DE2062418A1

DE2062418A1 - Schläuche

Info

Publication number: DE2062418A1
Application number: DE19702062418
Authority: DE
Inventors: J Champleboux; R Delaux
Original assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA
Current assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA
Priority date: 1969-12-19
Filing date: 1970-12-18
Publication date: 1971-07-15
Also published as: AT323486B; NL153989B; BE760561A; ZA708559B; RO59806A; NO136476B; SU472518A3; DE2062418C3; NO136476C; DE2062418B2; PL81509B1; ES191102U; GB1334389A; ES386589A1; US3766949A; JPS5312689B1; FR2071205A5; ES191102Y; BG22794A3; SE373926B

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KOLN-LiNDENTHAi. petee-kintgen-strasse 2 *? Π R ? Δ 1 R

Köln, den 16. Dezember 197o Rö/Cl/269

S.A. PNEUMATIQUES, CAOUTCHOUC MANUFACTURE ET PLASTIQUES KLEBER-COLOMBES, Place Valmy (92) COLOMBES/Frankreioh

Schläuche

Die vorliegende Erfindung betrifft Schläuche, insbesondere Ansaugschläuche, d.h. solche, die man nicht zusammendrücken kann und die sich selbst dann wenig deformieren, wenn sie unter Bedingungen benutzt werden, bei denen die Differenz zwischen dem hohen Druck, der sich außerhalb des Schlauches befindet, und dem niedrigen Druck, der in seinem Inneren existiert, relativ hohe Werte, beispielsweise 7 bis 8 Bar oder mehr, erreicht. Jedoch können die erfindungsgemäßen Schläuche auch als Druckschläuche benutzt werden, d.h. unter Bedingungen arbeiten, bei denen der interne Druck größer als der äußere Druck ist, wobei die Differenz zwischen den beiden Drücken gering, beispielsweise gleich oder kleiner als 2 Bar, ist.

Zur Vereinfachung und Klarstellung der nachfolgenden Beschreibung werden nun verschiedene Ausdrücke definiert, die im weiteren benutzt v/erden. Mit Unterdruck wird die Differenz zwischen dem äußeren und inneren Druck bezeichnet. Der Legungswinkel eines Elements ist der Winkel, den dieses Element mit der Axialrichtung des Schlauches einschließt. Gekreuzte Verstärkungsschichten sind übereinanderllegende Verstärkungsschichten, die jeweils aus parallelen Elementen gebildet werden, wobei der Legungswinkel der Elemente einer Verstärkungsschicht gleich und im entgegengesetzten Sinne zu demjenigen der Elemente der anderen Verstärkungssohicht ist. Weiter wird mit Kautschuk oder Gummi alles übliche geschmeidige und elastische Material bezeichnet.

Heutzutage weiß man sehr gut, wie man Ansaugschläuche entwickelt und ausführt, die dafür bestimmt sind, in der Atmosphäre benutzt

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zu werden und einer maximalen Druckdifferenz unterworfen werden, die theoretisch 1 Bar erreichen kann, die aber in der Tat nicht mehr als ein Bruchteil eines Bars ist. Andererseits stößt man auf sehr ,große Schwierigkeiten, wenn man einen Schlauch mit großem Durchmesser als Saugleitung benutzen will, die beispielsweise zur Verwendung in Wasser bestimmt ist und mitunter bei bestimmten Ausbaggerungsarbeiten in großer Tiefe verwendet werden soll. Derartige Schläuche sind großen Druckunterschieden unterworfen, die 7 bis 8 Bar oder auch größer sein können. Diese Schwierigkeiten sind sehr groß, zumal diese Schläuche im allgemeinen des weiteren allen Arten von äußeren Stoßen wiederstehen müssen.

Die vorliegende Erfindung hat daher Schläuche zum Gegenstand, die eine beträchtliche Tragfestigkeit aufweisen und deren Querschnitt die geometrische Form beibehält, die man ihm gegeben hat. Gegenstand der Erfindung sind weiterhin Schläuche, die die vorgenannten Eigenschaften aufweisen und die des weiteren mit einem relativ geringen Krümmungsradius (beispielsweise sechsmal der Durchmesser) gekrümmt sein können.

Die erfindungsgemäßen Schläuche sind dadurch gekennzeichnet, daß ihre Verstärkung aus wenigstens zwei Verstärkungsschichten gebildet wird, die voneinander durch eine dazwischen liegende Kautschukschicht (im folgenden einfach als Gummizwischenlage bezeichnet) getrennt und jeweils aus Metallkabeln hergestellt sind^ die' schraubenlinienförmig gewickelt sind und mit der Axialrichtung des Schlauchs einen Winkel bilden,, der gleich oder größer als Jo'' _ΰ ¥orsugswsise gleiob. oder größer als 8o° ist-, wobei die ^erstlrknagsschiclitsa sieh in cfep Meise teeuaea^ daß die Eabsl der einen mit d®r

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Axialrichtung einen l.'inkel bilden, dor gleich aber im entgegengesetzten Sinne gerichtet ist wie derjenige, den die Kabel der anderen Verstärkungsschicht i.iit der Axialrichtung bilden.

Eine \ferstärkungs schicht aus Metallkabeln kann jeder der oben erwähnten Verstärkungsschichten zugeordnet v/erden, so da.:] die Verstärkung dann aus zwei Einheiten besteht, VTii denen jede aus ::ijei VerstMrlamcjSschichtGn gebildet vrirc., und die durch eine !".ciut'schulilE.Ge voneinander getrennt sind.

*,^Tonn ec nütic ist, d.^:.o Ti\o.;"resti^keit der Schläuche noch zu erhöhen, Izo.l-.ii ncr. in der riu^iuiizv.'ischenla^e ergänzende Yei'3teifunGGele:.ieiite anbringen, die entweder aus Spiralen aus .".etalldraht, der schraubenlinienfürnis aufgerollt ist, oder durch blätterarti^e Iviuße gebildet v/erden, die durch Aufrollen eines bandartigen Streifens um sich selbst gebildet v:ird. Da diese Schläuche hierdurch eine bedeutende Festigkeit in Längsrichtung aufv:eisen, kann i.ian vjenn nötig Krv.naun^sbereiche vorsehen, in denen vorcucs^T.jeise die zylindrischen Zonen, die mit der vorstehenden Verstärkung ausgerüstet sind, wechseln.! r.iit Bereicher: versehen, die PaI-■c-ei:bälce bilden, in denen die Verstärkung nur durch z;;ei Verstärkungsschichten oder zuel Einheiten vor. Verstärkungsschichten, die durch eine Gummizwischenlage :;etrennt sind, .gebildet vjerden.

Man ha.t bereits Schläuche hercestellt, die i/.it einer Verstärkung ausgestaltet sind, die aus einem schraubenlinienförmig gerollten Metalldraht und auε Verstärkungsschichten von gekreuzten Textilgewebe besteht, die beiderseits dieser Spirale angebracht sind. Diese Gchläuche v;ei;jen jedocli zwei

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beträchtliche Nachteile auf, sie sind in Längsrichtung zu steif, so daß sie nur mit relativ geringem Radius gekrümmt werden können, außerdem sind sie sehr empfindlich gegen Beschädigungen und werden im allgemeinen durch Beschädigungen der textlien Verstärkungsschichten zerstört.

Desgleichen hat man Saugschläuche hergestellt, die anstatt einer Spirale aus Metalldraht starre Ringe enthalten, die im allgemeinen aus Iletall bestehen, die mit Präzision "in bezug auf die spesif ischen Abmessungen jedes Schlauchdurchrnessers bearbeitet und fest mit dem Schlauch verbunden sind, wodurch sie ein Zusammendrücken des Schlauches vermeiden. In Schläuchen dieses Typs bilden die Ringe, die praktisch keine Elastizität besitzen, nicht nur Bereiche bedeutender Scherkräfte., sondern werden auch unter hohen äußeren Drücken irreversibel in der Weise verdrückt, daß der Schlauch seinen ursprünglichen Querschnitt nicht mehr wiedererlangen kann. Außerdem bilden die Ringe, die zusammen mit textlien Verstärkungsschichten benutzt werden, unvermeidlich Unregelmäßigkeiten an der Innenwand des Schläuche. Diese Unregelmäßigkeiten sind Quellen von Turbulenzen, die einen schnellen Verschleiß des Schlauches hervorrufen.

Außerdem sind die starren Ringe, die mit großer Präzision hergestellt werden müssen, extrem kostspielig. Die Fabrikation der Schläuche, die mit diesen Ringen versehen werden, ist lang und kompliziert, da es notwendig ist, diese Ringe auf einem zylindrischen Teil aufzureihen, der durch den fertigen oder im Verlauf der Herstellung befindlichen Schlauch gebildet wird, der notwenigerweise dieselben Ab-

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- 5 Messungen wie die Ringe ohne bedeutendes Spiel hat.

Diese Lösung kann weiterhin nicht für Schläuche benutzt werden, die zylindrische und Faltenbalgbereiche enthalten, wenn diese Faltenbälge einen gegenüber den zylindrischen Bereichen, auf denen die Ringe befestigt werden müssen, kleineren Durchmesser besitzen, d.h. wenn die ringförmigen Wellen der Bälge gegen das Innere des Schlauchs gerichtet sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Abbilduncen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. la bis Id stellen Schnitte durch die geradlinige V/and eines erfindungsgemäßen Schlauches dar.

Fig. 2 zeigt teilweise aufgeschnitten einen zylindrischen Schlauch gernäß der Erfindung.

Fig. 3 ist eine perspektivische teilweise aufgeschnittene Ansicht eines Schlauches mit zylindrischen und FaI-tenbalgbereichen.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Schlauches,

Fig. 5 bis 7 zeigen verschiedene Ansichten vom Aufbau der Ringeder vorhergehenden Figur.

Fig. 8 stellt eine Verstärlamgsschicht aus Kabeln dar, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schläuche benutzt wird.

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Fig. 9 bis 10 zeigen perspektivische Ansichten der PaI-tenbalgbereiche der erfinduii£S:;eraäßen Schläuche und beziehen sich auf ein bestimmtes Herstellungsverfahren dieser Schläuche.

> Die Verstärkung der erfindungsgemäßen Schläuche wird durch zwei Verstärkungsschichten 2 und 3 oder durch zwei Einheiten von Verstärkungsschichten 2 und 3 gebildet, die aus Metallkabeln hergestellt sind, die an jeder Oberfläche der Wandung angebracht und durch eine Gummizwischenlage voneinander getrennt sind.

In Fig. la wird die Verstärlcung aus zwei sich lcretizenden Verstärkungsschichten aus Uetallkabeln 12 und 13 gebildet, die beiderseits einer Schicht k aus Gummi angebracht sind, deren Wandstärke im allgemeinen zwischen dem 0,03- und 0,CO5-iachen des inneren Durchmessers des Schlauches liegt. Die I-ietallkabel der Verstärkungsschichten 12 und 13 sind als Spirale aufgewickelt und bilden mit der Achse des Schlauches einen ΐ/inkel, der gleich oder größer als 70° und vorzugsweise gleich oder größer als 80° (82° im Ausführungsbeispiel) ist. Die durch diese Kabel gebildete Spirale besitzt daher eine sehr kleine Ganghöhe,. Der Schlauch der Fig. la besitzt einen ™ wenig vergrößerten Durchmesser, 150 mm, und kann unter einem Unterdruck von einem Bar arbeiten.

Die Verstärkung des Schlauchs aus Fig. Ib unterscheidet sich von dem der Fig. la dadurch, daß eine zusätzliche Verstärkungsschicht, 14. bzw. 15* jeder der Verstärkungsschichten 12 und 13 zugeordnet ist. Auf diese Weise setzt sich die Verstärkung aus zwei Einheiten von sich kreuzenden Verstärkungsschichten 12, lh bzw. 13» 15 zusammen, die beiderseits der Gummizwischenlage k angeordnet sind.

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Bei den Schläuchen, wie sie in der Fig. Ib und der nachfolgenden dargestellt sind und deren Verstärkung aus zwei doppelten Verstärkungsschichten besteht, kann das Übereinanderllegen der Verstärkungsschichten in verschiedener Weise realisiert werden, ohne großen Einfluss auf die Leistung des Schlauchs zu haben. Die Kabel der ersten und der dritten Verstärkungsschicht können im gleichen Sinne gewickelt sein, während die Kabel der zweiten und vierten Verstärkungsschicht im entgegengesetzten Sinn verlaufen oder es verlaufen die Kabel der beiden ersten Verstärkungsschichten im gleichen Sinne, während die Kabel der beiden letzteren Schichten im entgegengesetzten Sinne verlaufen. Anstatt Einheiten von lediglich zwei Verstärkungsschichten zu bilden kann man diese auch aus einer größeren Zahl von Schichten bilden.

Bei der Herstellung der Verstärkung der Schläuche aus zwei Einheiten von Verstärkungsschichten verbessert man ihre Leistung, so daß man entweder Schläuche mit größerem Durchmesser herstellen kann, die unter gleichen Bedingungen arbeiten, oder Schläuche mit dem gleichen Durchmesser, die unter erschwerten Bedingungen arbeiten.

Die Metallkabel der Verstärkungsschichten oder der Einheiten von Verstärkungsschichten sind aus Stahl und besitzen vorzugsweise eine geringe Zugdehnung, beispielsweise weniger als 1,2 % unter einer Last von 15o kg/mm des Metalls, und sind wenig zusammendrückbar. Sie werden z.B. aus Drähten oder Litzen von spiralförmig gewundenen Stahldrähten gebildet, wobei ein Draht oder eine Litze von zusätzlichen Stahldrähten als Umhüllung dient, die um das Äußere der Spirale spiralförmig mit größerer Ganghöhe und in entgegengesetztem Sinne gewickelt wird.

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Diese Metallkabel, die sich wenig längen und. eine große Druckfestigkeit besitzen, sind selbst wohlbekannt, obgleich sie nie zur Herstellung von Verstärkungen für Schläuche benutzt wurden. In den Ausführungsbeispielen sind sie aus drei gleichen Litzen, die jeweils aus 6 Drähten bestehen, die um einen zentralen Draht herum angeordnet sind, der die Seele bildet, und einem Draht gebildet, der um die Einheit von drei Litzen spiralförmig mit großer Ganghöhe und in entgegengesetztem Sinne gewickelt ist. Die Drähte sind aus Stahl und besitzen einen Durchmesser von o,35 mm.

Die Metallkabel befinden sich nebeneinander, wobei der Abstand zwischen den Achsen zweier benachbarter Kabel im allgemeinen zwischen dem 1,1-fachen und dem 2-fachen des Durchmessers des Kabels liegt. Zum besseren Verständnis der Zeichnungen sind die Verstärkungsschichten, die die Einheiten 2 und 3 des Schlauches der Pig. Ib und der nachfolgenden Figuren bilden, voneinander entfernt dargestellt; in Wirklichkeit werden diese Schichten im allgemeinen hergestellt, indem man eine Verstärkungsschicht aus parallelen Kabeln, die mit Hilfe eines Rahmens oder eines Gestells gebildet wird, über einen Kalander laufen läßt, wodurch sie'in Kautschuk eingebettet wird, wobei die Kautschukschicht, die die Verstärkungsschichten, die durch die Einheiten 2 und 3 gebildet werden, trennt, diejenige ist, die durch den Kalander aufgebracht wird. Die Stärke einer derartigen Schicht liegt in der Größenordnung von o,l bis o,3 mm.

Überraschenderweise weist ein derartiger Schlauch einmal eine große Tragfestigkeit und zum anderen eine Steifigkeit in Längsrichtung auf, die nicht übermäßig

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ist und die nicht die Tendenz hat, den Schlauch zu brechen, wenn er gebogen wird.

Es scheint,daß man dies durch die Tatsache erklären kann, daß der Legungswinkel der Verstarkungselemente in der Nähe von 9o liegt, so daß sie sich fast so verhalten, als ob sie aus transversalen Ringen beständen, was der Konstruktion entspricht, die die größte Festigkeit gegen normale Belastungen wie diejenige, die durch Unterdruck entsteht, aufweist. Diese Starrheit, die man transversal nennen kann, wird noch vermehrt durch geringe Dehnungsfähigkeit und ZusammendrUckbarkeit der Verstärkungselemente und auch durch den Trageffekt, der bewirkt, daß die beiden Einheiten 2 und 3 zueinander in ziemlich bedeutendem Abstand liegen.

Andererseits beeinflusst weder die Anbringung der Verstärkungselemente, die fast transversal sind, noch ihre Eigenschaften bezüglich Zugwiderstand und Druckfestigkeit noch der Abstand der beiden Einheiten 2 und 3 die Biegsamkeit des Schlauches in Längsrichtung.

Das Vorhergehende scheint durch die Beobachtung bestärkt zu werden, daß, wenn man den Legungswinkel der Verstärkungselemente verringert, diese also in ihrer Struktur gleich bleiben, die Tragfestigkeit sehr schnell mit dem Legungswinkel abnimmt, während die longitudinale Starrheit des Schläuche zunimmt.

Wenn man die Verstärkungsschichten aus Metallkabel durch Schichten ersetzt, die aus einem textlien Gewebe gebildet sind und damit einen Aufbau liefern, der ähnlich dem bekannten ist, besitzt der Schlauch eine sehr viel geringere Tragfestigkeit, eine ansehnlich vergrößerte Starrheit in Längsrichtung und .zerbricht, wenn man ihn biegt.

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Die Benutzung von Metallkabeln anstelle von Textilgewebe erlaubt nicht allein die Herstellung eines sehr haltbaren Schlauches, sondern auch eines Schlauches, dessen Wandung ein bestimmtes elastisches Rückholvermögen aufweist, das bewirkt, daß, wenn die erfindungsgemäßen Schläuche sich unter der Wirkung einer äußeren Beanspruchung deformieren, sie ihre ursprüngliche Form wiedergewinnen, was weder die Schläuche, die mit Textilgewebe ummantelt sind, noch diejenigen, die von Verstärkungsschichten aus Metalldrahten ummantelt sind, können.

Ein Schlauch mit einer Verstärkung gemäß Pig. Ib, der einen Durchmesser von j5oo mm besitzt, kann Unterdrücke von 2 Bar aushalten. Wenn man Schläuche mit größeren Leistungen wünscht, bringt man in die Gummizwischenlage 4 die Festigkeit ergänzende Elemente, die entweder aus mit genügend großen Durchmesser spiralförmig gewickeltem Metalldraht oder aus Ringen gebildet werden, die mit Hilfe eines um sich selbst gewickelten blattartigen Metallbandes hergestellt werden.

Bei den Schläuchen gemäß Fig. Ic ist ein Metalldraht, im allgemeinen als"Drahtsaite" bezeichnet, spiralförmig mit einem Legungswinkel größer als 8o , vorzugsweise größer als 85° (87° im Ausführungsbeispiel) aufgewickelt und in der Kautschukschicht 4 eingebettet. Dieser Metalldraht kann beispielsweise kreisförmigen Querschnitt besitzen und aus Stahl mit hoher mechanischer Festigkeit sein. Sein Durchmesser, der umso größer ist, je größer der Durchmesser des Schlauches ist, liegt in der Nähe der Stärke der Gummizwischenlage A. In den Ausführungsbeispielen, die in den Fig. 2 und 3 dargestellt' sind, beträgt der Durchmesser des Drahtes 7 ram, wobei der innere

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Durchmesser des Schlauches 7°o mm ist. Der Metalldraht 5 kann auch aus einem anderen Metall sein und einen anderen Querschnitt besitzen,beispielsweise quadratisch oder X-förmig sein.

Der in Form einer Spirale gewickelte Draht 5 ist ein zusätzliches Versteifungselement. Er verbessert die Leistung des Schlauches beträchtlich. Der Schlauch des Ausführungsbeispiels kann ohne Schaden einem Unterdruck in der Grössenordnung von Io Bar unterworfen werden, beispielsweise durch Versenken im Wasser· mit einer Tiefe von loo m.

Den Schlauch der Fig. 2 hat man z.B. einer Tragbeanspruchung -unterworfen, die seinen Durchmesser um J>o % verringerte. Nach dem Ende der Tragbeanspruchung erhielt der Schlauch seine ursprüngliche Form zurück. Vergleichsweise erhalten gegenwärtig bekannte Schläuche ihre ur~ sprüngliche Form nicht zurück, sobald das Zusammendrücken Werte der Größenordnung von J5 bis 5 % annimmt.

Anstelle der Verwendung eines als Spirale gewickelten Drahtes als zusätzliches Versteifungselement kann man aus einem Band gebildete Ringe benutzen, die gleichfalls infolge ihrer Eigenschaften, die sie dem Schlauch geben, und infolge der Leichtigkeit ihres Anbringens interessant sind. Dies ist in Fig. Id dargestellt, wo die zusätzlichenVersteifungselemente Ringe oder Reifen 6 aus geschichtetem Material/sind, die in bezug zur Axialrichtung des Schlauches senkrecht angebracht sind. Jeder dieser Ringe wird im Verlaufe der Herstellung des Schlauches durch v; icke In über der Verstärkungsschicht oder der Einheit von Verstärkungsschichten J5 eines Metallbandes erhöhter Elastizität und mechanischer Festigkeit erzeugt,

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bis man einen Ring erhält, der die gewünschte Stärke besitzt, die beinahe gleich derjenigen der Gummizwischenlage 4 ist. Das Band ist vorzugsweise aus gezogenem Stahl und so behandelt,daß man eine maximale Haftung zwischen Gummi und Metall erhält.

In Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines derartigen Rings 6 dargestellt, wie er während der Herstellung des Schlauches verwirklicht werden kann.

Um die konzentrischen Wicklungen jedes Ringes 6 zusammen zu halten, werden sie durch Klammern 7 fest zusammengedrückt. Diese Klammern sind vorzugsweise aus verkupfertem Stahl und in einer dem Durchmesser des Ringes entsprechenden Anzahl vorhanden. Bei einem lichten Schlauchdurchmesser von 2oo mm kann daher der Ring aus Metallband einen Durchmesser von 2j5o mm haben und acht auf seinem Umfang äquidistant angebrachte Klammern besitzen.

Fig. 6 zeigt im Schnitt eine Klammer 7.» wie sie während der Herstellung auf den Schlauch gelegt wird, um in der Tasche ¹Ja, die Wicklungen des Bandes aufzunehmen, die sie als Führungsmittel fasst, damit diese automatisch übereinander liegen ohne seitlich auszuweichen. Sobald genügend Wicklungen aufgebracht sind, werden sie von den Klammern 7 durch die beiden freien Enden eingefaßt und ergeben, wenn die Klammern ges-chlossen sind, die in Fig. 6a dargestellte Form.

Wenn der Ring eine Länge haben muß, bei der das Aufwickeln des Bandes schwierig ist, legt man zwei Klammern nebeneinander und vereinigt zwei Ringe (6a und 6b von Fig. 7) oder mehr oder man vereinigt sie durch gemeinsame Klammern 8.

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Der Schlauch gemäß Fig. 2 ist mit dem von Fig. Ic identisch. Er besitzt einen spiralförmig aufgewickelten Metalldraht 5# der das zusätzliche Versteifungselement der Verstärkung bildet.

Gemäß den Leistungen, die der Schlauch zeigen soll, enthält die Verstärkung zusätzliche Versteifungselemente oder nicht. Eine oder mehrere Verstärkungsschichten aus Metallkabeln, die an beiden Seiten der Zwischenlage 4 angebracht sind, genügen, wenn der innere Durchmesser gering ist, z.B. gleich oder kleiner als 2oo mm, und wenn der Druck gleich oder geringer als 2 Bar ist. Im Gegensatz hierzu kann man leicht Schläuche mit Durchmessern von 12oo mm herstellen, die unter Unterdrücken von Io Bar und mehr arbeiten, wenn man einen Metalldraht 5 verwendet, dessen Durchmesser um so bedeutender ist, wie die Leistung des Schlauches ansteigen soll. Wenn die Leistung noch größer sein muß, wird der Durchmesser des Drahtes 5 derart, daß es schwer ist, ihnimter Spannung aufzuwickeln.

Die Spirale wird des weiteren an ihren Enden in bekannter Weise gehalten, in dem ein Ring angebracht wird, den man befestigt, in dem man ihn verschweißt. Dies bietet keine Schwierigkeit, wenn der Schlauch genügend lang ist. Wenn man jedoch nur Teile herstellen will, die nur 2 oder J5 V/indungen besitzen, wie man es/im folgenden wünscht, ist die Notwendigkeit an jedem Ende einen Ring anzubringen, außerordentlich beschwerlich.

Für die erfindungsgemäßen Schläuche benutzt man auch zusätzliche Versteifungselemente derart, wie sie in den Fig. Id und 4 bis 7 dargestellt sind.

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Diese Versteifungselemente sind in diesem Falle aus einem Metallband gebildete Ringe 6, bei denen das Band um sich selbst aufgewickelt ist, und die einmal die gewünschte Stärke besitzen und auch so nahe beieinander sein können, wie gewünscht wird. Diese Ringe erzeugen in den erfindungsgemäßen Schläuchen keine Unregelmäßigkeiten, wie sie durch die Ringe erzeugt werden, die zusammen mit textilen Verstärkungen gebraucht werden, da die Einheiten von Verstärkungsschichten aus Metallkabeln dem Auftreten dieser Unr-egelmäßigkeiten entgegenwirken.

Das elastische Federn dieser Ringe ist sehr viel größer als bei den bearbeiteten bisher benutzten Ringen und selbst als bei den Spiralen aus Metalldraht. Dadurch können die Schläuche erhöhten Unterdrücken unterworfen werden, ohne daß dadurch der Querschnitt des Schlauches irreversibel unrund wird.

Vorstehend wurde ausgeführt, daß die erfindungsgemäßen Schläuche eine viel geringere longitudinale Starrheit besitzen als die bisher existierenden Schläuche. Dies ist richtig und auch wichtig, jedoch ist diese Starrheit nichtsdestoweniger derart, daß sie es nicht erlaubt, daß der Schlauch sich mit einem geringen Krümmungsradius biegen läßt, der z.B. das 6-fache des Durchmessers des Schlauches beträgt.

Die Fig. 3 und 4 entsprechen Ausführungsbeispielen, in denen die Form des Schlauches und der Verstärkung von bestimmten Teilen derart geändert 1st, daß er sich mit einem geringen Radius krümmen kann (das sechsfaohe seines Durchmessers), ohne daß der nutzbare Querschnitt reduziert wird.

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Anstatt gleichmäßig zylindrisch zu sein, wie in Fig. dargestellt, besitzt der Schlauch z.B. eine Länge X, die gleichmäßig zylindrisch und vergleichbar mit der der Fig. 2 ist, und eine Länge Y, die sich in dem vorzugsweise gekrümmten Bereich befindet und aus zylindrischen Bereichen A und Bereichen B zusammengesetzt ist, die einen Balg bilden. Die Länge Y kann auch zwischen zwei zylindrischen Längen X mit sehr kurzen Abmessungen angebracht sein.

In den Längen X und den Bereichen A der Längen Y wird die Verstärkung im allgemeinen wie bei dem in Fig. 2 dargestellten Schlauch gebildet, d.h. durch einen spiralförmig gewickelten Metalldraht 5* der mit der Axialrichtung einen Winkel größer als 80 bildet und der zwischen zwei Verstärkungsschichten oder Einheiten von Verstärkungsschichten 2 und 3 aus Metallkabeln angebracht ist, deren Legungswinkel größer als ¹Jo ist. Wie bei allen erfindungsgemäßen Schläuchen kann diese Spirale durch Ringe 6 ersetzt werden.

Wenn die Längen Y oder die Bereiche A sehr kurz sind, beispielsweise wenn sie zwei oder drei Spiralwindungen entsprechen, wird es schwer und wenig rentabel, eine Metalldrahtspirale anzubringen, da man - wie bereits vorher ausgeführt wurde - an jedem Ende dieses Drahtes einen Ring anbringen muß. In den Bälgen wird die Verstärkung nur durch die beiden Verstärkungsschichten oder Einheiten von Verstärkungsschichten 2 und 3 gebildet.

Die Bälge können gegen das Innere des Schlauches (Fig.3) oder gegen dessen Äußeres (Fig. 4) gerichtet sein. Im

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allgemeinen Pall und jedesmal, wenn es möglich ist, sind sie gegen das Äußere gerichtet, tun den benutzbaren Querschnitt des Schlauches in diesem Bereich nicht zu vermindern, und damit verschiedene Nachteile zu vermelden.

Wenn sich der Schlauch krümmt, verlängern sich die äußeren Teile der Krümmung leicht, während sich die inneren Teile leicht aufgrund der Bälge in den Bereichen B zusammendrücken. Ein Schlauch von 700 mm Durchmesser, dessen Bereich A wie beim Schlauch aus Fig. Ic verstärkt sind, kann unter einem Radius gekrümmt werden, der gleich oder selbst geringer als das sechsfache des Schlauchdurchmessers ist, ohne daß sich der benutzbare Querschnitt vermindert.

Die Erfahrung zeigt, daß die Abwesenheit des Drahtes 5 oder des Ringes 6 in den Bereichen B der Tragfestigkeit des Schlauches nicht schadet. Man kann dies dadurch .erklären, daß einerseits die Einheiten 2 und J>, die voneinander getrennt sind, sich selbst eine bedeutende transversale Festigkeit verleihen und&ß andererseits die überdies festeren Bereiche A mit den Bereichen B fest verbunden sind, wodurch verhindert wird, daß sie auch zusammengedrückt werden.

Die Schläuche können durch irgendein in der Kautschukindustrie wohlbekanntes Verfahren hergestellt werden. Auf einem angepassten Aufnahmedorn wickelt man beispielsweise als Spirale mit dichten Windungen ein Kautschukband, um den inneren Teil des Schlauches (oder den Durchgang) zu bilden, die Verstärkungsschicht oder die Verstärkungsschichten der Einheit y bringt man durch Aufwickeln auf, danach wickelt man den Draht 5 in Spiral-

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form oder Metallband In der Weise, daß es die Ringe 6 bildet, dann füllt man die Zwischenräume zwischen den Windungen der Spirale des Drahts 5 oder der Ringe β mit Kautschuk aus, bringt die Verstärkungsschicht oder -schichten der Einheit 2 durch Aufwickeln an, wickelt dann einen anderen Kautschukstrang in Form einer Spirale mit aneinanderliegenden Windungen auf, um den äußeren Teil des Schlauchs (seine Deckschicht) zu bilden, wonach mit einem Band abgedeckt und vulkanisiert wird.

Ein derartiges Verfahren kann für die Herstellung von zylindrischen Schläuchen gut verwendet werden, die keine Bälge besitzen.

Wenn man dagegen Schläuche mit Bälgen herstellen will, kann das vorstehende Verfahren noch immer verwendet werden, jedoch trifft man auf Schwierigkeiten bei der Anbringung der Verstärkungsschichten 2 und 3 (oder der Verstärkungsschichten der Einheiten 2 und ^) in den gewellten Teilen des Dorns, die den Bälgen entsprechen.

Bei der Herstellung von Schläuchen mit einer Verstärkung aus Textilgewebe kommen diese Schwierigkeiten nicht vor, da diese Gewebe sich leicht den Wellen des Dorns anpassen.

Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten dadurch gelöst, daß man durch Kalandrlerung eine Verstärkungsschicht aus Metallkabeln in Kautschuk einbettet. Diese Verstärkungsschicht 9 aus longitudinal verlaufenden Metallkabeln (Pig. 8) wird transversal unter einem Winkel a,der gleich dem rechten Winkel vermindert um den Legungswinkel 1st, der für das Kabel des Schlauches gewählt wurde, in Bänder Io geschnitten. Die Bänder Io

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werden um den Winkel a gedreht und aneinander gelegt. Man erhält ebenfalls ein Band von parallelen Kabeln, die in Kautschuk eingebettet sind und mit der Longitudinal-, achse dieses Bandes einen Komplämentärwinkel zum Winkel a bilden', d.h. einen Winkel, der gleich dem Legungswinkel der Kabel ist, Eine derartige Verfahrensweise ist in der Kautschukindustrie wohl bekannt, so daß es unnötig ist, dies noch besonders im Detail zu beschreiben.

Das auf diese Weise erhaltene fortlaufende Band wird in Bänder geringerer Länge zerschnitten. Auf den Dorn der entsprechenden Form, der mit einer Kautsohukschicht, die dem inneren Teil des Schlauches entspricht, überzogen ist, legt man diese Bänder in Längsrichtung parallel zueinander in der Weise, daß sie den gesamten Umfang bedecken. Aufgrund der Tatsache, daß die Kabel, die in der Kautschuklage eingebettet sind, sich leicht parallel zu sich selbst verschieben können, passen sich diese Bänder ohne Schwierigkeiten den Wellen an, die den Bälgen entsprechen und der Winkel, den die Kabel mit der Axialrichtung des Schlauches bilden, wird nicht verändert.

Auf diese Weise wird der Schlauch nicht mehr überall von den Kabeln umgeben, Es ist daher notwendig, daß die in Längsrichtung angebrachten Bänder miteinander verbunden werden.

Darum ordnet man die Bänder so an, daß sie sich teilweise bedecken. Die Größe der Bedeckung ist so groß, daß im Hinblick auf die Haftung, die man zwischen den Kabeln und dem Kautschuk erhalten will und im Hinblick auf die Qualität des benutzten Kautschuks die Verbindung zwischen

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zwei übereinander liegenden Bändern so ausreichend ist, daß die Bänder sich nicht unter irgendwelchen Einwirkungen, denen der Schlauch unterworfen wird, voneinander trennen. Die Größe dieser Bedeckungen kann beispielsweise 1 bis 15 cm betragen.

Wenn man Einheiten von 2 gekreuzten Verstärkungsschichten, wie sie in den Schläuchen der Fig. Ib bis 7 angebracht sind, herstellen will, kann man die Bänder einfach nebeneinander legen und dann bei der Anbringung der zweiten Verstärkungsschicht Bänder gleicher Länge anordnen, indem man sie in bezug auf die bereits angeordneten Bänder um die Hälfte ihrer Breite verschiebt.

Diese Verfahrensweise ist in den Fig. 9 und Io dargestellt. Gemäß Fig. 9 sind die Bänder 12, die die innere Verstärkungssehicht einer Einheit von Verstärkungsschichten bilden, in Längsrichtung angebracht und einfach nebeneinander gelegt. Daraus ergibt sich, daß an der Stelle des Balges, wo der Umfang sehr groß ist, Spalten 11 erscheinen. Danach ordnet man die Bänder 13, deren Kabel mit der Axialrichtung einen Winkel bilden, der gleich und im entgegengesetzten Sinne zu demjenigen ist, den die Kabel der Bänder 12 mit derselben Richtung bilden, auf den Bändern 12 an, wie in Fig. Io dargestellt ist. Die Bänder 13 werden gleichmäßig nebeneinander gelegt, aber sie sind in Bezug auf die Bänder 12 in der Weise verschoben, daß die Ränder jedes Bandes 13 mit den Mittellinien von zwei Bändern 12 zusammenfallen. An der Stelle des Balges erscheinen auch Spalten 14 zwischen den Bändern 13, sie fallen jedoch nicht mit den Spalten 11 zusammen, so daß man immer wenigstens eine Verstärkungssehieht aus Kabeln vorfindet.

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Später bringt man eine Kautschuklage, die der Lage k entspricht an, wonach man in der gleichen Weise die Verstärkungsschicht oder die Einheit von mehreren Verstärkungsschichten und danach eine neuerliche.Kautschuklage aufbringt, die dem äußeren Teil des Schlauches (oder der Deckschicht) entspricht, wonach mit einem Band abgedeckt und vulkanisiert wird.

Wenn die Verstärkung einfachzwei voneinander getrennte Verstärkungsschichten enthält, bringt man die Bänder so an, daß sie sich bedecken.

Wenn die Verstärkung zwei Einheiten von sich kreuzenden Verstärkungsschichten enthält, ist man meistens an der in den Fig. 9 und Io dargestellten Verfahrensweise interessiert. Die Erfahrung zeigt, daß die Tatsache, daß man an den den Spalten 11 und 14 entsprechenden Rändern nur eine einzige Verstärkungsschicht aus Kabeln hat, sich nicht?hachtellig auf ein gutes Arbeiten des Schlauches auswirkt. Dies liegt wahrscheinlich an der Tatsache, daß die an diesen Spalten beteiligten Oberflächen gering sind und daß die einheitliche Verstärkungsschicht, die man ,an den Rändern findet, mit der anderen Verstärkungsschicht fest verbunden ist.

Die Erfahrung zeigt weiter, daß die.nach diesem Verfahren hergestellten Schläuche, in denen keine kontinuierlich durch den ganzen Schlauch laufende Kabel existieren, ebenso gute Eigenschaften besitzen wie die, die nach üblichen Methoden hergestellt wurden und bei denen die Kabel kontinuierlich durch den gesamten Schlauch verlaufen. Man muß jedoch betonen, daß es' wichtig ist, daß die Haftung zwischen den Kabeln und dem Kautschuk, in dem diese eingebettet werden, ausgezeichnet sein soll.

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Claims

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Pat e η tan s ρ r tj c h e

(1 .j Schlauch mit einer Verstärkung aus Metallkabeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung aus wenigstens zwei Verstärkungsschichten (12, IJ) besteht, die voneinander durch eine Kautschukschicht (4) getrennt sind und aus Metallkabeln bestehen, die spiralförmig aufgewickelt sind und mit der.Axialrichtung des Schlauches einen Winkel bilden, der gleich oder größer als 7° > vorzugsweise gleich oder größer als 8o° ist, wobei sich die Verstärkungsschichten (12, 13) so kreuzen, daß die Kabel der einen Schicht (12) mit eier·· Axialrichtung, einen gleichen, aber im entgegengesetzten Sinne gerichteten Winkel zu demjenigen bilden, den die Kabel der anderen Schicht (13) mit der Axialrichtung bilden.

2. Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zusätzliche Verstärkungsschicht (14, 15) jeder der beiden Verstärkungsschichten (12, 1;5) überlagert ist, wobei diese wie die Schicht (12, IJ), der sie überlagert ist, ausgebildet ist und in Bezug auf diese so gekreuzt angebracht ist, daß ihre Kabel mit der Axialrichtung einen gleichen, aber im entgegengesetzten Sinn gerichteten Winkel zu demjenigen bilden, der durch-die Kabel der Schicht (12, Ij5) mit der Axialrichtung gebildet wird.

j5. Schlauch nach Anspruch 1 ouer '<:, dadurch gekennzeichnet, daü in dem Zwischenraum, durch den die Verstärungr;-üchichten (12, 1^) oder Einheiten von Verstärkungsschichten (12, 14; 1^, Vj) aus Metallkabeln getrennt

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werden, ein spiralförmig.aufgewickelter.Metalldraht (5) angeordnet ist, dessen.. Windungen mit der Axialrichtung einen Winkel gleich oder größer als Öo° bilden.

4. Schlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in"" dem Zwischenraum, der die Verstärkungsschichten (12, Ij) oder die Einheiten von Verstärkungsschichten (12, "14; 13, 15) trennt, Ringe (6) senkrecht zur Axialrichtung des Schlauches angeordnet sind, die aus einem konzentrisch aufgewickelten Metallband bestehen-,

5. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil seiner Länge aus zylindrischen und E'altenbalgberelchen (A bzw, B) besteht, wobei die Verstärkung der Paltenbalgbereiche (B) aus zwei Einheiten von Verstärkungsschichten (12, l4j; Ij5, 15) gemäß Anspruch 1 oder 2 und die zylindrischen Bereiche (A) eine Verstärkung gemäß Anspruch 3 oder 4 besitzen.

6. Schlauch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Palten der Faltenbälge nach außen gerichtet.sind.

7. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkabel, die die Verstärkungsschichten bilden, eine geringe Dehnung besitzen und wenig zusammendrückbar sind.

8. Schlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkabel einen Draht oder eine Litze besitzen, der spiralförmig im entgegengesetzten Sinn um das Äußere der anderen Elemente des Kabels gewickelt ist.

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9. Verfahren zur Herstellung eines Schlauches, wobei auf einen Dorn eine Kautschukschicht, eine Verstärkungsschicht oder eine Einheit von Verstärkungsschichten aus Metallkabeln, eine Kautschukschicht, eine weitere Verstärkungsschicht oder eine weitere Einheit von Verstärkungsschichten aus Metallkabeln sowie eine Kautschukschicht aufgebracht wird, das Gesamte mit einem Band abgedeckt und vulkanisiert wird, nach einem der Ansprüche 1 bis 8,dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsschichten oder Einheiten von Verstärkungsschichten in Längsrichtung der Bänder aufgebracht werden, die aus in Kautschuk eingebettete Metallkabel gebildet sind, so daß der gesamte Umfang umwickelt ist und die Metallkabel zueinander parallel liegen und mit der Längsrichtung des Bandes einen Winkel bilden, der gleich dem Legungswinkel des Kabels im Schlauch ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder in der Weise aufgebracht werden, daß sich zwei benachbarte Bänder überdecken.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung einer Einheit von Verstärkungsschichten die Bänder zur Bildung der ersten Verstärkungsschicht nebeneinander legt und auf der so gebildeten Schicht eine zweite Verstärkungsschicht in der gleichen Weise wie die erste aufbringt und hierbei die Bänder der zweiten Schicht um eine halbe Breite in Bezug auf die Bänder der ersten Schicht verschiebt.

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