Verfahren zur Herstellung flexibler Druckschläuche
Bei der Herstellung von für den Transport von Flüssigkeiten oder auch Gasen bestimmten zusam menroll- oder -faltbaren Druckschläuchen auf Basis natürlicher oder synthetischer Gummis orten wird üblicherweise so verfahren, dass ein vorvulkanisierter Gummischlauch in einen durch Weben, Wirken oder Klöppeln aus natürlichen oder künstlichen Fasern hergestellten Schlauchmantel lose eingezogen und dann mittels Durchleitung von überhitztem Wasserdampf ausvulkanisiert und gleichzeitig haftfest mit dem Schlauchmantel verbunden wird.
In der gleichen Weise wird auch bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von gewebearmierten Schläuchen mit einem Schlauchmantel aus natürlichen oder synthetischen Fasern und einer Innenauskleidung aus linearem Polyester vorgegangen.
Dabei wird die Innenauskleidung aus einer Polyesterfolie hergestellt, die einseitig mit Polyäthylen beschichtet ist. Diese dublierte Folie wird zunächst so zusammengerollt, dass ihre seitlichen Ränder aneinanderstossen, woraufhin diese dann mittels eines zusätzlichen Folienstreifens miteinander verbunden werden, so dass ein Schlauch entsteht, bei dem die polyäthylenbeschichtete Seite die Aussen- und die Polyesterseite die Innenwand bildet. Nach Einbringung dieses vorgefertigten Schlauches in den durch Weben, Wirken oder Klöppeln ebenfalls vorgefertigten Schlauchmantel wird durch Einleitung überhitzten Wasserdampfes in das Innere des Innenschlauches dessen Polyäthylenschicht plastifiziert und an die Innenseite des Schlauchmantels angepresst, wodurch sich eine haftfeste Verbindung zwischen Innenschlauch und Schlauchmantel ergibt.
Nach diesem Verfahren lassen sich auch Schlauchkombinationen mit einem Kunststoffinnenschlauch auf Polyamidbasis erzielen, wobei dieser in Form eines wiederum vorgefertigten dünnwandigen Folienrohres in den Schlauchmantel eingezogen und unter Zugabe eines geeigneten wärmeaktivierbaren Haftvermittlers zwischen die Aussenfläche des Folienrohres und die Innenfläche des Schlauchmantels sowie unter Anwendung von Druck und Hitze mit dem Schlauchmantel haftfest t verbunden wird.
Sowohl bei den linearen Polyester-Folien als auch bei den Folien auf Polyamid-Basis, wie sie bei diesen Schlauchkombinationen in Form von vorgefertigten Innenschläuchen Verwendung finden, handelt es sich um zwar flexible aber dennoch relativ starre Materials lien, die weder eine gummielastische Konsistenz aufweisen, noch bei den zur Anwendung kommenden unterhalb des Schmelzpunktes der Produkte liegenden Temperaturen eine Plastifizierung erfahren, vielmehr ihre relativ starre Konsistenz beibehalten. Innenschläuche aus diesen Materialien machen daher zwar eine etwa durch Rollen, Falten o. dgl. verursachte Dehnung des elastischen Schlauchmantels mit, im Gegensatz zu diesem stellt sich bei ihnen die Dehnung jedoch nicht mehr zurück.
Daher kommt es, dass in der Verbindungsfläche zwischen Innenschlauch und Schlauchmantel Spannungen auftreten, die nicht nur eine Ablösung der beiden Schlauchteile voneinander sondern auch eine Knickbeanspruchung des gegenüber dem Schlauchmantel länger gewordenen Innenschlauchs zur Folge haben können, die mit der Zeit - insbesondere bei weiterem wiederholtem Rollen oder Falten der Schlauchkombination - schliesslich zum Bruch führt.
Zwar ist es nach diesem bekannten Verfahren auch möglich, Schlauchkombinationen aus einem aus natürlichen oder künstlichen Fasern durch Weben, Wirken oder Klöppeln hergestellten Schlauchmantel und einer dünnwandigen Innenauskleidung aus gummielastischem Kunststoff, beispielsweise aus weichgestelltem Polyvinylchlorid oder Polyurethan, also aus solchem Material herzustellen, das sowohl eine Dehnung des Schlauchmantels als auch deren Rückbildung mitmacht und demgemäss die vorstehend genannten Nachteile vermeidet.
Dabei gestaltet sich jedoch der Herstellungsvorgang insofern äusserst schwierig, als diese Materialien durch Wärmeeinwirkung in den thermoplastischen Bereich übergeführt werden, dabei mit zunehmender Temperaturbelastung zusehends ihre Zähigkeit verlieren und schliesslich in den zähflüssigen thermoplastischen Zustand übergehen, was erforderlich macht, dass bei genau definierten Temperatur- und Druckbedingungen gearbeitet wird. Während die Erzielung eines konstanten und über die ganze Schlauchlänge hinweg gleichmässigen Anpressdruckes keine nennenswerten Schwierigkeiten bereitet, ist eine konstante und über die ganze Schlauchlänge hinweg gleichmässige Temperatur kaum, zumindest aber nicht in zufriedenstellender Weise zu erreichen.
Das hat seine Ursache darin, dass der am einen Schlauchende eingeführte und am anderen Schlauchende austretende überhitzte Wasserdampf auf seinem Wege fortlaufend Wärme an den Schlauch abgibt, demzufolge aber ein Temperaturgefälle vom Schlauchanfang zum Schlauchende hin vorhanden ist. Soll am Schlauchende noch für das haftfeste Einpressen des Kunststoffinnenschlauchs in die Gewebestruktur des Schlauchmantels ausreichende Plastizität des Kunststoffinnenschlauchs gegeben sein, was das Vorhandensein einer ausreichenden Temperatur erfordert, so muss folglich die Temperatur des eingeleiteten überhitzten Wasserdampfes entsprechend hoch bemessen werden.
Das hat aber zur Folge, dass der Kunststoffinnenschlauch am Schlauch anfang, also an der Einleitungsstelle des überhitzten Wasserdampfes, mit einer höheren Temperatur belastet wird, als sie zur Erzielung der haftfesten Verbindung zwischen Innenschlauch und Schlauchmantel erforderlich ist. Infolge der über die Erfordernisse der Einziehbedingungen hinausgehenden Temperaturbelastung weist der Innenschlauch an seinem Anfang somit aber einen zu hohen Weichheitsgrad auf, was bewirkt, dass er der gleichzeitigen Druckeinwirkung in diesem Bereich einen zu geringen Widerstand entgegensetzt. Dies bringt aber die Gefahr mit sich, dass der unter Druck stehende überhitzte Wasserdampf in diesem Bereich stellenweise durch die Innenschlauchwandung hindurchbläst und damit undichte Stellen entstehen.
Dieses Verfahren ist demnach mit einer grossen Unsicherheit behaftet, wie sie insbesondere bei Schlauchleitungen für den Transport von unter Druck stehenden Flüssigkeiten nicht in Kauf genommen werden kann.
Zwecks Beseitigung dieses Nachteils wird für die Herstellung flexibler Druckschläuche aus einem aus natürlichen oder künstlichen Fasern durch Weben, Wirken oder Klöppeln hergestellten Schlauchmantel und einer aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere gummielastischem Kunststoff, beispielsweise Polyurethan, Weich-PVC oder Mischungen aus diesen, hergestellten Innenauskleidung gemäss vorliegender Erfindung vorgeschlagen, den Kunststoffinnenschlauch nach dem Einziehen in den Schlauchmantel mittels Druckluft aufzublasen und gegen den Schlauchmantel anzupressen und dann die unter Innendruck stehende Schlauchkombination zur haftfesten Verbindung zwischen Schlauchm antel und Kunststoffinnenschlauch bis zur plastischen Erweichung des Innenschlauches von aussen her zu erwärmen.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens genügt es, den Luftdruck im Schlauchinneren so zu bemessen, dass eine Anpressung des Innenschlauches an den Schlauchmantel über die gesamte Schlauchfläche hinweg gerade noch verlässlich gewährleistet ist. Die anschliessende Erwärmung der Schlauchkombination kann dann etwa in der Weise erfolgen, dass der mit Luft gefüllte Schlauch auf Laufrollen gelagert kontinuierlich oder auch abschnittsweise durch ein Doppelrohr hindurchgeführt wird, in welchem beispielsweise Heisswasser mittels einer Umwälzpumpe in ständiger Zirkulation gehalten ist.
Die genaue Einstellung der zur Erzielung des günstigsten Plastifizierungsgrades des Innenschlauches erforderlichen Heisswassertemperatur kann beispielsweise mittels einer vorgeschalteten Mischbatterie erfolgen.
In gleicher Weise können als Plastifiziereinrichtung natürlich auch beliebige andere Systeme, die eine genaue und gleichmässige Temperaturführung erlauben, beispielsweise Flächenheizkanäle mit Luftumwälzung, Verwendung finden. In jedem Fall richtet sich die Verweilzeit des Schlauchs in der Heizstrecke nach der bei einer bestimmten Temperaturvorgabe benötigten Plastifizierungszeit des Innenschlauchmaterials. Dementsprechend ist dafür Sorge zu tragen, dass die Verweilzeit entsprechend einreguliert werden kann. Durch Variierung der Längenabmessungen der Heizstrecke hat man es dabei in einfacher Weise in der Hand, die Fertigungsgeschwindigkeit zu steuern, d. h, die in bestimmten Zeitabschnitten durchzusetzenden Schlauchlängen zu bestimmen.
Zur Erzielung einer guten Haftung zwischen Schlauchmantel und Innenschlauch ist bei einer Anzahl von Kunststoffen die Verwendung eines zusätzlichen wärmeaktivierbaren Haftvermittlers erforderlich oder doch zumindest wünschenswert. Üblicher- weise werden solche Haftvermittler vor dem Einziehen des Kunststoffinnenschlauches in den Schlauchmantel auf die Innenfläche des Schlauchmantels oder auf die Aussenfläche des Innenschlauches aufgetragen. Die eine wie die andere Massnahme ist umständlich und zeitaufwendig, weil dem Aufbringen des Haftvermittlers noch ein weiterer Arbeitsgang, nämlich eine Trocknung, folgen muss, um ein Abstreifen des Haftvermittlers bzw. Klebers beim Ein ziehen des Schlauches zu verhindern und auch um das Einziehen von Schläuchen grosser Längen zu ermöglichen.
Vorstehende Schwierigkeiten lassen sich vermeiden, wenn zwecks Sicherstellung einer verlässlichen haftfesten Verbindung oder auch um eine solche noch zu verbessern, nach einer Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung so vorgegangen wird, dass beim Weben, Wirken oder Klöppeln des Schlauchmantels aus natürlichen oder künstlichen Fasern zumindest in Schussrichtung Zwirnfäden verwendet werden, die mit einer zweckmässig allseitig gleichmässigen Ummantelung, Beschichtung oder Imprägnierung auf Basis des zur Herstellung des Innenschlauchs benutzten Materials versehen wurden.
Durch ein solches Vorgehen wird erreicht, dass bei der nach Einziehung des Innenschlauchs in den Schlauchmantel erfolgenden Wärmebehandlung der Schlauchkombination der Kunststoffinnenschlauch und die aus dem gleichen Material bestehende Ummantelungsschicht der Fäden des Schlauchmantels in gleicher Weise plastifiziert und dabei durch die Innendruckbelastung der Schlauchkombination fest und dauerhaft miteinander verschweisst werden, so dass sich eine haftfeste Verbindung zwischen Schlauchmantel und Innenschlauch ergibt.
Sofern bei der Herstellung des Schlauchmantels sowohl in Schuss-als auch in Kettrichtung völlig ummantelte Zwirnfäden verwendet werden, lässt sich auf diese Weise nicht nur eine völlig homogene Verbindung des Kunststoffinnenschlauchs mit dem Schlauchmantel über die gesamte Schlauchfläche hinweg erzielen, sondern auch noch eine abriebfeste Aussenummantelung der Schlauchkombination, was den zusätzlichen Vorteil bietet, dass eine etwa bei stark abriebbeanspruchten Schläuchen ansonsten erforderliche Aussenbeschichtung in einem zusätzlichen Arbeitsgang entfallen kann.