DE2136793A1 - EXPANDABLE HOSE, IN PARTICULAR FOR HOSE PUMPS AND HOSE VALVES - Google Patents
EXPANDABLE HOSE, IN PARTICULAR FOR HOSE PUMPS AND HOSE VALVESInfo
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Description
Ihr Zeichen Ihr Schreiben Mein Zeichen R 050 J Tag 19.7.1971Your sign Your letter My sign R 050 J day 7/19/1971
Betrifft= Patent- -a-anmeldung Anmelder: Rohrfördersystem GmbH., Frankfurt/M.-GinnheimSubject = patent application Applicant: Rohrfördersystem GmbH., Frankfurt / M.-Ginnheim
Dehnbarer Schlauch, insbesondere für ßchlauchpumpen und Schlauchventile.Expandable hose, especially for hose pumps and hose valves.
Die Erfindung betrifft einen durch Innendruck elastisch dehnbaren Schlauch, der an seinen Enden fest eingespannt ist, insbesondere für Schlauchpumpen zum Fördern von Dickstoffen, Beton, Schüttgut o. dgl. in einem den Schlauch umgebenden, in mehrere Kammern unterteilten Verdrängungsraum und für Schlauchventile. The invention relates to a hose which is elastically stretchable by internal pressure and which is firmly clamped at its ends is, in particular for hose pumps for pumping thick matter, concrete, bulk material or the like. In a hose surrounding, divided into several chambers displacement space and for hose valves.
Bei derartigen Dehnschlauchpumpen sind das Fördermedium und das Fördergut durch einen elastischen Schlauch getrennt, der an seinen Enden dichtend eingespannt ist und mit seinem mittleren Teil durch ein im Schlauchinnern befindliches flüssiges oder gasförmiges Fördermedium gegen die Wände des ringförmigen Verdrängungsraumes gepreßt v/ird und dabei das in diesem befindliche Fördergut verdrängt, \tfobei das Fördergut in axialer Richtung ausweicht (OE 288 870).With such expansion hose pumps, the medium and the material to be conveyed are separated by an elastic hose, which is clamped in a sealing manner at its ends and with its middle part by a one located in the interior of the hose liquid or gaseous conveying medium pressed against the walls of the annular displacement space v / ird and thereby displacing the conveyed goods located in this, \ tfobei the conveyed goods evade in the axial direction (OE 288 870).
Bei der Dehnung ist die Beanspruchung des Schlauches an den Einspannstellen am größten. Man ist bestrebt, die Dehnbarkeit des Schlauches so zu wählen, daß ein·When stretching, the stress on the hose is on the clamping points the largest. The aim is to choose the elasticity of the hose so that a
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Brief vom Blatt 2 Dipl.-Ing. G. Schliebs Letter from page 2 Dipl.-Ing. G. Schliebs
an das Deutsche Patentamt, München Patentanwaltto the German Patent Office, Munich Patent Attorney
Teil der für die Schlauchdelinung aufzuwendenden Energie wieder als Rückstellkraft bei der Entlastung des Dehnschlauches zurückgewonnen wird.Part of the amount to be spent on hose deletion Energy again as a restoring force when relieving the load Expansion hose is recovered.
Da sich der Schlauch in seinem mittleren Bereich zwischen den Einspannstellen im gedehnten Zustand an der Wandung des Verdrängungsraumes abstützt, ist dort die Gefahr einer Überdehnung gering. In der Nachbarschaft der Einspannstellen kommt es jedoch unter der Wirkung des Innendrucks zu einem ringförmigen Ausbeulen in Richtung der Schlauchlängsachse, wobei sich der Schlauch im Extremfall über seine ringförmigen Einspannungen nach außen stülpt, bevor er zur Anlage an der Verdrängungsraumwandung kommt. Dabei treffen im Bereich der Einspannstellen hohe Biege- und Zugspannungen zusammen. Eine äußere Abstützung des Schlauches in diesen Bereichen engt aber unvermeidbar den Durchlaßquerschnitt des Verdrängungsraumes ein, was insbesondere bei Dickstoffen nachteilig ist.Since the hose is in its middle area between the clamping points in the stretched state on the wall of the The displacement space is supported, there the risk of overstretching is low. In the vicinity of the clamping points However, under the effect of the internal pressure, an annular bulging occurs in the direction of the longitudinal axis of the hose, in the extreme case, the hose turns over its ring-shaped restraints outwards before it becomes System comes to the wall of the displacement space. High bending and tensile stresses occur in the area of the clamping points together. However, external support for the hose in these areas inevitably narrows the passage cross-section of the displacement space, which is particularly disadvantageous in the case of thick matter.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schlauch zu schaffen, bei dem unter dem Einfluß hohen Innendrucks das Ausbeulen in Richtung der Schlauchlängsachse in der- Nachbarschaft der Einspannstellen verhindert wird5 um eine Überdehnung in diesen Bereichen zu vermeiden, ohne daß jedoch seine Dehnung in Umfangsrichtung behindert wird.The invention is therefore based on the object to provide a hose at the high under the influence of internal pressure of the buckling in the direction of the tube longitudinal axis is prevented in DER vicinity of the clamping points 5 to avoid over-stretching in these areas, without, however, its elongation in Circumferential direction is hindered.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in den Schlauch eine nur in Schlauchlängsrichtung wirksame Armierung eingelegt wird. Diese Armierung ist - wie jede Schlaucharmierung von größerer Festigkeit und wesentlich geringerer Elastizität als der Schlauchwerkstoff, so daß sie in einfacher Weise das gemäß dem Erfindungsgedanken zu schaffende Stützkorsett für die Endbereiche des Schlauches bilden kann.This object is achieved in that a reinforcement effective only in the longitudinal direction of the hose is inserted into the hose will. This reinforcement is - like any hose reinforcement - of greater strength and significantly less elasticity than the hose material, making them in easier Way the support corset to be created according to the inventive idea can form for the end regions of the hose.
Das nachteilige Ausbeulen des Schlauches in der Nähe seiner Einspannstellen ist nur möglich bei einer erheblichenThe detrimental bulging of the tube near it Clamping points is only possible with a significant
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Brief vom BIaH 3 Dipl.-Ing. G. Schliebs Letter from BIaH 3 Dipl.-Ing. G. Schliebs
an das Deutsche Patentamt, München ' Patentanwaltto the German Patent Office, Munich 'patent attorney
Längsdehnung des Schlauches. Indem durch die erfindungsgemäße Maßnahme die unter der Wirkung des Innendrucks mögliche Längsdehnung des Schlauches auf die Dehnung seiner Armierung herabgesetzt wird, wird das .stirnseitige Ausbeulen vermieden und damit die Beanspruchung in diesen Bereichen erheblich herabgesetzt. Das Ergebnis ist eine insgesamt höhere Belastbarkeit und wesentlich längere Lebensdauer des Schlauches, ohne daß die für die Verdrängungswirkung erforderliche Umfangsdehnbarkeit beeinträchtigt wird.Longitudinal expansion of the hose. By the inventive Measure the possible longitudinal expansion of the hose under the effect of the internal pressure on the expansion of its reinforcement is reduced, the frontal bulging is avoided and thus the stress in these areas is considerable degraded. The result is an overall higher resilience and a significantly longer service life of the Hose without the necessary for the displacement effect Circumferential stretchability is impaired.
Die erfindungsgemäße Art der Armierung ergibt als weiteren Vorteil eine weitgehende Funktionstrennung zwischen dem gummielastisehen Grundmaterial des Schlauches, das sich hauptsächlich in Umfangsrichtung dehnt, um die Verdrängung zu ermöglichen, und das durch seine Elastizität die Rückstellkraft ergibt, und der Armierung, die die Längsdehnung des Schlauches auf das erforderliche Maß begrenzt und ihn gegen axiales Ausbauchen abstützt, zugleich aber auch die Festigkeit im Einspannbereich erhöht.The type of reinforcement according to the invention results in another The advantage of an extensive functional separation between the rubber-elastic base material of the hose, which is mainly in the circumferential direction stretches to the displacement to enable, and that results from its elasticity, the restoring force, and the reinforcement, which the longitudinal expansion the hose is limited to the required size and supports it against axial bulging, but at the same time also the Strength in the clamping area increased.
Um die Wirkung der Armierung zu erhöhen, können in Schlauchlängsrichtung mehrere Lagen von Armierungsfäden eingelegt sein. Als besonders vorteilhaft hat sich bei einem aus Gummi bestehenden Schlauch erwiesen, Nylonfäden als Armierung einzuvulkanisieren.In order to increase the effectiveness of the reinforcement, the hose can be used in the longitudinal direction several layers of reinforcement threads should be inserted. One made of rubber has proven to be particularly advantageous existing hose proved to vulcanize nylon threads as reinforcement.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Armierung an den Einspannstellen stärker als im dazwischen liegenden Bereich des Schlauches ausgeführt sein. Dadurch wird die Längsdehnbarkeit des mittleren Schlauchabschnittes nur geringfügig verändert, während die der erhöhten Belastung ausgesetzten Einspannstellen des Schlauches steifer sind. Insbesondere können zusätzliche Armierungsfäden jeweils imAccording to one embodiment of the invention, the reinforcement at the clamping points can be stronger than at the intermediate one Area of the hose. As a result, the longitudinal stretchability of the central tube section is only slightly changed, while the clamping points of the hose exposed to the increased load are more rigid. In particular, additional reinforcement threads can each be im
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Brief vom Blatt 4- Dipl.-Ing. G. Schliebs Letter from page 4- Dipl.-Ing. G. Schliebs
an das Deutsche Patentamt, München Patentanwaltto the German Patent Office, Munich Patent Attorney
Bereich der Einspannstellen eingelegt werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Armierungsfäden im mittleren Schlauchabschnitt in Schlauchlangsrichtung verlaufen und jeweils gegen die Einspannstellen hin leicht gekreuzt sein. Beide Sonderausführungen sind fertigungstechnisch schwieriger und nur für besondere Anwendungszwecke gedacht. Area of the clamping points are inserted. According to another embodiment, the reinforcing threads in the middle hose section run in the length of the hose and each slightly towards the clamping points be crossed. Both special designs are more difficult to manufacture and are only intended for special applications.
Ein vorteilhaftes Anwendungsgebiet der Erfindung liegt bed Dehnschlauchpumpen der eingangs erwähnten Art.An advantageous field of application of the invention is bed Expansion hose pumps of the type mentioned at the beginning.
Ein weiteres vorteilhaftes, neues Anwendungsgebiet liegt bei Dehnschlauchventilen. Ein solches Ventil dient zum Verschließen eines ringförmigen Durchlaßkanals. Es hat beim Aufblähen des Schlauches eine größere Dichtfläche bei gleicher Länge zwischen den Einspannstellen als ein Quetschschlauchventil mit Durchlaß im Schläuchinneren. Eine Flankenabstützung, die bei ringförmigem Durchlaßkanal den Durchlaßquerschnitt verengen würde, erübrigt sich. Gegenüber einem Quetschventil, bei dem der Schlauch im Mittelteil durch Druck von außen bei starker Knickung und Faltenbildung in den Übergangsbereichen zur starren Einspannung platt gepreßt wird, wird der armierte Schlauch über Umfang und länge wesentlich gleichmäßiger beansprucht.Another advantageous, new area of application is in expansion tube valves. Such a valve is used for closing an annular passage channel. When the hose is inflated, it has a larger sealing surface for the same Length between the clamping points as a squeeze tube valve with a passage inside the tube. A flank support, which would narrow the passage cross-section in the case of an annular passage channel is unnecessary. Opposite to a pinch valve in which the hose in the middle section is subjected to pressure from the outside when it is kinked and wrinkled is pressed flat in the transition areas for rigid clamping, the armored hose is over the circumference and length is stressed much more evenly.
In besonderer Ausgestaltung der Erfindung wird der Schlauch bei Verwendung in einer Dehnschlauchpumpe oder in einem Dehnschlauchventil zwischen seinen Einspannstellen in Längsrichtung vorgestaucht, um ihm auch in Längsrichtung zunächst eine gewisse Dehnmöglichkeit zu geben, bevor die Wirkung der Längsarmierung eintritt. Ein innerer StützkörperIn a particular embodiment of the invention, the hose is used in an expansion hose pump or in a Expansion tube valve between its clamping points in Pre-compressed in the longitudinal direction in order to initially give it a certain degree of flexibility in the longitudinal direction before the Effect of the longitudinal reinforcement occurs. An inner support body
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Brief vom Blatt 5 Dipl.-Ing. G. Schlieb« Letter from page 5 Dipl.-Ing. G. Schlieb "
an das Deutsche Patentamt, München Patentanwaltto the German Patent Office, Munich Patent Attorney
kann dabei ein Eindrücken des Schlauches nach innen verhindern. Durch die Vorstaüchung in Längsrichtung erreicht man, daß der zum Fördern bzw. Schließen erforderliche Innendruck (Stelldruck), der den Schlauch bis zum ersten Berühren mit der Außenwandung dehnt, verhältnismäßig niedrig ist, der aufgebrachte Druck also zunächst weitgehend für die Verdrängung des im Ringraum der Pumpen- oder Ventilkammer befindlichen Gutes - sei es zum Zwecke des Förderns oder des Absperrens - nutzbar ist. Anschließend sind höhere Innendrücke möglich als bei nichtge staucht er Anordnung des Schlauches, weil eine stärkere Längsarmierung verwendet werden kann, die aber wegen der Vorstaüchung zunächst nicht gedehnt werden muß, also keine Einwirkung auf den Stelldruck hat. Sobald die Armierung aber zur Wirkung kommt, erlaubt sie die Anwendung höherer Schließdrücke, ohne daß ein axiales Ausbauchen des Schlauches möglich wäre. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Anwendung in Dehnschlauchventilen. can prevent the hose from being pushed inwards. By pre-upsetting in the longitudinal direction one achieves that the internal pressure (control pressure) required for conveying or closing the hose up to the first contact with the outer wall expands, is relatively low, so the pressure applied initially largely for the displacement of the goods located in the annular space of the pump or valve chamber - be it for the purpose of conveying or Shutting off - is usable. Then higher internal pressures are possible than if the hose was not compressed, because a stronger longitudinal reinforcement can be used, which, however, is not initially stretched because of the pre-compression must be, so has no effect on the signal pressure. As soon as the reinforcement comes into effect, it is allowed they use higher closing pressures without an axial bulging of the hose being possible. This is special advantageous when used in stretch hose valves.
Einzelheiten über Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der folgenden Darstellung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Es zeigen: Details of advantages and possible applications can be found in the following illustration of exemplary embodiments and the drawing. Show it:
Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung1 shows a simplified perspective illustration
eines teilweise aufgeschnittenen Schlauchstücks mit zwei lagen Armierung;a partially cut piece of tubing with two layers of reinforcement;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Schlauchstücks mit längs liegenden Armierungsfäden im Querschnitt und2 shows an enlarged illustration of a piece of hose with reinforcing threads lying longitudinally in cross section and
Fig. 3 eine von mehreren Kammern einer Dehnschlauchpumpe im Längsschnitt;.3 shows one of several chambers of an expansion hose pump in longitudinal section ;.
Der in den Fig. 1 und .2 geschnitten gezeigte Schlauch 1 hat eine Armierung von zwei Lagen Nylonfäden 2, die inThe hose 1 shown in section in Figs. 1 and .2 has a reinforcement of two layers of nylon threads 2, which in
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BAD ORtGlNAUBAD ORtGLNAU
Brief vom Blatt 6 Dipl.-Ing. G. Schliebi Letter from page 6 Dipl.-Ing. G. Schliebi
an das Deutsche Patentamt, München Patentanwaltto the German Patent Office, Munich Patent Attorney
Längsrichtung des Schlauches verlaufen und in den Grundwerkstoff Gummi einvulkanisiert sind. Die einzelnen Fäden der beiden Lagen sind so angeordnet, daß geweils ein Faden der einen Lage über einer Lücke der anderen Fadenlage liegt,Run in the longitudinal direction of the hose and are vulcanized into the base material rubber. The individual threads of the two layers are arranged in such a way that one thread one layer lies over a gap in the other thread layer,
Fig. 3 zeigt einen Abschnitt einer Dehnschlauchpumpe, die üblicherweise aus mehreren solchen hintereinandergeschalteten Abschnitten besteht. Der Schlauch 1, der (zur Erläuterung) in der oberen Hälfte der Fig. 3 im aufgeblähten Zustand, in der unteren Hälfte im ungedehnten Zustand gezeigt ist, umhüllt einen inneren zylindrischen Stützkörper 3» eier ™ in einem rohrförmigen Pumpengehäuse 5 an einem Ende durch Speichen 4- in einem Zentrierring 8 gehalten ist und am anderen Ende mit einem Zapfen 31 in ein Sackloch im anschließenden (nicht dargestellten) Zentrierring eingreift. Zwischen dem Stützkörper 3 mit Schlauch .1 und der Innenwand 6 des Pumpengehäuses 5 bildet sich ein ringförmiger 'Verdrängungsraum 7 aus.Fig. 3 shows a portion of an expansion hose pump that usually consists of several such sections connected in series. The hose 1, which (for explanation) in the upper half of FIG. 3 in the inflated state, is shown in the unstretched state in the lower half, an inner cylindrical support body envelops eggs ™ in a tubular pump housing 5 at one end Spokes 4- is held in a centering ring 8 and at the other end with a pin 31 in a blind hole in the subsequent (not shown) centering ring engages. Between the support body 3 with hose .1 and the inner wall 6 the pump housing 5 forms an annular 'displacement space 7 off.
Der Schlauch 1 ist an seinen Enden mit Spannringen 9 auf dem Innenkörper 3 befestigt.The tube 1 is provided with clamping rings 9 at its ends attached to the inner body 3.
Durch ein System von Leitungen 32 und Öffnungen 33 in &en fc Stützkörper 3 kann über eine hohle Speiche 81 dem Inneren des Schlauches 1 ein unter Druck stehendes Fördermedium, beispielsweise Wasser zugeführt werden, um ihn in der in der oberen Hälfte der Fig. 3 gezeigten Weise bis zur Anlage an der Gehäusewand 6 aufzublähen. Dabei wird das in dem Ringraum 7 enthaltene Fördergut in Längsrichtung der Pumpe verdrängt.By a system of conduits 32 and openings 33 in & en fc support body 3 may have a hollow spoke 81 to the interior of the tube 1, a pressurized delivery medium, for example water are fed in order as shown in the upper half of Fig. 3 it manner to inflate up to the plant on the housing wall 6. The conveyed material contained in the annular space 7 is displaced in the longitudinal direction of the pump.
Damit die in Längsrichtung des Schlauches 1 liegenden Armierungsfäden 2 nicht schon eine Läiigsdehnung bis au dem im oberen Teil der Fif;. 3 gezeigten Anliegen des Schlauches an der Wandung 6 verhindern, ist der Schlauch beim EinbauSo that the reinforcing threads lying in the longitudinal direction of the hose 1 2 not already a slight stretching up to that in the upper part of the fif ;. 3 concerns of the hose Prevent on the wall 6, the hose is during installation
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Brief vom Blatt 7 Dipl.-Ing. G. Schliebs Letter from page 7 Dipl.-Ing. G. Schliebs
an das Deutsche Patentamt, München Patentanwaltto the German Patent Office, Munich Patent Attorney
in der in der unteren Hälfte der Fig. 3 gezeigten Stellung in Anlage am Stützkörper 3 in Längsrichtung vorgestaucht worden.in the position shown in the lower half of FIG pre-compressed in contact with the support body 3 in the longitudinal direction been.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Anwendungsbeispiel des Schlauches könnte es sich auch um ein Dehnschlauchventil handeln, das dazu dient, den Ringraum 7 zwischen dem inneren Stützkörper 3 mit Schlauch 1 und der Gehäusewandung 6 abzusperren. The application example of the hose shown in Fig. 3 could also be an expansion hose valve, which serves to shut off the annular space 7 between the inner support body 3 with hose 1 and the housing wall 6.
Der durch die VorStauchung des Schlauches erzielbare Vorteil ergibt sich deutlich aus den nachfolgenden Versuchsdaten .The advantage that can be achieved through the pre-compression of the hose results clearly from the following test data.
Ein Gummischlauch von 200 mm Außendurchmesser und 20 mm Wanddicke wird bei einem Dehnschlauchventil eingesetzt, dessen lichter Gehäusedurchmesser 300 mm beträgt. Die Umfangdehnung des Schlauches bis zur Anlage an der Gehäuseinnenitfand beträgt daher 50 #. Der Schlauch ist durch eine Längsarmierung von zwei Lagen Nylonfäden von 0,5 nun Dicke verstärkt. Die Einspannlänge beträgt 500 mm.A rubber hose with an outer diameter of 200 mm and 20 mm Wall thickness is used for an expansion tube valve, whose clear housing diameter is 300 mm. The circumferential expansion of the hose up to the point of contact with the housing interior is therefore 50 #. The hose is through a Longitudinal reinforcement of two layers of nylon threads with a thickness of 0.5 now reinforced. The clamping length is 500 mm.
Wenn der Schlauch zwischen seinen Einspannstellen nicht vorgestaucht wird, beträgt der Stelldruck 6 bis 8 at, der Schließdruck 55 at. Bei einer LängsStauchung des Schlauches um 10 # geht trotz stärkerer Armierung der Stelldruck auf 1,5 bis 2 at zurück, während der Schließdruck bei 55 at bleibt. Mit der Erfindung ausgerüstete Dehnschlauchpumpen haben daher einen günstigeren Wirkungsgrad, weil die im Takt vom Fördermedium aufgebrachte Energie nur zu einem geringen Teil für die Verformung des Schlauches verbraucht wird und überwiegend zum Bewegen des Fördergutes zur Verfügung steht.If the hose is not pre-compressed between its clamping points, the setting pressure is 6 to 8 at, the Closing pressure 55 at. With a longitudinal compression of the hose by 10 #, the signal pressure increases despite the stronger reinforcement 1.5 to 2 at, while the closing pressure remains at 55 at. Expansion hose pumps equipped with the invention therefore have a more favorable degree of efficiency, because the energy applied by the pumped medium in time only to one A small part is used for the deformation of the hose and is mainly available for moving the material to be conveyed stands.
BAD ORIGINAL 209886/00.6,1,BAD ORIGINAL 209886 / 00.6,1,
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