EP0566905A1

EP0566905A1 - Pressure body

Info

Publication number: EP0566905A1
Application number: EP93105213A
Authority: EP
Inventors: Josef Büter; Hermann Janzen
Original assignee: HYDRAULIK TECHNIEK
Current assignee: HYDRAULIK TECHNIEK
Priority date: 1992-04-21
Filing date: 1993-03-30
Publication date: 1993-10-27
Also published as: DE9205418U1

Abstract

A pressure body with a flexible tube segment (4) is sealed off at each end in a sealing area (6, 7) connecting the tube material (16) in a double layer and can be filled with a fluid, e.g. compressed air, in the interior space (15) via a valve (5). In this arrangement, the sealing area (6, 7) is formed with a sealing edge (14) curved convexly to the tube segment (4). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a pressure body according to the preamble of claim 1.

Derartige Druckkörper werden in einer Ausbildung als flexible, mit einem Fluid füllbare Schlauchsegmente in Form von Druckkissen eingesetzt, um bei geringer Einbau- und Hubhöhe große Kräfte zu übertragen, wobei in den Innenraum des Schlauchsegments das Fluid, z.B. Druckluft, eingeleitet wird. Die Schlauchsegmente sind dabei jeweils randseitig in einem Verschlußbereich über paarweise angeordnete, und zwischen sich die Schlauchenden aufnehmende Klemmplatten rechteckiger Grundform verbunden, die mit Klemmschrauben versehen sind. Bei Aufbau eines Innendruckes, z.B. durch Aufblasen über eine Zuleitung, werden die Schlauchsegmente im Querschnitt verändert und im jeweiligen randseitigen Verschlußbereich erhöhten Zugbelastungen ausgesetzt. Dabei treten im Bereich der geraden Kanten der Klemmplatten Überbelastungen auf, so daß der Schlauch über eine ungleichmäßige Beanspruchung schnell Verschleißerscheinungen aufweist und damit die Langzeitstabilität eines derartigen Druckkörpers durch Undichtigkeiten nachteilig beeinflußt ist.Pressure bodies of this type are used in an embodiment as flexible hose segments in the form of pressure cushions which can be filled with a fluid, in order to transmit large forces with a low installation and lifting height, the fluid, for example compressed air, being introduced into the interior of the hose segment. The hose segments are each connected on the edge side in a closure area by means of paired clamping plates which have a rectangular basic shape and which accommodate the hose ends and which are provided with clamping screws. When an internal pressure is built up, for example by inflating via a supply line, the cross-section of the tube segments is changed and exposed to increased tensile loads in the respective closure area on the edge. In this case, overloads occur in the area of the straight edges of the clamping plates, so that the hose quickly shows signs of wear due to uneven loading, and the long-term stability of such a pressure body is thereby adversely affected by leaks.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckkörper der angegebenen Art so zu verbessern, daß mit geringem technischen Aufwand eine höhere Belastbarkeit und Zuverlässigkeit auch bei hohen Drücken erreichbar ist.The invention has for its object to improve a pressure body of the type specified so that a higher resilience and reliability can be achieved even at high pressures with little technical effort.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Druckkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 12 verwiesen.The invention solves this problem by means of a pressure body with the features of claim 1. With regard to further essential configurations, reference is made to claims 2 to 12.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Druckkörpers ist ohne Erhöhung des technischen Aufwandes und mit konstruktiv einfachen Mitteln eine Belastung des Innenraums des Schlauchsegments mit höheren Betriebsdrücken erreichbar bzw. es läßt die Langzeitstabilität eines derartigen Druckkörpers insgesamt verbessern.With the design of the pressure body according to the invention, a load on the interior of the hose segment with higher operating pressures can be achieved without increasing the technical outlay and with structurally simple means, or the overall long-term stability of such a pressure body can be improved.

Mit einer gegenüber bekannten Druckkörpern unveränderten Anzahl von Bauteilen, die gegebenenfalls bei Anwendung einer Klebeverbindung noch reduzierbar ist, kann durch eine gezielte Verteilung der im jeweiligen Verschlußbereich bei zunehmenden innendruck auftretenden Materialspannungen über das Schlauchsegment und dessen Verschlußbereiche die Ausbildung von Spannungsspitzen vermieden werden. Mit der erfindungsgemäß konvex gekrümmten Dichtkante ist erreichbar, daß ein unterschiedlichen Ausdehnungen des gesamten Schlauchsegmentes proportionaler Anteil an Dehnungsmaterial in den bogenförmigen Verschlußbereichen vorhanden ist, so daß auch im Bereich der Hauptbelastungszone nahe einer Mittellängsebene des Druckkörpers jeweils Undichtigkeiten verursachende Überbelastungen bzw. Spannungsspitzen sicher vermieden sind.With an unchanged number of components compared to known pressure bodies, which can be reduced if necessary when using an adhesive connection, the formation of stress peaks can be avoided by a targeted distribution of the material stresses occurring in the respective closure area with increasing internal pressure over the hose segment and its closure areas. With the convexly curved sealing edge according to the invention it can be achieved that a different proportion of the entire hose segment proportion of expansion material is present in the arcuate closure areas, so that in the area of the main loading zone near a central longitudinal plane of the pressure body, any overloads or stress peaks causing leaks are reliably avoided.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckkörpers schematisch veranschaulicht. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Druckkörpers mit Klemmplatten im Verschlußbereich,
Fig. 2: eine Draufsicht auf den Druckkörper gemäß Fig. 1,
Fig. 3: eine Seitenansicht des Druckkörpers mit einer Klebefalz im Verschlußbereich,
Fig. 4: eine Draufsicht auf den Druckkörper gemäß Fig. 3,
Fig. 5: eine Schnittdarstellung im Bereich der Klebefalz gemäß einer Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6: eine Seitenansicht des Druckkörpers mit einer Umformklemme im Verschlußbereich,
Fig. 7: eine Draufsicht auf den Druckkörper gemäß Fig. 6,
Fig. 8: eine Einzeldarstellung der Umformklemme vor einer Montage,
Fig. 9: eine Seitenansicht des Druckkörpers mit einem geklebten Verschlußbereich,
Fig. 10: eine Draufsicht auf den Druckkörper gemäß Fig. 9, und
Fig. 11 und 12: eine geschnittene Einzeldarstellung verschiedener geklebter Verschlußbereiche gemäß einer Linie XII-XII in Fig. 10.

Further details and advantages of the invention result from the following description and the drawing, which schematically illustrates an embodiment of a pressure body according to the invention. The drawing shows:

Fig. 1: a partially sectioned side view of a pressure body with clamping plates in the closure area,
Fig. 2: 2 shows a plan view of the pressure body according to FIG. 1,
Fig. 3: a side view of the pressure body with an adhesive fold in the closure area,
Fig. 4: 3 shows a plan view of the pressure body according to FIG. 3,
Fig. 5: 3 shows a sectional illustration in the region of the adhesive fold along a line VV in FIG. 4,
Fig. 6: a side view of the pressure body with a forming clamp in the closure area,
Fig. 7: 6 shows a plan view of the pressure body according to FIG. 6,
Fig. 8: an individual representation of the forming clamp before assembly,
Fig. 9: a side view of the pressure body with a glued closure area,
Fig. 10: a plan view of the pressure body according to FIG. 9, and
11 and 12: 10 shows a sectioned individual illustration of various glued closure areas according to a line XII-XII in FIG. 10.

In Fig. 1 ist ein insgesamt mit 1 bezeichneter Druckkörper dargestellt, der in einer Betriebsstellung zwischen einer unteren und einer oberen Druckplatte 2,3 derart positioniert ist, daß deren Abstand A, dessen Maximum konstruktiv festgelegt ist, über unterschiedliche Volumina im Schlauchsegment 4 veränderbar ist. Dazu kann über eine Zuleitung (nicht dargestellt) und ein beispielsweise seitlich angeordnetes Ventil 5 ein entsprechendes Fluid, z.B. Druckluft, zugeleitet werden.In Fig. 1, a pressure body generally designated 1 is shown, which is positioned in an operating position between a lower and an upper pressure plate 2, 3 is that their distance A, the maximum of which is structurally determined, can be changed over different volumes in the hose segment 4. For this purpose, a corresponding fluid, for example compressed air, can be fed in via a feed line (not shown) and, for example, a valve 5 arranged laterally.

Das Schlauchsegment 4 ist in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 in jeweiligen randseitigen Verschlußbereichen 6,7 derart zusammengeführt, daß das Schlauchmaterial doppellagig im Bereich jeweiliger Klemmplattenpaare 8,9 bzw. 10,11 gasdicht gegeneinander verspannt sind. Dazu sind in zweckmäßiger Ausführungsform entsprechende Klemmschrauben 12 vorgesehen.In the embodiment according to FIG. 1, the tube segment 4 is brought together in respective edge-side closure regions 6, 7 in such a way that the tube material is tensioned against one another in a double-layered manner in the region of the respective clamping plate pairs 8, 9 and 10, 11. Appropriate clamping screws 12 are provided for this purpose in an expedient embodiment.

Die Draufsicht auf den Druckkörper 1 gemäß Fig. 2 macht deutlich, daß die Klemmplatten 8,9 bzw. 10,11 jeweils bogenförmig ausgebildet sind und zum Schlauchsegment 4 hin eine konvexe Dichtkante 14 darbieten, die sich über die gesamte Länge der jeweiligen Klemmplatten erstreckt.The top view of the pressure body 1 according to FIG. 2 makes it clear that the clamping plates 8, 9 and 10, 11 are each arc-shaped and offer a convex sealing edge 14 towards the hose segment 4, which extends over the entire length of the respective clamping plates.

In dem dargestellten Betriebszustand (Fig. 1) des Druckkörpers 1 ist ein Innenraum 15 mit Fluid, z.B. Druckluft, gefüllt und das Schlauchsegment 4 wird dabei nahe den jeweiligen Verschlußbereichen 6,7 ballig deformiert, so daß das Schlauchmaterial 16 im Bereich von Wandungszonen 17,18 entsprechend unterschiedlichen, mit Strich-Punkt-Linien angedeuteten Materialbelastungen (bzw. Spannungen) ausgesetzt ist, die vorteilhaft durch die konvexe Krümmung der Dichtkante 14 derart kompensiert werden können, daß die entlang der gesamten Dichtkante 14 (Fig. 2) auftretenden Zugkräfte gleichmäßig verteilt und in die jeweiligen Verbindungsbereiche 6,7 eingeleitet werden. Damit sind punktuelle Überbelastungen, z.B. im Bereich einer Mittellängsebene 19 nahe der Klemmschraube 12' (Fig. 2) sicher vermieden und eine zuverlässige Dichtigkeit des Schlauchsegments 4 gewährleistet.In the illustrated operating state (Fig. 1) of the pressure body 1, an interior 15 with fluid, e.g. Compressed air, filled and the tube segment 4 is deformed spherically near the respective closure areas 6, 7 so that the tube material 16 in the area of wall zones 17, 18 is exposed to different material stresses (or stresses) indicated by dash-dot lines, which can advantageously be compensated for by the convex curvature of the sealing edge 14 in such a way that the tensile forces occurring along the entire sealing edge 14 (FIG. 2) are evenly distributed and introduced into the respective connecting regions 6, 7. This means that selective overloads, e.g. safely avoided in the area of a central longitudinal plane 19 near the clamping screw 12 '(FIG. 2) and a reliable tightness of the hose segment 4 is ensured.

In zweckmäßiger Ausführungsform weisen die Klemmplatten 8,9;10,11 jeweils sowohl eine zur Dichtkante 14 symmetrische Innenkante 21 als auch eine symmetrische Außenkante 22 auf, so daß in den Verbindungsbereichen 6,7 jeweils gleichmäßige Materialüberlappungen 20,20' zwischen den Klemmplattenpaaren 8,9 bzw. 10,11 gebildet sind.In an expedient embodiment, the clamping plates 8, 9, 10, 11 each have one that is symmetrical with respect to the sealing edge 14 Inner edge 21 as well as a symmetrical outer edge 22, so that in the connection areas 6, 7 there are in each case uniform material overlaps 20, 20 'between the clamping plate pairs 8, 9 and 10, 11.

Die Klemmschrauben 12 sind dabei gleichmäßig beabstandet entlang einer ebenfalls konvex verlaufenden Spannebene 23 angeordnet, die in zweckmäßiger Ausführung in einem Abstand 24 zur Dichtkante 14 verläuft, der kleiner ist als ein Abstand 25 zur Außenkante 22 der jeweiligen Klemmplatte 8,9;10,11. Die Abstände 24,25 sind dabei vorteilhaft so bemessen, daß gemäß einer Gleichung $a = 1/3 x b$

für die Abstände 24,25 die Spannebene 23 entsprechend näher an der Dichtkante 14 angeordnet und damit eine optimale Spannwirkung der Klemmschrauben 12 erreicht ist, mit der ein Aufspreizen der Klemmplatten 8,9 bzw. 10,11 auch bei hohen Drücken im Innenraum 15 zuverlässig vermieden ist.The clamping screws 12 are evenly spaced along a likewise convex clamping plane 23, which in a practical embodiment runs at a distance 24 from the sealing edge 14 that is smaller than a distance 25 from the outer edge 22 of the

respective clamping plate

8, 9, 10, 11. The

distances

24, 25 are advantageously dimensioned such that according to an equation

a = 1/3 xb

for the

distances

24, 25 the clamping plane 23 is arranged correspondingly closer to the sealing edge 14 and thus an optimal clamping effect of the clamping screws 12 is achieved, with which spreading out of the

clamping plates

8, 9 or 10, 11 is reliably avoided even at high pressures in the interior 15 is.

In Fig. 3 ist der Druckkörper 1 in den jeweiligen Verschlußbereichen 6,7 mit der Dichtkante 14 in Form einer Klebefalz 27 ausgebildet, die in Fig. 4 und Fig. 5 näher veranschaulicht ist. Eine derartige Ausbildung der Verschlußbereiche 6,7 ist gegebenenfalls mit geringerem technischen Aufwand erreichbar, wobei die konvexe Dichtkante 14 (Fig. 4) eine den vorbeschriebenen Spannungsbedingungen entsprechende gleichmäßige Aufnahme des Innendrucks in den mit den Spannungslinien angedeuteten Wandungszonen 17,18 ermöglicht und bei der damit einhergehenden balligen Deformation des Schlauchsegments 4 eine entsprechend zuverlässige Dichtigkeit erreicht ist.In FIG. 3, the pressure body 1 is formed in the respective closure areas 6, 7 with the sealing edge 14 in the form of an adhesive fold 27, which is illustrated in more detail in FIGS. 4 and 5. Such a configuration of the closure areas 6, 7 can possibly be achieved with less technical effort, the convex sealing edge 14 (FIG. 4) enabling the internal pressure in the wall zones 17, 18 indicated by the stress lines to be taken up uniformly and in accordance with the stress conditions described above, and thereby accompanying spherical deformation of the hose segment 4 a correspondingly reliable tightness is achieved.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckkörpers 1 ist in Fig. 6 bis Fig. 8 veranschaulicht, wobei die konvexe Dichtkante 14 im Bereich einer Innenseite 28 (Fig. 8) einer zwei Klemmschenkel 29,30 aufweisenden jeweiligen Umformklemme 31,32 als Verbindungselement vorgesehen ist. Die Draufsicht gemäß Fig. 7 verdeutlich dabei, daß die Umformklemmen 31,31 jeweils im Bereich eines Überganges 33 der Klemmschenkel 29,30 mit einer geradlinig ausgebildeten Außenkante 34 versehen sind, die ein Umkanton der Umformklemme ermöglicht.A further embodiment of the pressure body 1 according to the invention is illustrated in FIGS. 6 to 8, the convex sealing edge 14 being provided as a connecting element in the region of an inner side 28 (FIG. 8) of a respective forming clamp 31, 32 having two clamping legs 29, 30. The top view according to FIG. 7 clearly shows that the forming clamps 31, 31 each have a rectilinear design in the region of a transition 33 of the clamping legs 29, 30 Outer edge 34 are provided, which enables a Umkanton the Umformklemme.

Die in Fig. 8 in einer Einzeldarstellung veranschaulichte Umformklemme 31 weist insbesondere eine so hohe Materialsteifigkeit auf, daß die Umformklemme 31 in der z.B. kaltverformten Umformstellung gemäß Fig. 6 entsprechende stabil zusammendrückbare Verschlußbereiche 6,7 bildet, wobei die Klemmschenkel 29,30 beispielsweise auf einer Presse (nicht dargestellt) entsprechend gesteuert umgeformt werden können und so das Schlauchmaterial 16 im Bereich der Materialüberlappungen 20,20' unbeschädigt in die dargestellte Einbaulage bringbar ist.The forming clamp 31 illustrated in a single illustration in FIG. 8 has such a high material rigidity that the forming clamp 31 in the e.g. 6 forms corresponding stably compressible closure areas 6, 7, the clamping legs 29, 30 being able to be deformed in a controlled manner, for example on a press (not shown), and so the tube material 16 in the area of the material overlaps 20, 20 'is undamaged in the installation position shown can be brought.

In Fig. 9 bis 12 ist der Druckkörper 1 von einem Schlauchsegment 4 gebildet, das in den Verschlußbereichen 6,7 die konvexe Dichtkante 14 im Randbereich einer Klebschicht 36 aufweist (Fig. 11). Mit dieser Ausführungsform der Verschlußbereiche 6,7 sind die vorbeschriebenen, Überbelastungen des Schlauchmaterials 16 vermeidenden Stabilitätseigenschaften des jeweiligen Verbindungsbereiches 6,7 ebenfalls erreichbar, wobei zur Vermeidung der in Fig. 11 mit einem Pfeil 37 angedeuteten Kerbwirkung zusätzlich im Bereich der Klebschicht 36 eine Zwischenlage 38 vorgesehen sein kann.9 to 12, the pressure body 1 is formed by a tube segment 4 which has the convex sealing edge 14 in the edge region of an adhesive layer 36 in the closure regions 6, 7 (FIG. 11). With this embodiment of the closure areas 6, 7, the above-described stability properties of the respective connection area 6, 7, which avoid overloading the hose material 16, can also be achieved, with an intermediate layer 38 in the area of the adhesive layer 36 to avoid the notch effect indicated by an arrow 37 in FIG. 11 can be provided.

Mit dieser Zwischenlage 38 werden die bei der Deformation des Schlauchsegmentes 4 auftretenden Spannungen in den Wandungszonen 17,18,19 gleichmäßig in entsprechende Klebzonen 39,40 eingeleitet und damit zusätzlich zu der gleichmäßigen Spannungsverteilung im Bereich der konvexen Dichtkante 14 auf die Klebflächen 36',36'' verteilte Zugkräfte erreichbar, so daß eine hinreichende Stabilität der Verbindungen gewährleistet ist.With this intermediate layer 38, the stresses occurring in the deformation of the hose segment 4 in the wall zones 17, 18, 19 are introduced evenly into corresponding adhesive zones 39, 40 and thus in addition to the uniform stress distribution in the area of the convex sealing edge 14 on the adhesive surfaces 36 ', 36 '' Distributed tensile forces attainable, so that a sufficient stability of the connections is guaranteed.

Zur Herstellung der Verbindungen in den Verschlußbereichen 6,7 gemäß Fig. 12 sind gegebenenfalls Spezialwerkzeuge (nicht dargestellt) erforderlich, mit denen das Schlauchsegment 4 mit geringem Aufwand zu der in Fig. 10 dargestellten bogenförmigen Profilform mit jeweils konvexen Außenkanten 22' in den Verbindungsbereichen 6,7 verpreßt werden kann, so daß insgesamt ein integral geklebter Druckkörper 1 gebildet ist.To make the connections in the closure areas 6, 7 according to FIG. 12, special tools (not shown) may be required with which the Hose segment 4 can be pressed with little effort to the arcuate profile shape shown in FIG. 10, each with convex outer edges 22 'in the connection areas 6, 7, so that an integrally glued pressure body 1 is formed overall.

In zweckmäßiger Ausführungsform ist das Schlauchsegment 4 der Druckkörper 1 aus einem flexiblen Kunststoff mit eingelassenem Gewebe gebildet, so daß gegebenenfalls die Verschlußbereiche 6,7 auch über eine Schweißverbindung gebildet sein können.In an expedient embodiment, the hose segment 4 of the pressure body 1 is formed from a flexible plastic with an embedded fabric, so that the closure areas 6, 7 can optionally also be formed by a welded connection.

Claims

Pressure body which has a flexible hose segment (4), which is sealed at the ends in a closure region (6, 7) connecting the hose material (16) in two layers and can be filled with a fluid, for example compressed air, via a valve (5) in the interior (15) is characterized in that a sealing edge (14) which is convexly curved to the hose segment (4) is formed in the closure region (6, 7).

Pressure body according to claim 1, characterized in that the convex sealing edge (14) is formed in the region of two arcuate clamping plates (8,9; 10,11) clamped together by means of several clamping screws (12, 12 ').

Pressure body according to claim 2, characterized in that the clamping plate (8,9; 10,11) has an inner edge symmetrical to the sealing edge (14).

Pressure body according to claim 2 or 3, characterized in that the clamping screws (12) are arranged evenly spaced along a convex clamping plane (23) running parallel to the sealing edge (14).

Pressure element according to one of claims 2 to 4, characterized in that the clamping plane (23) is at a distance (24) from the sealing edge (14) which is smaller than the distance (25) from the outer edge (22) of the respective clamping plate (8 , 9; 10.11).

Pressure body according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sealing edge (14) is provided in the region of an adhesive fold (27) forming the inner edge (21 ').

Pressure body according to one of claims 1 to 6, characterized in that the convex sealing edge (14) is provided in the region of an inner side (28) of a forming clamp (31, 32) having two clamping legs (29, 30).

Pressure element according to Claim 7, characterized in that an outer edge (34) of the deforming clamp (31, 32) provided in the transition region (33) of the two clamping legs (29, 30) is each rectilinear.

Pressure body according to one of claims 1 to 8, characterized in that the convex sealing edge (14) is formed by an adhesive layer (36) provided in the double-layer closure region (6, 7).

Pressure body according to claim 9, characterized in that two adhesive layers (36, 36 ') are provided in the region of an intermediate layer (38) in the respective closure region (6, 7).

Pressure body according to one of claims 1 to 10, characterized in that the hose segment (4) is formed from a flexible plastic with an embedded fabric.

Pressure body according to claim 11, characterized in that the plastic is weldable or vulcanizable.