DE2235657A1 - Geformter, biegsamer, mehrschichtiger schlauch, sowie verfahren zur herstellung desselben - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE ..·.-""

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Df P L,-INGF, H. BOHR - ' MülferstraflsST.

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9208-Gase 7124

INDUSTRIE

Geformter j biegsaaerj, .- M@hff3chich tiger Schlauch

Herste llung

s" 2t ₆ Juli 19tt - itaiieii

Die vorliegende ist£1m&tmg "bezieht Bleh auf ein terfaliren sur Herstellung iron gefegten, Mö^öamea

einer VerstM^mgsöinlage irerfeehen sind vu&& äie-- tjesönöers ge*· eignet sind.als Terbin^^gselenieiit^ £Vb? den^ Kühler^ von Eraft* faiirseugen. Weiterhin "bezieht sich die ifeflnä&g aaf duröh die ses Verfahren hergestellte

Es ist "bekanitt_r daß solch ein Gegenstand₉ aus einem elastonieren Material mit einer ?erstärkuagseinla^e^ geeignet ist, ύ·η versoiiiederien iae(iranischen Beansgruchungeä denen er Ibei Gebrauch unterworfen wird* widersteht* selbet aus einemrschlauch- oder rohrförmigen Elemente besteht_s das bereits^ bei der Herstellung

mit einer entsprechenden Krüiimrang geformt wird, so daß er leicht an den Stutzen angebracht werden kann, wobei die Masse des Gegenstandes selbst verringert wird und der Schlauch beim Anbringen nicht verformt zu werden braucht.

Die Krümmung dieses Sohlauehes kann mehr oder weniger umständlich sein, was jeweils von der räumlichen Anordnung der Achsen der beiden Stutzen abhängt, in denen der Schlauch angebracht werden soll und diese Krümmung wird dadurch erzeugt, daß das schlauchförmige Element auf einem Formdorn entsprechender Krümmung aufgebracht und darauf vulkanisiert wird«

Um das Aufbringen des Schlauches auf den Dom zu ermöglichen, wird vorzugsweise eine Terstärkungseinlage verwendet, welche aus einem Faeernetzwerk oder Fasergefleeht aus Textilmaterial besteht, da es hierdurch möglich ist, die Fasern entsprechend der Krümmung des Domes unterschiedlich anzuordnen.

In der Praxis werden derartige Schläuche in der Weise hergestellt, daß in zwei getrennten Arbeitsgängen zwei konzentrische rohrförmige Schichten aus einer vulkanisierbaren elastomeren Stoffzusammensetzung in unbegrenzter Länge hergestellt werden, wobei zwischen der ersten und der zweiten Extrusionsphase das Fasergeflecht mittels einer Flechtmaschine aufgebracht wird, so daß das Geflecht zwischen den beiden rohrförmigen Schichten zu liegen kommt* Dieses Schlauehelement wird dann in einzelne Stück© geschnitten, deren Länge dem jeweiligen Gebrauchszweck angepaßt ist und dieses Stück wird auf einen Pormdorn aufgebracht, auf dem er einer Wärme Vulkanisationsbehandlung unterworfen und darm, entfernt wird.

Derartige Schläuche besitzen im allgemeinen einen inneren Durohmesser von nicht mehr als 50 mm, wobei die Stärke der Sohlauchwandung im allgemeinen nicht größer als 5 mm 1st.

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Bas ffc2?Btärlrangsge.f!echt ist wohlvprteilhaf t bei der Herstellung desSeitlgUöiies'j. jjedooh iat ee nicht wllkümmen; befriedigend, weil es nicht den. Erfordernissen entspricht, die an einen solchen Gegen···· .'stand bei Gebrauch gestellt werden * SJs ist zu berücksichtigen, "■■■' daß- derartige Schläuche beim G-ebraudh häwfig Drücken uriterworfen wer ilen und die bisher bekannte ferstärlmngaeinlagenidht; geeignet . ist* eineiü aolchen Drück au widerstehen^ eo daß der Sohlaueh auch sich leicat in radialen:'"Eiphtiang aüsdehxit tiaä in axialer Richtung nicht nachgeben lesfasi* Es besteht daher die Gefahr, daß der Schlauch you den Stutzen_f ·an denen er aiigebraeh% ist, abrutscht oder^! von.""■; άβη llerameXementen nicht mehr festgehalten wird_a: /^ '-■■-. ' . . :

2weclc der" Erfindung ist nunmehr einen geformten ,biegsamen Schlauch :

n, der besonders als Yerbindungselement für den Etihler JjcaftfahrzeugiQotoren geeignet ist und des? eine Terstärkungs=· _v einlage besitzt _s \ielche.--einfltal ieicht angebracht wrerdenkanii und, andererseits den Beanspruchungen des' Schlauches bei (lebrauch wider steht V ν. -;--/- .-'..-I .' ^:: ::-;;::::. '■. ," . ' ■-'■."".- ί: "■ ■-;y^: - ";■ - '-""■"■";

Gemäß der Erfindung wird also ein Verfahren zur Herstellung iron geformten biegsamen Schläuchen vorgeschlagen, die eine Verstärk kungaeinlage aufweisen und die besonders geeignet sind für die Verwendung als Terbindungsieleraente für Kühler von Kraftfahrzeügmotoren und wobei folgende ^beitsschritte angewendet werden? Extrudieren einer vulkanisierbareii elastpmeren Stoffzusammen^· setiiung in Form eines Schlauches mit einem ^inneren purchmeöeer von nichii mehr alsi-3'0 mm und einer Stärke zwischen 1 und 4 _;inm in unbegrenzter iänge j Aufbringen eine·?; Verstärkung aus !textilmaterial auf diesen Schlauch^ Extrudieren einer weiteren-J»ager eines vulkanisierbaren elaetomeren Materials in Schlaüchform mit einer Stärke awischen 4 und 1 mm und unbegrenzter Sänge auf das; ■".";." Verstärkungsmat'erial, so daß diese Masse darauf haftet; Absehnei^ den einzelner Stücke der erforderlichen Iiänge von diesem Mehr** söhichtenmateriäl% Aufbringen^; der Stücke auf einen Pprmdorn dessen

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Achse eine oder mehrere Krümmungen aufweist$ Vulkanisieren der Schlauohzuschnitte auf dem Dorn, worauf die fertig vulkanisierten geformten Schläuche von dem Dorn abgezogen werden.

Das Neue der Erfindung besteht darin, daß die Verstärkungsein-!· lage in der Weise hergestellt wird, daß mindestens eine Komponente aus Textilmaterial auf das erste extrudierte Rohr schraubenlinienförmig aufgewickelt wird und zwar unter einem Winkel, der nicht kleiner 1st als 60° mit Bezug auf die Achse des Rohres, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten Windungen nicht größer als 10 mm 1st. .

Die Erfindung betrifft auch einen biegsamen, mit einer Verstärk kungBeinlage versehenen Schlauch, der mit dem angegebenen Verfahren hergestellt worden ist.

Es hat sich herausgestellt, daß, wenn die Verstärkungseinlage des Schlauches durch schraubenlinienförmiges Aufwickeln eines Textilmaterial® unter einem ganz bestimmten Winkel erfolgt, in diesem Fall das Textilmaterial sich leicht der Form des Formdornes beim Aufbringen des Schlauchzuschnittes anpaßt und den £urvenr krümmungen folgt, ohne daß die Schichten des elastomere!* Materials beschädigt werden, wobei weiterhin der Schlauch in radialer Richtung verfestigt wird, um auf diese Weise den Verformungskräften in dieser Richtung wirksam entgegentreten zu können^ die auf·· treten, wenn der Druck der Flüssigkeit, die in dem Schlauch fließt, während der Benutzung größer wird.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der in dieser Welse aufgebrachten Verstärkungseinlage besteht darin, daß die Herstellung des Schlauches kontinuierlich erfolgen kann. .

Bei der Verwendung von Flechtmaschinen, die bisher zur Herstellung der Verstärkungseinlage von Schläuchen verwendet wurden, konnte

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nur mit einer Geschwindigkeit verarbeitet werden, die geringer ist als die Auspreßgeschwindigkeit der beiden Extruder, so daß gewöhnlich diskontinuierlich gearbeitet werden muß. Demgegenüber kann eine Wickelmaschine in einfacher Weise derart eingerichtet werden, daß sie mit einer Geschwindigkeitarbeitet, die gleieh der der Extruder ist, so daß auf dies© Weise die Herstellung solcher Schläuche wesentlich vereinfacht wird.

Gemäß einer weiteren Ausftihrungsform der Erfindung kann die Verstärkungseinlage des Schlauches derart hergestellt werden, daß einfach oder mehrfach eine Eingelkomponen-fce des fextilmaterials auf das erste; extrudierta Rohr in einer einzigen Richtung aufgebracht wird und zwar unter einem Winkel zwischen 70 und 88° mit Bezug auf die Achse des Rohres,

Es wurde gefunden, daß bei Einhaltung des Wickelwinkels mit dem, angegebenen Heigungsbereieh ein auf diese Weise hergestellter Schlauch genau den Beanspruchungen in radialer Richtung ent*, spricht, die durch den !Flüssigkeitsdruck hervorgerufen.werden, ohne daß eine unerwünschte Terdrehung des Schlauches selbst auftritt. Die Aufwicklung des Textilmaterials unter einem solchen Winkel ergibt darüber hinaus eine atisreichende yerformungsmöglichkeit, um dön Schlauch auf den entsprechend, gebogenen Form·» dorn aufschieben zu können. .

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Verstärkungs* einlage des Schlauches in der Weise hergestelltwenden, daß zwei Komponenten des Textilmaterials auf den zuerst ausgepreßten Schlauch in entgegengesetzten Riehtungen auf gewiokelt werden und zwar unter einem Winkel der gleich und symmetrisch mit Bezug auf die Achse des Rohres ist und der awisehen gO und 86° liegt. ■■';■■ '. - ; . , .." ^:.; . . -^;"." ; ^:- .V^; ^J .

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In diesem Falle wurde gefunden, daß es "bei einer solchen Auswahl der Wickelwinkel möglich ist, die größte Verformungsmöglichkeit der Verstärkungseinlage heim Aufbringen des Schlauches auf den Formdorn zu erhalten sowie den größten Widerstand gegenüber Beanspruchungen in radialer Richtung, denen der Schlauch bei Gebrauch ausgesetzt wird*

Das Textilmaterial, welches zur Herstellung der Verstärkungsein·«· lage in dem Schlauch gemäß der Erfindung verwendet wird, kann anorganischer Natur sein* Insbesondere wird es bevorzugt, Fasern oder Schnüre aus regenerierter Cellulose au verwenden und zwar besser als solche aus Polyamid, weil das erstgenannte Material eine geringere Schrumpfung bei der Vulkanisationsbehandlung erfährt und das Verstärkungsmaterial zwischen den beiden Schichten des elastömeren Materials besser verankert wird und es nicht zu einer Ablösung kommt»

Bas Textilmaterial kann aber auch anorganischer Natur sein und insbesondere aus Fasern oder Schnüren aus &las bestehen.

In dem folgenden Beispiel ist das Verfahren näher erläutert und läßt auch die Vorteile erkennen, welche durch die Anordnung der Verstärkungseinlage gemäß der Erfindung erzielt werden.

Beiapiel

Sine vulkanisierbare elastomere Stoffzusammensetzung wird in Form eines Schlauches extrudiert und zwar mit einer Stärke von 3 mm und einem inneren Durchmesser von 30 mm» Auf diesen Schlauch werden dann Fasern aus regenerierter Cellulose mit einem Denier» Wert von 1650 in einer Doppelwicklung aufgewickelt und zwar mit einer Ganghöhe von 8 mm und mit einer Neigung von 85° mit Bezug auf die Achse des Rohres· Auf diese !extilwicklung wird dann eine weitere Lage des vulkanisierbaren elastömeren Materials in

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Form eineis Schlauches einer Stärke Tön 2 mm extrudiert. Dag bo erhaltene schlauchförniige Mehrschichtenmaterial wirst dsasn ; in einzelne Sttioke -von etwa 35 cat geschnitten und jedes StücJfe wird auf einen gebogenen Pormdörn aufgeschoben lind auf diesem einer Wärmevulkanisatio

Wenn die V'uikanisationsbehandlung beendet ist, werden die ge«*· / formten Schläuche von den Dornen abgezogen, ^ ^

Ss wurden weitere geformte Schläuche in der angegebenen) Weise hergestellt» indem ein Faden .aus regenerierter Cellulose mit einem Denier-Wert von 1650 in einer einzigen Mcklung aiifge* bracht wurde und zwar mit einer Ganghöhe von 4 mm und eine?; Neigung von- 87° mit Bezug auf die Achse des Rohres _β Weitete Schläuche wurden durch Aufwickeln eines Fadens aus regeneriei?«* ter Oeiluiose mit einem BeniessWert von 16$Qhergesstellt »wobei zwei entgegengesetzt verlaufende Wicklungen angebracht wurden, mit einer Ganghöhe von 8 mm^^ und^^ einer Neigung^^ von 85° mit Bezug auf die Achse des Röhres_e . ^

Die so hergestellten Schläuche wurden zunächst Sntersucbungen mit Bezug auf den diametral gerichteten I^ansionswideaistand im Vergleich mit änderen Schläuchen unterworf^n₈ die in der üblichen Weise hergestellt waren und die eine Gefleehtvers.tär·« kung aus Fäden von regenerierter Cellulose besaßen, wobei jeder Faden ebenfalls Q$.nen Denier-Wert von 1650 besaß« ■

Bei der Durchführung der Tersuche wurde ^eder Schlauch an eJLneni Ende mit einem Stopfen versehen und mit dem anderen Ende an eine Wasserpumpe angeschlossen, durch die im-Innern des Sohlaueheß ein Wasserdruck von 2 at hergestellt werden könnte, was einem Innendruck in dem Schlauch von 2 kg/cm entspricht^ Dieße ergebene diametrale Ausdehnung wurde dann gemesseni Die gemäß der Erfindung hergestellten/Schlauche besaßen eine mittlere

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Auedehnung von 1 und 2 $ mit Bezug auf den ursprünglichen Durchmesser, während bei den VergleichBBohläuohen time mittlere dia« metrale Ausdehnung 0wischen 6 und 8 i> mit Bezug auf ihren ursprünglichen Durchmesser festgestellt wurden·

hinaus wurden die Schläuche einest Hochdruck-Widerattmdstersuoh unterworfen, und jien in der üblichen Weise hergeftteilten Schläuche verglichen.

Hierbei wurde festgestellt, daß Bowohl tie Schläuche gemäß der Erfindung als auch die bekannten Schläuche «inen Prüfdruck von f at widerstehen.

Eß ist daher festzustellen, daß durch die besondere Anbringung der Verstärkungseinlage gemäß der Erfindung Schläuche hergestellt werden können, welche Drucken, welche bestrebt sind, den Schlauch in diametraler Richtung auszudehnen, sehr wirkungsvoll widerstehen» ^VV-W ·:

Dies hat naturgemäß auch zur Folge, daß die Tendenz des Schlauches Sich in achialer Richtung zu verändern, auf ein Minimum verringert wird, so daß eine f«ste Verbindung des Schlauches mit den Aneatastutzen beim -Betrieb siehergestellt ist*

Bs kommt noch hinzu, dall durch die neue Verstärkungseinlage der Widerstand gegenüber Bruch des Schlauches nicht verändert Wird,

Auf der beigefügten Zeichnung lind swei Aue führung· foratti von biegsamen Schlauchen gemäß der Erfindung echematiech dtvgätttllt und zwar »eigen:

Pig* 1 einen mehrechiehfcigen Schlauch mit einer atörkungeeinlage und

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Pig. 2 einen Schlauch mit einer doppelten Textil-Verstärkungs-

Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, besteht der mehrschichtige biegsame Schlauch aus einem inneren Rohr a aus einem elaetomeren vulkanisierbaren Material der in unbegrenzter Länge hergestellt werden kann. Auf diesem inneren Schlauch a ist eine Text 11-Verstärkungseinlage b angebracht und zwar durch Aufwickeln eines Fadens oder -Garne.s aus Textilmaterial oder Glasfasern, wobei das schraubenlinienförinige Aufwickeln dieser TsiXtil-Vei»- Stärkungseinlage unter einem Winkel von nicht kleiner als 60° erfolgt, ■_.'.-■ .■■■■'._ ■.■■■■■■" -'. ■ ':. ' . ■.; - : _ -.

Bei der Ausfuhrungsform nach Fig* 2 ist ausser dieser aufge- . wickelten Textillage b noch eine weitere Textillageb' durch Aufwickeln in ©ntgegsngesetster Wickelrichtung wie die erste Lage aufgebracht und zwar beträgt dieser* Wiokelwinkel sswischen 60 und

Auf diese Textileiniage b bzw« b^v ist dann noch eine weitere ttu&ere Schicht c aus ©inesi vulkanisierbaren elaetomeren Material aweckmößig durch Extrudieren aufgebracht«

Patentansprücheί _/

98ÖS/09 94

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Iy Verfahren zur Herstellung von geformten biegsamen Schläuchen, welche mit einer Verstärkungseinlage versehen sind und die als Verbindungselemente für Kühler von Kraftfahrzeugmotoren geeignet sind, indem auf einen extrudierten inneren Schlauch aus vulkanisiert ar era elastomeren Material eine Verstärkungseinlage aus Textilmaterial aufgebracht und auf diese ein weiterer Schlauch aus vulkanisierbarem Material extrudiert wird, darauf dieser mehrschiahtig· Schlauch in gewünschte !fangen geschnitten und auf einen in gewünschter Form gebogenen Formdom aufgebracht und auf ihn einer Wärmevulkanisationsbehandlung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlage durch Aufwickeln mindestens einer Komponente eines Textilmaterial» auf den zuerst extrudierten Schlauch erfolgt und zwar unter einem Winkel von nicht wenlgex als 60° mit Bezug auf die Schlauchachse, wobei der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Windungen nicht größer als 10 nun ist.

   2. Verfahren nach Anapnueh I₉ dadurch gekennzeichnet, daft das Aufwickeln einfach oder mehrfach »it einer Komponente eines Textil*- materials auf den ersten extrudierten Schlauch in einer einzigen Richtung unter einem Winkel zwischen 70° und 88° mit Bezug auf die Schlauchachse erfolgt.

   3* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufwickeln einfach oder mehrfach mit zwei Komponenten des Textilmaterials auf den ersten extrudierten Schlauch in entgegengesetzter Wiokelriohtung und zwar unter einem Winkel zwischen 60° und 86° symmetrisch mit Bezug auf die Achse des Schlauches erfolgt.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet daft das Textilmaterial der Verstärkungseinlage aus Fasern oder Schnüren aus regenerierter Cellulose besteht.

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   5„ Verfahren nach Anspruch 1 bis 3_S dadurch gekennaeiob.net\ dtß dao Textilmaterial der Verstärkungseinlage aus fasern oder Sennüron aue öle? besteht. ^v.

   6. Qefenster, biegsamer, mehrschichtiger Schlauch ait einer Textil-Verstärkungsainlage, baatehend aus einem inneren Schlauch aus vulkanisiertem elastomeren Materials eiaer söiiraübeniliiiien» ' förraig gewickelten Verstärkungseinlage aus Textilmaterial ©der ^c £las und einem Süßeren Schlauch aue vulkanisierberem

   Material. . T-'. ; ■- - '-. ■-■ ■■■-.. - ■ - .■'.■; ■■'" ■■-.--./■'■

   7· Schlauch nachy itasprueh 6* dadurch gekennseichnet» daft die gewickelte Verstärkungseinlage in einer oder strel Sohiehten Angebracht ist, wobei die zweite Wiakelechieht im Gegensinn zur ersten gewickelt ist.. ;', ■ - " ■''-'"':-: y-■-'] ^; :_; " .-■"":

   8. Schlauch naehrdeii Ansprüohen 6 und I₉ dadurch gekenniseichnet, "da$ die erste- Textilöohicht unter einen Winkel iron nicht kleiner al« 60° gewickelt ist. \ ':- ^; - . ;; _: _;; ^;"._: ■■■;. ^::;^{: :i}■"-"■.

   9. Schlauch nach όβη Ansprüchen 6 und 7> dadurch gekennseiohnet, daß di* eweite Textllschicht unter einem Winkel swischen 60° und 86° gewickelt ist.

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