DE7026855U - Hochdruckschlauch. - Google Patents

Description

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	DIPL.-ING. (PHYS.) H. VON SCHUMANN,: .". ·: ·:	5
	DIPL.-ING.(CHEM.) W. D. OEDEKOVEN :!:'.': Λ II···
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16. Juli 197ο 2/D

KUGELi¹ISGHPR GEORG SCHÄFER & CO., 872o Schweinfurt

Hochdruckschlauch

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochdruckschlauch, insbesondere für hydraulische Eremsaniagen von Kraftfahrzeugen, welcher mehrere, vorzugsweise zwei Geflechtslagen aus Textilfaden und eine Seele, einen Außenmantel sowie zwischen Jeweils zwei benachbarten Geflechtslagen eine Zwischenschicht aus elastomerem Material aufweist, wobei jede Geflechtslage aus miteinander verflochtenen Klöppelbändern von mehreren parallel nebeneinanderliegenden Fäden besteht.

Insbesondere die Hochdruckschläuche für hydraulische Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen müssen hohen Drücken der in ihnen enthaltenen Flüssigkeit stand zu halten vermögen, und zwar möglichst ohne sich in Längsrichtung oder radial auszudehnen, d. h. das eingeschlossene Volumen zu verändern, wobei sie zusätzlich noch imstande sein sollen, diejenigen Schwingungen aufzunehmen bzw. auszuhalten, welche beim Betrieb des Kraftfahrzeuges auftreten. Um diesen Forderungen Rechnung zu tragen, sind bereits verschiedene Vorschläge gemacht und bekannt geworden.

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Beispielsweise ist ein Hochdruckschlauch zur Förderung einer nicht zusammendrilckbaren Flüssigkeit in einem Druckflüssigkeitesystem bekannt, der sich unter den im Betrieb des Systeme vorkommenden Drücken nicht wesentlich ausdehnen soll und aus einer Seele aus einer Kautschukverbindung oder einem anderen geeigneten Material, einer ersten Lage geflochtenen Materials, einer Zwischenschicht aus einer Kautschukverbindung, einer zweiten Lage aus geflochtenem Material und einer Ummantelung aus einer Kautschukverbindung oder zusätzlichen Lagen von geflochtenem Material und einer Kautschukverbindung besteht, wobei die Winkel, unter denen die Stränge in den einzelnen Geflechtelagen zur Längsachse des Schlauches liegen, untereinander und von den Winkeln verschieden sind, die sich bei gleicher Abzugsgeschwindigkeit und gleicher Spulenumlaufdrehzahl während der Schlauchherstellung ergeben wurden.

Weiterhin ist ein Hochdruckechlauch aus Kautschuk oder einem ähnlichen Material, insbesondere für hydraulische Bremsanlagen, bekannt, wobei zur Verhinderung einer Volumenänderung bei innerer Druckbeaufschlagung mindestens eine Lage von etwa parallel zur Schlauchachse verlaufenden Fäden, welche möglichst achsnahe angeordnet sein soll, und weitere Lagen von Fäden vorgesehen sind, die mit der Schlauchachse einen Winkel zwischen 4-5 und 9o° einschließen. Während die Lage oder die Lagen mit achsparallelen Fäden der Aufnahme von axialen Kräften dient, sollen die Lagen mit schräg verlaufenden Fäden radiale Kräfte aufnehmen. Beispielsweise kann sich ein derartiger Hochdruckschlauch, aus einer Seele aus Kautschuk oder analogem Material, insbesondere aus synthetischem Werkstoff- einer Schicht mit achsparallelen Faden darüber, zwei darüber übereinanderliegenden, geklöppelten Schichten, deren Fäden mit der Schlauchachse einen Winkel zwischen 4-5 und 9o° einschließen, und die mit Kautschuk imprägniert sind, und schließ-

lieh aus einem Kautschukmantel zusammensetzen. Durch die erwähnte Kautschukimprägnierung wird erreicht, daß die einzelnen Lagen sich bei der- abschließenden Vulkanisation fest mit= einander verbinden. Statt oder zusätzlich zu den textlien Fäden können auch Metallfäden zum Einsatz kommen.

Ein ähnlicher bekannter Vorschlag für einen Hochdruckschlauch, der sich gleichfalls durch geringe Volumenänderungen bei Druckbeanspruchung durch das darin enthaltene flüssige Medium auszeichnen soll, besteht darin, eine Seele aus einem biegsamen Kunststoff mit geringer Elastizität, aber mit einer die bei einer Druckbeanspruchung in der Längsrichtung des Schlauches auftretenden Kräfte aufhebenden Heißfestigkeit vorzusehen, welche mit einer Umflechtung mit einem Flechtwinkel größer als 9o° zur Aufnahme der radialen Kräfte versehen wird. Vorzugsweise besteht die Seele aus einem Polyamid. Sie kann mit Textilfaden oder Fäden aus Metall umflochten werden.

Ein weiterer bekannter Hochdruckschlauch, insbesondere für hydraulische Bremsanlagen, ist mit mehreren Lager verstärkender Fäden ausgestattet, wobei jede Lage aus mehreren parallel nebeneinanderliegenden, schraubenförmig in der gleichen Richtung aufgewickelten Fäden besteht, welche mit der Schlauchlängsachse einen Winkel von 52° einschließen, und wobei jede Lage bezüglich der darunterliegenden Lage entgegengesetzt gewickelt ist» Wesentlich ist, daß die Fäden der jeweils inneren Lage eine größere Restdehnbarkeit aufweisen, als die Fäden der nächst äußeren Lage, wobei die Dehnbarkeit der benachbarten Lagen so gewählt ist, daß sie den Zerreißpunkt im wesentlichen gleichzeitig erreichen.

Um dem besagten Winkel von 52° in jeder Lage möglichst nahe zu kommen, müssen die Lagen verschieden stark sein. Die

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Fäden werden mit einer haftenden Lösung, "beispielsweise einer Gummilösung, beschichtet. Sie können alle aus demselben Mr .„— rial öder aber aus unterschiedlichen Stoffen bestehen und mit verschiedenen Spannungen aufgewickelt werden. Als Fadenmaterial kommt Baumwolle, Leinen oder ein synthetisches Material der Zelluloseart in Betracht.

Bei der Herstellung der vorstehend geschilderten Hochdruckschläuche wird so vorgegangen, daß die Fadenlagen nacheinander auf eine extrudierte, auf einen Dorn aufgebracht Gummiseele aufgewickelt werden, wonach auf das Ganze ein Gummiaußenmantel extrudiert wird und schließlich die abschließende Vulkarisation erfolgt.

Ein weiterer bekannter, insbesondere für hydraulische Bremsanlagen bestimmter Hochdruckschlauch weist mehrere Geflechtslagen auf, ferner Zwischenschichten, eine Seele und einen Außenmantel aus Elastomeren, wobei die Fadenstärke zumindest der innersten Geflechtslage 6,5/einfach NM bzw. 13/ zweifach NM nicht überschreitet und die Schlauchseele eine Werkstoffhärte von mindestens 80 Shore besitzt, ferner die einzelnen Stränge der Geflechtslagen einen Flechtwinkel mit der Längsrichtung des Schlauches zwischen 5o und 6o° einschliessen. Im Falle von zwei Geflechtslagen beträgt dieser Winkel beim inneren Geflecht etwa 57 his 61°, beim äußeren Geflecht e%,wa 52 Ms 56°.

Trotz dieser vielen Vorschläge, mit denen den eingangs erwähnten Forderungen insbesondere an Bremsschläucne für hydraulische Bremsanlagen Rechnung getragen werden soll., ist allen bisher bekannten Bremsschläuchen mit mehreren Geflechtslagen die Gemeinsamkeit eigen, daß alle Geflechtslagen dieselbe Anzahl an Klöppelbändern, d. h. miteinander verflochtenen

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Fadensträngen, aufweisen. Um aen E^jrchmesserunterschied der Lagen auszugleichen, von denen ε±ηβ ja immer über einer anderen liegt, wird nach dem Stand der Technik die jeweils ^ussere Geflechtslage mit Klöppelbändern bzw. Fadensträngen hergestellt, welche eine größere Fadenanzahl als die KLöppelbän— der der jeweils inneren Lage besitzen. Beispielsweise ist es üblich, bei Bremsschläuchen mit einer inneren und einer äusseren Geflechtslage die Klöppelbänder der inneren Geflechtslage mit zwei Fäden und die JQöppelbänder der äußeren Geflechtslage mit drei bzw. vier Fäden auszustatten. Die Ma schinen zur Herstellung solcher Schläuche weisen Klöppelköpfe auf, welche für die innere und die äußere Geflechtslage gleich sind, d. h. jeweils dia gleiche Anzahl von Fadenspulen tragen.

Die geschilderten bekannten Bremsschläuche sind für die Verwendung in hydraulischen Bremsanlagen mit Trommelbremsen gedacht und bestimmt. Sie genügen den neuen strengeren Sicherheitsvorschriften nicht in ausreichendem Maße, welche auch dem Umstand Rechnung tragen, daß die nunmehr zum Einbau gelangenden Scheibenbremsen mit beträchtlich höheren Bremsdrücken als die zuvor üblichen Trommelbremsen betrieben werden. Diese höheren Beanspruchungen erfordern in besonderem Maße bessere Schlaucheigenschaften.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Druckfestigkeit, die Volumenbeständigkeit und das Schwingungsverhalten von Hochdruckschläuchen, insbesondere von Bremsschläuchen, in Anpassung an höhere Betriebsdrücke, wie sie bei Scheibenbremsen im Gegensatz zu Trommelbremsen auftreten, zu verbessern. Zusätzlich soll eine Möglichkeit zur schnelleren Herstellung solcher Schläuche vermittelt werden.

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Dies ist mit einem Hochdruckschlauch der eingar^a angegebenen Art erreicht, der erfindungsgemäB dadurch kö~ kennzeichnet ist., daß jedes Klöpperband der ireratsri Geflecht slage drei oder vier Fäden und jecl*^ ΙΓ.όρρβΙ -dn-5. ^«r darüberliegenden Geflechtslage zwei bis vle· ..'ad^n ai-ivreist, wobei die Anzahl der Klöppelbänder der innersten 3sfiechtslage geringer als diejenige der Klöppelbänder der darüberliegenden Geflechtslage ist. Vorzugsweise schließen die Klöppelbänder der Geflechtslagen mit der Schlauchlängsachse einen Winkel zwischen 5o und 6o° ein, wobei der Flechtwinkel der innersten Geflechtslage größer ist als derjenige der darüberliegenden Geflechtslage. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die innerste. Geflechtslage Fäden aus Reyon-Garn von 153»8 tex (entsprechend 1380 den oder NM 6,5)» vorzugsweise von 122 tex (entsprechend ΙΙ00 den bzw. NM 8,2), und die darüberliegende Geflechtslage Fäden aus Reyon-Garn von gleichfalls 153,8 oder 122 tex aufweist. Die beiden besagten Geflechtslagen können also aus Fäden desselben Reyon-Gams hergestellt sein, oder aber es kann die eine Geflechtslage Fäden eines anderen Reyon-Garns aufweisen, als es bei der Herstellung der anderen Geflechtslage verwendet worden ist.

Bei einem Hochdruckschlauch mit zwei Geflechtslagen und mit Kautschukseele und Außenmantel aus mineralölbeständigem, elastischem Material sind in weiterer Vervollkommnung der Erfindung die Fäden der innersten Geflechtslage mit kautschukaf filtern und die Fäden der darüberliegenden äußeren Geflechtslage mit außenmantel-materialaffinem Material imprägniert. Vorzugsweise ist zwischen jeweils zwei benachbarten Geflechtslagen eine elastische Zwischenschicht von o,1 bis 0,5 mm Stärke vorgesehen. Die Zwischenschicht kann im Tauchverfahren bei den geringeren Stärken und im Gummi-Einlaufverfahren bei den größeren Stärken aufgebracht werden. Sie

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die.' zixc Vermeidung der unmittelbaren .Reibung zwischen den benix. . barten Gef lechtslagen. Je schwacher die Zwischenschichten tiind, desto geringer ist die Volumenzunahme des Schlauches unter Druck.

Bei der Herstellung vier vorstehend charakterisierten Schläuche wird die auf einem stabförmigen Dorn sitzende Seele durch hintereinander geschaltete Klöppelköpfe mit umlaufenden Fadenspulen hindurchgeführt und unter Aufbringen einer elastischen Zwischenschicht mit einer inneren sowie einer äußeren Geflechtslage versehen, worauf der AuSenmantel aufgebracht und das Ganze vulkanisiert wird. Dabei laufen die Spulen, von denen die die äußere Geflechtslage bildenden Fäden abgezogen werden, mit einer Drehzahl von mindestens etwa 25 U/min um die "eele um, während die Drehzahl derjenigen Spulen noch höher ist, von denen die die innere Geflechtslage bildenden Fäden abgezogen werden. Vorzugsweise wird die Seele auf den besagten Dorn aufgespritzt und nach dem Aufspritzen auf dei Dorn umklöppelt, wobei der Dorn nach der Vulkanisation ausgestoßen wird, vorzugsweise durch Druckwasser.

Dieses Verfahren gestattet eine schnellere Herstellung der Schläuche. Bisher war es üblich, die Fadenspulen des Klöppelkopfes für die innere Ge.flechtslage mit 25 U/min umlaufen zu lassen, während die Fadensimlen des Klöppelkopfes für die äußere Geflechtslage mit 17 U/min umlaufen. Da die erfindungsgemäßen Schläuche eine innere Geflechtslage mit weniger Klöppelbändern als die äußere Geflechtslage aufweisen, d. h. weniger Fadenspulen am Klöppelkopf für die innere Geflecbtslage vorhanden sein müssen, können die Spulen auf einem kleineren Umlaufdurchmesser angeordnet und somit schneller umlaufen gelassen werden.

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Nachstehend ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochdruckschlauches anhand der "beigefügten Zeichnung "beispielsweise "beschrieben, deren einzige Figur die Ansicht eines auf ~inem StahMorn sitzenden Schlauchendes während der Herstellung in schematischer Wiedergabe zeigt, wobei die Herstellungsmaschine der besseren Deutlichkeit wegen weggelassen ist.

Der Hochdruckschlauch s^tzt sich aus einer elastischen Seelr 1 aus einer Kautschukverbindung, einer inneren Geflechtslage 2 darüber, einer anschließenden elastischen Zwischenschicht 3 aus Gummi mit einer Stärke zwischen o,1 und o,5 nua» einer äußeren Geflechtslage 4 und einem Außenmantel 5 aus mineralölbeständigem Gummi zusammen.

Jede Geflechtslage 2 bzw. 4 besteht aus miteinander verflochtenen Klöppelbändern 2¹ bzw. 4·. Die Klöppelbänder 2¹ bzw. 4' setzen sich ihrerseits aus mehreren parallel nebeneinanderliegenden Fäden 2¹' bzw. 4'· zusammen. Aus der beigefügten Zeichnung geht besonders deutlich hervor» daß die äußere Geflechtslage 4 aus mehr Klöppelbändern 4' gebildet ist, als die innere Geflechtslage 2 Klöppelbänder 2¹ aufweist. Weiterhin ist ersichtlich, daß demgegenüber die Klöppelbänder 2* der inneren Geflechtslage 2 mehr Fäden 2"' aufweisen, als die Klöppelbänder 4· Fäden 4'' besitzen. Im dargestellten Beispiel umfassen die Klöppelbänder 2' der inneren Geflechtslage 2 Jeweils drei Fäden 2¹', die Klöppelbänder 4¹ der äußeren Geflechtslage 4 jeweils zwei Fäden 4¹'»

Die Geflechtslagen 2 und 4 sind unterschiedlich imprägniert. Während die innere Geflechtslage 2 mit kautschukfreudigem Material imnrägniert ist, ist die äußere Geflechtslage 4 mit einem Material imprägniert, das sich affin zum

Gummimaterial des Außenmantels 5 verhält. Dies vermittelt eine besondere gute Haftung der einzelnen Schlauchschichten aneinander, insbesondere der Seele i aus Kautschuk an der inneren Geflechtslage 2 und des Außenmantels 5 aus Gummi an der äusseren Geflechtslage 4-.

Die Fäden 2' ' und 4·' ' bestehen jeweils aus Reyon-Garn von 122 tex.

Die Herstellixng des dargestellten Schlauches geschieht derart, daß zunächst die Seele 1 extrudiert wird, und zwar vorzugsweise unmittelbar auf denjenigen Dorn 6, auf dem sie dann mit den Geflechtslapen 2, 4- und der Zwischenschicht 3 sowie dem Außenmantel 5 versehen wird« Dabei wird so verfahren, daß um die stetig durch mehrere ringföeisige Klöppelköpfs hindurch bewegte Seele 1 auf dem Dorn 6 die einzelnen Geflechtelagen 2, 4 nacheinander in der Weise herumgeklöppelt werden, daß der von der Abzugsvorrichtung für den fertigen Schlauch am weitesten entfernte Klöppelkopf die innere Geflechtslage 2 und ein zweiter Klöppelkopf die äußere Geflechtslage H- aufbringt. Bei jedem senkrecht zum durchlaufenden Schlauch ausgerichteten Klöppelkopf laufen so viele Fadenspulen um die mittlere Durchtrittsöffnung für den Schlauch herum, wie die durch diesen Klöppelkopf gebildete Geflechtslage Klöppelbänder enthält, wobei die Hälfte dieser Spulen im Uhrzeigersinn, die andere Hälfte entgegen dem Uhrzeigersinn sich "bewegt. Die Spulen sind jeweils zu zweit in mehreren am Klöppelkopf um jeweils eine waagerechte Achse drehbar gelagerten, angetriebenen Kreuzscheiben mit vier radialen, gegenseitig um 9o° versetzten Schlitzen angeordnet. Jede Kreuzscheibe nimmt also gleichzeitig eine die mittlere Klöppelkopföf;!nung im Uhrzeigersinn und eine diese öffnung entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufende Spule auf. Jede Spule wird bei ihrem Weg um die mittlere

KlöppelkopfÖffnung von einer Kreuzscheibe zur nächsten gegeben und vollführt zusätzlich zu der UmIaufbewegung um die mittlere KlöppelköpfÖffnung eine radiale Pendelbewegung, so daß alle jeweils von einer Spule kommenden Fadenstränge bzw. Klöppelbänder der durch einen Klöppelkopf aufgebrachten Geflechtslage miteinander verflochten sind.

Der Klöppelkopf für die innere Geflechtslage 2 weist weniger Fadenspulen auf, als der Klöppelkopf für die äußere Geflechtslage 4. Die Spulen des Klöppelkopfes für die innere Geflechtslage 2 sind außerdem und deswegen auf einer Umlaufbahn geringeren Durchmessers geführt, als diejenigen des Klöppelkopfes für die äußere Geflechtslage 4. Sie können daher schneller um die mittlere KlöppelkopfÖffnung umlaufen gelassen werden, als di@ Spulen des Klöppelkopfes der äußeren Geflechtslage 4, welche mit einer Drehzahl von 25 U/min umlaufen.

Nach dem Aufbringen der inneren Geflechtslage 2 und vor dem Aufbringen der äußeren Geflechtslage 4 wird die elastische Zwischenschicht 3 mit einer Stärke zwischen o,1 und o,5 mm angelegt. Zum Aufbringen geringerer Zwischenschichtstärken wird das Tauchverfahren angewendet, d. h. die auf die Seele 1 aufgeklöppelte Geflechtslage 2 durch ein Bad von Zwischenschichtmaterial hindurchlaufen gelassen. Sollen Zwischenschichten $ mit Stärken in der Nähe der oberen Grenze des angegebenen Bereichs aufgebracht werden, dann geschieht dies nach dem Einlauifverfahren, wobei das Zwischenschichtmaterial auf den kontinuierlich weiterbewegten Strang bestehend aus Dorn 6, Seele 1 und Geflechtslage 2 herumgewickelt wird.

Nach Aufbringen der äußeren Geflechtslage 4 und des Außenmantels 5 erfolgt die abschließende Vulkanisation, wo-

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bei sich alle Schi auch schicht en 1, 2, 3, 4· und 5 dicht und fest miteinander verbinden.

Claims (5)

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1. Hochdruckschlauch, insbesondere für hydraulische Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen, welcher mehrere, vorzugsweise zwei Geflechtslagen aus Textilfaden und eine Seele, einen Außenmantel sowie zwischen jeweils zwei benachbarten Geflechtslagen eine Zwischenschicht aus elastomerem Material aufweist, wobei jede Geflechtslage aus miteinander verflochtenen Klöppelbändern von mehreren parallel nebeneinanderliegenden Fäden besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Klöppelband (2·) der innersten Geflechtslage (2) drei <"·".. vier Fäden (2¹¹) und jodes Klöppelband (4¹) der darüberliegenden Geflechtslage (4) zwei bis vier Fäden (4¹¹) aufweist, wobei die Anzahl, der Klöppelbänder (2¹) der innersten Geflechtslage (2) geringer als diejenige der Klöppelbänder (4¹) der darüberliegenden Geflechtslage (4) ist,

2. Hochdruckschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klöppölbänder (2'i 4') der Geflechtslagen (2; 4) mit der Schlauchlängsachse einen Winkel zwischen 50 und 60° einschließen, wobei der Flechtwinkel der innersten Geflechtslage (2) größer ist als derjenige der darüberliegenden Geflechtslage (4).

3. Hochdruckschlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innerste Geflechtslage (2) Fäden (2·¹) aus Reyon-Garn von 153,8 tex, vorzugsweise von 122 tex, und die darüberliegende Geflechtslage (4) Fäden (4¹¹) aus Reyon-Garn

,8 oder 122 tex aufweist.

von gleichfalls 152.8 oder 122 te:

4-. Hochdruckschlauch nach Anspruch 1, 2 oaer 3? sait zwei Geflechtslagen, und mit Keutschukseele und Außenmantel aus mineralölbestandigem elastischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden (2^:|) der innersten Geflechtslage (2) mit kautschukaffinem und die Faden (4-¹') der darüberliegenden äußeren Geflechtsla^e C^) ^iit außenmantel-materialaffinem Material imprägniert sind«.

5. Hochdruckschlauch nach ei_iem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils zwei benachbarten Geflechtslagen (2; 4) eine elastische Zwischenschicht (3) von 0,1 bis 0,5> mm Stärke vorgesehen ist.