DE69713624T2

DE69713624T2 - Verstärkter schlauch

Info

Publication number: DE69713624T2
Application number: DE69713624T
Authority: DE
Inventors: Rinaldo Mezzalira
Original assignee: Fitt SpA
Current assignee: Fitt SpA
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 2003-02-06
Anticipated expiration: 2017-04-26
Also published as: IL130955A0; ATE219825T1; USRE43942E1; AU732003B2; US6199594B1; ES2179325T3; JP2010100062A; ITVI970031A1; EP0960297A2; WO1997041719A2; JP2013166375A; DE69713624D1; WO1997041719A3; IT1292955B1; AU2638897A; PT960297E; JP2001511232A; EP0960297B1; DK0960297T3

Description

Die Erfindung betrifft einen biegsamen Schlauch aus Plastik oder verstärktem Gummi mit einer rohrförmigen Litze aus einem Gewebe, das verwendet werden kann auf dem Gebiet der Bewässerung oder auf dem Gebiet der Förderung von Fluiden unter Druck in offenen oder geschlossenen Kreisläufen.
Herkömmliche biegsame Schläuche der oben genanntan Art sind im allgemeinen aus einer ersten inneren, rohrförmigen Schicht aus Plastik oder Gummi gefertigt, auf die ein rohrförmiges Gewebe aufgebracht wird zur Erhöhung der Druckfestigkeit des biegsamen Schlauches, zur Verminderung seiner Verformung und zur Erhöhung seiner Leistung.
Einer der am weitesten verbreiteten und am geeignetsten, herkömmlichen Schläuche ist der so genannte "maschenverstärkte" Typ, bei dem das rohrförmige, verstärkende Gewebe gebildet ist aus einer Reihe von Windungen, die spiralförmig auf den biegsamen Schlauch gewickelt sind mit parallelen und gleich beabstandeten Reihen und aufgelegt sind auf eine gleiche Zahl von transversalen Windungen entlang entsprechender paralleler Linien mit gleichen Abständen, die symmetrisch angeordnet sind relativ zu der Achse des Schlauchs, um so eine Masche zu bilden mit diamantförmigen Zellen.
Das die äußere Oberfläche der inneren Schicht aus Plastik umgebende Gewebe wird dann mit einer weiteren äußeren Schicht aus Plastik oder Gummi bedeckt, die im allgemeinen aber nicht notwendigerweise durchsichtig ist und das maschenförmige Gewebe an dem biegsamen Schlauch befestigt und ihn schützt. Mit dieser Art Litze kann der Schlauch einem höheren Druck widerstehen als der Schlauch ohne Litze und seine Verformung reduzieren, denn das Gewebe ist von der nicht gestreckten Art und verhindert daher die Verformung der inneren Schicht.
Ein Nachteil des oben beschriebenen, maschenverstärkten Schlauches ist die Tatsache, dass seine Biegsamkeit relativ beschränkt ist, das heißt, die Biegeradien, die der Schlauch aufweisen kann, sind ziemlich groß im Vergleich zu gewebten Schläuchen.
Eine weitere herkömmliche Art biegsamen Schlauches ist der, bei dem die Litze, die den äußeren Teil des Schlauchs umgibt, durch Weben gebildet ist anstelle von Flechten.
Die EP-A 0 527 512 des selben Anmelders offenbart einen Schlauch mit einer besonderen gewebten Verstärkung, in der die einzelnen Stiche geformt sind wie trapezoidale Schleifen mit Fäden, die sich in den Ecken verweben. Diese Art der gewebten Verstärkung hat die Eigenschaft den Schlauch stärker zu machen als ähnliche, gestrickte, biegsame Schläuche.
Es ist bekannt, dass Weben ein besonderes Wirken ist, das erhalten wird durch eine oder mehrere Windungen, die gegenseitig mit mehr oder weniger komplexen Drehungen verbunden sind, die auch bekannt sind als Schleifen oder grundlegende Stiche, die dem gewebten Gewebe große Elastizität geben.
Das so genannte Kettenweben wird gebildet aus einer Reihe von gegenseitig parallelen Windungen, die zugeführt werden von mehreren Spulen und so gekrümmt sind, dass sie eine gleiche Anzahl von Linien von Stichen ergeben, die miteinander verknüpft sind in der Webrichtung und in der Kettenrichtung, wobei deren verwebt sein eine transversale Folge von Reihen und Stichen und eine longitudinale Folge von Linien von Stichen oder Fäden ergibt.
Einer der kommerziell häufigsten, biegsamen Schläuche ist der, bei dem das Weben von der Art der Trikotketten ist, wobei dieser Ausdruck einen Stich beschreibt, bei dem jede Windung den Stich durch verweben mit einem oder mehreren Windungen nach rechts und mit einem oder mehreren Windungen nach links bildet.
Obwohl einerseits der biegsame Schlauch mit Trikotweben biegsamer ist, da bekanntermaßen sich das gewebte dehnt mit zunehmenden Durchmesser des Schlauches wegen der Zunahme des Drucks, ist andererseits der Nachteil von gewebtem Gewebe und insbesondere von trikotgewebtem Gewebe, dass mit der Zunahme von Druck, der Schlauch verdreht wird durch das Fluid, das unter Druck in ihm fließt. Dies ergibt sich aus der spiralförmigen Ausrichtung der Reihen von Stichen, welche im Gegensatz zu der im wesentlichen longitudinalen Ausrichtung der Reihen eine nicht ausgeglichene Reaktion und insbesondere Torsion im Schlauch verursachen.
Die EP-A 0 623 776 des selben Anmelders offenbart einen Schlauch, der von innen nach außen aufweist: eine innere Schicht aus Plastik oder Gummi, die eine äußere Oberfläche hat, einen kettengestrickten Teil, der Reihen und Linien aus Stichen aufweist und rohrförmig ist und mit einer einzigen Schicht um die äußere Oberfläche der inneren Schicht gewickelt ist, und eine äußere Schicht zum Schutz der Stiche, wobei die Linien und Reihen der Stiche in entgegengesetzte Richtungen geneigt sind mit im wesentlichen der selben Neigung mit Bezug auf die longitudinale Achse des Schlauches, um die Wirkungen der Verdrehung zu beseitigen, die von den Drucklasten in dem Schlauch verursacht sind.
Dieses ältere Patent sieht keine Korrelation vor zwischen den verschiedenen Parametern des gewebten Verstärkungsteils, wie zum Beispiel das Gefälle, die Neigung und die Anzahl der Windungen pro Längeneinheit, weder unter ihnen noch mit Bezug auf die Abmessungsparameter der inneren Schicht. Entsprechend hat wegen der großen Anzahl der beteiligten Parameter und wegen ihrer großen Anzahl möglicher Kombinationen der Fachmann auf dem Gebiet nicht die erforderlichen Informationen, um sicher die gewünschten Ergebnisse zu erhalten oder wenigstens den der Verdrehung entgegen wirkenden Effekt des Schlauchs zu optimieren.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu beseitigen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Korrelation zwischen den verschiedenen Parametern der Litze und denen der inneren Schicht zu schaffen, um so die Verdrehung zu beseitigen, die von dem Druck des Fluids auf das gewebte Gewebe aufgegeben wird, ohne dabei Abstriche hinzunehmen bei den Eigenschaften der Biegsamkeit und der Druckfestigkeit gegen Platzen.
Diese Aufgabe und weitere werden im Folgenden deutlich werden und werden erreicht durch einen biegsamen Schlauch gemäß der Erfindung, der in Übereinstimmung mit dem Inhalt des ersten Anspruchs aufweist: mindestens eine innere, rohrförmige Schicht aus Plastik oder Gummi mit einem Außendurchmesser und einer longitudinalen Achse, einer kettenförmig gewebten Verstärkungsschicht, die Reihen aus im wesentlichen parallelen Stichen und Linien aus im wesentlichen parallelen Stichen mit jeweiligen Stichzählungen pro Längeneinheit aufweist in einer longitudinalen Richtung, wobei die kettenförmig gewebte Verstärkungsschicht vorgesehen ist in der Form einer einzelnen, rohrförmigen Schicht und gewickelt ist um die äußere Oberfläche koaxial zu der inneren, rohrförmigen Schicht, wobei die Reihen aus Stichen und die Linien aus Stichen im wesentlichen spiralförmig sind mit Bezug auf jeweils longitudinale Gefälle und Neigungen, die sich gegenseitig gegenüber liegen mit Bezug auf die longitudinale Achse, um so die Torsion aus dem Druck, der aus der im Inneren vorhandenen Flüssigkeit aufgebracht wird, zu eliminieren und einer äußeren Schicht, die der Verstärkungsschicht zum Schutz über Schichtrt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das longitudinale Gefälle der Linien aus Stichen im wesentlichen proportional ist zu dem Quadrat des Außendurchmessers der inneren Schicht.
Überraschend wurde heraus gefunden, dass zum Beseitigen der Verdrehung, die von dem inneren Druck des Fluids hervor gerufen ist, das Gefälle der Linien der Stiche zunehmen muß mit dem inneren Durchmesser aber nicht entsprechend einer linearen Beziehung sondern eher entsprechend einer quadratischen Beziehung, um wirksam der Verdrehung entgegen zu wirken, die von dem Aufwickeln der spiralförmigen Windungen der Stiche ausgeht.
Gleichzeitig kann das longitudinale Gefälle der Reihen der Stiche im wesentlichen gleich gehalten werden unabhängig vom Außendurchmesser der inneren Schicht.
Vorzugsweise ist die Anzahl der Linien der Stiche pro Längeneinheit im wesentlichen direkt proportional zu dem Außendurchmesser der inneren Schicht.
Weitere Eigenschaften und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, die nur als nicht beschränkendes Beispiel in den beigefügten Figuren dargestellt sind, wobei:
Fig. 1 eine Ansicht eines Abschnitts des biegsamen. Schlauchs gemäß der Erfindung ist,
Fig. 2 eine Teilansicht des Schlauchs von Fig. 1 ist,
Fig. 3 ein Diagramm ist mit den wichtigen Parametern des Kettengewebes der Verstärkungslitze gemäß der Erfindung mit Bezug auf den Außendurchmesser der inneren Schicht.
Mit Bezug auf die oben genannten Figuren ist der biegsame Schlauch gemäß der Erfindung, der im allgemeinen bezeichnet ist mit dem Bezugszeichen 1, gebildet aus einer inneren Schicht 2 aus Polymer oder elastomerem Material, wie zum Beispiel PVC, natürlichem oder künstlichem Gummi, der im wesentlichen rohrförmig ist und eine longitudinale Achse Y aufweist, die übereinstimmt mit der Achse des biegsamen Schlauchs, einer inneren Oberfläche, die einen Innendurchmesser Φi hat, und einer äußeren Oberfläche, die einen Durchmesser Φo hat.
Ein kettengewebter Teil, der im allgemeinen bezeichnet ist mit dem Bezugszeichen 3, ist gewebt auf der inneren Schicht 2 und ist gebildet aus im wesentlichen spiralförmigen Reihen 4 von Stichen, die gegenseitig parallel sind und einen Neigungswinkel α haben zu der Achse Y des Schlauchs 10 von Fig. 2, und aus Linien 5, die im wesentlichen auch spiralförmig sind und einen Neigungswinkel β zu der Achse Y haben aber in entgegen gesetzter Richtung mit Bezug auf die Reihen 4.
Die Reihen und Linien haben jeweils longitudinale Neigungen pm und pr. Überdies ist die lineare Zahl oder Anzahl der Linien pro Längeneinheit (100 mm) der Reihen oder Stiche jeweils Nm und Nr.
Es ist bekannt, dass wenn der Außendurchmesser Φo der inneren Schicht 2, auf den die Litze 3 aufgewickelt ist, zu nimmt, es erforderlich ist, das Gefälle der Linien zu erhöhen, um die Verdrehung zu begrenzen. Bis jetzt war jedoch keine genaue Beziehung zwischen diesen Parametern festgelegt. Überraschenderweise haben es Versuche und Experimente ermöglicht, nach zu weisen, dass die Beziehung zwischen diesen Parametern nicht linear ist sondern statt dessen quadratisch.
Mit anderen Worten kann die Beziehung ausgedrückt werden durch die allgemeine Formel:
Pr = KΦ² (1)
deren Parameter K abhängt von den Materialien und den verwendeten Maßeinheiten.
Im Falle von PVC und wenn alle Parameter in mm ausgedrückt sind, ist die Konstante K der Formel (1) im allgemeinen zwischen 0,35 und 0,50 mm&supmin;¹ und ist vorzugsweise gleich oder ungefähr 0,45 mm&supmin;¹.
Festzuhalten ist, dass die gewebte Verstärkung des Schlauchs von Fig. 1 gebildet ist aus Kettenstichen von der Trikot-Art. Diese Stiche werden direkt gebildet auf dem Schlauch durch so genannte Webmaschinen, die kommerziell erhältlich sind und deren Verfahren zum Bilden der Stiche bekannt ist.
Mit dieser gekreuzten und geneigten Anordnung mit Bezug auf die Achse Y des Schlauchs wird die Verdrehung, die an dem Schlauch auftritt im Fall normaler Kettenstiche beseitigt. Im Gegenteil wird durch transversales Anordnen der Linien anstelle von longitudinal die Drehkraftkomponente kompensiert, die auftrat auf Grund der Wicklung der spiralförmigen Reihen 5.
Mit dieser Art des Webens kompensieren sich die Linien und Reihen der Stiche gegenseitig bis sie sich gegenseitig beseitigen, so dass der Schlauch 1 im wesentlichen unempfindlich wird gegen Verdrehung, die induziert ist von dem Druck des Fluids in dem Schlauch.
Festzuhalten ist, dass das longitudinale Gefälle pm der Reihe von Stichen im wesentlichen konstant und unabhängig gehalten werden kann von dem Außendurchmesser Φo der inneren Schicht.
Überdies ist die Anzahl Nr der Linien von Stichen pro Längeneinheit des Schlauchs im wesentlichen direkt proportional zu dem Außendurchmesser Φo.
Die Winkel α und β sind im allgemeinen unterschiedlich, aber ihre Summe ist ungefähr konstant und gleich zu oder etwas kleiner als 90º in dem Maße, in dem der Außendurchmesser Φo der inneren Schicht 2 variiert.
Insbesondere wurde festgestellt, dass der Neigungswinkel β der Linien von Stichen im wesentlichen proportional ist zu der Quadratwurzel des Außendurchmessers Φo der inneren Schicht 2.
Wenn Werte zwischen 12 und 37 mm verwendet werden für den Außendurchmesser Φo und zwischen 10 und 32 mm für den Innendurchmesser Φi, wurde festgestellt, dass die Anzahl von Reihen pro Längeneinheit Nm im wesentlichen konstant und zwischen 30 und 40 Reihen pro 100 mm ist mit einem Durchschnittswert von 35 Reihen pro 100 mm.
Bei den selben Bedingungen ist die Anzahl von Linien pro Längeneinheit Nr im wesentlichen proportional zum Außendurchmesser Φo der inneren Schicht 2 und liegt zwischen 10 und 16 Reihen pro 100 mm.
Die oben genannten Parameter sind zusammen gefaßt in Tabelle 1 unten und die meisten davon sind in dem Diagramm von Fig. 3 aufgetragen. Tabelle 1
Schließlich verriegelt eine äußere Schicht 6 aus Plastik oder Gummi das so geformte Kettengewebe auf der Oberfläche des Schlauchs, was übrigens bei allen bekannten Schlauchstrukturen auftritt.
Es ist wichtig festzustellen, dass die Neigung der Linien und Reihen von Stichen etwas abgeändert werden kann hinsichtlich der oben angegebenen Werte entsprechend dem Material des Schlauchs, seinem Durchmesser, der Art des Gewebes, der Anzahl von Wicklungen, dem Gefälle der Reihen und Linien und der Art und/oder Anzahl der Windung.

Claims

1. Verstärkter, biegsamer Schlauch mit mindestens einer inneren, rohrförmigen Schicht (2) aus Plastik oder Gummi mit einem Außendurchmesser (t) und einer longitudinalen Achse (Y), einer kettenförmig gewebten Verstärkungsschicht (3), die Reihen (4) aus im wesentlichen parallelen Stichen und Linien (5) aus im wesentlichen parallelen Stichen mit jeweiligen Stichzählungen pro Längeneinheit (Nm, Nr) aufweist in einer longitudinalen Richtung, wobei die kettenförmig gewebte Verstärkungsschicht (3) vorgesehen ist in der Form einer einzelnen, rohrförmigen Schicht und gebildet ist auf der äußeren Oberfläche koaxial zu der inneren, rohrförmigen Schicht (2), wobei die Reihen (4) aus Stichen und die Linien (5) aus Stichen im wesentlichen spiralförmig sind mit Bezug auf jeweils longitudinale Gefälle (Pm, Pr) und Neigungen (α, β), die sich gegenseitig gegenüber liegen mit Bezug auf die longitudinale Achse (Y), um so die Torsion aus dem Druck, der aus der im Inneren vorhandenen Flüssigkeit aufgebracht wird, zu eliminieren und einer äußeren Schicht (6) die der Verstärkungsschicht (3) zum Schutz überlagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das longitudinale Gefälle (Pr) der Linien (5) aus Stichen im wesentlichen proportional ist zu dem Quadrat des Außendurchmesser (Φo) der inneren Schicht (2).

2. Biegsamer Schlauch gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Linien (5) aus Stichen pro Längeneinheit (Nr) im wesentlichen direkt proportional zu dem Außendurchmesser (Φo) der inneren Schicht (2) ist.

3. Biegsamer Schlauch gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das longitudinale Gefälle (Pm) der Reihen aus Stichen im wesentlichen konstant ist und unabhängig von dem Außendurchmesser (Φo) der inneren Schicht (2).

4. Biegsamer Schlauch gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen (4) und die Linien (5) aus im wesentlichen spiralförmigen Stichen unterschiedliche Neigungswinkel (α, β) aufweisen, deren Summe im wesentlichen konstant ist und gleich oder etwas weniger als 90º in dem Maße, in dem sich der Wert des Außendurchmessers (Φo) der inneren Schicht (2) ändert.

5. Biegsamer Schlauch gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (β) der Linien (5) aus Stichen im wesentlichen proportional ist zu der Quadratwurzel aus dem Außendurchmesser (Φo) der inneren Schicht (2).

6. Biegsamer Schlauch gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (2) des Außendurchmessers (Φo) zwischen 12 und 27 mm ist und der innere Durchmesser (Φi) zwischen 10 und 32 mm ist.

7. Biegsamer Schlauch gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Reihen pro Längeneinheit (Nm) im wesentlichen konstant ist in dem Maße, in dem sich der Außendurchmessers (Φo) der inneren Schicht (2) ändert und zwischen 30 und 40 Reihen pro 100 mm ist mit einer durchschnittlichen Anzahl von 35 Reihen pro 100 mm.

8. Biegsamer Schlauch gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Linien pro Längeneinheit (Nr) im wesentlichen proportional ist zu dem Außendurchmesser (Φo) der inneren Schicht (2) und zwischen 10 und 16 Linien pro 100 mm ist.