WO2005068887A2 - Armierter polymerschlauch und vorrichtung zur herstellung - Google Patents

Abstract

Ein polymerer Schlauch mit erhöhter Knickbeständigkeit hat eine weiche Innenschicht und eine hiermit verbundene im Vergleich hierzu harte Aussenschicht. Die Aussenschicht umfasst mindestens einen wendelförmig um die Längsachse des Schlauchs umlaufenden Einschnitt (2). Eine Vorrichtung (19) zur Herstellung des Schlauchs hat schneidende oder spanabhebende Mittel zur Einbringung der Einschnitte (2) in die Außenschicht. Die Mittel (25) sind nach einem Extruder (20) zur Extrusion des Schlauches um letzteren umlaufend angeordnet. Es resultiert ein unaufwändig hergestellter Schlauch mit guter Knickbeständigkeit bei gleichzeitig guter Flexibilität.

Description

Armierter Polymerschlauch und Vorrichtung zur Herstellung

Die Erfindung betrifft einen polymeren Schlauch mit einer weichen Innenschicht und einer hiermit verbundenen und im Vergleich hierzu harten Außenschicht. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen polymeren Schlauchs, wobei der Einschnitt in die harte Außenschicht des Schlauches mit schneidenden oder spanabhebenden Mitteln eingebracht wird.

Ist bei einem Schlauch eine Kombination der Eigenschaften Knickstabilität und/oder Berstdruckfestigkeit und/oder Unterdruckfestigkeit gefordert, wird dies nach dem Stand der Technik in der Regel durch eine Armierung mittels gewickelter oder geflochtener Fäden erreicht. Als Fäden werden solche aus Metall, vor allem jedoch aus Polymeren, hier insbesondere aus Polyamid oder Polyester, verwendet. Armierte Schläuche werden beispielsweise bei handelsüblichen Gartenschläuchen oder Hochdruckschläuchen eingesetzt. Die Herstellung derartiger, armierter Schläuche ist allerdings recht aufwendig. Zunächst wird ein Grundschlauch extrudiert, dann dieser mit Haftvermittler bestrichen, anschließend die Fadenarmierung in einem Wickel- oder Flechtverfahren aufgezogen und schließlich in einem weiteren Verfahrensschritt der Deckschlauch aufgebracht. Dies ist für einen armierten medizinischen Schlauch in der DE 198 16 986 Cl beschrieben. Wird bei einem Schlauch lediglich eine hohe Knickstabilität und darüber hinaus keine besondere mechanische Festigkeit gefordert, ist die Her- Stellung eines fadenarmierten Schlauches viel zu aufwendig.

Knickstabile Schläuche lassen sich auch durch eine faltenbalgartige Formgebung herstellen. Beispielhaft sei hier die DE 8807415 Ul genannt. Weitere Beispiele hierfür sind in der Medizintechnik die Respiratorenschläuche. Nachteilig an der faltenbalgähnlichen Schläuchen ist die begrenzt herstellbare Länge von 1 bis maximal 2 m, die sich auf Grund der mit der Länge stark ansteigenden Werkzeugkosten ergibt. Weiterhin können bei einfachen Faltenbalgschläu- chen mit einem Durchmesser kleiner 40 mm weder die Innenoberfläche noch die Außenoberfläche glatt gestaltet werden. Daher verschmutzt ein derartiger Schlauch an der Oberfläche sehr leicht. Besonders nachteilig ist, dass sich ein solcher Schlauch nur sehr schwer völlig entleeren oder reini- gen lässt, was vor allem im Medizinbereich nicht akzeptiert werden kann. Man denke hier an Schläuche zur Zu- oder Abführung von Flüssigkeiten oder Medikamenten oder an die Beatmungstechnik.

Weiterhin lassen sich knickstabile Schläuche auch dadurch herstellen, dass eine Armierung aus Metall oder Kunststoff in Form von axial angeordneten Ringen oder einer axial angeordneten Spirale eingearbeitet wird. Dies ist beispielsweise in der DE 696 01 883 T2 beschrieben. Nachteilig ist bei einer derartigen Lösung, wie bei der Faltenbalg- Ausführung, die Schwierigkeit, den Schlauch völlig zu entleeren oder für medizinische Anwendungen hinreichend zu reinigen. Besonders negativ stellt sich weiterhin die Verbindungstechnik mit anderen Schläuchen oder mit Fittingen dar, da eine dichte Verbindung auf Grund der eingebrachten Spirale und der damit einhergehenden welligen Innen- und Außen-Oberfläche nicht möglich ist.

Aus der DE 75 09 957 U ist ein Zweischicht-Schlauch mit einer Innen- und einer Außenschicht bekannt, wobei letztere eine Vielzahl von Versteifungsringen aufweist. Die Herstellung eines derart ausgesteiften Schlauches ist aufwändig. Eine Aufgabe der Erfindung ist es demnach, einen gattungsgemäßen Schlauch, vorzugsweise für den Einsatz in der Medizin, zur Verfügung zu stellen, der über eine hohe Flexibilität und Knickbeständigkeit verfügt, bevorzugt einen konstanten Innendurchmesser aufweist und darüber hinaus kostengünstiger herstellbar ist, als dies nach den bisherigen Verfahren möglich ist.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Schlauch mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass mindestens ein wendeiförmiger Einschnitt in der Außenschicht zu einem einerseits knickstabilen, andererseits aber dennoch hoch flexiblen Schlauch führt, dessen Herstellung im Vergleich zu den bekannten armierten Schläuchen deutlich vereinfacht ist. Bei der Erzeugung des mindestens einen wendeiförmigen Einschnittes ist nämlich ein Herstellungsverfahren einsetzbar, bei dem ein Schneidwerkzeug ohne abzusetzen den gesamten wendeiförmigen Einschnitt erzeugt. Dies ist insbesondere im Vergleich zum Herstellungsverfahren eines Versteifungsringe aufweisenden Schlauches, bei dem zwingend eine diskontinuierliche Herstellung der Ringe erfolgen muss, von Vorteil. Im Vergleich zur Herstellung von fadenarmierten Schläuchen ist die Herstellung des erfindungsgemäßen Schlauches deutlich unaufwändiger. Auch im Vergleich zu Fal- tenbalgschläuchen lässt sich der erfindungsgemäße Schlauch einfacher herstellen und zudem, da er mit einer glatten Innenwandung ausgeführt wer- den kann, einfach restlos entleeren. Als Werkstoffe für die erfindungsgemäßen Schläuche, die durch Coextrusion hergestellt sein können, können die bei Schläuchen üblichen Thermoplaste und Elastomere eingesetzt werden. Die Einschnitte in die Schläuche durchtrennen bevorzugt die harte Außenschicht. Die durch Einschnitte erzeugten wendeiförmigen harten Elemente auf der Schlauchaußenfläche, die mit dem Innenschlauch verbunden sind, wirken an den Schnittkanten als Gelenke und ermöglichen so eine Beweglichkeit des erfindungsgemäßen Schlauches derart, dass der weiche Innenschlauch durch die Stabilisierung dieser harten Elemente in engen Radien gebogen werden kann, ohne dass er dabei kollabiert. Die Erfindung erlaubt also die Herstellung von knickbeständigen Schläuchen mit einer glatten Innenoberfläche und einer weitgehend glatten Außenoberfläche, wobei zusätzlich eine Stabilisierung gegen leichten Überdruck und gegen Vakuum erzielt wird. Die erfindungsgemäßen Schläuche haben dar- über hinaus Vorteile in der Verbindungstechnik gegenüber den faltenbalg- oder spiralähnlichen Schläuchen, dahingehend, dass sowohl eine Innenbör- delung als auch ein Außenbördelung möglich ist. Die erfindungsgemäßen Schläuche können insbesondere in Anwendungen zum Einsatz kommen, in denen ein Umstülpen des Schlauches gefordert ist. Eine derartige Anwen- düng ist beispielsweise die Endoskopie, bei der ein erfindungsgemäßer Schlauch das endoskopische Instrument umgibt und je nach gewünschter Einführtiefe des Instruments umgestülpt wird, wobei der umgestülpte Abschnitt relativ zum diesen umgebenden Gewebe nicht verschoben wird.

Die weiche Innenschicht ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe Weich- PVC, Weich-Polyolefine, Polyurethane, Natur- oder Synthesekautschuke oder Elastomere.

Die harte Außenschicht ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe Hart- PVC, Polyamide, Polyurethane oder Polyolefine.

Falls, je nach Anwendung, für Innen- und Außenschicht Werkstoffe eingesetzt werden müssen, die miteinander keine oder nur eine unzureichende Haftung ausbilden, kann zusätzlich zwischen Außen- und Innenschicht eine haftvermittelnde Zwischenschicht eingebracht werden. Die Herstellung solcher Dreischichtschläuche ist ebenfalls in einem Schritt mittels Coextru- sion möglich, wobei die Herstellung im Vergleich zum Zweischichtschlauch nicht signifikant teurer ist.

Ein Abstand zwischen benachbarten Abschnitten des wendeiförmigen Einschnitts von mindestens 1,0 mm, bevorzugt zwischen 1 und 5 mm, führt zu einer vorteilhaften Kombination aus Flexibilität und Knickstabilität des Schlauchs.

Der mindestens eine wendeiförmige Einschnitt kann unter einem Winkel von 36 bis 60° gegen eine zur Längsachse des Schlauchs senkrechte Ebene ansteigen, also unter einem Winkel zwischen 30 und 54° gegen die Längsachse des Schlauches verlaufen. Insbesondere bei einem Winkel von 54° gegen die Längsachse des Schlauches ergibt sich ein ausgezeichnet flexibler Schlauch auch unter Druckbeaufschlagung. Kleine Biegeradien sind hier bei gleichzeitig hoher Knickstabilität erzielbar.

An vorbestimmten Abschnitten des Schlauchs können ring- und/oder schuppenförmige Einschnitte vorgesehen sein. Eine ringförmige Ausführung der Einschnitte wird gewählt, wenn ein möglichst kleiner Biegeradius ohne Knickneigung erwünscht ist. Hierzu werden ringförmige Einschnitte entlang des Schlauchumfanges durch die harte Außenschicht ausgeführt, der Abstand der so erzeugten Ringe beträgt 2 bis 6 mm, wie Fig. 1 zeigt. Schuppenförmige Einschnitte sind ebenfalls geeignet, wenn es darum geht, Schläuche zu stülpen. Die Schuppen können in der Aufsicht V-förmig, U-förmig oder pfeilförmig sein oder eine daraus abgeleitete Mischform aufweisen, die sich in eine Richtung verjüngt. Unterschiedliche Schuppenformen lassen sich auch auf einem Schlauch untereinander kombinieren.

Der mindestens eine Einschnitt kann eine V-förmige, U-förmige oder pfeil- förmige Gestalt oder eine Mischform der genannten Gestalten aufweisen. V-förmige Einschnitte geben definiert einen minimalen Biegeradius des Schlauchs vor. Bei diesem minimalen Biegeradius stützen sich die Flanken der V-förmigen Einschnitte flächig aneinander ab, was zu einer großen Knickstabilität des Schlauchs führt. U-förmige oder pfeilförmige Ein- schnitte ergeben Kombinationen von Knickstabilität und Flexibilität, die an entsprechende Anwendungen gut anpassbar sind.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Herstellungs Vorrichtung der eingangs genannten Art so schaffen, mit der eine unaufwändige Her- Stellung eines erfindungsgemäßen Schlauches gewährleistet ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Herstellungsvorrichtung mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 9 angegebenen Merkmalen.

Erfindungs gemäß wurde erkannt, dass es auch zur Erzeugung mindestens eines wendeiförmigen Einschnitts in der Außenschicht eines polymeren Schlauchs möglich ist, um den Schlauch umlaufende Mittel einzusetzen. In Verbindung mit einem Extruder zur Herstellung des Schlauch-Rohlings ergibt sich eine besonders einfache Herstellungs Vorrichtung, da der mindestens eine wendeiförmige Einschnitt durch eine Relativbewegung erzeugt werden kann, die sich durch eine Kombination des Schlauchvorschubs aus dem Extruder einerseits und der um den Schlauch umlaufenden Bewegung des schneidenden oder spanabhebenden Mittels ergibt. Ein ei- gener Vorschub für das schneidende oder spanabhebende Mittel ist nicht erforderlich. Die Einschnitte können mittels messerartigen oder messerähnlichen Vorrichtungen oder auch mittels scharf schneidenden spanabhebenden Werkzeugen ausgeführt werden. Mit den schneidenden oder spanabhe- benden Mitteln lassen sich Einschnitte bzw. Einkerbungen erzeugen, die V-förmig, U-förmig oder pfeilförmig sind oder eine daraus abgebildete Mischform aufweisen. Durch das Eindringen der Einschnitte direkt nach der Extrusion kann der erfindungs gemäße Schlauch hergestellt werden, ohne dass ein gesonderter Arbeitsschritt notwendig ist, für den der Schlauch erneut verpackt, zwischengelagert, transportiert bzw. einem anderweitigen Handling unterworfen werden muss. Dies ist insbesondere dann unter dem Gesichtspunkt hoher Einheits- und Sauberkeitsanforderungen von Vorteil, wenn der hergestellte Schlauch eine medizinische Verwendung hat.

Wenn der Schlauch zumindest abschnittsweise auch ringförmige Einschnitte aufweisen soll, können die Mittel der Herstellungsvorrichtung zur Einbringung derartiger ringförmiger Einschnitte derart ausgeführt sein, dass sie mit dem Schlauch in Extrusionsrichtung bewegt werden. Bei einer der- artigen Herstellungsvorrichtung können einerseits wendeiförmige und andererseits ringförmige Einschnitte in die Außenschicht angebracht werden, ohne dass hierzu die schneidenden oder spanabhebenden Mittel ausgetauscht werden müssen.

Wenn zusätzlich Schlauchabschnitte mit schuppenförmigen Einschnitten gewünscht sind, können die Mittel zur Einbringung derartiger schuppen- förmiger Einschnitte derart ausgeführt sein, dass sie in die harte Außenschicht des polymeren Schlauches einschneiden und senkrecht zur Extrusionsrichtung bewegt werden, wobei der Schlauch in Extrusionsrichtung transportiert wird. Durch die Überlagerung dieser Relativbewegungen zwischen dem Schlauch und den schneidenden oder spanabhebenden Mitteln ergibt sich in einfacher Weise die Gestaltung der gewünschten Schuppen.

Als schneidende oder spanabhebende Mittel zum Einschneiden der harten Außenschicht des polymeren Schlauches können vorgesehen sein: Ein Messer, ein spanabhebendes Werkzeug, ein Laser oder eine Wasserstrahlschneidevorrichtung. Je nach gewünschter Querschnittsform der Einschnitte, Schneidgeschwindigkeit, Oberflächenqualität oder anderen Zielvorga- ben kann hieraus das geeignete schneidende oder spanabhebende Mittel ausgewählt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 Schlauchabschnitte mit ringförmigen Einschnitten in Abständen von beispielhaft 2 mm (Fig. 1 a) und 5 mm (Fig. 1 b);

Fig. 2 Schlauchabschnitte mit wendeiförmigen Einschnitten in Ab- ständen von beispielhaft 1 mm (Fig. 2 a) und 2.5 mm (Fig. 2 b), wobei die Anordnung der Wendeln mit einem Winkel von 30° gegenüber der Achse des Schlauches gewählt ist;

Fig. 3 ein Schlauchabschnitt mit wendeiförmigen Einschnitten im Abstand von beispielhaft 3 mm, wobei die Anordnung der Wendeln mit einem Winkel von 54° gegenüber der Achse des Schlauches gewählt ist; Fig. 4 ein Schlauchabschnitt mit schuppenförmigen Einschnitten, wobei die Schuppen eine U-Form aufweisen;

Fig. 5 vergrößert einen Schnitt gemäß Linie V-V in Fig. lb;

Fig. 6 schematisch eine Herstellungsvorrichtung bei der Herstellung eines Schlauches gemäß Fig. 3;

Fig. 7 vergrößert einen Schnitt gemäß Linie VII- VII in Fig. 6; und

Fig. 8 einen ausschnittsweisen Schnitt gemäß Linie VIII- VIII in Fig. 5.

Schlauchabschnitte eines erfindungsgemäßen Schlauches sind in den Fig. 1 bis 4 dargestellt.

Der erfindungsgemäße Schlauch weist immer zumindest einen Schlauchabschnitt mit mindestens einem wendeiförmig um eine Längsachse 1 des Schlauchs umlaufenden Einschnitt 2 auf. Beispiele derartige Schlauchab- schnitte sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Ein Schlauchabschnitt 3 nach Fig. 2a weist insgesamt zehn wendeiförmige Einschnitte 2 auf, die einen Abstand A zueinander von 1,0 mm haben und einander in Form einer Zehnfach-Helix umwinden. Die wendeiförmigen Einschnitte 2 des Schlauchabschnitts 3 steigen unter einem Winkel α von 60° gegen eine zur Längsachse 1 senkrechte Ebene 4 an. Der Steigungswinkel des Einschnitts 2 des Schlauchabschnitts 3 zur Längsachse 1 ist daher 30°.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt des Schlauchs. Dieser weist eine weiche Innenschicht 5 und eine im Vergleich hierzu harte Außenschicht 6 auf. Die Einschnitte 2 sind derart in der Außenschicht 6 ausgeführt, dass die Innenschicht 5 keine Einschnitte aufweist. Der gesamte Schlauch ist derart zweischichtig aufgebaut. Materialbeispiele für die Innenschicht 5 sind ein Weich-PVC, ein Weich-Polyolefin, Polyurethan, ein Natur- oder Synthese- kautschuk oder ein Elastomer. Materialbeispiele für die Außenschicht 6 sind ein Hart-PVC, ein Polyamid, ein Polyurethan oder ein Polyolefin. Die Innenschicht 5 und die Außenschicht 6 sind miteinander verbunden. Wenn die Materialien der Innenschicht 5 und der Außenschicht 6 keine ausreichende Eigenhaftung aneinander aufweisen, ist bei einer Schlauchvariante zwischen der Innenschicht 5 und der Außenschicht 6 eine nicht dargestellte haftvermittelnde Zwischenschicht ausgeführt. Letztere kann aus Elastomeren oder aus EVA gebildet sein.

Varianten von wendeiförmigen Einschnitten 2 zeigen die Fig. 2b und 3. Ein Schlauchabschnitt 7 nach Fig. 2b weist insgesamt vier wendeiförmige Einschnitte 2 auf, die einander nach Art einer Vierfach-Helix umwinden. Die wendeiförmigen Einschnitte 2 haben beim Schlauchabschnitt 7 einen Abstand zueinander von 2,5 mm. Auch andere Abstände zwischen den Einschnitten 2 zwischen 1 und 6 mm sind möglich. Die Steigung des Ein- Schnitts 2 des Schlauchabschnitts 7 entspricht derjenigen des Einschnitts 2 des Schlauchabschnitts 3.

Ein Schlauchabschnitt 8 nach Fig. 3 weist eine weitere Variante von wendeiförmigen Einschnitten 2 auf. Beim Schlauchabschnitt 8 sind zwei Ein- schnitte 2 vorgesehen, die sich in Form einer Doppelhelix umwinden. Der Abstand A zwischen benachbarten Einschnitten beträgt 3 mm. Der Winkel α zwischen dem Einschnitt 2 und der Ebene 4 beträgt 36°. Dies entspricht einem Winkel von 54° zwischen dem Einschnitt 2 und der Längsachse 1 des Schlauchabschnitts 8. Bei einer Ausführungsvariante ist der Schlauch vollständig nach Art eines der Schlauchabschnitte 3, 7 oder 8 ausgeführt. Bei anderen Ausführungsvarianten, bei denen es z. B. in verschiedenen Abschnitten des Schlauches auf verschiedene Flexibilitäten bzw. Knickstabilitäten ankommt, kann der Schlauch abschnittsweise mit unterschiedlich ausgeführten Einschnitten ausgeführt sein. Der Schlauch kann z. B. aus den Schi auch abschnitten 3, 7 und 8 oder aus einer Kombination von nach Art von zweien dieser drei Abschnittsvarianten ausgeführten Abschnitten gebildet sein.

Bei weiteren Ausführungsvarianten kann der Schlauch zusätzlich zu wendeiförmigen Einschnitten auch ringförmige bzw. schuppenförmige Abschnitte aufweisen. Beispiele ringförmiger Einschnitte 9 zeigt Fig. 1. Die ringförmigen Einschnitte 9 umlaufen den Schlauch in einer Ebene senk- recht zur Längsachse 1. Fig. la zeigt einen Schlauchabschnitt 10. Fig. lb zeigt einen Schlauchabschnitt 11. Der Abstand zwischen zwei benachbarten ringförmigen Einschnitten 9 beträgt bei der Ausführung nach Fig. la 2 mm und bei der Ausführung nach Fig. lb 5 mm. Auch andere Abstände zwischen 2 und 6 mm sind möglich.

Einen Schlauchabschnitt 12 mit schuppenförmigen Einschnitten zeigt Fig. 4. An einer Axialposition des Schlauchabschnittes 12 liegen jeweils drei schuppenförmige Einschnitte 13 vor. Die schuppenförmigen Einschnitte 13 sind jeweils U-förmig ausgeführt, wobei sich das U in Längsrichtung des Schlauches öffnet. Alle schuppenförmigen Einschnitte 13 öffnen sich in die gleiche Richtung.

Fig. 4 zeigt beispielhaft zwei weitere Varianten 14, 15 von schuppenförmigen Einschnitten. Der schuppenförmige Einschnitt 14 ist V-förmig ausge- führt und öffnet sich in Längsrichtung des Schlauchabschnitts 12. Der schuppenförmige Einschnitt 15 ist pfeilförmig ausgeführt und öffnet sich ebenfalls in Längsrichtung des Schlauchabschnitts 12.

Beispiele für den Querschnitt der Einschnitte 2, 9 sowie 13 bis 15 zeigt der Längsschnitt nach Fig. 8. In Fig. 8 links dargestellt ist ein Einschnitt mit V-förmiger Gestalt 16. In der Mitte der Fig. 8 ist ein Einschnitt mit U-förmiger Gestalt 17 dargestellt. In Fig. 8 rechts ist ein Einschnitt mit pfeilförmiger Gestalt 18 dargestellt.

Fig. 6 zeigt schematisch eine insgesamt mit 19 bezeichnete Vorrichtung zur Herstellung eines Schlauches nach Art derjenigen, die in den Fig. 1 bis 4 dargestellt sind. Ein Extruder 20 erzeugt einen Schlauch-Rohling 21, wobei die Innenschicht 5 und die Außenschicht 6 durch Coextrusion erzeugt wer- den. Der Schlauch-Rohling 21 wird nach dem Extruder 20 in Vorschubrichtung 22 transportiert. Längs des Weges nach dem Extruder 20 wird der Schlauch-Rohling 21 in bekannter Weise abgestützt.

Nach dem Extruder 20 durchtritt der Schlauch-Rohling 21 eine Durchtritts- Öffnung 23 eines Schneidrads 24 einer Schneideinrichtung 25 der Vorrichtung 19. Das Schneidrad 24 trägt ein Schneidmesser 26, welches in die Durchtrittsöffnung 23 hineinragt. Das Schneidrad 24 weist eine Außenverzahnung 27 auf. Mit dieser kämmt eine Außenverzahnung 28 eines Antriebsrads 29, welches über eine Antriebswelle 30 von einem Antriebsmo- tor 31 angetrieben wird.

Bei einer ersten Variante der Vorrichtung 19 ist die Schneideinrichtung 25 relativ zum Extruder 20 feststehend angeordnet. Bei einer weiteren Variante ist die Schneideinrichtung 25 relativ zum Extruder 20 in Längsrichtung des Schlauches angetrieben beweglich, wie in Fig. 6 durch einen gestrichelten Doppelpfeil 32 angedeutet. Bei einer weiteren Variante der Schneidvorrichtung 25 ist zudem das Schneidmesser 26 in zum Schlauch radialer Richtung angetrieben beweglich, wie in Fig. 7 durch einen Dop- pelpfeil 33 dargestellt.

Die erfindungsgemäßen Schläuche werden in einem der Extrusion des Schlauches nachgeschalteten Fertigungsschritt wie folgt hergestellt:

Für die Herstellung der ring- und wendeiförmigen Einschnitte sind in einer Vorrichtung schneidende oder spanabhebende Mittel, wie beispielsweise Messer, angeordnet, die sich um den Schlauch bewegen und dabei ringförmige Einschnitte anbringen, wobei sich die Mittel in Extrusionsrichtung mit dem Schlauch in derselben Geschwindigkeit mitbewegen. Die Vorrich- tung ist so ausgelegt, dass die Mittel zyklisch nach dem Anbringen der Einschnitte in eine Ausgangsstellung zurückkehren, von der aus ein neuer Zyklus startet. Bei der Vorrichtung 19 nach den Fig. 6 und 7 stellt das Schneidmesser 26 die schneidenden oder spanabhebenden Mittel dar. Die Spitze des Schneidmessers 26 dringt in der Schneidstellung so tief in den Schlauch ein, dass sie die Außenschicht 6 vollständig durchschneidet. In die Innenschicht 5 dringt die Spitze des Schneidmessers 26 hingegen auch in der Schneidstellung nicht ein.

Die Herstellung von wendeiförmigen Einschnitten wird durch umlaufende Mittel bewerkstelligt, die so angeordnet sind, dass diese sich zwar um den Schlauch herumbewegen, sich aber nicht mit dem Schlauch weiterbewegen, also ortsfest sind. Die Steigung der Wendel wird in Abhängigkeit zur Geschwindigkeit des Transportes des Schlauches durch die Vorrichtung und durch die Geschwindigkeit der Mittel, die den Schlauch umlaufen, be- stimmt. Bei der Vorrichtung 19 stellt das Schneidrad 24 mit dem Schneidmesser 26 das umlaufende Mittel dar. Die Umlaufgeschwindigkeit in Richtung eines Pfeils 34 in Fig. 7 wird durch eine entsprechende Umlaufgeschwindigkeit des Antriebsrads 29 in Richtung eines Pfeils 35 in Fig. 7 bei der dargestellten Ausführung so vorgegeben, dass in Verbindung mit der Vorschubgeschwindigkeit des Schlauch-Rohlings 21 längs der Vorschubrichtung 22 beim Umlauf des Schneidmessers 26 der Einschnitt 2 entsprechend dem Schlauchabschnitt 8 entsteht. Hierzu trägt das Schneidrad 24 zwei einander in der Durchtrittsöffnung 23 gegenüberliegende Schneid- messer 26, von denen in Fig. 7 nur eines dargestellt ist.

Schuppenförmige Einschnitte werden durch entsprechende Einstiche / Einschnitte von Mitteln in die harte Außenschicht des Schlauches erreicht, wobei die Formgebung der Schuppen durch Bewegungen der Mittel senk- recht zur Extrusionsrichtung geschieht, wenn sich der Schlauch in Extrusionsrichtung weiterbewegt. Die Form der Schuppen wird so durch die Relativbewegung der Mittel bestimmt. Zur Herstellung der schuppenförmigen Einschnitte weist die Schneideinrichtung 25 nicht dargestellte kellenf örmi- ge Schneidmittel auf, die zwischen einer Schneidstellung und einer Aus- gangsstellung längs des Doppelpfeils 33 bewegt werden. In Kombination mit dem Vorschub des Schlauch-Rohlings 21 entstehen schuppenförmige Einschnitte 13 bis 15 je nach der Formung der die schuppenförmigen Einschnitte erzeugenden Schneidmittel.

Mit der Vorrichtung 19 zur Herstellung der armierten Schläuche gelingt es, auf einfache Weise ring- oder wendeiförmige Einschnitte oder solche in Form eines Schuppenmusters in die harte Außenschicht des Schlauches einzubringen, wobei die Form und Gestalt der Einschnitte in vielfältiger Weise bestimmbar und auch untereinander kombinierbar ist. Wie schon erwähnt, ist eine Abfolge unterschiedlicher Einschnitte entlang eines Schlauches realisierbar, wenn dies entsprechende Erfordernisse verlangen, weil der Schlauch beispielsweise in verschiedenen Zonen unter- schiedlichen Biegebelastungen ausgesetzt wird.

Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele verdeutlichen die Erfindung im Detail.

Zu Ausführungsbeispiel 1

Der Verbundschlauch der Abmessung 4,00/1,50 mm besteht aus einer Innenschicht mit einer Wandstärke vom 1,20 mm, der Werkstoff ist Weich- PVC der Shore-Härte A 65. Die Zwischenschicht besteht aus EVA mit 30 % VA-Gehalt, ihre Schichtdicke beträgt 0,02 mm. Die Außenschicht hat eine Wandstärke von 0,30 mm, Werkstoff LDPE. Über scharf schneidende Messer werden in einem Schlauchabschnitt konzentrische Ringe in die Außenschicht eingebracht. Die Ringbreite beträgt 2 mm. In mindestens einem weiteren Schlauchabschnitt liegen wendeiförmige Einschnitte vor.

Der so hergestellte Schlauch widersteht einem Innendruck von 4 bar ohne wesentliche Verformung, er lässt einen Biegeradius von 30 mm zu, ohne dass der Schlauch im Biegebereich kollabiert.

Zu Ausführungsbeispiel 2

Bei einem PVC- Verbundschlauch, dessen Innenschlauch eine Wandstärke von 0,8 mm und eine Shore-Härte von A 60, und dessen Außenschlauch eine Wandstärke von 0,2 mm und eine Shore-Härte von A 96 aufweist, wird die Außenschicht mit einem Messer wendeiförmig, mit einer Steigung der Spirale von 8 mm Schlauchlänge bezogen auf einen Umlauf (360°) und einem Abstand der wendeiförmigen Einschnitte von 5 mm bis zum Innenschlauch eingeschnitten.

Der so hergestellte Schlauch widersteht einem Innendruck von 3,5 bar ohne wesentliche Verformung, er lässt einen Biegeradius von 25 mm zu, ohne dass der Schlauch im Biegebereich kollabiert.

Claims

Patentansprüche

1. Polymerer Schlauch mit einer weichen Innenschicht (5) und einer hiermit verbundenen und im Vergleich hierzu harten Außenschicht (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (6) mindestens einen wendeiförmig um eine Längsachse (1) des Schlauchs umlaufenden Einschnitt (2) aufweist.

2. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen- schicht (5) aus einem Weich-PVC oder einem Weich-Polyolefin oder einem Polyurethan oder einem Natur- oder Synthesekautschuk oder einem Elastomer besteht.

3. Schlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (6) aus einem Hart-PVC oder einem Polyamid oder einem Polyurethan oder einem Polyolefin besteht.

4. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine haftvermittelnde Zwischenschicht zwischen der Innenschicht (5) und der Außenschicht (6) vorliegt, die aus Elastomeren oder EVA besteht.

5. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (A) zwischen benachbarten Abschnitten des wendeiförmigen Einschnittes (2) oder zwischen benachbarten wendeiförmigen Einschnitten (2) mindestens 1,0 mm beträgt.

6. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine wendeiförmige Einschnitt (2) unter ei- nem Winkel von 36° bis 60° gegen eine zur Längsachse (1) des Schlauchs senkrechte Ebene (4) ansteigt.

7. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ringförmige Einschnitte (9) und/oder schuppenförmige Einschnitte (13 bis 15) an vorbestimmten Abschnitten (10 bis 12) längs des Schlauchs.

8. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Einschnitt (2, 9, 13 bis 15) eine V- förmige Gestalt (16) oder eine U-förmige Gestalt (17) oder eine pfeil- förmige Gestalt (18) oder eine Mischform der genannten Gestalten aufweist.

9. Vorrichtung (19) zur Herstellung eines polymeren Schlauches nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Einschnitt (2, 9, 13 bis 15) die harte Außenschicht (6) des Schlauches mit schneidenden oder spanabhebenden Mitteln (25) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (25) nach einem Extruder (20) zur Extrusion des Schlauches um letzteren umlaufend angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Ansprach 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (25) derart ausgeführt sind, dass sie zur Einbringung von ringförmigen Einschnitten (9) mit dem Schlauch in Extrusionsrichtung (32) bewegt werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (26) derart ausgeführt sind, dass sie zur Einbringung von schuppenförmigen Einschnitten (13 bis 15) in die harte Außenschicht (6) des Schlauchs einschneiden und senkrecht (33) zur Extrusionsrich- tung (22) bewegt werden, wobei die Vorrichtung derart ausgeführt ist, dass der Schlauch in Extrusionsrichtung (22) transportiert wird.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Mittel (26) zum Einschneiden in die harte Außenschicht (6) ein Messer (26) oder ein spanabhebendes Werkzeug oder einen Laser oder eine Wasserstrahlschneidevorrichtung umfassen.