DE1525785A1 - Biegsamer Schlauch - Google Patents

Description

• "Biegsamer Schlauch"

  Die Erfindung befasst sich mit einem biegsamen Schlauch

  aua schraubenförmig gewickelten,-ineinandsrgreifenden Profil-

  gliedern,-bei dem jedes Profilglied einen die Außenwand und

  einen die'Innenwand des Schlauches bildenden, ih Schlauch-

  lgngsachee gegeneinander @ers®tzte, ein4nder parallele

  Schenkel auweiet, die senkrecht zur Sc#Zauchaehae durch

  einen Verbindunge$chenkel verbunden sind und an ihren' Enden

  parallel zu den Verbindungesehenkeln verlaufende Endschenkel

  trageng s

  Bei bekai:rten bchldueliexdieser Art werden die einzelnen

  Glieder axial und radial verschieLbar goüihr@@ und durch eire

  loses Dichtungsband gegeneinander aegedichtet: Diese -Ab#-

  dichtung..ist unbefriedigend, weil nicht-nur die Dchtungs=

  Fläche, die vom Schlauchinhalt bespült wird und den von außen auf den Schlauchmantel eiiwirkenden Verschmutzungen ausgesetzt .ist, keine wirksame .lbdichtung-zulässt, sondern auch das Dichtungsband oder der Dichtungsring .selbst beim Verschieben der einzelnen Glieder einem ständigen Abrieb unterliegen. Außerdem müssen die einzelnen Glieder eine große Biegesteifigkeit besitzen, damit sie insbesondere im auseinandergezogenen Zustand nicht durch den Innendruck des Schlauches verformt werden. Diese Biegesteifigkeit ist jedoch bei der Handhabung des Schlauches hinderlich. Ein Krümmen des Schlauches kann bei diesen bekannten Konstruk- tionen allenfalls nur dadurch erfolgen,. daß die einzelnen Glieder gegeneinander geknickt werden, eine Tatsache, die nicht .nur erfordert, daß der Schlauch verher ausenandergezogen wird und -dadurch eine unerwünschte unebene innere Oberbekamt,. eondern auch ein Verspannen des Dichtungsringen mit sich bringt, das der Abdichtung abträglich ist. Das Ziel der Erfindung besteht darin, diese Nachteil.
• . zu vermeiden und einen biegsamen Schlauch zu schaffen, der nickt nur eine verhältnieaässij große Elastizität sondern auch gute Festigkeitseigenschaften sowohl in bazug auf einwirkende lzialm als auch Radialkräf$e aufweist und keinerlei Abdichtungsprobleme der einzelnen Glieder aufwirft. Dies wird @erfindungsgewäß dadurch erreicht, daß der Verbindungsschenkel und die beiden Endscherkel jedes Profilgliedes biegeelastisch sind, wobei, die Endschenkl in umgebogenen Zustand des Schlauches eng an den Verbindungsschenkeln der Nachbarglieder anlegene und daß sich wenigstens an einen Endschenkel ein schlauchachsenparalleler Schenkel anschliesst, der mit der ihm zugewendeten Sobankslfläche des Nachbargliedes eine die Nachbarglieder miteinander verbindende und gegeneinander abdichtende Klebstofischicht gemeinsam hat.
• Der neuartige Schlauch weist somit im urgedehnten Zustand eine fast vollkommen geschlossene innere und äussere Oberfläche auf, wobei besonders die Glätte der Innenfläche sich günstig auf den Strömungswiderstand auswirkt. Die Dehnung oder Biegung des Schlauches wird durch Verbiegen der etwa senkrecht zur Schlauchlängsachse verlaufenden Y@rbindungsg iederi erreicht, ohne daß die Abdichtung der einzelnen Glieder beeinflusst wird, weil sie gleichzeitig eine ortsfeste Verklebungszone bildet. Durch diese Bauart wird in besonders fortschrittlicher Weise zwei wesentlichen Anforderungen Rechnung getragen, die an Schläuche dieser Art gestellt werden, nämlich absolute Dichtheit und Dehnbarkdit bzw: Biegbarkeit, die ittelastischen Bereich bleibt und damit ein selbsttätiges Rückstellen . des Materials in die nicht verspannte Ausgangslage ermöglicht: Die überraschenden Festigkeitseigenschaften des neuartigen Schlauches sind nicht zuletzt darauf zurückzuführen, daß im urgedehnten oder ungeb®genen Zustand in Schlauchacharichtung jeweils drei eng zusammenliegende, radiale Sehenkel aufeinanderfdlgen, die den Schlauch beispielsweise trittsicher machen und die in der Lage sind, entsprechende radiale Innen-

  . druckkräfte -aufzunehmen: ,Dadurch dad3, die Klebstelle bzw.

  Klebstoffschicht und gleichzeitige Dichtungsstelle der be-

  nachbarten Glieder an deal Endschenkel zumindest des einen

  Gliedes verlagert is-tt lässt sich _der:Sahlauch"um eine ringe

  dehnen, die etwa_seinerUrsprungslänge entspricht.

  Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in

  der Zeichnung, auf die sich die-folgende Beschreibung bezieht'

  schematisch dargestellt:-Zn der Zeichnung sinds

  Figur i ein Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Schlauches

  mit glatten Innen- und Außenflächen,

  Figur 2 eine vergräeserte Tellschnittansiaht der Schlauch-

  wand von Figur-1,. .-

  Figur 3-eine Längsschni,ttansicht eines Teiles des in den

  Figuren -1 und 2-dargestellten Schlauches ins Zustand der Ver-

  biegung, _

  Figur 4 eine Ansicht ähnlich der von Figur 3, wobei die

  Schlauchwand unter Spannung steht,

  Figur 5 eine Längsschnittansieht durch einen Schlauch, der

  ähnlich wie der_inden Figuren 1 bis-4-dargestellte aufgebaut

  ist, dessen.-Wandelemente sieh jedoch innumgekehrter Stellung 1

  befinden;:- - -

  Figur 6 e.tae Ld.ngsschnittansich-t durch einen. anderen er-

  findungsgemäßen -Schläucli mit einer glatten. - und Außen-

  gläche-'. -

  Figur 7 ein vergrösserter Teilschnitt eines Wandteiles des- in Figur 6 gezeigten Schlauches'.
• Figur 8 einelängsschnittansicht eines Teiles des in den Figuren 6 und 7 dargestellten Schlauches im Zustand der Verbiegung, und -Figur 9 eine Ansicht, ähnlich der von Figur 7 mit einem unter Spannung stehenden»Schlauchteil.
• Bei der in Figur 1 dargestellten Ausßührungsformbezeichnet das Bezugszeichen 51 einen Schlauch, der aus einem aus einem Elaetowermaterial bestehenden Streifen 52 gebildet-ist. Der Streifen 52 besitzt Schraubenfora mit nehreren'nebeneinander-: liegenden Windungen 54. 'Der Querschnitt des Streifens 52 weist zwei in entgegengesetzte Richtungen weisende,: i® allgemeinen kanal öxnige Flansche oder hakenförmige Abschnitte 56 und 58 auf' die aus Figur 2 hervorgehen. .
• Der zweite Abschnitt 56 besitzt einen radial gerichteten,. inneren Schenkel 63 und eine hakenförmge-Folge von B'lementen, die aus einen azial gerichteten, mittleren ebenen Schenkel 59, der mit dem inneren Schenkel. 63 in Verbindung steht,. eine e -radial gerichteten: Sehenkel 60, der ebenfalls mit der inneren Schenkel 59 verbunden ist und aus: eine. azial gerichteten Endschtenkel 61 besteht. Die Schenkel 59, 60 und 61 sind, -wenn sich der Schlauch 51 in Ruhe befindets also-keiner-Belastung-unterliegt, i® wesentlichen gerade .gerichtet., so daß sie etwa ,im rechten Winkel zueinander stehen und dadurch zwischen sich im wesentlichenquadratische, dehnbare Gelenke 62 bilden.
• Der erste Abschnitt 58 besteht aus einem axial gerichteten, ebenen Schenkel 64 mit einer ersten Kante und einem einzelnen, dehnbaren radialen Schenkel 65 der sich an der ersten Kante im wesentlichen im rechten Winkel zu der Schenkel 64 erstreckt, wodurch eine'erste dehnbare Ecke 66 gebildet wird. Der Schenkel 64 besitzt eine zweite Kante, die mit den -inneren Schenkel 63 in Verbindung steht-, wodurch eine zweite dehnbare Ecke 66 entsteht. Die Schenkel 60, 63 und 65 sind etwa gleich lang-und an jeder benachbarten Windung 54 Seite an Seite' parallel zueinander angeordnet. Der innere Schenkel 63 steht mit den mittleren Schenkel 59 in Verbindung, wodurch ein flexibles Qlenk 67 gebildet wird:, und der Schenkel 63 begrenzt zusammen mit den aufeinanderfolgenden Elementen eine Aussparung Y. Die auf der Außenseite. der Aueeparung,at vorderen:Endechenkel 61. befindliche Fläche ist mit der ihr gegenUberlie`enden Fläche des ebenen Schenkeln 64-durch ein Bindemittel verknüpft: Der hakenförmige Abschnitt 56 an jeder Windung 54 greift in den hakenförmigen Abschnitt 58 der nächst benachbarten. Windung 54 im Inneren der Aussparung X ein, Wie Figur 2 zu entnehmen :st,: 1 iegt jeder ,Schenkel 61 nahe neben dem .Schenkel 64 der benachbarten Streitenschleife. Auf die sich gegenüberliegenden, miteinander verbundenen Flächen der Schenkel 61 und 64 ist eine Dichtungsgasse 6S,"U*ie aus einem Elastomer bestehen kann, aufgebracht Ünd dort befestigt. Sie hält die Flächen in ihrer gegenüberliegenden Stellung fest; Auf diese Weise werden die benachbarten schraubenförmigen'Wiidungen zusammengehalten;, um einen einheitlichen, strömungsmitteldchten Schlauch zu bilden.
• Man erkannt, daß die Abmessungen des Streifens: 52 so ge-wählt sindv daß der in axialer Richtung liegende Schenkel 59 an jeder Windung 54 eine im wesentlichen glatte, äussere Oberflächen des Schlauches 5i-bildet. Aus der Zeichnung Ist weiter zu --entnehmen, däß der axial-liegende Schenkel 64-an : jeder Windung 54 eine i® wesentlichen glatte Innenfläche 70 des Schlauches 51 schafft.-Da die Streifen aus einem Elastomer bestehen, stehen die gegenüberliegenden Enden des Schenkels 23 mit den Enden der Schenkel 59 und 64 in elasti-: :scher Verbindung, wodurch die Schenkel eine dehnbare Eck® --66 und ein dehnbares Gelenk 6? bilden, die g"amen mit den übrigen Teilen, wie in Figur 4 gezeigt ist, dem Schlauch ' seine Biegsamkeit-verleihen.
• In Figur 3 ist ein Teil des Schlauches 51 in einergebogene_n Lage gezeigt. In dieser Lage steht der Schlauch 51 an der Außenseite der Biegung, wie dies bei 71 dargestellt

  ist, unter einei Zugspai:nung, während auf ihn auf der Innen-

  seite der Biegung,, wie-bei-72 gezeigt, eine Druckspannung .

  eijwirkt:. Wie deutlich aus Figur 4 hervorgeht, besitzt

  der Teil 71 des unter Spannung stehenden Schlauches 51 'an

  jeder Windung 54 vier Biegungsebenen, die von den geboge-

  nen Schenkeln 59's 601, 63-1 und@'64° verkörpert werden, wo-

  bei der Schenkel 64' sich in Verbindung mit'dem Süheakel 61°

  verformt . An jeder- Windung 54 sind auch. vier Winkelverbin-

  dungen vorgesehen, die ebenfalls gebogen werden können und

  die Gelenke 621 und 67' sowie die Ecke 66'; ütmfassene Infolge

  der-vergleichsweise großen Anzahl von-ßiegungsebegen und

  biegbarer Ecken sowie Gelenken besitzt der Schlau@hwandab-

  schnittl71 eine-ungewöhnlich große Elastizität. Eine eben-

  solche Elastizität weist-auch der unter Druckspannung stehen-

  de Schlauchwandabs-chnitt 72. auf,'und zwar ebenfalls aufgrund

  der großen Anzahl von Biegungsebenen sowie.biegbarer Ecken

  und Gelenke.

  In Figur 5 --ist ein Abschnitt eines Schlaulches 51a darge-

  stellt9- dessen Konstruktion in Vergleich zu dem in den

  Figuren i bis 4.gezeigten Schlaucht 51 gewiäse Änäeruagen

  enthält. Der Schlauch 51a ist aus eine® Elastomer-Streiten

  52a hergestellt, der mit -dem Streiten 52: identisch ist. Auch

  der Streiten 52a isst schraubenförmig geformt und besitzt

  mehrere nebeneinanderliegende Windungin 54a. Die ersten

  und zweiten Abschnitte 56a und 58a sind jedoch-in Vergleich

  zu den entsprechenden Abschnitten 56 u(nd 58 des Schlauches 51 umgekehrt angeordnet, so daü die Abdichtungsstelle 68a an der glatten äussexen Schlauchfläche 69a-liegt. Der Schlauch 51a beeitzt in gleicher Weise eine glatte Innenfläche.7Oa.
• Die Vorteile, die dieser Schlauch bei der Anwendung bietet, sind ähnlich denjenigen, die bereits im Zusamenhang@mit dem Schlauch 51 besprochen worden sind-.
• Figur 6 zeigt eine ,weitere Ausführungsform des neuartigen Schlauches in der Form eines elastischen Rohres 74-das aus einem Streifen Elastomermaterial 76 hergestellt ist, Der Streifen 76 ist schraubenförmig, und besitzt mehrere nebeneinander angeordnete Windungen 78. Wie aus Figur 7 hervorgeht, weist der Streifen 76 im -uerschnitt zwei entgegen- gesetzt gerichtete, hakenförmige, erste und zweite Abschnitte 80 und 82 auf.- Ein innerer elastischer Schenkel 84 :des .zweiten Abschnitte 82 verläuft im wesentlichen radial zum Schlauch 74, wenn sich dieser in Ruhelage befindet, dh_: keine Spannungen auf ihn einwirken. In dißser Lage besteht jeder hakenförmige Abschnitt 80 des SchZauchee 74 ans ei- ne' biegsamen, eich in axialer Richtung erstreckenden,.ebe-.nen Schenkel 86 mit entgegengesetzten ersten und zweiten Kanten und einer dazwischen befindlichen flachen Fläche, einem biegsamen radialen Schenkel 88, der etwa im rechten Winkel zu: dem ebenen Schenkel 86 verläuft$ und zwar an dessen erster Kante, und einem axialen vorderen Endgchankel 90. Die Schenkel 86; 88 und 90 umschliessen eine Aussparung 92, die sich innerhalb des hakenförmigen.Abschnittes 80 befindet. Auch der hakenförmige Abschnitt 80 ist, wie: bei 93 gezeigt, mit dei biegsamen Winkelecken versehen;. Der hakenfönsige Abschnitt 82' gleicht in seiner Form den Abschnitt 80 und besitzt einen inneren Schenkel 84 und sich hakenförnig. ansinanderreihende Elemente, die einen axialen; mittleren, ebenen Schenkel 94 bilden, der mit den inneren Schenkel 84 in Verbindung steht, ferner einen radialen Schenkel "96, der. mit dem Schenkel 94 in Verbindung steht und einen axialen vorderen Endschenkel 98, der mit dem Sehenkel 96 in Verbindung steht, entsprechend den Schenkeln 85, 88 und 90. Der Abschnitt 82 bildet ebenfalls eine Aussparung 1009 die der Aussparung 92 entspricht, sowie drei biegsame Winkelgelenke 102, die den@Ecken 93-entsprechen. Innerhalb der Aussparungen befinden sich auf den Schenkeln 90 und 98 Yerkittungs- bzw:-Dichtungsflächen. Der Schenkel 90 jeder Windung 78 wird von der Aussparung 100 der nächstfolgenden: Windung 78 aufgenommen, während der Schenkel 9.8 der letzt- genannten Windung 78 in der Aussparung 92 der vorhergehenden Windung 78 aufgenommen wird. Auf diese Weise greifen die benachbarten Windungen 78 in dichter Weise ineinander.
• Eine Masse aus einem Elastomer 104 dient zu- Abdichtung, und Befestigung des Schenkels 90 jeder Windung 78 an dem Schenkel 98'der benachbarten arretierten Windung 78. Die Abmessungen des Streifens 76 sind so gewählt, daB der Schenkel 94 an den Schlauch 74 eine glatte Außenflüche 106 erzeugt, während der Schenkel. 86 eine glatte Innenfläche 108 schafft.
• In Figur 8 ist der Schlauch 74 in einer Verbiegungalage gezeigt, wobei die Außenseite 110 der Biegung unter Zug-Spannung die Innenseite tig hingegen unter Druckspannung steht. Der Figur 9 ist deutlich zu entnehmen' da13 die Biegung auf der Zugspannungsseite i0 en sechs Biegungsebenen erfolgt, die vom den gebogenen: Schenkelaa 84°, 86l, SB', 94t-und 961 sowie von Teilen der gebogenen Schenkel 901 und 9 gebildet werden., dis wie ein Segment zusammenwirken. An jeder Windung 78' sind auch drei biegbare Ecken 93' sowie drei biegbare Gelenke 102t vorhanden.
• Offensichtlich ist die Elastizität bis. Biegbarkeit dar in säen Figuren i bis 9 gezeigten Ausführungsformen in hohen Maße von der Geshlt des ersten und des zweiten Ab-

  schnitten abhängig. Die Ecken nnd.0elsnke dienen, wie 44n

  b®schriebMn wurde, zur Schaffung: die: gewünschten Biegsf-

  keif. -

  Jeder der in den Figuren i bis 9 jbeschriebenen' Scnläxohe

  kann in einer beliebigen «blichen-8ride gefertigt werden,

  solange dis Abmessungen der Schlauchelemente so gewählt sind, daß sie die gewünschte Schlauchform schatten. Darüberhinaus lassen sich, entsprechend den.-Konstruktionsvorschlägen der Erfindung, auch Schläuche mit einen ähnlichen Aufbau herstellen, die entweder mehr oder veniger Biegungsebenen sowie Öffnungswege und schließbare Ecken und Gelenke be- sitzen, als hier in .einzelnen gezeigt würde, um eine größere oder geringere Flexibilität des Schlauches zu erreichen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE .i. Biegsamer Schlauch aus schraubenförmig gewickelten, inenandergreifenden Profilgliedern, bei dem jedes:.Profilglied einen die Außenwand ünd einen die Innenwand des Schlauches bildenden, in Schlauchlängsachse gegeneinander versetzte, ein- ander parallele Schenkel-aufweist, die senkrecht zur-Schlauch- achse durch einen Verbindungsschenkel verbunden sind und an ihren' Enden parallel zu den ,Verbindungsschenkeln verlaufende Endschenkel tragen, dadurch gekennzW"ichnet$ duß der Verbin- dungeschenkel (63; 64) und die beiden Endschenkel (60, 65; 88, 96) jedes Profilgliedes begeeleastisch sind,..wobei die Endschenkel im ungebogenexi Zustand des Schlauches eng an den Verbindungsschenkeln (63;J.84) der Nachbarglieder anliegeng und daß sich weniotena an einem Endschenkel (6o, 65,# 88g 96) ein schlauchachsenparalleler Sehenkd1 (61; 9oi 98) anschließt,; der mit der ihm zugewendeten Schenkel=Xläche des Nachbarglieder eine die Nachbargliedermiteinander verbindende und gegeneinander abdichtende Klebstoffschicht (68, 68a; 104) ge-®eineam hat. z. Biegsamer Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichngt, daß die gegenseitig etwa um 90° abgewinkelten, aufeinanderfolgenden Schenkel (65' 64, 63, 59, 6U, 61) jedes Gliedes (56,, 58) mit dem in Schlauchrichtung folgenden und vorhergehenden Glied so in Eingriff stehen, daß die .Schenkel jeweils zweier benachbarter Glieder in der Schlauchwand einen ringförmig um den Schlauchumfang verlaufenden Hohlraum (%) von etwa r®chteckfdrmigem Querschnitt bilden. 3. Biegsamer Schlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Stößen der abgewinkelten, aufeinanderfolgenden Schenkel (65, 64, 63, 59, 60, 61) jedes Gliedes (56, 58) gebildeten Ecken (62,'66, 67) in Richtung einer auf den Schlauch einwirkenden Zugspannung elastisch aufblegbar sind. . 4. Biegsamer Schlauch nach einem der Anbprtiche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die als abdichtende Klebstoffschicht (68, 68a, 104) zwischen schlauchachsenparallelen Schenkelflächen verwendete Dichtungsmasse ein fest auf den Oberflächen der Schenkel haftendes Elastomer ist.