DE2118374A1 - Schlauch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Schläuche, insbesondere biegsame Schlauchrohre zum Fördern von Schlamm oder festen Teilchen.

Derartige Schlauchrohre v/erden beim Baggern entweder zur Herstellung von Schiffahrtskanälen, oder zur Gewinnung von Materialien, z.B. von Sand oder Kies von einer wasserbedeckten Oberfläche, in einem bestimmten Herstellungsverfahren usw. verwendet. Innerer Verschleiß begrenzt die Verwendung der bekannten Schläuche für diesen Zweck erheblich, und eine häufige Erneuerung ist erforderlich. Weiterhin ist in den Fällen, in denen Material durch den Schlauch vom Bagger ans Ufer gepumpt wird, sowie bei der Gewinnung von Sand oder Kies, die Wellenhöhe, bei der der Vorgang durchgeführt werden kann,

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bei herkömmlichen Schlauchrohren sehr begrenzt. Die herkömmlichen Schläuche bestehen aus einer Reihe von Stahlrohren, die in Abständen durch Stahlkugel-Gelenke verbunden sind. Die Gelenke gestatten eine Bewegung bis zu etwa 22°, so daß die geringste Krümmung der zusammengebauten Leitung bei etwa 60 m liegt. Die Anordnung wird in Abständen mit Bojen verbunden und ist daher kompliziert und teuer, ohne daß eine Verwendung bei Wellen mit einer Höhe von mehr als 30 cm Höhe möglich ist.

Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein biegsames Schlauchrohr zu schaffen, das eine erste innere Schicht aus hartem, abriebfesten, elastomeren Material und zumindest eine zweite innere Schicht radial außerhalb der ersten inneren Schicht aus relativ weichem, elastischem, elastomerem Material aufweist, wobei die zweite schicht Stöße, die auf die erste Schicht ausgeübt werden, abfängt.

Die Erfindung ist auch auf einen Schlauch der obigen Art gerichtet, der in Abständen mit Ringen aus gehärtetem Harzmaterial versehen ist, die einen Widerstand gegenüber einem Platzen oder Brechen bieten und eine Biegung des Schlauches gestatten. Der Schlauch kann außerdem selbstschwxminend sein, so daß er auf dem Wasser verwendet werden kann, ohne daß zusätzliche Schwimmkörper erforderlich sind.

Weiterhin befaßt sich die Erfindung mit Schlauchabschnitten der obigen Art, wobei jeder Abschnitt am Ende Verbindungsorgane aufweist, die das Zusammenfügen zu langen Schlauchleitungen ermöglicht. Die Verbindungsorgane können mit Auskleidung srohr en versehen sein, die austauschbar sind und aus einem abriebfesten Material bestehen können.

Im folgenden werden beispielsweise, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

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Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Schlauchwand einer selbstschwimmenden Bauart;

Fig. 2 ist ein Schnitt durch einen Schlauch mit einer anderen Verstärkungsstruktur;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen nicht schwimmenden Schlauch;

Fig. 4 ist ein Schnitt, der die Anbringung des Schlauches der Fig. 1 an einem Verbindungsorgan zeigt.

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines selbstschwimmenden Schlauches \ mit einem Nominal—Innendurchmesser von 60 cm, der zum Unterwasserbaggern verwendet wird. Der Schlauch wird auf einem Stahldorn hergestellt, von dem er nach der Endvulkanisation und Schlußbehandlung entfernt wird.

Eine erste Schicht von etwa 6 mm Stärke aus ungehärtetem, zähem, gegenüber Abrieb und Schnittverletzungen unempfindlichem Kautschuk relativ hoher Härte (etwa 75 .Shore) wird um den Dorn gewickelt und bildet eine erste innere Schicht 1. Über diese Schicht wird eine Zwischenschicht 2 aus mit Kautschuk versehenem Stoff gelegt, der eine weitere, ca. 6 mm dicke Schicht 3 aus Kautschuk folgt, wie er für die erste innere Schicht ver- λ wendet wird. Sodann folgt eine weitere Zwischenschicht 4 aus mit Kautschuk versehenem Stoff. Eine zweite, ca. 6 mm dicke innere Überzugsschicht 5 aus unvulkanisiertem Naturkautschuk oder einem Gemisch aus Naturkautschuk und synthetischem Kautschuk (etwa 45 bis 50° Shore Härte) wird sodann aufgebracht und dient als weiche, hoch elastische Polsterschicht. Eine letzte Zwischenschicht 6 aus mit Kautschuk versehenem Stoff wird sodann aufgebracht und vervollständigt die Auskleidung des Schlauches.

Verschiedene Schichten 7 aus TextilverStärkungen und nicht vulkanisierten Kautschukfüllstoffen werden sodann aufgebracht.

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Jede Schicht der Textilverstärkung wird zuvor mit nicht vulkanisiertem Kautschuk überzogen, so daß die Schichten miteinander verbunden werden und einen homogenen Verstärkungs— bereich ergeben.

Eine weitere Stoffzwischenschicht 8 wird aufgebracht und bildet die Grundlage für die Verstärkungsringe 11, wie es in der parallelen britischen Patentanmeldung Nr. 01758/70 beschrieben wird. Jeder Verstärkungsring umfaßt zwei halbringförmige Abschnitte mit U-förmigem Querschnitt aus einer Aluminiumlegierung. Jedes Paar der Abschnitte wird um den Schlauch herum angeordnet und bildet einen kontinuierlichen, ringförmigen, U-förmigen Kanal. Ein dünnes Stahlband 9 wird um die Abschnitte herum befestigt und hält sie in ihrer Stellung. Die Verstärkungsringe 11 werden im Abstand von ca. 18 cm über die Länge der Schlauchleitung angeordnet und sorgen für eine ausreichende Festigkeit bei gleichzeitiger Biegsamkeit der fertigen Anordnung. Die Kanäle 11 werden mit nicht vulkanisiertem Harzmaterial 10 verbunden, das Verstärkungsfaden aus Glasfasern enthält.

Zwei StoffZwischenschichten 12 werden über den Ringen 11 vorgesehen, und die Abstände zwischen den Ringen werden mit einem mikro-zellularen Schaum 13 gefüllt. Eine Stoffzwischenschicht 14 und drei Schichten 15,aus mikro-zellularem Schaum zur Schaffung der Schwimmfähigkeit werden sodann aufgebracht, und es folgen die äußeren Deckschichten, wie in dem parallelen britischen Patent Nr. 1 042 023 angegeben ist.

Die äußeren Deckschichten umfassen eine Stoffzwischenschicht 16, eine untere Deckschicht 17 aus nicht vulkanisiertem Kautschuk, eine weitere Stoffzwischenschicht 18 und eine äußere Deckschicht 19 aus nicht vulkanisiertem Kautschuk.

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Die Anordnung wird sodann eng mit einem nassen Nylonband umwunden, so daß sie zusammengedrückt wird, und sodann in einem Dampfofen erhitzt, so daß zugleich der nicht vulkanisierte Kautschuk vulkanisiert und das Harz der Verstärkungsringe 10 gehärtet wird. Das Nylonband wird sodann entfernt, der Schlauch wird von dem Dorn abgenommen, einer Endbehandlung unterworfen und abschließend getestet.

Der entstehende Schlauch besitzt eine eingebaute Schwimmfähig-.keit aufgrund der mikro-zellularen Schichten 13 und 15, und der Abstand zwischen den ^Kingen 11 ermöglicht es, daß der ™

Schlauch im Gebrauch scharf gekrümmt wird. Die inneren Überzugsschichten 1 und 2 widerstehen einem Abrieb und fangen Stoßbelastungen ab, da das Material der ersten Überzugsschicht hart und das Material der zweiten Überzugsschicht 2 relativ weich und elastisch ist.

Das Material der inneren Überzugsschichten 1 und 2 kann im Hinblick auf das durch den Schlauch gepumpte Material ausgewählt werden. Insbesondere die Härte und die Schnittfestigkeit der ersten Schicht 1 kann in Abhängigkeit von der Schärfe der Materialteile verändert werden. Dabei soll die Wahl unter den Gesichtspunkten einer möglichst langen Haltbarkeit des Schlauches ^ getroffen werden.

Die Zwischen- und Verstärkungsschichten können aus entweder natürlichen oder sythetischen Textilien und/oder aus Metallkorden einschließlich Korden aus feinen Metalldrähten bestehen. Die Textil- oder Metallkorde können in Form eines gewebten Stoffes oder in anderer Form vorliegen.

Der in Fig. 2 gezeigte Schlauch ist im Grunde ebenso aufgebaut wie der oben beschriebene Schlauch, abgesehen davon, daß keine Harzverstärkungsringe verwendet werden. Anstelle dieser Ringe sind schraubenförmige Windungen 20 aus einem Stahldraht mit ca. 6 mm Durchmesser auf die Schlauchauskleidungsanordnung auf-

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gebracht. Der Draht ist so gewunden, daß nebeneinander liegende Drähte ca. 7,5 ram Abstand aufweisen, so daß die Biegsamkeit der Anordnung gewährleistet ist. Die Drähte 20 sind in das nicht vulkanisierte Kautschukfüllmaterial 21 eingebettet. Die StoffZwischenschichten 8 und 14 auf beiden Seiten dieser Verstärkungsschicht umfassen je zwei Lagen aus mit Kautschuk durchtränk tem Stoff.

Der in Fig. 3 gezeigte Schlauch ist dem eingangs beschriebenen Schlauch ähnlich, abgesehen davon, daß die mikro-zellularen Schaumschichten fehlen. Anstelle dieser Schichten sind die Zwischenräume zwischen den Ringen mit einem Füllmaterial 21 aus nicht vulkanisiertem Kautschuk gefüllt, und die äußeren Deckschichten sind auf die Stoff—Zwischenschicht 14 aufgebracht. Der entstehende Schlauch ist nicht schwimmfähig.

Jeder der oben beschriebenen Schläuche wird im allgemeinen im Interesse einer leichten Handhabung bei der Benutzung in Längen von etwa 9 m hergestellt. Die Verbindung zwischen den Abschnitten erfolgt mit Hilfe von Stahlflanschen an beiden Enden der Schlauchabschnitte. Das Verfahren zur Anbringung der Schläuche an den Endflanschen ist in Fig. 4 gezeigt.

Ein End-Verbindungsorgan umfaßt einen Flansch 22, der an eine zylindrische Muffe 23 stumpf angeschweißt ist. Die Muffe weist Stahlringe 24 auf, die auf ihren äußeren Durchmesser aufgeschweißt sind und eine Auflagefläche für den Schlauch bilden. Der Außendurchmesser der Muffe 23 verringert sich am Ende, so daß ein glatter Übergang für das Schlauchmaterial geschaffen wi rd.

Bei der Herstellung der Schlauchabschnitte wird ein Verbindungsorgan an jeder Seite der Dornanordnung vorgesehen und ein Strei-

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fen aus Stoff 26 wird über die Verbindungsstelle von Muffe und Dorn gewickelt. Die Schichten der Schlauchauskleidung (1-6) werden sodann auf die beschriebene Art aufgebracht und liegen auf und zwischen den Ringen 24 der Muffe 23.

Die Schichten aus Textilverstärkung bedecken die Ringe ebenfalls, jedoch werden nach dem Aufbringen jeder Schicht Stahldrähte 27 um die Anordnung herum gewickelt, die die Verstärkung und die darunter liegendenSchichten in die Spalten zwischen den Hingen drücken. Der Rest der Anordnung wird sodann auf die oben beschriebene Art hergestellt.

Für hohe Belastungen kann die Muffe 23 mit einer austauschbaren Auskleidung 30 versehen sein, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Die Innenbohrung der Muffe wird etwas größer hergestellt (etwa 6mm größer im Durchmesser), als die erforderliche Endbohrung ist, und ein abgesetzter Durchmesser 28 wird an der Stirnfläche 29 des Flansches vorgesehen. Die austauschbare Auskleidung besitzt die Form eines Stahl—Auskleidungsrohres mit etwa 3 mm Wandstärke, an dessen eines Ende ein Ring 31 geschweißt ist. Der Durchmesser des Ringes 31 ist so bemessen, daß dieser in den abgesetzten Durchmesser 28 hineinpaßt. Das Stahl-Auskleidungsrohr 30 ist etwa 25 mm langer als die Muffe und in deren Innerem angebracht. Dieses Auskleidungsrohr 30 bildet ein austauschbares Verschleißglied zum Schutz der Muffe,und die Überlappung von etwa 25 mm schützt die empfindliche Verbindungsstelle zwischen Schlauch und Muffe.

Das Auskleidungsrohr 30 kann aus jedem Material bestehen, das für das durch den Schlauch geförderte Material geeignet ist. Harte Stähle wie Mangan-Stähle sind ebenso geeignet v/ie Normal-Stähle und abriebfeste Kunststoffmaterialien.

Die Schlauchabschnitte mit den Verbindungsorganen und den Auskleidung srohr en , wie sie beschrieben worden sind, können ab-

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schnittsweise verbunden und zum Tranport von gebaggertem Materialien von dem Bagger zu einem Lastkahn oder dem Ufer verwendet werden. Die Schlauchrohre sind abrieb- und verschleißfest, biegsam und gewünschtenfalls schwimmfähig. Die Krümmung einer Schlauchleitung kann wesentlich geringer als die bekannter Leitungen sein und beispielsweise drei bis 4,5 m Radius aufweisen. Weiterhin kann die Biegung entlang annähernd der gesamten Länge des Schlauches erfolgen, so daß eine wesentlich bessere Bewegung möglich ist, wenn der Schlauch durch Wellenbewegungen bewegt wird. Der Schlauch kann bei Wellen größerer Höhe verwendet werden, als es bisher möglich war, so daß die Bagger über wesentlich längere Zeiträume arbeiten können als bisher.

Der Schlauch verschleißt wesentlich langsamer als die bekannten Stahlrohre. Im Falle einer Verletzung oder Beschädigung cfes Schlauches kann ein neuer Abschnitt durch einfaches Lösen der Flansche des beschädigten Abschnitttes und durch Verschrauben eines Ersatzabschnittes ersetzt werden, oder es können einfach eine oder mehrere der austauschbaren Auskleidungen ausgetauscht werden.

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Claims (12)

_ 9 — Patentansprüche

1. Biegsames Schlauchrohr, gekennzeichnet durch eine erste innere Schicht (1, 3) aus hartem, abriebfesten, elastomeren Material und zumindest eine zweite innere Schicht (5), die axial außerhalb der ersten Schicht (1, 3) vorgesehen

ist, wobei die zweite Schicht (5) aus relativ weichem, j|

elastischem, elastomerem Material besteht, wodurch die zweite Schicht (5) Stöße abfängt, die auf die erste Schicht ausgeübt werden.

2. Biegsames Schlauchrohr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Stoffzwisehenschicht (2) innerhalb der ersten inneren Schicht (1, 3).

3. Biegsames Schlauchrohr nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Stoffzwxschenschxcht 4 zwischen der ersten (1, 3) und der zweiten (5) inneren Schicht·

4. Biegsames Schlauchrohr nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Anzahl von im Abstand voneinander angeordneten Ringen (11) aus gehärtetem Harzmaterial, das Verstärkungsfäden enthält, durch Ringe aus elastomerem Füllmaterial (13, 21) zwischen den im Abstand voneinander angeordneten Ringen (Ll), durch eine äußere Zwischenschicht (14) und eine äußere Deckschicht (19).

5. Biegsames Schlauchrohr nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine schraubenförmige Stahldrahtverstärkung (20), die in eine Füllung (21) aus elastomerem Material

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eingebettet Ist und von dieser umgeben wird.

6. Biegsames Schlauchrohr nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Füllmaterial (13, 21) ein zellförmiges Material ist, das dem Schlauch Schwimmfähigkeit verleiht.

7. Biegsames Schlauchrohr nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, gekennzeichnet durch zumindest eine Schicht (15) aus zellförmigem Material über den im Abstand voneinander angeordneten Ringen (11), die dem Schlauch Schwimmfähigkeit verleiht.

8. Biegsame Rohrleitung aus miteinander verbundenen Abschnitten von Schlauchrohren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schlauchrohr am Ende mit Verbindungsorganen versehen ist, die einen Flansch (22) und eine rohrförmige Muffe (23) aufweisen, und die mit dem Schlauchrohr verbunden sind.

9. Biegsame Rohrleitung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsorgane mit Hilfe von Drahtwicklungen (27) befestigt sind, die über der Verstärkungsstoff schicht (7) in den Schlauchrohrschichten zwischen der inneren Auskleidung (1, 3) und den Verstärkungsringen (11) oder schraubenförmigen Drähten (20) vorgesehen sind.

10. Biegsame Rohrleitung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein austauschbares Auskleidungsrohr (30) koaxial zu jedem rohrförmigen Muffenabschnit vorgesehen ist.

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11. Biegsame Rohrleitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungsrohr (30) mit einem Ansatz (31) versehen ist, der sich von der äußeren Oberfläche an einem Ende des Rohres nach außen erstreckt, und daß der Muffenabschnitt eine Aussparung (28) in der Stirnfläche aufweist, die an den Ansatz angepaßt ist und es ermöglicht, das Ausklexdungsrohr (30) in der Muffe in Stellung zu bringen.

12. Biegsame Rohrleitung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungsrohr (30) länger als der Muffenabschnitt ist, so daß die Verbindung zwischen Muffe und Schlauchauskleidung überdeckt wird.

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