DE606311C - Gummischlauch mit eingelegten Fadenschichten - Google Patents

Description

Es ist bekannt, in Gummischläuche, Bereifungen u. dgl. hohle Gegenstände aus Gummi statt Gewebe als verstärkende Einlagen Fadenschichten in Ein- oder Mehrzahl einzulegen, deren Fäden innerhalb jeder einzelnen Schicht gestreckt und gleichgerichtet nebeneinanderliegen und im Falle mehrerer Schichten von Schicht zu Schicht gekreuzt zueinander verlaufen.

Richtet man bei solchen Schläuchen die Fäden alle axial, so hat der Schlauch in axialer Richtung nur die geringe Dehnbarkeit der Fäden selbst; er ist außerdem nicht biegsam, sondern bestenfalls knickbar, doch hat er in radialer Richtung eine Dehnbarkeit, als wenn überhaupt keine Einlagen vorhanden wären. Läßt man, natürlich in einer anderen Schicht bzw. in anderen Schichten, außerdem noch Fäden in der Umfangsrichtung senkrecht zu den Axialebenen verlaufen, so hebt man damit auch die radiale Dehnbarkeit bis auf die geringfügige Dehnbarkeit der Fäden selbst auf. Läßt man hingegen die sich kreuzenden Fäden verschiede- ner Schichten schräg zu den Achsenebenen verlaufen, so hat der Schlauch sowohl in axialer als auch in radialer Richtung eine elastische Dehnbarkeit über die geringfügige Dehnbarkeit der Fäden selbst hinaus, er läßt sich zudem, ohne zu knicken, elastisch biegen und um seine Achse als Drehachse 'elastisch verdrehen. Die größte axiale Dehnung, die größte radiale Dehnung, die größte Biegung und die größte Verdrehung sind aber durch die Fäden über diejenigen Maße hinaus hierabgedrückt, welche, man dem fadenlosien Schlauch gleicher Wandstärke und gleicher Gummiqualität ohne Überbeanspruchung zumuten könnte. Dem Gewinn an Festigkeit durch die Fäden steht also ein Verlust an elastischer Dehnbarkeit, Biegsamkeit und Verdrehbarkeit gegenüber. Zwar könnte man die durch die Fäden bedingten Grenzen der Dehnbarkeit, Biegsamkeit usw. dadurch erhöhen, daß man die Fäden innerhalb der Schichten sowie von Schicht zu Schicht weiter, voneinander abhielte, mit anderen Worten, auf die Raumeinheit bezogen, weniger Fäden einlegte. Bei gegebener Stärke der einzelnen Fäden erniedrigte man damit aber wieder die Festigkeit, was um so weniger zulässig wäre, als die Erhöhung der Nachgiebigkeitsgrenzen eher eine Erhöhung der Festigkeit verlangte. Dieses Mittel ist also nur sehr beschränkt anwendbar. Nach dem Stand der Technik blieb daher nur übrig, je vollständiger dije elastische Beanspruchbarkeit des Gummis zur Ausnutzung kommen sollte, um so mehr auf die Festigkeit zu verzichten bzw., wollte man auf hohe Festigkeit nicht verziehten, 'eine um so geringere elastische Nachgiebigkeit in Kauf zu nehmen.

Wie die Erfindung lehrt, ist nun aber· das Erreichen einer hohen Festigkeit und zugleich einer beliebig hohen elastischen Nachgiebigkeit doch möglich, ja es erlaubt die Erfindung sogar, bei jeder gegebenen Festigkeit das Auftreten der Wirkung der Zugfestigkeit der Fäden auf jede als im Höchstfall erreichbar gewünschte elastische Beanspruchbarkeit genau einzustellen, so daß die Beanspruchung nicht über dieses Höchstmaß hinausgehen

kann,, unterhalb derselben aber überhaupt nicht durch die Fäden behindert wird.

Hierzu schlägt die Erfindung vor, die Fäden nicht wie bisher gestreckt, sondern in der betreffenden Schichtfläche, allgemein gesagt, nichtgestreckt, d. h. beispielsweise zickzack- oder wellenförmig, etwa parallel miteinander verlaufend, einzulegen. Bei elastischen Beanspruchungen des Schlauches werden ίο dann die Fäden zunächst erst allmählich gestreckt, um, wenn sie mit Erreichen einer bestimmten elastischen Deformation, eben der höchst zugelassenen, völlig gestreckt sind, einer weiteren Deformation ihre volle Zugfestigkeit entgegenzusetzien.

Es ist nun zwar an sich nicht mehr neu, Fäden nichtgestreckt im Gummikörper 'einzulegen. Die bekannten Vorschläge beschränken sich aber auf die, was die Besonderheiten der zu erfüllenden Aufgaben angeht, gänzlich anderen Fälle des Einlegeins eines einzigen Fadens der Länge nach in einen länglichen Vollkörper aus Gummi und des Einlegens einer Mehrzahl von Fäden in flache Gummistücke für Dichtungs- und Packungszwecke. Die Schutzansprüche sollen sich auch nur auf Einlagen in den Wänden von Hohlkörpern, insbesondere von Schläuchen, und die Unteransprüche mir auf. Schläuche nach dem Hauptanspruch beziehen. In den verschiedenen Fällen der Art des Einlegens bei Schläuchen u. dgl. ist die Wirkungsweise der nichtgestreckten Fäden wie folgt:

. Verlaufen die Fäden alle in axialer Richtung, sind sie dabei aber erfindungsgemäß gewllt o. dgl., ganz allgemein gesagt, nichtgestreckt, so ist die radiale Dehnbarkeit unbegrenzt, der Schlauch kann aber axial nur gedehnt werden, bis die Fäden infolge der Dehnung gestreckt sind. Man kann nun offenbar die Fäden mehr oder weniger wellen und damit auf jedes Maß des Streckweges, einstellen. Stellt man die Länge des Streckweges so ein, daß sie gleich ist der als höchste Dehnung gewünschten Dehnung des Schlauches, so kann diese zwar erreicht, aber nicht überschritten werden. Dabei ist man offenbar völlig frei in der Bemessung der gesamten Zugfestigkeit der Fäden, insoweit sie durch die Stärke der !einzelnen Fäden sowie die Zahl, d. h. die Dichte der Fäden, bestimmt ist.

Entsprechend der axialen Dehnbarkeit ist der Schlauch auch biegsam und verdrehbar. Verlaufen die gewellten Fäden in der Umfangsrichtung, so ist der Schlauch axial unbegrenzt dehnbar; radial ist er auch dehnbar, aber nur, bis durch die Dehnung die Fäden gestreckt sind. Stellt man durch entspre,-chende Wahl des Maßes der Wellung den Streckweg auf die Länge entsprechend der als höchste Weitung zugelassenen Weitung ein, so kann man den Schlauch bis dahin unbehindert weiten, aber nicht darüber hinaus.

Wie sich 'ein Schlauch verhält, welcher Schichten mit in der axialen Richtung und mit in der Umfangsrichtung verlaufenden gewellten Fäden besitzt, ergibt sich ohne; weiteres aus dem Obigen. Ein solcher Schlauch ist entsprechend dem Maß der Wellung der axialen gewellten Fäden axial und entsprechend dem davon unabhängig wählbaren Maß der Wellung der Umfangsfädqn. radial dehnbar. Er ist auch entsprechend elastisch biegsam und verdrehbar.

Selbstverständlich könnte man auch die Fäden der einen Richtung nichtgestreckt, die der anderen Richtung aber völlig gestreckt einlegen und damit z. B. 'einen Schlauch erhalten, der sich nicht weiten, aberj axial gedehnt, gebogen und verdreht werden kann.

Wenn man schließlich die gewellten und etwa von Schicht zu'Schicht sich kreuzenden Fäden schräg zu den axialen und radialen Ebenen verlaufen läßt, so erlauben die Fäden gegenüber den oben besprochenen Fällen gleiche Maße der WeUungen, d. h. gleiche Streckwege, vorausgesetzt eine höhere elastische Beanspruchung. Man kommt demgemäß mit kleineren Streckwegen aus, wenn man die gleichen maximalen Beanspruchungen zulassen will.

Der eben zuletzt besprochene Fall ist in einem Beispiel auf der Zeichnung dargestellt. Abb. ι zeigt den Schlauch in dem obersten Teil α in Ansicht. Im nächst unteren Teil ist die äußerste Gummischicht b der vorderen Schlauchhälfte weggeschnitten, so daß die too äußerste Fadenschicht c sichtbar ist. Im nächsten Teil ist auch die äußerste Fadenschicht c weggeschnitten, so daß die unmittelbar darunter befindliche Fadenschicht^ sichtbar ist. Im nächsten Teil ist auch die zweite Fadenschichtig weggeschnitten, so daß die dritte Fadenschicht e sichtbar ist. Rechts und links sieht man die die halbzylindrischen Ausschnitte begrenzenden radialen Schnittflächen, in welchen die Fäden der aufeinanderfolgenden Fadenschichten als kleine weiße Kreisflächen erscheinen. Diese radialen Schnittflächen zeigen noch eine vierte Fadenschicht f, welche man sich noch unter der Fadenschicht e zu denken hat. .

Den innersten Teil der Schlauchwand bildet ein Gummikern g ohne Einlagen.

Abb. 2 zeigt einen radialen Schnitt durch den Schlauch.

Man könnte solche Fadeneinlagen auch bis zur inneren und bis zur äußeren Wandfläche vorsehen. Ferner könnte man die Schichten

weiter voneinander trennen oder 'einander noch näher anordnen, oder man könnte die Abstände verschieden groß halten. Schließlich könnte man z. B. zwei gekreuzte Fadenschichten vergleichsweise nahe beieinander anordnen und mehrere solcher Schichtgruppen in gewissen radialen Abständen vorsehen.

Des weiteren könnte in Frage kommen, das

ίο Maß der Wellung oder, was dasselbe ist, den Streekweg in den verschiedenen Schichten verschieden groß zu halten, beispielsweise derart, daß die inneren Schichten 'einen kleineren Streekweg haben als die äußeren Schichten. Von Bedeutung kann dies z.B. für die Begrenzung der elastischen Verdrehbarkeit sein, denn verdreht man den Schlauch um seine Längsachse, so wird der Verdrehweg radial von innen nach außen größer.

Schließlich ist noch die Dichtigkeit der Fäden innerhalb der Schichten von Bedeutung, und zwar für die einzelnen Arten der Beanspruchung verschieden.

Statt aus Fäden könnten die Einlagen auch aus dickeren und andersartigen, gedrehten oder verflochtenen Elementen bestehen. Fäden haben aber den Vorteil, daß sie in sich den Gummi nicht ungünstig beanspruchen.
Die Herstellung solcher Schläuche ist auf verschiedene Art möglich. Man kann z. B. die Fäden in der gewünschten Weitung in dünne Flächengebilde aus unvulkanisiertem Gummi einlegen und diese Flächengebilde unter Einhaltung der gewünschten Richtungen der Fäden um den Eisen- oder Stähldom oder den Schlauchkern herumwickeln. Sollen mehrere Fadenschichten mit gekreuzten Fäden eingelegt werden, so kann man zwei solcher Fadenflächen mit gekreuzten Fäden übereinander einfach oder mehrfach um den Dorn oder Kern wickeln.

Sollen dabei zwischendurch auch Gummischichten ohne Fadeneinlagen angeordnet werden, so wickle man zwischendurch Platten aus unvullcainisiertem. Gummi mn. Ist die Schlauchwand so aufgebaut, so wird das Ganze vulkanisiert. Der * Schlauch besteht dann aus einer ununterbrochenen Gummimasse, in welche die Fäden 'eingelegt sind.

Eine andere Art der Herstellung solcher. Schläuche wäre die, die Fäden auf den mit Gummi beschichteten Dorn oder Kern laufen zu lassen, so daß sie in die Gummimasse etwas eindringen oder jedenfalls von ihr gehalten werden, wobei man sie während des Anlaufens kurz vor den Stellen des Auflaufens oder den Dom oder Kern hin und her bewegt. Sie mögen gleich zu vielen parallel nebeneinander auflaufen und kurz vor den Auslaufstellen durch eine hin und her bewegte Vorrichtung mit Löchern, Ösen, Spalten o. dgl. hindurchgeführt werden. Wenn eine Schicht aufgelaufen ist, so ist wieder eine Gummischicht darüber aufzubringen, in welche man die nächste Fadenlage laufen läßt usw.

Die Einrichtung mag so sein, daß die Fadenspulen den nicht umlaufenden Dorn umlaufen. Es ist aber auch möglich, statt der Spulen den Dorn Umlaufen zu lassen.

Statt Fäden oder sonstige Zugelemente aus Textilien einzulegen, kann auch in Frage kommen, und zwar gegebenenfalls mit besonderen Vorteilen, !metallische Elemente entsprechender Art, also dünnste oder dünne Drähte, in gewissen Fällen auch döjckierie Drähte, Drahtlitzen, Drahtseile usw. als Einlagen im Sinne der Erfindung zu benutzen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verstärkende Einlage in den Wänden von Hohlkörpern aus Gummi, insbesondere Gurnmischläuchen, bestehend aus in Ein- oder Mehrzahl vorgesehenen Lagen von Fäden o. dgl., welche innerhalb der gleichen Schicht sich nicht kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden o. dgl. in der jeweiligen Lagenfläche nicht gestreckt verlaufen, sondern 'erst mit der Beanspruchung sich der gestreckten Lage nähern bzw. diese erreichen und dann eine weitere Beanspruchung nicht mehr zulassen.

2. Einlage nach Anspruch 1 in den Wänden von Schläuchen oder schlauchartigen Hohlkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden o. dgl. alle in der Umfangsriohtung oder alle in axialer Richtung verlaufen.

3. Einlage nach Anspruch 1 in den Wänden von Schläuchen oder schlauchartigen Hohlkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die von Schicht zu Schicht ,gekreuzten Fäden o. dgl. in der Umfangsrichfung und in axialer Richtung verlaufen.

4. Einlage nach Anspruch 1 in den Wänden von Schläuchen oder schlauchartigen Hohlkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die von Schicht zu Schicht gekreuzten Fäden o. dgl. schräg zu den axialen und den radialen Ebenen verlaufen.

5. Einlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden verschiedener Richtung verschieden große Streckwege haben.

6. Einlage nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden gleicher Richtung von Schicht zu Schicht verschieden ,große .Streckwege haben.

7· Einlage mit Fadenschichten verschiedener Fadenrichtungen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der einen Richtung nicht gestreckt, die der anderen Richtung hingegen gestreckt verlaufen.

8. Verfahren zur Herstellung von Einlagen mit nicht gestreckten Fäden mach Anspruch ι bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Gummiflächen mit nicht gestreckt eingelegten Fäden hergestellt und diese Gummiflächen auf die Schlauchform gewickelt werden.

9. Verfahren zur Herstellung von Einlagen mit nicht gestreckten Fäden nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Faden oder gleich mehneite Fäden parallel nebeneinander auf die Schlauchform gewickelt und gleichzeitig hin und her bewegt wird bzw. werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen