DE1210982B - Verfahren zur Herstellung eines Hochdruckschlauches - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines Hochdruckschlauches Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Hochdruckschlauches, bestehend aus einem Rohr aus synthetischem Gummi, einer auf dem Rohr angeordneten rohrförmigen Umllechtung aus Stahldraht hoher Festigkeit und einer rohrförmige gen Ummantelung aus synthetischem Gummi, bei dem der vulkanisierte Schlauch im Anschluß an die Vulkanisation durch Anschweißen seiner Enden an eine Druckmittelquelle einem über dem Betriebsdruck liegenden Druck ausgesetzt wird.
• Hochdruckschläuche dieser Art werden in verschiedener Ausführung vor allem in der Hydraulik verwendet. Die Drahtumflechtung kann dabei mehrlagig ausgebildet sein, und zusätzlich verwendet man mitunter noch Textilumfiechtungen oder eine Kombination von Textil- und Drahtumflechtungen.
• Verfahrensmäßig ist es beispielsweise bekannt, den Schlauch durch den eingebrachten Luftdruck nur leicht aufzuweiten und gleichzeitig den Schlauchkerr herauszudrücken; eine Gefügeveränderung kann auf diese Weise jedoch nicht erzielt werden.
• Nach einem anderen bekannten Vorschlag sollen die Schläuche besonders volumenbeständig ausgebildet werden, indem man sie während des Vulkanisationsvorganges einem dem Betriebsdruck entsprechenden Druck aussetzt, wodurch der Schlauch im plastischen Zustand so aufgeweitet wird, daß die einzelnen Fäden des Gewebes gestrafft werden und man eine bessere Formbeständigkeit erhält. Auf diese Weise läßt sich verhindern, daß der Schlauch nach Herausnehmen des Kernes wieder zusammenfällt.
• Das Gefüge ist dann vorgespannt und verhindert nach der Fertigstellung ein unzulässiges Aufweiten des Schlauches.
• Bei allen bekannten Verfahren dieser Art wird jedoch der Schlauch lediglich einem Druck ausgesetzt, der in bestimmter Beziehung zum Betriebsdruck steht, d. h., man will mit einiger Sicherheit gewährleisten, daß der Schlauch dem später anzulegenden Druck auch tatsächlich standhält. In der Praxis werden Hochdruckschläuche bei etwa 240 bis 350 at abgedrückt. Auf diese Weise erzielt man eine durchschnittliche Lebensdauer von etwa 60 000 Druckimpulsen, was jedoch für verschiedene Anwendungsgebiete zu wenig ist.
• Nun haben Untersuchungen an geplatzten hydraulischen Druckschläuchen ergeben, daß die Schläuche durchweg an denjenigen Stellen zerstört werden, an welchen Zwischenräume, Öffnungen oder Spalte zwischen den Drähten des Drahtgeflechtes bestanden.
• Dort wurde die Kautschukauskleidung des Schlauches durch die Öffnungen so weit herausgedrückt, daß sich in der Hülle eine Blase bildete, die zum Bruch des Schlauches führte.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Hochdruckschläuchen zu schaffen, die eine mehrfach größere, insbesondere 3- bis 10maul größere Lebensdauer als die nach den bekannten Verfahren hergestellten Schläuche haben.
• Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß der Schlauch mit einem etwas unterhalb des Zerreißdruckes des Schlauches liegenden Druck kurzzeitig vorgespannt und unmittelbar danach wieder voll entspannt.
• Der Zerreißdruck eines Schlauches liegt bekanntlich um ein Vielfaches über dem Betriebsdruck. Es kommt daher hier ein Vorbelastungsdruck zur Anwendung, der unverhältnismäßig größer ist als die bisher für solche Zwecke verwendeten Drücke. Durch diese kurzzeitig außergewöhnlich große Druckeinwirkung werden jedoch die zur Verstärkung der Schlauchstruktur dienenden Drähte in ihrer gegenseitigen Lage und in ihrem inneren Gefüge so ausgerichtet, daß sich durch die Verbesserung der Molekularstruktur und der äußeren Struktur der Drahtumflechtung eine völlig gleichmäßig gestaltete Schlauchdecke ergibt und dadurch die Zwischenräume beseitigt werden, die mitunter zwischen einzelnen Drähten des Drahtgeflechtes bestehen. Dadurch ergibt sich aber eine Erhöhung der durch schnittlichen Lebensdauer auf wenigstens 180000, häufig sogar auf 600000 Druckimpulse, was eine beachtliche Steigerung der Lebensdauer bedeutet.
• Die Vorbeanspruchung erfolgt gleichzeitig mit einem Prüfvorgang, so daß der erfindungsgemäße Verfahrensschritt keinen zusätzlichen Aufwand an Zeit und Kosten erfordert.
• Diese und zahlreiche weitere Einzelheiten des Verfahrens gehen aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele hervor. In der Zeichnung sind schematisch Querschnitte (im vergrößerten Maßstab) typischer Schläuche mit ein und zwei Drahtumflechtungen vor und nach der erfindungsgemäßen Vorbeanspruchung veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines hydraulischen Schlauches mit einer einzigen Drahtumtlechtung, wobei die Schnittführung so gewählt ist, daß der (übliche) Schlauchaufbau ersichtlich ist, F i g. 2 eine Ansicht ähnlich F i g. 1, die ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt vorbeanspruchtes Schlauchstück zeigt, Fig. 3 eineperspektivischeAnsicht eines Schlauch stückes (in aufgeschnittener Darstellung) mit zwei Drahtumfiechtungen, F i g. 4 eine Ansicht ähnlich F i g. 3, die ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt vorbeanspruchtes Schlauchstück zeigt.
• Fig. 1 zeigt einen hydraulischen Schlauch mit einer einzigen gummiüberzogenen Drahtumfiechtung.
• Der Schlich enthält ein nahtloses, gegenüber Öl und Fett widerstandsfähiges Rohr 10 aus synthetischem Gummi, das von einer Drahtumfiechtung 11 aus Stahl hoher Festigkeit umgeben ist. Über der Drahtumflechtung 11 ist eine gleichfalls rohrförmige Textilumflechtung 12 zur Verankerung und darüber eine Abdeckung 13 aus synthetischem Gummi vorgesehen, die gegenüber dem Angriff von Öl und Feuchtigkeit widerstandsfest ist und einem geringen Verschleiß unterliegt.
• Bei der Herstellung des in Fig. 1 dargestellten Schlauches findet ein länglicher Kern Verwendung, der zunächst zur Formung des Rohres 10 aus synthetischem Gummi dient und der dann mit dem Rohr 10 durch eine Drahtflechtmaschine hindurchläuft, in der die Drahtumflechtung 11 auf das Rohr 10 aufgebracht wird. Nach dem anschließenden Aufbringen der Textilumflechtung 12 und der äußeren Abdeckung 13 wird der ganze Schlauch vulkanisiert. Es versteht sich, daß an den Enden des Schlauches geeignete Kupplungsstücke vorgesehen werden.
• Der in der vorstehend beschriebenen Weise gefertigte vulkanisierte Schlauch kann- auf einer Halterung angeordnet und mit einer Druckeinrichtung gekuppelt werden; anschließend wird eine Gefügeformung des Schlauches vorgenommen, indem der Schlauch für einen kurzen Augenblick einem Druck im Höhe von etwa 90 O/o seines Zerreißdruckes ausgesetzt wird. So wird beispielsweise ein mit einer eineigen Drahtumflechtung versehener 1;27-cm-Schlauch, d'el einen Zerreißdruck von etwa 1000 at aufweist, eiri"e"m Augenblicksdruck von etwa 840 at ausgesetzt.
• Durch diese Vorbeanspruchung wird die molekulare Struktur des Stahldrahtes in gewünschter Weise geändert, und es werden weiterhin die einzelnen Drähte in der Drahtumfiechtung soS ausgerichtet und gegenseitig verlagert, daß sich eine völlig ideale Umflechtung ergibt, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, im Gegensätz zu der ziemlich unregelmäßigen Umflechtung gemäß F i g. 1.
• Bei dem Schlauch gemäß Fig. 1 verlaufen die Drähte in der Drahtumfiechtung 11 sehr unregelmäßig, sind teilweise schief gerichtet und weisen gegenseitige Abstände auf. F i g. 2 zeigt demgegenüber das Schlauchstück nach Durchführung der -erfindungsgemäßen Vorbeanspruchung; die Drähte der rohrförmigen Umfiechtung 11 sind hier völlig gleichmäßig ausgerichtet und bilden eine vollkommene flexible metallische Schutzumhüllung, bei der die einzelnen nebeneinanderliegenden Drähte zwischen sich keine freien Räume frei lassen.
• In den F i g. 1 und 2 sind die einzelnen Drähte mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet; sie sind in Gruppen angeordnet, wobei die Zahl der Drähte pro Gruppe in der Zeichnung ganz schematisch gewählt ist und nicht unbedingt der tatsächlichen Anzahl bei einem praktischen Ausführungsbeispiel eines Schlauches mit Drahtumfiechtung entspricht.
• In den F i g. -3 und 4 ist ein Schlauch mit einer doppelten Drahtumfiechtung veranschaulicht. Dieser Schlauch enthält ein nahtloses, gegenüber Öl und Fett widerstandsfestes Rohr 16 aus ßynthetischem Gummi, über dem eine erste rohrförmige Drahtumflechtung 17 aus Draht hoher Festigkeit vorgesehen ist, darüber eine rohrförmige, gummiähnliche Isolationsschicht 18, weiterhin eine zweite rohrförmige Drahtumflechtung 19, darüber eine rohrförmige Textilumflechtung 20 und eine äußere Abdeckung 21, die aus einem gegenüber Öl und Feuchtigkeit widerstandsfesten, sehr verschleißarmen synthetischen Gummi besteht.
• Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß die rohrförmigen Umfiechtungen 17 bzw. 19 durch einzelne Drähte 22 bzw. 23 gebildet sind; die freien Zwischenräume zwischen den einzelnen Drähten sowie die vorhandene schiefe Ausrichtung der einzelnen Drähte und der Gruppen der Drähte sind dabei in F i g. 3 wiederum etwas übertrieben veranschaulicht.
• Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß die Drähte 22 und 23 der Umfiechtungen 17, 19 nach Durchführung der erfindungsgemäßen Vorbeanspruchung des Schlauches in idealer gegenseitiger Ausrichtung liegen, wobei sowohl die einzelnen Drähte als auch benachbarte Drahtgruppen in engem gegenseitigem Kontakt stehen und keine Zwischenräume zwischen sich frei lassen.
• Das Rohr 16 und die rohrförmige Isolationsschicht 18 werden auf diese Weise an ihrer Außenseite vollständig und lückenlos durch die gleichmäßigenDrahtumfiechtungenl7, 19 umschlossen, so daß sich ein hochflexibler, mit einer Drahtverstärkung versehener hydraulischer Schlauch ergibt, der während einer außerordentlich langen Lebensdauer ungewöhnlich hohen Drücken ausgesetzt werden kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung eines Hochdruckschlauches, bestehend aus einem Rohr aus synthetischem Gummi, einer auf dem Rohr angeordneten rohrförmigen Umflechtung aus Stahldraht hoher Festigkeit und einer rohrförmigen Ummantelung aus synthetischem Gummi, bei dem der vulkanisierte Schlauch im Anschluß an die Vulkanisation durch Anschließen seiner Enden an eine Druckmittelquelle einem über dem Betriebsdruck liegenden Druck ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch mit einem etwas unterhalb des Zerreißdruckes des Schlauches liegenden Druck kurz- zeitig vorgespannt und unmittelbar danach wieder voll entspannt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 712 606, 767 339; USA.-Patentschrift Nr. 2974713.