausführung der Erfindung werden diese Hybridgarne in ein Gewebe gewebt, in welchem sie sich in der Füll(schuß)richtung erstrecken. Danach werden die Hybridgarne durch bekannte Mittel elastisch fixiert und die Enden der Hybridgarne formen charakteristische an den Enden elastisch zusammengebrachte und, in einigen Fällen, miteinander überlappende Ringe.
  • Bei der Durchführung der Erfindung können die Hybridgarne durch Techniken, die in dem oben erwähnten US-Patent Nr. 5,413,149 beschrieben werden, elastisch fixiert werden. Wie hier und in diesem Patent gebraucht, bezieht sich der Ausdruck "elastisch fixiert" auf den Einbau einer dauerhaften Fixierung oder Schrägverzugs in einem elastischen Filament- Material. Eine solche elastische Fixierung wird typischerweise durch das Umwickeln eines Schlauches verliehen, der elastisch auf einem Dorn fixierbare Filamente aufweist, und durch die Anwendung von Hitze, während das Material im umwickelten Zustand verbleibt. Einmal fixiert, tendiert elastisch fixiertes, Filament-Material in der Abwesenheit einer festhaltenden Gegenkraft dazu, in die fixierte Stellung zurückzukehren.
  • Eine weitere Technik, die für die Ausführung der Erfindung nützlich ist, umfaßt den Gebrauch eines biegbaren, elastischen Garnes oder Drahtes, wie beispielsweise eines plastiküberzogenen oder faserumhüllten nichtrostenden Stahls in der Füll(schuß)richtung. Durch die Anwendung von hoher Spannung, die während des Webvorganges auf den Draht oder das Garn auf den Spulen ausgeübt wird, zeigt ein Schlauch bzw. eine Hülle, wenn er/sie gewebt wird, eine Tendenz sich um das Produkt zu wickeln. Der Gebrauch von Draht hat den Vorteil die Temperaturbeständigkeit und die Haltbarkeit des Produktes zu erhöhen.
  • Die Ziele der Erfindung schließen die Produktion von Schlauchmaterialien, die eine isolierende Fähigkeit haben und welche hauptsächlich nützlich sind, um unregelmäßig geformte Substrate, wie Abgasrezirkulationseinrichtungen, zu umhüllen ein.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung von Schläuchen, welche gut angepaßt sind, um um bereits installierte längliche Teile, welche mit beiden Enden mit anderen Teilen verbunden sind, zu umhüllen.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von neuem Schlauchmaterialien mit einer hohen isolierenden Fähigkeit und einer Resistenz gegen Abrieb.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Schlauchmaterial mit einer reduzierten Tendenz zum Ausfransen der Gewebeenden.
  • Die vorgenannten und andere Aufgaben der Erfindung werden erreicht durch die Verwendung von Gewebeschläuchen, die geflochtenes Glasfasergarn in der Kettenrichtung und Hybridgarne in der Füll(schuß)richtung umfassen. Die benutzten Hybridgarne bestehen im wesentlichen aus Glas- oder Keramikfasern zusammen mit Materialien aus der Gruppe, bestehend aus elastisch fixierbaren polymeren Materialien und elastisch formbaren Drähten und Kombinationen davon. Die Drähte oder Hybridgarne sind elastisch fixiert, um elastische Ringe zu bilden, die den Gewebeseitenkanten eine Tendenz verleihen, sich in eine angrenzende oder überlappende Beziehung zu bewegen. In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung, kann ein reflektierender Belag an die innere oder äußere Oberfläche des Schlauches aufgebracht werden. Die Glasfasergarne können mit einem feuchtigkeitsundurchlässigen oder hoch temperaturbeständigen polymeren Material beschichtet sein.
  • Die Arbeitsweise der Erfindung umfaßt das Weben eines gewebten Produktes, das Glasfaserkettgarne und Hybridfüll(schuß)garne aufweist. Gemäß eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Hybridfüll(schuß)garne durch das Einlegen des Gewebes in eine erwärmte Faltmaschine elastisch fixiert, die Wärme wird zugeführt, damit das Füll(schuß)garn eine Fixierung in dem umwickelten oder gefalteten Zustand erhält und anschließend wird gekühlt, damit das Produkt elastisch in dem fixierten Zustand verbleibt. Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Produkt auf einer Schützenwebmaschine gewebt und als Füll(schuß)garne werden einer oder mehrere Drähte benutzt. Der Draht wird von vorgespannten Spulen aus zugeführt. Es wurde festgestellt, daß Füll(schuß)webgarn mit Spannung auf den Drahtspulen eine elastische Fixierung erteilen, welche die Seitenkanten des Gewebes in eine angrenzende und überlappende Verbindung führen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • - Fig. 1 beschreibt ein erfindungsgemäß ausgebildetes Schlauchprodukt und
  • - Fig. 2 beschreibt schematisch Schritte bei der Schlauchherstellung gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schlauches. Der mit 10 bezeichnete Schlauch ist gewebt und weist Glasfaserkettgarne 11 und ein oder mehrere Glas/Polyesterfüll(schuß)garne 12 auf und ist beispielsweise durch das DREF-Verfahren gebildet worden. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt das Kettgarn ungefähr 402 tex. Das Glas/Polyesterfüll(schuß)garn beträgt ungefähr 402 tex. Das Glas/Polyesterfüll(schuß)garn hat einen Glasfasermittelkern, welcher mit einem nichtgewebten Polyesterfaserband umwickelt ist. Der Polyester liegt im Bereich zwischen 39 bis 66 Gew.-% von der gesamten DREF-Garnmischung, obwohl ein Verhältnis von Polyester zur gesamten Garnmischung von ca. 20 bis 80 Gew.-% für den Zweck der Erfindung für geeignet angesehen wird. Die Größen des DREF-Füll(schuß)garnes liegen in dem Bereich zwischen 98 und 823 tex. In der Webkettenrichtung liegen ungefähr 15 bis 35 Garne pro Zoll vor und 10 bis 30 Füll(schuß)garne pro Zoll.
  • Gemäß einer anderen Form der Erfindung wird ein zu dem obigen Beispiel identisches Kettgarn und ein Füll(schuß)garn aus einem DREF-Glaspolyestergarn mit einem nichtrostenden Stahldraht mit einem Durchmesser von ungefähr 0,004 bis 0,006 Zoll benutzt. Der Draht ist mit einem zentralen Kernglasgarn kombiniert und mit einer nichtgewebten Polyesteraußenhülle unter Verwendung des DREF-Verfahrens umwickelt.
  • Bei der Herstellung der Produkte gemäß der Erfindung wird das Schlauchmaterial in Blatt- oder Streifenstruktur gewebt und danach mit den Webkanten dadurch in eine angrenzende oder überlappende Beziehung gebracht, indem es in eine helikal erstreckende Vertiefung in eine mit Schlitz versehene schlitzförmige Ablegevorrichtung 14 mit bekannter Konstruktion geführt wird, die sich am Eingang einer Wärmekammer 15 befindet. Dem Schlauch wird durch eine Röhre 16 heiße Luft zugeführt, um die Polymertemperatur bis zu einem Punkt entweder über der Glasübergangstemperatur oder des Erweichungspunktes bzw. der Fließschmelztemperatur zu erhöhen. Wenn das geformte Produkt der Wärmekammer entnommen und in einer Kühlkammer 17 gekühlt wird, rekristallisiert das Polymer oder fixiert das Filamentmaterial in einer Stellung, in welcher die Webkanten angrenzend oder in einer überlappenden Beziehung stehen und geneigt sind, in dieser Stellung zu verbleiben. Nach der Fixierung kann der Schlauch durch ein Beschichtungsbad gezogen werden, in dem eine Beschichtung mit einem bekannten Imprägniermittel bereitgestellt wird, wie ein Acryl, das von der Firma Rohm & Haas unter der Handelsbezeichnung ExFlex verkauft wird oder ein Epoxyharz auf Wasserbasis, verfügbar von Ciba Geigy, um das Glasfaserkettgarn abzudichten und ihm Form zu geben und ferner um ein Ausfransen der Gewebeenden zu reduzieren.
  • Es soll ferner verstanden werden, daß geeignete Ergebnisse durch Aufspannen des Materials auf einen Dorn erhalten werden, der danach zum Weichmachen in das Innere der Wärmekammer 16 gegeben und erwärmt und anschließend gekühlt wird, um zu rekristallisieren oder zu fixieren.
  • Das Produkt eines alternativen Ausführungsbeispiels der Erfindung umfaßt ein oder mehrere nichtrosteride Stahlfüll(schuß)drähte, entweder in einer Struktur in welcher sie ausschließlich verwendet werden oder kombiniert mit anderen Garnen oder Filamenten. Das Produkt kann durch das Weben auf einer Schützenwebmaschine und dadurch, daß die Füll(schuß)garne während des Webvorganges unter Spannung gesetzt werden, vorteilhaft in die Form eines Schlauches gebracht werden. Das wird vorzugsweise durch Vorspannen der Füll(schuß)drähte auf die Zuführspulen begleitet, was bei Nachlassen der Spannung zu einem natürlichen Ringschluß der Drähte führt. Dies führt der Reihe nach dazu, daß der Schlauch beim Verlassen der Webmaschine in eine im Wesentlichen zylindrische Form mit anstoßenden oder überlappenden Seitenkanten gebracht wird.
  • In jedem der oben erwähnten Beispiele, wurden Schläuche hergestellt, die zu der geschlossenen Form neigen und außerordentliche thermische Eigenschaften aufweisen. Die Schläuche bieten hervorragenden thermischen Schutz für längliche, bereits vorhandene Substrate und sind hauptsächlich zur Isolierung von ungewöhnlichen Wärmequellen nützlich, wie beispielsweise Abgasrezirkulationeinrichtungen. Die Hybridgarne, die Glasfasern und polymere Beschichtungen aufweisen, liefern einen thermischen Schutz für die polymere Komponente und reduzieren eine Zerfaserung der Gewebeenden. Der Draht liefert, wo erforderlich, ein Produkt mit erhöhten Temperaturkapazitäten. Erfindungsgemäß hergestellte Produkte können mit einer reflektierenden Beschichtung wie beispielsweise einer Folie versehen werden, welche auf deren innere oder äußere Oberfläche laminiert werden kann, um den thermischen Schutz zu erhöhen.

Claims (13)

1. Gewebeschlauchumhüllung (10) zum Schutz von langgestreckten Substraten, wobei der Schlauch länger als weiter ist und im Wesentlichen parallele Seitenkanten aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schlauch aus gewebten Glasfasergarnen (11) und Hybridgarnen (12) besteht,
die Hybridgarne (12) sich in die Füll(schuß)richtung erstrecken und im Wesentlichen aus einer Mineralfaser und Materialien aus der Gruppe, bestehend aus elastisch fixierbaren, polymeren Materialien, elastisch formbaren Drähten und Kombination daraus, bestehen, und daß
die Hybridgarne (12) elastisch fixiert sind, um elastische Ringe zu formen, wobei die elastischen Ringe die Gewebeseitenkanten in angrenzender Beziehung halten.
2. Schlauchumhüllung nach Anspruch 1, bei dem die Hybridgarne (12) elastisch fixierbare Drähte enthalten.
3. Schlauchumhüllung nach Anspruch 1, bei dem die Hybridgarne (12) hitzefixierbare polymere Materialien enthält.
4. Schlauchumhüllung nach Anspruch 1, bei dem die Hybridgarne (12) eine Kombination von Glasfasergarn und hitzefixierbaren polymeren Materialien enthalten.
5. Schlauchumhüllung nach Anspruch 1, bei dem das Glasfasergarn (11) ein Kerngarn (Core-Garn) ist und das polymere Material um das Kerngarn gewickelt ist.
6. Schlauchumhüllung nach Anspruch 1, bei dem sich eine reflektierende Schicht auf der äußeren Oberfläche des Schlauchs befindet.
7. Schlauchumhüllung nach Anspruch 4, bei dem die Glasfasergarne (11) Bauschgarne sind und die Kett- und Füll(schuß)garne (11, 12) relativ eng gewebt sind, um einen Isolationsschutz für die langgestreckten Substrate zu bilden.
8. Schlauchumhüllung nach Anspruch 4, bei dem die Glasfasergarne (11) eine feuchtigkeitsundurchlässige Beschichtung aufweisen.
9. Schlauchumhüllung nach Anspruch 1, bei dem das Hybridgarn (12) 98-328 tex aufweist und ein Glasfasergarn enthält, das von einem Polyesterfaserband umhüllt ist.
10. Schlauchumhüllung nach Anspruch 9, bei dem der Polyesteranteil an der Gesamtgarnzusammensetzung etwa 20 bis 80 Gew.-% beträgt.
11. Schlauchumhüllung nach Anspruch 1, bei dem das Hybridgarn (12) einen Zentralkern aus Glasgarn und Draht und ein polymeres Material, das um den Zentralkern gewickelt ist, enthält.
12. Schlauchumhüllung nach Anspruch 2, bei dem die Kettgarne (11) relativ biegsame Garne sind.
13. Schlauchumhüllung nach Anspruch 1, bei dem das Hybridgarn (12) einen Zentralkern enthält, der ein polymeres Material und ein Glasfasergarn, das um den Zentralkern gewickelt ist, umfaßt.
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