DE3049837C2 - Biegsamer Schlauch - Google Patents
Biegsamer SchlauchInfo
- Publication number
- DE3049837C2 DE3049837C2 DE19803049837 DE3049837T DE3049837C2 DE 3049837 C2 DE3049837 C2 DE 3049837C2 DE 19803049837 DE19803049837 DE 19803049837 DE 3049837 T DE3049837 T DE 3049837T DE 3049837 C2 DE3049837 C2 DE 3049837C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- hose
- strip
- reinforcement
- intermediate layer
- wound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
- F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
- F16L11/08—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
- F16L11/081—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire
- F16L11/083—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire three or more layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schlauch der im Ober
begriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen, aus der GB-PS
15 37 043 bekannten Art.
Aus der FR-PS 21 42 764 ist ein Schlauch mit einem Gummi
tragrohr bekannt, auf das aus parallelen Drahtsträngen be
stehende Drahtlagen übereinander in Gegenrichtung wendel
förmig aufgewickelt sind. Die untere und die obere Draht
lage sind unter Versetzung des Anlaufwinkels relativ zu
einer Senkrechten auf die Schlauchachse von 6° bis 80° ge
wickelt. Die Drahtstränge sämtlicher Schichten werden auf
Zug beansprucht, wodurch die Querschnittsform des Schlau
ches bei geringer Biegung desselben unter gleichzeitiger
Einwirkung eines inneren Überdruckes und einer geringen
axialen Zugkraft erhalten bleibt.
Der bekannte Schlauch ist jedoch bei einer verteilten oder
örtlich begrenzten äußeren Beanspruchung, z. B. bei Einwir
kung eines äußeren Überdruckes, nicht verwendbar. Bei
Druckbeanspruchung in Radialrichtung ändert sich der
Schlauchquerschnitt, da die Drahtlagen dieser Einwirkung
keinen Widerstand entgegensetzen.
Aus der DE-OS 23 61 181 ist ein biegsamer Schlauch bekannt,
auf dessen aus elastischem Material bestehendes inneres Trag
rohr ein flacher Streifen aus steifem Material, beispiels
weise aus Metall, wendelförmig aufgewickelt ist. Der fla
che Streifen bildet einen zylindrischen Körper, auf den
eine Zwischenschicht aus elastischem Material aufgebracht
ist. Auf die Zwischenschicht sind zwei gekreuzte Schichten
aus profilierten Stäben gewickelt; die maximalen Abmessun
gen der Stäbe erstrecken sich in Radialrichtung. Die
Stäbe sind unter einem Winkel bis zu 40° symmetrisch zu
einander gewickelt.
Der bekannte Schlauch kann zwar axiale Zugkräfte und einen
inneren Überdruck ohne Bruch aufnehmen. Wenn er aber in ei
nem Medium eingesetzt wird, dessen Druck den Schlauchinnen
druck überschreitet, so kann schon bei einem Druckunter
schied von nur 4 bis 5 kp/cm2 der Schlauch verformt werden.
Der Grund liegt darin, daß der Druck des umgebenden Mediums
über die Spalten zwischen den profilierten Stäben, insbeson
dere bei Zugbeanspruchung, unmittelbar auf die Zwischen
schicht aus elastischem Material und damit auf das durch
die flachen Streifen gebildete Gerippe einwirkt. Die Stei
figkeit des Gerippes in Radialrichtung ist gering und wird
durch die profilierten Stäbe nicht vergrößert, die nur auf
Zug beansprucht werden. Somit wird das Gerippe nach einer
Verformung in das Schlauchinnere gedrückt. Dabei gehen die
Windungen des flachen Streifens auseinander, so daß der
Schlauch undicht wird.
Aus der DE-OS 21 63 954 ist weiterhin ein Schlauch bekannt,
auf dessen aus einem verformbaren Material bestehende In
nenhülle eine oder mehrere Armierungen, gegebenenfalls un
ter Einfügung von Zwischenschichten, aufgebracht wird. Die
Armierungen bestehen aus wendelförmig gewickelten, profi
lierten Streifen, wobei benachbarte Streifen ineinander
greifen und in Längsrichtung gegeneinander verschiebbar
sind.
Dieser Schlauch eignet sich zwar zur Übertragung von Zug-
und Druckbeanspruchungen, biegt jedoch bei Querbelastung
leicht aus und ist zur Übertragung von Drehmomenten nicht
verwendbar.
Aus der FR-PS 22 60 740 ist ferner ein Schlauch bekannt,
der dem im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen
ähnelt. Jedoch ist das Traggerippe aus ineinandergreifenden
ringförmigen Segmenten aufgebaut, wobei für die hakenförmi
gen, ineinandergreifenden Profilteile ein kostspieliger
Werkstoff hoher Festigkeit erforderlich ist. Die Herstel
lung und Montage des bekannten Schlauches ist zudem ar
beitsaufwendig und teuer.
Der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebene, aus
der GB-PS 15 37 043 bekannte Schlauch schließlich kann nur
unzureichend Radialdruck, keinen Längsdruck und keine zu
sätzlichen Längskräfte aufnehmen und keine Dreh- und Biege
momente übertragen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schlauch
anzugeben, der sich im belasteten Zustand wie ein starres
Rohr verhält, d. h. auch solche Längskräfte aufnehmen kann,
die über druckbedingte Kräfte hinausgehen, sowie Druck-,
Dreh- und Biegemomente übertragen kann und der sich ande
rerseits im unbelasteten Zustand auf eine Trommel aufwic
keln und somit leicht transportieren läßt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem gattungsgemäßen
Schlauch erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Schlauch kann axiale Kräfte aufnehmen
sowie Dreh- und Biegemomente übertragen und dabei sehr ho
he innere und äußere Überdrücke aufnehmen. Dabei ist seine
Querschnittsform praktisch unveränderbar. Im unbelasteten
Zustand ist er jedoch biegsam und dabei leicht, einfach
und billig herzustellen.
Der erfindungsgemäße Schlauch eignet sich für hohe Be
lastungen, beispielsweise im Flugwesen und in der Seetech
nik, z. B. zur Anwendung bei Experimenten im Weltraum und
bei der Erschließung des Kontinentalschelfs.
Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfin
dungsgemäßen Schlauchs sind Gegenstand der Patentansprüche
2 bis 8.
Der Schlauch gemäß Patentanspruch 2 eignet sich besonders
für den Unterwassereinsatz in großen Tiefen, der gemäß Pa
tentanspruch 3 zur Übertragung besonders großer Drehmomen
te und axialer Druckkräfte. Dabei ist die Steifigkeit des
Schlauches proportional der Größe des Drehmoments. Der An
laufwinkel der Bewehrungsfäden wird unter Einwirkung sol
cher Kräfte vergrößert, das Traggerippe wird zusammenge
preßt und die Windungen des Streifens werden zusammenge
schoben, was zu einer besonders hohen Steifigkeit führt.
Bei dem Schlauch gemäß Patentanspruch 4 ist sichergestellt,
daß sämtliche Schichten zusammenwirken und ein Reißen der
Bewehrungsfäden verhindert wird.
Bei den Schläuchen gemäß den Patentansprüchen 5 bis 7 wer
den die Streifen der Tragschicht besonders zuverlässig mit
einander verbunden, wenn eine axiale Druckkraft oder ein
Dreh- bzw. Biegemoment auf den Schlauch einwirkt. Hierdurch
wird der Schlauch bei derartigen Belastungen besonders
steif.
Der Schlauch gemäß Patentanspruch 8 eignet sich besonders
für den Einsatz unter ständiger Einwirkung dynamischer
axialer Zugkräfte. Bei Angreifen einer heftigen axialen
Zugkraft werden zunächst das Tragrohr und die Zwischen
schicht verformt. Danach wird der Spiralwulst gestreckt
und erst dann werden die Bewehrungsfäden angezogen und be
ansprucht.
Ein Verfahren zur Herstellung des Schlauches nach Patent
anspruch 8 ist Gegenstand des Patentanspruchs 9.
Im weiteren werden anhand der Zeichnung Ausfüh
rungsbeispiele des erfindungsgemäßen Schlauchs
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Schlauch im teil
weisem Axialschnitt,
Fig. 2 einen Teilschnitt des Tragrohres und des durch
den profilierten Streifen gebildeten dynamischen Tragge
rippes,
Fig. 3 einen Schlauch mit einer
Verstärkung zur Aufnahme eines inneren Überdruckes,
Fig. 4 einen
Schlauch mit einer elastischen Formzwischenschicht,
Fig. 5 einen axialen Teilschnitt durch das
Tragrohr, das dynamische Traggerippe und der Formzwi
schenschicht im gestreckten Zustand vor der Vulkani
sation,
Fig. 6 den Teilschnitt der Fig. 5 bei unbelastetem Schlauch,
Fig. 7 einen
Schlauch mit einem aus zwei Schichten der profilierten
Streifen gebildeten dynamischen Traggerippe,
Fig. 8 einen
Schlauch mit einer zusätzlichen Bewehrungsschicht,
Fig. 9 in vergrößertem Maßstab einen Teil
schnitt des Tragrohres und des profilierten Streifens
mit Vorsprüngen und Nuten,
Fig. 10 eine Ausführungsform des
profilierten Streifens mit Schenkeln, die
im Querschnitt die Form eines Parallelogramms aufwei
sen und
Fig. 11 eine Ausführungsform des
Schlauchs gemäß Fig. 10, jedoch mit abgerundeten
Stirnflächen der Schenkel.
Der Schlauch enthält ein aus
elastischem Material ausgeführtes inneres Tragrohr 1
(Fig. 1). Als elastisches Material können Elasto
meren dienen, wie Gummi, Natur- und Kunstkautschuk,
Polyamide, Polyurethane u. ä. Auf das Tragrohr 1 ist
ein profilierter Streifen spiralförmig zu einem Traggerippe 2 aufgewickelt,
der aus elastischem Material mit einem Elastizitätsmodul
von 6 · 104 bis 4,5 · 106 ausgeführt ist. Der Strei
fen kann beispielsweise aus Metallen und Metallegie
rungen sowie aus einigen Hartplasten (Polypropylen
u. ä.) ausgeführt werden.
Der profilierte Streifen ist in einem Winkel
von 60° bis 85° zur Schlauchachse aufgewickelt. Im
Querschnitt weist der Streifen ein Z-förmiges Profil
auf, das durch zwei durch eine Stufe miteinander verbunde
ne und im Querschnitt rechtwinklige Schenkel 3 und 4
gebildet ist. Die Höhe jedes Schenkels 3 und 4 ist
gleich der halbierten Höhe h des Profils des Strei
fens (Fig. 2). Der profilierte Streifen ist der
art aufgewickelt, daß die benachbarten Windungen ein
ander teilweise überlappen, wie es aus Fig. 1 und 2
ersichtlich ist. Dabei liegt der obere Schenkel 3
jeder Windung des Streifens am unteren Schenkel 4 der
benachbarten Windung des Streifens 2 an. Die Stirn
flächen der oberen Schenkel 3 sowie der unteren Schenkel 4
benachbarter Windungen des Streifens sind der
art orientiert, daß sie einander zugewandt sind.
Somit bildet der spiralförmig gewickelte pro
filierte Streifen ein zylinderförmiges, dynamisches Trag
gerippe 2, durch das die Querschnittsform des Schlau
ches bei Biegung sowie bei Einwirkung bedeutender
Radialbelastungen, insbesondere eines inneren bzw.
äußeren Überdruckes, erhalten bleibt.
Am
Traggerippe befindet sich eine aus elastischem
Material ausgeführte Zwischenschicht 5. Auf die Zwischen
schicht 5 ist mindestens ein Paar von Bewehrungsschich
ten 6 und 7 aufgewickelt. Die Bewehrungsschicht 6 ist
durch eine aus zueinander parallelen Bewehrungsfä
den 8 bestehende Fadengruppe gebildet. Die Bewehrungs
fäden 8 sind unter einem Winkel α zur Schlauchachse auf
gewickelt. Der Winkel α liegt in einem Bereich von
0 bis 20°. Die andere Bewehrungsschicht 7 ist bezüg
lich der Bewehrungsschicht 6 in Gegenrichtung aufge
wickelt. Diese Bewehrungsschicht 7 ist durch eine
aus zueinander parallelen Bewehrungsfäden 9 bestehen
de Fadengruppe gebildet. Die Bewehrungsfäden 9 sind
unter einem Winkel α 1 zur Schlauchachse aufgewickelt.
Der Winkel α 1 ist dem Winkel α gleich und liegt
ebenfalls in einem Bereich von 0 bis 20°.
Auf die Bewehrungsschicht 7 ist ein äußerer
Schutzmantel 10 aufgebracht. Der Schutzmantel
10 ist aus elastischem Material ausgeführt.
Der
Schlauch kann neben den oben beschriebenen Elementen auch
weitere flexible Bewehrungselemente aufweisen. Die
Zahl der Bewehrungsschichten ist ebenfalls nicht be
schränkt. So ist z. B. in Fig. 3 ein
Schlauch gezeigt, der zur Aufnahme eines
inneren Überdrucks verstärkt ist. Gemäß dieser Aus
führungsform sind zwei zusätzliche Bewehrungsschich
ten 11 und 12 zwischen der Zwischenschicht 5 und der
Bewehrungsschicht 6 symmetrisch aufgewickelt. Die
zusätzlichen Bewehrungsschichten 11 und 12 sind durch
aus zueinander parallelen Bewehrungsfäden 13 bzw. 14
bestehende Fadengruppen gebildet. Die Bewehrungsfäden
13 und 14 sind unter einem Winkel β bzw. β 1 zur Schlauch
achse aufgewickelt. Die Winkel β und β 1 sind gleich
groß und liegen in einem Bereich von 75° bis 90°.
Die auf das Traggerippe 2 aufgebrachte Zwi
schenschicht 5 kann über die gesamte Schlauchlänge
gleich dick sein. Vorteilhafter ist aber die in Fig.
4 gezeigte Ausführungsform des Schlauchs. Gemäß dieser
Ausführungsform weist die aus elastischem Material ausge
führte Zwischenschicht 5 einen Spiralwulst 15 auf, der
über der Stoßstelle der Stirnflächen der oberen Schenkel 3
der Windungen des profilierten Streifens 2 angeordnet
ist.
Die Form des Wulstes 15 der Zwischenschicht 5 so
wie dessen Anordnung sind in Fig. 6 ge
zeigt.
Bei der Entwicklung dieser Ausführungsform des
Schlauchs stellte sich heraus, daß es mit Hilfe
bekannter Verfahren kaum möglich ist, einen genau über
der Stoßstelle der Stirnflächen der oberen Schenkel 3 des
Streifens des Traggerippes 2 angeordneten Spiralwulst 15 an der elasti
schen Zwischenschicht 5 auszuführen. Es ist aber zu
beachten, daß selbst bei geringfügiger Versetzung des
Wulstes 15 bezüglich der Stoßstelle die mit Hilfe des
Wulstes 15 erzielte Wirkung gleich Null ist. Außerdem
ist es kaum möglich, die Bewehrungsfäden 8 und 9 (Fig.
4) auf die Zwischenschicht 5 mit dem Wulst 15 gleich
mäßig aufzuwickeln. Aus diesen Gründen wurde gleich
zeitig auch ein Verfahren zur Herstellung der in Fig. 4
gezeigten Ausführungsform des Schlauchs entwickelt.
Das Verfahren enthält folgende aufeinanderfolgend
auszuführenden Arbeitsgänge. Auf das innere Tragrohr 1
wird ein spiralförmig gebogener pro
filierter Streifen aufgesetzt. Der Streifen
wird am Tragrohr 1 befestigt, wonach das Tragrohr 1
in Axialrichtung gestreckt wird. Auf das durch den pro
filierten Streifen gebildete dynamische Traggerippe 2 wird
ein Rohr 16 aus elastischem Material (siehe Fig. 5)
aufgesetzt. Das Rohr 16 wird mit dem profilier
ten Streifen verbunden. Die Wandung des Rohrs
16 ist über die gesamte Schlauchlänge gleich dick. Auf
das Rohr 16 werden die Bewehrungsschichten 6
und 7 (Fig. 4) aufgewickelt. Danach wird der äußere
Schutzmantel 10 angebracht und der Schlauch zwecks
Erweichung des elastischen Materials sowie Sicherung
der erforderlichen mechanischen Eigenschaften dieses
Materials (z. B. zwecks Vulkanisation des Gummis) er
hitzt. Danach wird das Tragrohr 1 und das durch den
Streifen gebildete dynamische Traggerippe 2 von der Wir
kung der axialen Zugkraft befreit. Unter Einwirkung
der Elastizitätskräfte nehmen das Tragrohr 1 und das
Traggerippe 2 den Ausgangszustand an. Dabei wird
der Wickelschritt des profilierten Streifens ver
ringert und die Lücken oder Spalten zwischen den Stirnflächen der
oberen Schenkel 3 des Streifens werden somit gerin
ger. Auf diese Weise wird das mit dem Streifen
starr verbundene Rohr 16 zusammengedrückt, wo
bei an diesem ein Spiralwulst 15 gebildet wird, der
den Spalt zwischen den Stirnflächen der Oberschenkel
3 (Fig. 6) auffüllt.
Der Spiralwulst 15 wird zwangsläufig genau über
der Stoßstelle der Stirnflächen der oberen Schenkel 3
der Windungen des Streifens angeordnet.
Das dynamische Traggerippe kann nicht nur durch ei
ne Schicht des profilierten Streifens gebildet wer
den. Es können auch zwei und mehr solcher Schichten
vorhanden sein. Wenn zwei Traggerippe 2 und 17 aus
profilierten Streifen
(Fig. 7) vorgesehen sind, so sollen die Streifen
gegeneinander gewickelt sein. Sind mehr
als zwei Traggerippe vorge
sehen, so ist die Bedingung einzuhalten, daß die
Streifen in benachbarter Traggerippe gegeneinander
gewickelt sind.
Die Aus
führungsform gemäß Fig. 8
enthält sämtliche Elemen
te des in Fig. 1 gezeigten Schlauchs. Die Be
sonderheit dieser Ausführungsform besteht darin, daß
eine Schicht 18 zwischen der Zwischenschicht 5 und
den beiden Bewehrungsschichten 6 und 7 aus Bewehrungs
fäden 8 und 9 vorgesehen ist. Die Schicht 18 ist durch
zueinander parallele Bewehrungsfäden 19 gebildet,
die unter einem Winkel γ zur Schlauchachse gewickelt
sind. Der Winkel γ liegt in einem Bereich von 30°
bis 60°. Die Schicht 18 ist
durch eine zusätzliche Zwischenschicht 20 aus elasti
schem Material geschützt, auf welche die Bewehrungs
schicht 6 unmittelbar aufgewickelt ist.
Einen besonders großen Anwendungsbereich weist
die in Fig. 9 gezeigte Ausführungsform des Schlauchs
auf. Gemäß einer Ausführungsform sind an den Stirn
flächen der Schenkel 3 und 4 des profilierten Strei
fens des Traggerippes 2 Längsvorsprünge 21 und formgleiche Nuten 22 vor
gesehen. Selbstverständlich kann die Form sowohl des
Vorsprunges 21 als auch der Nut 22 im Querschnitt ver
schieden (z. B. rechtwinklig) sein. Der wichtigste Fak
tor, der die Querschnittsform des Vorsprungs 21 bzw.
der Nut 22 bestimmt, ist die Möglichkeit des ungehin
derten Eintritts der Vorsprünge 21 in die Nuten 22
bei Zusammenführung der Windungen des profilierten
Streifens des Traggerippes 2.
Dieselbe Möglichkeit sichert auch die Ausführungs
form des profilierten Streifens 2, die in Fig. 10 ge
zeigt ist. Gemäß dieser Ausführungsform weisen die das
Querschnittsprofil des Streifens 2 bildenden oberen
Schenkel 3 und unteren Schenkel 4 die Form eines Paralle
logramms auf. Somit übernehmen die zugespitzten Enden
der Schenkel 3 und 4 im Grunde genommen die Funktion
der Vorsprünge 21, während die Nuten 22 durch die zuge
spitzten Enden der unteren Schenkel 4 und das Tragrohr 1
sowie durch die zugespitzten Enden der oberen Schenkel 3
und die an diesen anliegenden Oberflächen der unteren
Schenkel 4 begrenzt sind.
Die Stirnflächen der Schenkel 3 und 4 sollen nicht
unbedingt als ebene Flächen ausgeführt sein, sie kön
nen auch durch gebogene Flächen gebildet werden.
So zeigt Fig. 11 eine Ausführungsform des profilier
ten Streifens mit abgerundeten Stirnflächen der
Schenkel 3 und 4. Die Schenkel 3 und 4 sind in Form
eines Parallelogramms derart ausgeführt, daß die Ab
rundungshalbmesser ihrer Stirnflächen gleich sind.
Die Wirkungsweise des Schlauchs
bei der Förderung eines Arbeitsmittels unter Einwirkung
äußerer und innerer Belastungen besteht im folgen
den.
Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform des
Schlauchs kann unter Bedingungen eingesetzt wer
den, die sich durch gleichzeitige bzw. abwechselnde
Einwirkung solcher Faktoren, wie innerer und äußerer
Überdruck sowie axiale Zugkraft, auszeichnen. Dabei
bleibt der Schlauch sowohl im Arbeits- als auch im
unbelasteten Zustand flexibel. Die axiale Zugkraft
wird hauptsächlich mit den Bewehrungsfäden 8 und 9 der
Bewehrungsschichten 6 und 7 aufgenommen. Die Quer
schnittsform des Schlauchs wird bei der Einwirkung
eines inneren Überdrucks sowie bei Biegung dank des
durch den profilierten Streifen gebildeten zylin
derförmigen dynamischen Traggerippes erhalten.
Bei Biegung des Schlauchs wird die Stoßlücke
zwischen den oberen Schenkeln 3 an einer Seite des Schlauchs
größer und an der anderen Seite geringer. Die Windun
gen des profilierten Streifens werden somit an der
Oberfläche mit größerem Biegehalbmesser des Schlau
ches auseinandergezogen (die teilweise Überlagerung
der Windungen bleibt jedoch erhalten) und an der Ober
fläche mit kleinerem Biegehalbmesser zusammenge
führt. Eine übermäßige gefährliche Vergrößerung der
Stoßlücke zwischen den oberen Schenkeln 3 verhindern die
Bewehrungsfäden 8 und 9 der Bewehrungsschichten 6 und 7.
Da die Bewehrungsfäden 8 und 9 in einem
Winkel von 0 bis 20° zur Schlauchachse gewickelt
sind und gegen Dehnung in Axialrichtung verhält
nismäßig steif sind, beschränken sie die mögliche Deh
nung des Schlauchs und sichern gleichzeitig dessen
Flexibilität. Der innere Überdruck wird mit dem Trag
rohr 1 aufgenommen, welches verformt wird und somit
den Druck auf das durch den profilierten Streifen
gebildete Traggerippe 2 überträgt. Da das
dynamische Traggerippe 2 mit den Bewehrungsschichten 6 und
7 aus den Bewehrungsfäden 8 und 9 geschützt ist,
bleibt die Querschnittsform des Schlauchs erhalten.
Einen wesentlich höheren inneren Überdruck kann
die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform des Schlauchs
aufnehmen. In diesem Fall wird der größte Teil der bei
der Einwirkung eines inneren Überdrucks entstehenden
Radialbeanspruchung mit den Bewehrungsfäden 13 und 14
der zusätzlichen Bewehrungsschichten 11 und 12 aufge
nommen.
Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform des Schlau
ches zeichnet sich durch sämtliche Vorteile der oben
beschriebenen Ausführungsformen aus und gibt außerdem die
Möglichkeit, dynamische Belastungen (z. B. Axialstöße,
hydraulische Schläge u. a.) zu dämpfen. Bei dynami
scher Beanspruchung dieses Schlauchs durch eine axiale
Zugkraft werden zunächst das Tragrohr 1, die Zwi
schenschicht 5 und der aus elastischem Material herge
stellte äußere Schutzmantel 10 elastisch verformt. Da
bei wird die Energie der Axialbeanspruchung teilweise
aufgenommen. Mit zunehmender Axialverformung ver
schwindet der Spiralwulst 15 der Zwischenschicht 5,
die Bewehrungsfäden 8 und 9 werden gestreckt und neh
men den größten Teil der axialen Zugkraft auf. Somit
arbeiten die Bewehrungsschichten 6 und 7 bei dy
namischer Axialbeanspruchung ununterbrochen, wodurch
die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des Schlauchs
wesentlich erhöht werden.
Die Wirkungsweise der in Fig. 7 gezeigten Aus
führungsform des Schlauchs ist bei Zugbeanspru
chung sowie bei Einwirkung eines inneren und eines
äußeren Überdrucks im wesentlichen der oben beschriebe
nen ähnlich. Jedoch wird der innere bzw. der äußere
Überdruck nicht nur mit dem profilierten Streifen des Traggerippes 2,
sondern auch durch das aus ähnlich profilier
ten Streifen gebildete Traggerippe 17 aufgenommen. Da
durch läßt sich diese Ausführungsform des Schlauchs
unter bedeutend schwierigeren Bedingungen, insbeson
dere beim Unterwasserbetrieb in sehr großen Tiefen,
einsetzen.
Die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform des Schlau
ches ermöglicht es, nicht nur axiale Zugkraft,
inneren und äußeren Überdruck, sondern auch eine
axiale Druckkraft sowie Drehmoment aufzunehmen.
Diese Ausführungsform des Schlauchs bleibt also
bei der Einwirkung einer axialen Druckkraft beständig,
d. h. der Schlauch wird dabei zu einem steifen Rohr;
gleichzeitig ist der Schlauch flexibel, wenn kein Dreh
moment sowie keine axiale Druckkraft auf ihn einwir
ken. Dies wird durch die Bewehrungsschicht 18 erreicht,
deren Bewehrungsfäden 19 unter einem Winkel von 30° bis
60° zur Schlauchachse gewickelt sind.
Fehlt eine äußere Beanspruchung, so
wird die Flexibilität des Schlauchs durch die Stoß
lücken zwischen den oberen Schenkeln 3 des profilierten
Streifens gesichert. Der Schlauch kann also auf eine
Trommel aufgewickelt gelagert und transportiert wer
den. Bei Aufnahme eines inneren und eines äußeren Über
drucks sowie einer axialen Zugkraft arbeitet diese Aus
führungsform des Schlauchs im wesentlichen so, wie es
oben beschrieben wurde. Beim Zusammendrücken des Schlau
ches in Axialrichtung werden die oberen Schenkel 3 der
Windungen des profilierten Streifens zusammengeführt,
die Stoßlücken zwischen den Schenkeln 3 verschwinden
und der Anlaufwinkel der Bewehrungsfäden 19 nimmt zu
und nähert sich der oberen Grenze, d. h. 60°.
Dadurch bildet der Schlauch eine steife Konstruktion.
Ähnliches Zusammendrücken des Schlauchs in Axialrich
tung erfolgt auch beim Angriff eines Drehmoments. Unter
Einwirkung eines Drehmoments nimmt der Anlaufwinkel
die Bewehrungsfäden 19 zu. Dabei wird das durch den
profilierten Streifen gebildete Traggerippe 2
von der Bewehrungsschicht 18 zusammengepreßt, wodurch
die Steifigkeit und die Beständigkeit des Traggerippes 2
unterstützt werden. Es ist klar, daß je größer das
Drehmoment ist, desto höher sind die Steifigkeit und
die Beständigkeit des Schlauchs.
Eine bedeutend höhere Steifigkeit und Beständig
keit weist im Arbeitszustand die in Fig. 9 bis 11 ge
zeigte Ausführungsform des Schlauchs auf. Bei Ein
wirkung einer axialen Druckkraft sowie eines Drehmoments
werden die Windungen des profilierten Streifens zu
sammengeführt. Die Vorsprünge 21 greifen in die Nuten
22 ein und beschränken dadurch die Möglichkeit der
relativen Verschiebung der Windungen des Streifens
in Radialrichtung. Somit wird die Beständigkeit des
Schlauchs wesentlich erhöht. Dank den genannten Vor
teilen läßt sich diese Ausführungsform des Schlauchs
als Bohrrohr einsetzen. Das gegenseitige Zentrieren
der Windungen des profilierten Streifens 2 wird bei
Einwirkung einer axialen Druckkraft durch die in
Fig. 10 und 11 gezeigte Form der Schenkel 3 und 4
unterstützt. In diesen Fällen haben die Vorsprünge 21
und die Nuten 22 die Form eines Kegels und eines kon
vexen Drehkörpers, wodurch das Zentrieren der Win
dungen des Streifens 2 bei deren Zusammenführung zwangs
läufig erfolgt.
Claims (9)
1. Schlauch mit einem inneren Rohr (1) aus elastischem
Material, mit einem Traggerippe (2), das auf das innere
Rohr (1) aufgebracht ist und aus profilierten Streifen
besteht, wobei das Streifenprofil in entgegengesetzte Richtun
gen weisende parallele Schenkel (3, 4) hat und bei auf
einanderfolgenden Streifenelementen der obere Schenkel
(3) des Profils über dem unteren Schenkel (4) angeord
net ist und die aufeinanderfolgenden Streifenelemente
Windungen einer aus dem Streifen gewickelten Wendel
sind, jeder von zwei Schenkeln (3, 4) des Profils
des Traggerippes (2) in einer Stufe gegeneinander ver
setzt halbe Profilhöhe hat, mit einer Zwischenschicht
(5) aus elastischem Material über dem Traggerippe (2),
mit wenigstens einem Paar Bewehrungsschichten (6, 7)
aus je einer Lage auf die Zwischenschicht (5) wendel
förmig in Gegenrichtung aufgewickelten Bewehrungsfäden
(8, 9) und mit einem äußeren Rohr aus elastischem Ma
terial als Schutzmantel (10), dadurch gekenn
zeichnet, daß die Bewehrungsfäden (8, 9) jeder
Bewehrungsschicht (6, 7) in einem Winkel von 0° bis
20° zur Schlauchachse aufgewickelt sind und daß im un
belasteten Zustand des Schlauches zwischen den einander
zugewandten Stirnflächen auf gleicher Höhe liegender
Schenkel (3, 4 ) benachbarter Streifen des Traggerippes
(2) eine Lücke vorgesehen ist.
2. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen dem Traggerippe (2) und
der unteren Bewehrungsschicht (6) wenigstens ein wei
teres Traggerippe (17) aus gegenüber den profilierten
Streifen des ersten Traggerippes (2) in entgegengesetz
ter Richtung gewickelten, ähnlich profilierten Streifen
vorgesehen ist.
3. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen der Zwischenschicht (5) aus elasti
schem Material und den beiden Bewehrungsschichten (6, 7)
eine weitere Schicht (18) aus unter einem Winkel von
30° bis 60° zur Schlauchachse gewickelten Bewehrungsfä
den (19) vorgesehen ist.
4. Schlauch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die weitere Schicht (18) durch eine über ihr
angeordnete Zwischenschicht (20) aus elastischem Mate
rial geschützt ist.
5. Schlauch nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß an den Stirnflächen der Schenkel
des profilierten Streifens des Traggerippes (2) Längs
vorsprünge (21) bzw. formgleiche Nuten (22) vorgesehen
sind, in die die Vorsprünge (21 ) bei Annäherung benach
barter Streifen des Traggerippes (2) eingreifen.
6. Schlauch nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schenkel der
Streifen des Traggerippes (2) die Form eines Parallelo
gramms aufweisen.
7. Schlauch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Stirnflächen der Schenkel (3, 4) abge
rundet sind und gleiche Abrundungshalbmesser aufweisen.
8. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Zwischenschicht (5) aus elastischem
Material einen längs des Stoßes der Stirnflächen der
Schenkel (3, 4) der Streifen (3) des Traggerippes (2)
verlaufenden wendelförmigen Wulst (15) aufweist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Schlauches nach An
spruch 8, bei dem ein wendelförmig gebogener profilier
ter Streifen auf das innere Tragrohr (1) aufgezogen,
das durch den Streifen gebildete Traggerippe (2) mit
einer Zwischenschicht (5) aus elastischem Material
überzogen und die Zwischenschicht (5) gleichzeitig mit
dem Streifen des Traggerippes (2) verbunden, die Be
wehrungsschichten (6, 7) aufgewickelt und der äußere
Schutzmantel (10) aufgezogen wird, dadurch ge
kennzeichnet, daß das innere Rohr (1) vor
dem Aufbringen der Zwischenschicht (5) aus elastischem
Material am Streifen des Traggerippes (2) befestigt, in
Achsrichtung gestreckt und nach dem Aufbringen des äuße
ren Schutzmantels (10) von der Einwirkung der axialen
Zugkraft befreit wird.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792780068A SU960483A1 (ru) | 1979-09-12 | 1979-09-12 | Гибка труба |
SU792780098A SU949282A1 (ru) | 1979-10-02 | 1979-10-02 | Гибка труба |
SU792847560A SU949284A1 (ru) | 1979-12-18 | 1979-12-18 | Гибка труба |
SU792847559A SU949283A1 (ru) | 1979-12-18 | 1979-12-18 | Гибка труба и способ ее изготовлени |
PCT/SU1980/000153 WO1981000746A1 (en) | 1979-09-12 | 1980-09-01 | Hose and method of manufacture thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3049837T1 DE3049837T1 (de) | 1982-03-04 |
DE3049837C2 true DE3049837C2 (de) | 1987-07-16 |
Family
ID=27484894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803049837 Expired DE3049837C2 (de) | 1979-09-12 | 1980-09-01 | Biegsamer Schlauch |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6318068B2 (de) |
DE (1) | DE3049837C2 (de) |
GB (1) | GB2073362B (de) |
IN (1) | IN151687B (de) |
SE (1) | SE455810B (de) |
WO (1) | WO1981000746A1 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
HU198781B (en) * | 1985-09-25 | 1989-11-28 | Taurus Gumiipari Vallalat | Fibre reinforced flexible hose |
FR2628177B1 (fr) * | 1988-03-02 | 1990-06-08 | Inst Francais Du Petrole | Tube comportant des couches composites a module d'elasticite different |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2163954A1 (de) * | 1970-12-24 | 1972-07-20 | Inst Francais Du Petrol | Flexible röhrenförmige Körper und Verfahren zu deren Herstellung |
FR2142764A1 (en) * | 1971-06-24 | 1973-02-02 | Orszagos Gumiipari Vallalat | Reinforced rubber hose - with helical windings at angles phased to resist torsion |
DE2361181A1 (de) * | 1972-12-08 | 1974-06-12 | Inst Francais Du Petrol | Flexibles laengliches element mit verstaerkungsbewehrung |
FR2260740A2 (en) * | 1974-02-07 | 1975-09-05 | Inst Francais Du Petrole | Armoured sleeving for conduits - has interconnected rings with shoulder extensions to prevent disconnection |
GB1537043A (en) * | 1976-01-22 | 1978-12-29 | Standard Telephones Cables Ltd | Pressure hoses |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1005870A (en) * | 1961-06-16 | 1965-09-29 | Rotaflex Ltd | Improvements in or relating to hollow articles |
FR1500652A (fr) * | 1965-11-24 | 1967-11-03 | Moore & Co Samuel | Tuyau composite |
FR2207577A5 (de) * | 1972-11-21 | 1974-06-14 | Inst Francais Du Petrole | |
FR2210266A5 (en) * | 1972-12-08 | 1974-07-05 | Inst Francais Du Petrole | Flexible tube with spiral reinforcements - of shaped sections in special arrangement and material for max bending strength |
DE7305486U (de) * | 1973-02-14 | 1973-07-12 | Konings P Machinefabriek | Vorrichtung zum Führen von biegsamen Kabeln oder Schläuchen von einer festen Anschlußstelle zu einem ortsbeweglichen Verbraucher mittels eines flexiblen Metallschlauches |
US4000759A (en) * | 1974-12-11 | 1977-01-04 | The Gates Rubber Company | Hose |
-
1980
- 1980-09-01 DE DE19803049837 patent/DE3049837C2/de not_active Expired
- 1980-09-01 JP JP55502303A patent/JPS6318068B2/ja not_active Expired
- 1980-09-01 WO PCT/SU1980/000153 patent/WO1981000746A1/ru active Application Filing
- 1980-09-01 GB GB8114726A patent/GB2073362B/en not_active Expired
- 1980-10-14 IN IN1162/CAL/80A patent/IN151687B/en unknown
-
1981
- 1981-05-11 SE SE8102949A patent/SE455810B/sv not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2163954A1 (de) * | 1970-12-24 | 1972-07-20 | Inst Francais Du Petrol | Flexible röhrenförmige Körper und Verfahren zu deren Herstellung |
FR2142764A1 (en) * | 1971-06-24 | 1973-02-02 | Orszagos Gumiipari Vallalat | Reinforced rubber hose - with helical windings at angles phased to resist torsion |
DE2361181A1 (de) * | 1972-12-08 | 1974-06-12 | Inst Francais Du Petrol | Flexibles laengliches element mit verstaerkungsbewehrung |
FR2260740A2 (en) * | 1974-02-07 | 1975-09-05 | Inst Francais Du Petrole | Armoured sleeving for conduits - has interconnected rings with shoulder extensions to prevent disconnection |
GB1537043A (en) * | 1976-01-22 | 1978-12-29 | Standard Telephones Cables Ltd | Pressure hoses |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8102949L (sv) | 1981-05-11 |
DE3049837T1 (de) | 1982-03-04 |
GB2073362A (en) | 1981-10-14 |
SE455810B (sv) | 1988-08-08 |
WO1981000746A1 (en) | 1981-03-19 |
IN151687B (de) | 1983-07-02 |
JPS56501211A (de) | 1981-08-27 |
GB2073362B (en) | 1984-04-04 |
JPS6318068B2 (de) | 1988-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0055364B1 (de) | Crash-Schutz-Bauteil | |
DE2554432C3 (de) | Schwimmfähiger Schlauch | |
EP2326865B1 (de) | Hochdruckbehälter | |
DE3401016A1 (de) | Guertelreifen und verfahren zum herstellen desselben | |
DE1729588B2 (de) | Biegsamer druckschlauch fuer hohe betriebsdruecke | |
DE2447111A1 (de) | Bauteil aus beton und verfahren zu dessen herstellung | |
DE2132918B2 (de) | Elastische Wellenkupplung, insbesondere Schraubenfeder-Kupplung | |
DE2062418A1 (de) | Schläuche | |
DE2554433B2 (de) | Schwimmschlauch | |
DE2714963A1 (de) | Elastisches rohrverbindungsstueck | |
WO1996037721A1 (de) | Rohrleitung | |
DE3049837C2 (de) | Biegsamer Schlauch | |
DE2515254B2 (de) | Rollbalg | |
DE2653619A1 (de) | Bremsschlauch fuer hydraulische bremsanlagen | |
EP0264539A2 (de) | Gürtelreifen für Fahrzeuge | |
DE2515853A1 (de) | Luftreifen | |
DE2518513A1 (de) | Druckrohr aus spannbeton | |
DE3406926C2 (de) | ||
DE3419176A1 (de) | Bauelement zur uebertragung von drehmomenten | |
DE602004005680T2 (de) | Bei der herstellung eines rohrs verwendetes hohlprofil | |
EP3807084B1 (de) | Anordnung zur übertragung von torsionsmomenten, insbesondere als torsionsfeder oder antriebswelle, aus faserverbundwerkstoffen zur erzielung einer hohen spezifischen materialausnutzung | |
DE2052022C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer geschlossenen Formdrahtlage für Drahtseile, Kabel und ähnliche Erzeugnisse | |
DE1658939A1 (de) | Elastisches Lager,insbesondere fuer Hochbaukoerper,zur Aufnahme von statischen und/oder dynamischen Kraeften | |
DE2742918C2 (de) | Gegen zusammengesetzte Beanspruchungen widerstandsfähiger Schlauch | |
EP2918857B1 (de) | Stange für Verbindungsstützen |