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.Axial faltbare biegsame Röhre Die Erfindung bezieht sich auf einen
zusiammendrÜckbaren, biegsamen Schlauch mit elastischer Wandung. Ein solcher Schlauch
:soilfl sich selbfst tragen und frei verbiegbarsein, während' seich der Querschnitt
bei .der Biegung praktisch nicht verändert; außerdem soll er der Länge nach leicht
zuisammenl,egbar sein.
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Es gibt bekannte Gegenstände dieser Amt, die aus mindestens zwei Schichten
thermopla stiischen Materials -.bestehen und mit einer Verstärkungseinlage- 4n Form
einer Schraubenfeder mit großer Steigung versehen sind, die koaxial zwischen dien
Schichten angeordnet i,st und wobei die zwischen dien Windungen Biegen dien Bereiche
der Schichten miteinander verbunden sind, so daß die Schichten eine zusiammenhängende
sohraubeinför.mig gz wundfene Fläche zwischen den Windungen der Schraubenfeder bilden.
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Diese bekannten Auisführungsformen von biegsamefn Schläuchen halben
jedoch "den Nachteil, daß diiie bei dem Zusammendrücken odeir beim Vorbiegen eines
Schlauchfes entstehende Faltenbüd@ung so, ungünstig verläuft, .daß siie den Dwr,#.hflußq-uerschnitt
dies Schilauches zum Teil ,sehr Wesentlich beeinträchtigt. Es hat sich nämlich gezeigt,
daß die alis Schraubenfeder ausgebildete Verstärkungseinlage, wie sie in dien bekannten
Schlauchaus.führunbgen verwendet wird, nicht ausreicht, um eine Quo roschn-ittsverminderung
bei kleinen Krümmungsradien eines solchen Schlauches zuverhindern.
Bei
einer anderen :bekannten Ausführungsform ziehen sich die Bereiche zwischen den Drahtwin:dlungen,so,
weht nach innen, daß 'sie sich mit dem diarunterliegenden Schlauch berühiren. Die
gesamte Anordnung ist außerdem noch mit einer Kautschukschicht überzogen, die die
Wider-ständsfähi:gkeit im Gebrauch .erhöhen soll. Ein solcher Schlauch kann nur
=vollkommen verformt werden, da, er eine überaus dicke Wandistärke und eine Vielschichtigkeit
aufweist, so, (daß sich die. Wandbereiche zwischen den Drahtwindungen keineswegs
bogenförmi:g im Sinne der Erfindung beim Zusammendrücken oder Verbiegen des Schlauches
verwölben können; von allem kann dieses Verwölben oder Falten nicht nach außen hin
stattfinden, :da durch die Gum nigewebesahicht, :die von außen die Drahtwiud,ung:en
abdeckt, eine Tendenz nach .innen gegeb,en ist, obwohl sich .diese ebenfalls kaum
au:swiTken kann, da eine Faltung der dicken vorgesehenen Ko-ilkzwisdhen.schi,cht
praktisch unmög-1 i ch. ist.
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Es kann noch auf eine weitere Anordnung hingewiesen werden, bei der
ebenfallsDrahtwindiungen vorgesehen sind, @die jedoch lediglich den: Zweck haben,
:eine Wellenform des Schlauchlängsschnittes vor allem dm gestreckten Zustand des
Schlauches aufrechtzuerhalten. Bei der Ver biegun@g ,des Schlauches findet ein Heraustreten
von zwischen den Drahtwindungen liegenden Teilen bzw. eine Faltung dieser Teile
nach außen nicht statt.
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Durch die vorliegende Erfindung ist es gelungen, einen- Schlauch der
eingangs beschriebenen Art selbst mit kleinen Krümmungsr.adien so- zu verfo:rmen,
daß kaum eine Querschniittsvermindierun g und insbesondere keineAbplattung im Krümm@ungsbereich
entsteht. Der neuartige Schilauch ist -in g,estrec!kter Lage im Längsschnitt im
wesentlichen glatt, und eine lediglich nach außen -gerichtete Wellenbildung bzw.
Faltung tritt-nur dann selbsttätig ein, wenn eine Zus.ammendrückung oder Verbiegung
des Schlauches vorgenomamen wird.
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Erfindungsgemäß wird dies durch eine` Vorspann ung der Schlauchwandung
erreicht, derart, daß sich beim Zusammendrücken oder beim Verhiegen des Schllaatches
die Wandbereiche Zwischen den Wilnduu:gen bzw. die schraubenförmig gewundene Fläche
zwischen den Windungen immer bo:genförinig Imimex nach außen falten.
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Zur Herstellung der Röhre windet- man einen Streifen @diinnwan@di:gen
Materials als Spirale um einen Kern von kreisförmigem Querschnitt, nachdem auf dem
Kern zurvo@r eine durchlaufende konvexe Au@swölbun@g in Form, eines in Schneckenlinie
entsprechend dem Spiralverlajuf des zu umwindenden Bandes auigebrach,ten gewölbten
Vorstoßes versehen wurde. Dann bringt man -einte gch:rauih,enfeder zur Verstärkung
auf, die im .ungespannten Zustand eine merkliche -Steigung besitzt, und zwar in
zusammengedrückter Lage; in der sie durch eine Rille gehalten wird, welche der schnecikenförmige
Vorstoß bildet, und legt sie so. auf die innere Lage der Gehäusewand: Anischließend
wird eine zweite Lage von plastischem Material über die Verstärkungsfeder
[email protected];
diie sich überlappenden Randbeile des plastischen Materials werden fest miteinander
verbunden, z. B. durch-Schw:eißung, und daan die Röhre- vom Kern abgezogen, wodurch
sie eine Form annimmt, bei der die Ve.rsteifungsfeduersich streckt und das Material
zwischen den benachbarten Windungen der Feder gestreckt oder straff angespannt wird.
Dile Warndung zwischen den einzelnen Federwindungen hat eine gewölbte Form, die
hervorgerufen ist dürch den umlaufenden schneckenförmigen Vorstoß, und hat dadurch
:das Bestreben, wieder in die Form einer nach außen gerichteten Schleife überzugehen,
ssoibaI;d die Feder zusammengedrückt oder gebogen- wird.
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Die Hülle wird, wie erwähnt, aus einem thermoplastischen, biegsamen
Material, z. B. einem thermoplastischen Kunstharz, oder aus Zellulosederivaten,
natürlichem oder synthetischem Kautschuk, hergestellt. Derartige Werkstoffe sind
leicht formbar, zeigen. :gute Wvderstandsfilhigkeit gegen Anrieb und Korrosion und
sind weitgehend dicht gegen Gas und Flüssigkeiten. Für die Zwecke der Erfindung
sind aiber außerdem nicht nur diese elastischen ku@livären Körper verwendbar, sondern
es kommen auch Gewebe mit geeigneter Imprägrvierum:gsüberziehung oder sonstiger-
Beschichtung mit einem derartigen plastischen Material in Betracht, soweit sie 'hierdurch
gas- und flüssigkeitsdicht gemacht .sind. Die handelsüblichen Arten thermoplastischer
Filme oder Häute aus Vinylh,arzen haben sich als besonders zweckmäßig erwiesen,.
Die B'aInen aus thermoplastischem Materia,l können @asuf die verschiedenste Weise
miteinander vereinigt werden, z. B. in an sich bekannter Art durch Veriklebung,
-durch Vulikannsation, durch Druck .und Hitze, d. h. Verschweißung, oder durch meihreredieser
Arten zur Verbindung derartiger Materialien :untereinander.
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Für die Verstärkungswände eignet sich ein Fedlerd:raht oder Federband
aus Metall, z. B. aus nichtrostendem Stahl.
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Die Zeichnung veransch@aulicht eiineAus.führungsform einer biegsamen
Röhre nach der Erfindung und Einzelheiten der Herstellung.
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Fig: z, a -und 3 bezeichnen d:ab,ei im einzelnen die hiegsame Röhre
ro, die. aus einer inneren Schichtlage 1z, aus einer Bahn thermoplastischen Materials,
einer Doppelsehraubenfeder 1d. :und einer düseüberdeckenden äußeren Lage aus dünnem
thermoplastischem Material besteht. Die Steigung der Doppelfeder rd., die in ihrer
normalen entspannten Lagedargestellt ist, ist merklich .größer als der Abstand der
jeweils benachbarten parallelen Windungen, und dadurch, daß die entsprechend gespannten
Abschnitte zS und 2o in, hier anigespannten Stellung gehalten werden, ist die innere
Oberfläche der Röhre glatt. Biegt man eine derartige Röhrenform mit einem Wendel
aus zwei Federn einmal iin einem Winkel von: 9o°, wie Fig. 3 zeigt, dann werden
die längeren, nicht abgestützten Wandabschnitte 'bzw. die ausgewöl!bten Teile 18
veranlaßt,sich nach außen an der inneren Seite des Bogens ,zu wölben, wie man besonders
:deutlich
aus dem Teilschnitt in Axialrichtung gemäß Eig. 6 siebt.
Bei diesem Aufbau ergänzt sich diie Faltung der einen Sehlaufe durch die der benachbarten,
deren Faltung @s,i@e mit unterstützt, und jedie dieser Falten gibt der nächsten
Halt, da sie sich durch die Taschen 22, die rund um den Draht des Wendels 14 gebildet
sind, drehen. Zweckmäßig ist der Abstand der beiden parallelen Spiralen etwas geringer
al,s :die Hälfte der Steigung der Doppelfeder in gestrec:ktem Zustand.
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Eine Röhre mit derartiger Do:ppelfederanordnung isst in den Fig. 4.
und 5 veranschaulicht. Die innere Lage, 12 au.s z. B. thermoplastischem Material
ist spiralig auf dem hohlen zy:lind:risc@hen Kern 1l7 mit der umlaufenden Aaswölbung
P von konvexem Querschnitt, und zwar entstanden durch Aufbringung einer Bandaigu
B mit einer flachen Innenseite in Formeiner Schneckenwindung gleichförm:i@ger Steigung.
De-r Abstand zwischen dien gegenüberliegenden Kanten der einander folgenden Windungen
der Bandage B isst etwas größer als de-r Abstand zwischen den voneinander entfernten
Kanten der parallelen Windungen der Doppelspiralfeder 14. Der Zusammenbau ist dabei
derart. da,ß :die einander überlappenden Säume 24 der inneren Wandlage 12 jeweilis
auf die zweite Linie jeder zweiten Windung der umlaufenden Auswölbung P zu liegen
kommen. Mit anderen Worten, die Breite :der Innenlage i2 beträgt ungefähr das Doppelte
der Entfernung zwischen den schneckenförmiigen Bandagen B, die diie Aaswölbung P
bilden. Die äußere Schicht 16 dies die Wand bildenden Materials wird in gleicher
Weise spiralförmig gewunden, und zwar in Richtung über die innere Schicht 12 und
die abstützende Doppelspiralfeder 14, so daß die Breite des Streifens, der die Außenwand
:hildet, und die Steigung seiner sich überlappenden Kanten oder Säume 26 der Steigung
der Doppelspirale entsprechen und die übereinanderliegenden Stellen auf die einander
folgenden Windungen :dieser Spirale zu liegen kommen. Die Nahtstelle läuft also
auf einer in gleichem Abistand laufenden Spirale. die die doppelspiralige Verstä.rkung
r<< l@tildet.
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Während der Verhindung und Zusammenheftung der beiden Wandschichten,
12 und 16 miteinander und jeweils an ihren Üb:
[email protected]äume@n24:und 16 wird
am zvlindritschen Teil des Kernes :6I zwischen dien Wind:un:gen des gewölbten Vorstoßeis
P eine spiralförmige Bandage oder Form F aufgelegt. Diese hat rechteclzi!gen Querschnitt,
und ihre Steiigun:g und Abmessung ist so gewählt, dlaß sie dicht zwischen -die parallelen
und fiherd@eckte:n Windungen der Dopp,el,spiral@ei4 paßt, wodurch s.ie dIes:em Teil
der Röthrenw.and die gewünschte Form vermitteln kann. Wnc bereits erwähnt, wird
die Feder 14 an die :sie anschließenden Schichten von W:an:dm@aterial 12 und 16
nicht :an, geiheftet, d. h., :sie bleibt locker zwischen .diesen Schichten.
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Nach Entfernung der Röhre to von dem Kern M wird sie infolge Entspannung
der in Axialri ihtung bisher zusammengedrückten Feder 14 auseinandergestreckt. Man
erreicht dies dadurch, daß man diie Bemessungen des Wandmaterials über den Windiungen
der Auswölb ung P in narmaler Steigungsrichtung :.ungefähr gleich .hält wie den
entsprechend gemessenen Abstand zwischen dein etwas weiter voneinander entfernten,
nebeneinanderliegenden. Windiungen der Feder 14 in geistreckter Stellung. Vorzugsweise
hält man die Abmessung des Wandmateriials etwas gering mit Rücksicht auf eine bessierie
Straffung,indem man nur ein geringeres Nachlüsisen des Druckes der Feder ermöglicht.
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Aus dem Schnitt in Fig. 5 ist zu erisehen, daß der größere, nach außen
gewölbte Teil der Tasche 22 durch die äußere Wandschicht 16 gebildet wird und die
Ver-doppelun:g der Wandstärke zwischen den nebeneinander und dichter zius-ammenliegenden
Windiu:nge:n nicht weiterläuft oder nur wenig weiter als über eine gerade Verbindungslinie,
:diiie die Mittelpunkte der beiden Wi-ndungsdrähte verbindet. Wenn daher die Röhre
io in eine gewickelte Stetllung,gemäß Fi:g. 6 gebogen wi:r,d, wobei sich die Feder
z4 auf der Innenseite der Biegung z:utsaimmendrückt, werden die schleifenfärm:igen
Biegungen 2o nach innen gefaltet und sind dann nicht im Wege, wenn die dicht nebenein.auderliegenden
Federwindungen sich a:neina,nderlegen. Die freie Drehbarkeit in den Taschen 22 ist
-dabei sehr wesentlich.
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Eine andere Art der Rö
[email protected] wird durch 'die Teilquerschnitte
nach F.ig.7 bis 9 veranschaulicht.
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Im wesentlichen besteht diese Ausführungsform aus einem Schlauch,
im ganzen mit 30 bezeichnet, der such zusammensetzt aufs einer inneren Schicht
32 und einer äußeren Schicht 34 aus elastischen polyveren Massen, wie sie im einzelnen
bei Erklärung der Hauptausfifihrungs.fo@rm beschrieben wurden. Die Wandschichten
32 und 34 schließen zwischen sich die Windungen nur einer einzigen Spirale oder
Schraubenfeder 36 ein, und zwar in einer durchlaufenden Spiraltasche oder Höhlung
38.
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Zur Herstellung der Röhre 30 legt man die innere Schicht 32
TIM einen zylindrischen Kern M', und zwar indem man auf :liessen. Mantel zunächst
ebenfalls in Spi,ral-fo,rm einen Vorstoß P' nimmt. Die Windlungen von P' werden
dicht nebeneinandergelegt, indiem man eine entspre ihend geformte Bandage B' als
dichte Spii-rale aufbringt und die inneren flachen Seiten der Bandage auf den Kern
legt. Die verhältnismäßig engen Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen des
Vorstoßes P' ergeben eine spiralförmige Rillte, in welche die Verstärkungsfeder
36 axial zusammengepreßt sich einlegt, und zwar in den taschenartigen Raum 38.
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Vo,rz:u:g,sw i.se .ist die innere Schicht 32 eine durchgehende Hülle,
die man dadurch herstellt, daß man den Kern mit einem genügend breiten Streifen
eines e,la,stisch.en thermoplastisch:en Materiialis umwindet und an dien Stoßkanten
die Win:dlningsstreifen ii-a,htlo,s verbindet, z. B., wie bei 4o angedeutet, indem
man sie durch Verschweißen zu einer geschlossenen Hülle macht. Die Verbindungsnaht
verläuft dabei in der Steigung .der Feder 36 bei entspanntem Zustand und liegt in
der Mitte
zwischen deren Windungen. Die ebenfalls durchgehende äußere
Schicht 34 kann man in gleicher Weise aus einem spiralig gewundenen Streifen von
gleicher Zusammensetzung, Breite und Steigung herstellten, jedoch vorzugsweise derart,
daß dieser Streifen versetzt zu,dem sich ergeibendien Streifen 32 gewickelt wird,
so -daß seine Verhindungsnaht 42 Tnit dem Windungen der Spirale 36 wenn letztere
voll entspannt ist.
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Die anfangs vorhandene Kompression bzw. das axiale Streckungsvermägen
der Feder 36 führt dann id!azu, :daß .a,uf jeden Fall die Wandschichten 32 und 34
in die in Fig.8 gezeigte, ausgestreckte Stieldung kommen, wenn die Röhre vom Kern
abgeno:mm-en,i,st.
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Besonders zu bemerk .en ist, daß in F ig. 9, die den Axialschnitt
der Innenbogen einer um etwa 9o° gebognen Röhre 30 zeigt, keine Einschnürung
des betreffenden Querschnitteiles stattfindet, weil die einzelnen Falten 42, de
'die Wand bilden, sich sämtlich nur nach der Außenseite der Röhre legen. Wenn auch,
wie bereits erwähnt, 'die mrit einer einzigen Spiiraleinlage verstärkte Röhrte 30
ein geringereis Maß an Faltung als ,die do'ppel't verstärkte Röhre zeigt, hat sie
-doch für solche Anwendungsfälle den Vorzug, bei .denen nach sinnen gerichtete Falten
biet Biegungen der Röhre oder des Schlauches vermieden werden müssen oder bei dienen
edier Innendruck in der Leitung .stärker ist als der Außendruck.
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Aufs vorstehender Beschreibung der Einzelheiten zweier Ausführungsbeispiele-
gemäß der Erfindung ergibt .sich zusammenfassend, d aß damit eine biegsame Leitung
igieschaffen ist, .die sowohl geringes Ge wicht ihiat wie auch geriinge Maße, dabei
aber die nötige Dehnbarkeit besitzt und genügend F.estigkef gegenüber den Durchflußbedinigunigen,
so, daß sieden oben im einzelnen erwähnten Bedingungen voll genügt. Die Rohrleitung
bleibt innerhalb eines weiten Temperaturbiereiches, und zwar von - 5o bis -i- 170'°'
F, physikalisch beständig, 'hält Flüs.sdgkedtsstöße und Schwingungen ans und kann,
was besond@eris sbemerkenswert ist, leicht ;bis zu i80° durchigebogen werden, biss
zu einem Borgen mit dien Durchmesser der Röhre, ohne- daß MateriialvermindieDumgen
.in irgendeinem Teil des Biiegungsq:uerschnittes auftreten.
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Die @biegsamie Leiitung gemäß Bier Erfindung eignet sich für eine
-Vielzahl von Verwendiungsmöglichkeiten, von denen, nur `beliebige herauisgegrifen
zu nennen sind: Leitungen für Klimaanlagen, Rohrleitungen für Gebläse, für Staubsauger,
Sprechrohre -und, ganz allgemein, für olle solche Aufgaben, bei denen- eis sich
sum die Führung von Flüssigkeiten oder .Gasen als solchen oder Flüssigkeiten und
Gasen oder mit von ihnen mitgeführten Fieststoffan handelt.