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Die Erfindung betrifft einen Kunststoffschlauch, umfassend: eine Schlauchwand aus Kunststoff, und eine Gewebeverstärkung.
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Auf dem Gebiet der Schlauchtechnik sind zahlreiche unterschiedliche Schläuche bekannt. Aufgrund der vorteilhaften Materialeigenschaften wird zur Herstellung von Schläuchen häufig Kunststoff eingesetzt. Derartige Schläuche werden als Kunststoffschläuche oder Vollkunststoffschläuche bezeichnet. Einige dieser bekannten Schläuche werden durch Fäden, Garne oder Gewebe verstärkt Häufig handelt es sich dabei um Schläuche aus mehreren extrudierten Schichten, zwischen denen die Verstärkung angeordnet ist.
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Aus der
DE 24 29 680 A1 ist beispielsweise ein Hochdruckschlauch bekannt. Der Schlauch umfasst einen extrudierten Innenschlauch, der durch eine Umhüllvorrichtung mit einer Bewehrung aus kreuzförmig verlaufenden Nylonfasersträngen umwickelt wird. Anschließend wird ein extrudierter Außenmantel über den Innenschlauch und die Bewehrung gezogen, so dass die Bewehrung zwischen dem Innenschlauch und dem Außenmantel angeordnet ist. Die Bewehrung wird durch Klebstoffe mit dem Innenschlauch und dem Außenmantel verbunden.
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Durch die Bewehrung kann die Steifigkeit des Schlauches in radialer Richtung erhöht werden. Dies hat den Vorteil, dass sich der Schlauch bei hohem Innendruck nicht übermäßig ausdehnt. Zudem sorgt eine hohe radiale Steifigkeit für eine konstante Querschnittsfläche und verhindert ein Abknicken des Schlauches. Nachteilig an dem aus der
DE 24 29 680 A1 gezeigten Schlauch ist jedoch, dass die Steifigkeit in axialer Richtung, also in Längsrichtung des Schlauches, nur geringfügig erhöht werden kann.
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Dies ist der Tatsache geschuldet, dass die Nylonfaserstränge der Bewehrung unter einem Winkel gegenüber der Längsrichtung des Schlauches verlaufen. Zudem haben extrudierte Schläuche den Nachteil, dass die Querschnittsform und -fläche entlang der Länge des Schlauches nicht variiert werden kann, so dass keine Schläuche hergestellt werden können, die - etwa aufgrund von Armierungen - eine gewellte Oberfläche aufweisen.
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Ein Schlauch mit einer verbesserten Verstärkung ist beispielsweise aus der
DE 43 24 973 A1 bekannt Der wesentliche Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Schlauch liegt darin, dass neben den beiden kreuzförmig verlaufenden Verstärkungsfäden auch in etwa axial verlaufende Verstärkungsfäden vorgesehen sind. Diese zusätzlichen Verstärkungsfäden sollen in einer symmetrischen, parallel zur Längsachse verlaufenden Wellenform aufgebracht werden.
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Durch die in etwa axial verlaufenden Verstärkungsfäden wird die Steifigkeit des Schlauches in axialer Richtung erhöht. Dies hat den Vorteil, dass der Schlauch auch höheren Zugbelastungen ohne übermäßige Dehnungen standhalten kann. Nachteilig ist jedoch auch bei dem aus der
DE 43 24 973 A1 bekannten Schlauch die bei Extrusionsverfahren prinzipbedingt fehlende Möglichkeit, die Querschnittsform oder -fläche des Schlauches zu variieren.
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Aus der
US 4,459,168 A sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen eines drahtverstärkten Schlauches bekannt. Aus der
US 3,739,815 A ist eine flexible Schlauchleitung bekannt Die
DE 10 2006 019 562 A1 beschreibt eine mit einem Verstärkungselement versehene Schlauchleitung sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu deren Herstellung.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen Kunststoffschlauch derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Querschnittsform oder -fläche des Schlauches und insbesondere die Dicke der Schlauchwand auf einfache Weise variiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Kunststoffschlauch gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäße Kunststoffschläuche weisen zunächst eine Schlauchwand und eine Gewebeverstärkung auf. Die Schlauchwand ist aus Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt. Die Materialien TPU (Thermoplastisches Polyurethan), PVC (Polyvinylchlorid), TPE (Thermoplastische Elastomere) oder PE (Polyethylen) haben sich besonders bewährt. Der Einsatz von Kunststoffen zeichnet sich durch eine variable Formgebung, eine hohe Flexibilität, ein geringes Gewicht sowie durch geringe Kosten aus. Unter einer Gewebeverstärkung wird eine Verstärkung aus mehreren einander berührenden Fäden oder Garnen verstanden. Diese Fäden können beispielsweise lose übereinandergelegt sein oder auch miteinander verwebt oder verflochten sein. Die Gewebeverstärkung dient dem Zweck, die Steifigkeit der Schlauchwand zu erhöhen, so dass der Schlauch auch bei hohen Innendrücken keine übermäßige Ausdehnung erfährt. Als Materialien für die Garnverstärkung haben sich insbesondere Polyamid oder Polyestergarn bewährt.
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Für einige Anwendungen ist es gewünscht oder erforderlich, die Dicke der Schlauchwand nicht gleichbleibend auszuführen, sondern zu variieren. Beispielsweise kann es erwünscht sein, in der Schlauchwand eine spiralförmig umlaufende Armierung vorzusehen. Um Material und Gewicht einzusparen, soll jedoch die Schlauchwand nur an der Außenfläche im Bereich der Armierung dicker ausgeführt werden; die Innenfläche soll hingegen möglichst glatt sein, um den Strömungswiderstand nicht zu erhöhen. Ein weiterer Grund für unterschiedliche Wandstärken kann in der Kombination von gewünschten Eigenschaften wie hoher Flexibilität und Stauchfähigkeit (dünne Wandabschnitte) und hoher Steifigkeit (dicke Wandabschnitte) liegen.
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Indem gemäß der Erfindung die Schlauchwand aus einem oder mehreren spiralförmig aufgewickelten Kunststoffstreifen hergestellt ist, kann die gewünschte Variation der Dicke der Schlauchwand bequem erreicht werden. Die Dicke der Schlauchwand kann insbesondere durch die Querschnittsform der Kunststoffstreifen variiert werden. Der Erfindung liegt daher die Idee zugrunde, nicht den gewebeverstärkten Schlauch selbst zu extrudieren, sondern zunächst einen Kunststoffstreifen zu extrudieren und mit einem Gewebe zu verstärken. Zusätzlich können bereits bei dem Extrusionsvorgang Armierungen aus Kunststoff oder Metall in den Kunststoffstreifen integriert werden. Anschließend wird aus dem gewebeverstärkten und ggf. armierten Kunststoffstreifen durch spiralförmiges Aufwickeln und Verschweißen oder Verkleben ein Schlauch gebildet. Durch diese Vorgehensweise können Schläuche mit komplexerem Aufbau hergestellt werden als dies durch Extrusionsverfahren möglich ist. Vorzugsweise ist die Schlauchwand ausschließlich aus einem oder mehreren spiralförmig aufgewickelten Kunststoffstreifen hergestellt und weist insbesondere keine weiteren - nicht aufgewickelten - Schichten oder Lagen auf. Ein derartiger Schlauch wird aufgrund der spiralförmigen Aufwicklung von Kunststoffstreifen auch als „Wickelschlauch“ bezeichnet; ein Verfahren zu seiner Herstellung wird beispielsweise in der
DE 198 48 172 A1 beschrieben.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Gewebeverstärkung in die Schlauchwand integriert ist. Die Integration der Gewebeverstärkung in die Schlauchwand hat den Vorteil, dass die Gewebeverstärkung besonders fest mit dem Schlauch verbunden ist und sich nicht von ihm ablösen kann. Zudem wird eine integrierte Gewebeverstärkung durch die sie umgebende Schlauchwand besonders gut vor Umwelteinflüssen und Abrieb geschützt.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist eine Innenschicht vorgesehen, die sich über die gesamte Innenfläche des Schlauches erstreckt. Die Innenschicht wird auch als „Inliner“ bezeichnet und steht in direktem Kontakt zu dem Fördergut, das durch den Schlauch gefördert wird. Die Innenschicht des Schlauches ist aufgrund der Reibung des Fördergutes an der Innenfläche der Innenschicht besonderen Anforderungen ausgesetzt. Die Innenschicht kann daher aus besonders abriebfestem Material hergestellt sein. Zudem ist die Innenschicht für die Dichtigkeit des Schlauches verantwortlich, so dass für diese Schicht besonders gas- und flüssigkeitsdichte Materialien eingesetzt werden können. Es ist vorgesehen, dass sich die Innenschicht über die gesamte Innenfläche des Schlauches erstreckt. Mit anderen Worten soll die Innenschicht die gesamte Innenfläche des Schlauches abdecken. Dies hat den Vorteil, dass die gesamte mit dem Fördergut in Berührung kommende Fläche dieselben - gewünschten - Eigenschaften aufweist. Die Innenschicht kann insbesondere aus TPU (Thermoplastisches Polyurethan), PVC (Polyvinylchlorid), TPE (Thermoplastische Elastomere) oder PE (Polyethylen) hergestellt sein. Aus strömungstechnischen Gründen ist die Innenfläche der Innenschicht vorzugsweise glatt ausgebildet.
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In Bezug auf die Innenschicht wird weiter vorgeschlagen, dass die Innenschicht aus einem oder mehreren spiralförmig aufgewickelten Kunststoffstreifen hergestellt ist. Durch den spiralförmigen Aufbau der Innenschicht ergeben sich dieselben Vorteile, die zuvor bereits für die - ebenfalls spiralförmig aufgebaute - Schlauchwand beschrieben wurden. Auch die Herstellung der Innenschicht kann entsprechend der Herstellung der Schlauchwand erfolgen, also insbesondere durch Aufwickeln und Verschweißen bzw. Verkleben der Kunststoffstreifen. Aus strömungstechnischen Gründen wird auch bei einer durch Aufwickeln von Kunststoffstreifen hergestellten Innenschicht angestrebt, dass die Innenfläche der Innenschicht glatt ausgebildet ist.
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Nach einer weiteren Lehre der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der die Schlauchwand und/oder der die Innenschicht bildende Kunststoffstreifen überlappend angeordnete Randbereiche aufweist, die im Bereich der Überlappung stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die stoffschlüssige Verbindung kann insbesondere durch Kleb- und/oder Schweißverfahren erzeugt werden. Durch eine stoffschlüssige Verbindung wird eine besonders zuverlässige Abdichtung der Nahtstelle erreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dicke der Innenschicht geringer ist als die Dicke der Schlauchwand. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Innenschicht eine Dicke von 1 mm oder weniger, insbesondere 0,5 mm oder weniger aufweist. Eine besonders dünne Innenschicht spart Kosten, da für die besonders belastete Innenschicht regelmäßig sehr hochwertige Kunststoffe eingesetzt werden, die teurer sind als herkömmliche Kunststoffe, die beispielsweise für die Schlauchwand eingesetzt werden. Zudem werden durch dünne Innenschichten die mechanischen Eigenschaften des Schlauches, die vor allem durch die Schlauchwand und die Armierung bestimmt werden, möglichst wenig verändert oder beeinträchtigt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Gewebeverstärkung zwischen der Schlauchwand und der Innenschicht angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird eine Vereinfachung der Herstellung erreicht, da die Gewebeverstärkung weder in die Schlauchwand noch in die Innenschicht integriert werden braucht.
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Eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Schlauches wird erfindungsgemäß durch eine Armierung aus Kunststoff oder Metall erreicht, wobei die Armierung eine höhere Steifigkeit aufweist als die Schlauchwand und/oder die Innenschicht. Unter einer Armierung wird eine Verstärkung des Schlauches verstanden, die seine Steifigkeit - also seinen Widerstand gegen Verformung - erhöht. Die gegenüber der Schlauchwand erhöhte Steifigkeit kann erreicht werden, indem die Armierung aus einem anderen Kunststoff als die Schlauchwand oder aus Metall hergestellt wird. Alternativ können die Schlauchwand und die Armierung auch aus dem gleichen Kunststoff hergestellt sein, jedoch unterschiedliche Additive enthalten, um unterschiedliche mechanische Eigenschaften zu erreichen. Armierungen aus Metall, insbesondere aus Stahl, haben den Vorteil einer besonders hohen Steifigkeit; sie können zudem elektrische Ladungen ableiten und somit elektrische Ladungskonzentrationen ausgleichen. Die Armierung kann beispielsweise spiralförmig oder ringförmig ausgebildet sein und somit um den Schlauch herumgeführt sein. Insbesondere kann die Armierung spiralförmig oder ringförmig um eine entlang der Längsrichtung des Schlauches verlaufende Mittelachse verlaufen. Eine so verlaufende Armierung hat den Vorteil, dass sich die Steifigkeit des Schlauches in radialer Richtung erhöht, so dass die - vorzugsweise runde - Querschnittsform des Schlauches im armierten Bereich erhalten bleibt. Gleichzeitig wird durch eine spiralförmig oder ringförmig verlaufende Armierung die Biegesteifigkeit nur unwesentlich oder überhaupt nicht erhöht, so dass ein Schlauch mit einer derartigen Armierung weiterhin gebogen werden kann und kurvenförmig verlegt werden kann. Ein weiterer Vorteil spiralförmiger oder ringförmiger Armierungen besteht darin, dass der Schlauch in Längsrichtung gestaucht werden kann. Die Stärke bzw. der Durchmesser der Armierung kann im Bereich zwischen 0,5 mm und 5 mm liegen.
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Im Hinblick auf die Anordnung der Armierung wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Armierung zwischen den überlappenden Randbereichen des Kunststoffstreifens angeordnet ist. Dies kann insbesondere derjenige Kunststoffstreifen sein, der die Schlauchwand bildet. Durch diese Anordnung wird die Armierung vor Umwelteinflüssen geschützt, wodurch beispielsweise die Gefahr von Korrosion verringert wird. Insbesondere kann die Armierung in einem Hohlraum angeordnet sein, der sich zwischen den überlappenden Randbereichen des Kunststoffstreifens ausbildet. Der Hohlraum ermöglicht eine definierte Anordnung bzw. Positionierung der Armierung. Zudem wird die Armierung durch die Anordnung in dem Hohlraum besonders gut vor Umwelteinflüssen geschützt. Der Hohlraum kann beispielsweise durch zwei parallel verlaufende, voneinander beabstandete Schweiß- oder Klebenähte erreicht werden.
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Erfindungsgemäß ist die Armierung in den Kunststoffstreifen integriert. Auch hiermit kann insbesondere derjenige Kunststoffstreifen gemeint sein, der die Schlauchwand bildet. Eine Integration der Armierung kann erreicht werden, indem die Armierung bereits beim Extrudieren des Kunststoffstreifens in den Streifen eingebracht wird. Dies hat den Vorteil, dass die Armierung beim Verschweißen des Kunststoffstreifens nicht mehr zugeführt werden muss, sondern sich bereits in dem Kunststoffstreifen befindet.
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Eine weitere Alternative sieht vor, dass die Armierung auf der Außenfläche des Schlauches, insbesondere auf der Außenfläche der Schlauchwand, angeordnet ist. Bei dieser Variante wird die Armierung also nicht vollständig von dem die Schlauchwand bildenden Kunststoffstreifen umschlossen, sondern von außen auf die Schlauchwand aufgebracht Dies hat den Vorteil, dass die Armierung auch noch nachträglich auf einen bereits geschweißten Schlauch aufgebracht werden kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gewebeverstärkung kreuzförmig übereinandergelegte Fäden und/oder kreuzförmig gewebte Fäden umfasst. Das kreuzförmige Übereinanderlegen der Fäden hat den Vorteil einer einfachen Herstellbarkeit. Beispielsweise wird zunächst eine erste Schicht aus mehreren parallel zueinander angeordneten Fäden erzeugt und anschließend eine zweite Schicht aus mehreren parallel zueinander angeordneten Fäden auf die erste Schicht aufgelegt, wobei die Fäden der zweiten Schicht gegenüber den Fäden der ersten Schicht um einen Winkel versetzt angeordnet sind. Das kreuzförmige Verweben der Fäden ist demgegenüber zwar etwas aufwändiger, hat jedoch den Vorteil einer festeren Verknüpfung der Fäden. Die miteinander verwebten Fäden werden auch als Kettfäden und Schussfäden bezeichnet. Die Fäden können derart miteinander verwebt bzw. verkreuzt werden, dass jeder Kettfaden abwechselnd über und unter einen Schussfaden geführt wird und umgekehrt.
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Die mechanischen Eigenschaften des Schlauches können gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung durch eine Fadenverstärkung verbessert werden, die wenigstens einen axial verlaufenden Faden umfasst. Bei der Fadenverstärkung kann es sich um wenigstens einen Faden oder wenigstens ein Garn handeln, das in axialer Richtung, also parallel zur Mittelachse des Schlauches verläuft und somit die Zugsteifigkeit des Schlauches in Längsrichtung verstärkt. Die axiale Fadenverstärkung kann in den Kunststoffstreifen und somit auch in die Schlauchwand integriert sein und vollständig von deren Material umgeben sein. Alternativ oder zusätzlich kann die axiale Fadenverstärkung zwischen der Schlauchwand und der Innenschicht angeordnet sein. Zudem kann die axiale Fadenverstärkung über die gesamte Länge des Schlauches durchgehend ausgeführt sein. Dies kann bedeuten, dass die axiale Fadenverstärkung im Bereich der Überlappungen aus einer Windung des Kunststoffstreifens austritt und direkt in die benachbarte Windung des Kunststoffstreifens wieder eintritt. Diese Anordnung der axialen Fadenverstärkung kann erreicht werden, indem die Fadenverstärkung unverzüglich nach dem Extrudieren, Aufwickeln und Verschweißen/Verkleben des Kunststoffstreifens in das - zu diesem Zeitpunkt noch zähflüssige - Material des Kunststoffstreifens eingelegt bzw. eingeführt wird. Nach dem Abkühlen und Aushärten des Kunststoffstreifens kann die axiale Fadenverstärkung somit von dem Material des Kunststoffstreifens bzw. der Schlauchwand umgeben sein. Vorzugsweise weist ein Schlauch mehrere axiale Fadenverstärkungen auf, die beispielsweise in gleichen Abständen über den Umfang des Schlauches verteilt angeordnet sein können und somit parallel zueinander und auch parallel zur Mittelachse verlaufen.
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Schließlich wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Gewebeverstärkung und/oder die Fadenverstärkung aus Polyamid oder Polyestergarn hergestellt ist. Diese Materialien zeichnen sich durch eine besonders hohe Zugfestigkeit bei hoher Flexibilität aus. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Gewebeverstärkung und/oder die Fadenverstärkung elektrisch leitfähige Fäden, insbesondere Kupferfäden, Aluminiumfäden oder Carbonfäden aufweisen. Auf Diese Weise kann durch die Verstärkungen die Verbesserung mechanischer Eigenschaften (z.B. Steifigkeit, Festigkeit) mit der Verbesserung elektrischer Eigenschaften (z.B. Leitfähigkeit) des Schlauches kombiniert werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1a eine erste Ausgestaltung eines Kunststoffstreifen zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoffschlauches,
- 1b eine zweite Ausgestaltung eines Kunststoffstreifen zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoffschlauches,
- 2a ein Gewebe aus kreuzförmig übereinandergelegten Fäden zur Verstärkung eines erfindungsgemäßen Kunststoffschlauches,
- 2b ein Gewebe aus kreuzförmig gewebten Fäden zur Verstärkung eines erfindungsgemäßen Kunststoffschlauches,
- 3a eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schlauches im Längsschnitt,
- 3b den in 3a gezeigten Schlauch mit einer axialen Fadenverstärkung,
- 4a eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schlauches im Längsschnitt,
- 4b den in 4a gezeigten Schlauch mit einer axialen Fadenverstärkung,
- 5a eine dritte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schlauches im Längsschnitt,
- 5b den in 5a gezeigten Schlauch mit einer axialen Fadenverstärkung,
- 6a eine vierte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schlauches im Längsschnitt, und
- 6b den in 6a gezeigten Schlauch mit einer axialen Fadenverstärkung.
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In 1a ist eine erste Ausgestaltung eines Kunststoffstreifens 1 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoffschlauches dargestellt. Der Querschnitt des Kunststoffstreifens 1 weist eine Höhe H, eine Breite B und eine Länge L auf, wobei die Breite B wesentlich größer, insbesondere wenigstens 10, 20 oder 80 mal so groß ist wie die Höhe H des Kunststoffstreifens 1. Beispielsweise kann die Höhe H im Bereich zwischen 0,1 mm und 5 mm liegen, während die Breite B im Bereich zwischen 10 mm und 80 mm liegen kann. Die Länge L beträgt ein Vielfaches der Höhe H und der Breite B; sie kann mehrere Hundert Meter oder mehr betragen. Der in 1a beispielhaft dargestellte Kunststoffstreifen 1 wird typischerweise durch Extrusionsverfahren hergestellt, wobei eine Kunststoffmasse durch den Einfluss von Hitze und/oder Druck zähflüssig wird und anschließend durch eine formgebende Düse gepresst wird, deren Öffnung der Querschnittsfläche des Kunststoffstreifens 1 entspricht. Auf diese Weise können Kunststoffstreifen 1 mit konstanter Querschnittsfläche und beliebiger Länge hergestellt werden.
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Der in 1a dargestellte Kunststoffstreifen 1 weist eine Gewebeverstärkung 2 auf. Die Gewebeverstärkung 2 umfasst mehrere Fäden 3, die kreuzförmig miteinander verwebt sind. Bei den Fäden 3 handelt es sich um Kettfäden 3' und Schussfäden 3", die einen Winkel α einschließen. Der Winkel α kann im Bereich zwischen 60° und 80° liegen. Alternativ zu der in 1a dargestellten Variante kann eine Gewebeverstärkung 2 auch dadurch erhalten werden, dass die Fäden 3', 3" nicht miteinander verwebt, sondern lediglich kreuzförmig übereinandergelegt werden. Die Gewebeverstärkung 2 ist bei dem in 1a beispielhaft dargestellten Kunststoffstreifen 1 in den Kunststoffstreifen 1 integriert und vollständig von dessen Material umgeben.
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1b zeigt eine zweite Ausgestaltung eines Kunststoffstreifen 1 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoffschlauches. Diejenigen Bereiche des Kunststoffstreifens 1, die bereits im Zusammenhang mit 1a beschrieben wurden, sind in 1b - und in allen weiteren Figuren - mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der wesentliche Unterschied zu dem in 1a dargestellten Kunststoffstreifen 1 liegt darin, dass der in 1b gezeigte Kunststoffstreifen 1 neben der Gewebeverstärkung 2 auch eine Armierung 4 aufweist. Auch die Armierung 4 ist in den Kunststoffstreifen 1 integriert und vollständig von dessen Material umgeben. Die Außenfläche des Kunststoffstreifens 1 ist im Bereich der Armierung 4 nach außen gewölbt, so dass der Kunststoffstreifen 1 im Vergleich zu dem in 1a dargestellten, nicht-armierten Kunststoffstreifen 1 eine größere maximale Höhe H aufweist. Die Armierung 4 kann aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein und eine höhere Steifigkeit als das Material des Kunststoffstreifens 1 aufweisen.
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In 2a ist ein Gewebe aus kreuzförmig übereinandergelegten Fäden 3 zur Verstärkung eines erfindungsgemäßen Kunststoffschlauches dargestellt. Bei den Fäden 3 handelt es sich um Kettfäden 3' und Schussfäden 3", die den Winkel α einschließen. Die Kettfäden 3' sind lose über die Schussfäden 3" gelegt und nicht mit diesen verwebt oder verflochten. Demgegenüber zeigt 2b ein Gewebe aus kreuzförmig gewebten Fäden 3 zur Verstärkung eines erfindungsgemäßen Kunststoffschlauches. Diese Gewebe umfasst wiederum Kettfäden 3' und Schussfäden 3", die den Winkel α einschließen. Anders als in 2a sind die unterschiedlichen Fäden 3', 3" bei dem in 2b gezeigten Gewebe jedoch miteinander verwebt bzw. verflochten.
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3a zeigt eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schlauches 5 im Längsschnitt. Der Schlauch 5 ist aus dem zuvor beschriebenen Kunststoffstreifen 1 hergestellt. Bei dieser Art der Herstellung wird der Kunststoffstreifen 1 spiralförmig aufgewickelt, wobei die Randbereiche des Kunststoffstreifens 1 eine Überlappung 6 bilden. Die überlappenden Randbereiche des Kunststoffstreifens 1 werden anschließend miteinander verschweißt oder verklebt, so dass eine zuverlässige Abdichtung der Nahtstelle erreicht wird. Der auf diese Weise hergestellte Schlauch 5 verläuft symmetrisch um eine sich in Längsrichtung des Schlauches 5 erstreckende Mittelachse 7, wobei der verschweißte bzw. verklebte Kunststoffstreifen 1 eine Schlauchwand 8 bildet. Der in 3a gezeigte Schlauch 5 weist eine Gewebeverstärkung 2 auf, bei der es sich beispielsweise um eine der zuvor beschriebenen Gewebeverstärkungen 2 aus übereinandergelegten oder verwebten Fäden 3, 3', 3" handeln kann. Die Gewebeverstärkung 2 ist in den Kunststoffstreifen 1 und somit auch in die Schlauchwand 8 integriert und vollständig von deren Material umgeben.
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In 3b ist der 3a gezeigten Schlauch 5 mit einer axialen Fadenverstärkung 9 dargestellt. Diejenigen Bereiche des Schlauches 5, die bereits im Zusammenhang mit 3a beschrieben wurden, sind in 3b - und in allen weiteren Figuren - mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der wesentliche Unterschied zu dem in 3a gezeigten Schlauch 5 liegt in der axialen Fadenverstärkung 9. Bei dieser Fadenverstärkung 9 kann es sich um wenigstens einen Faden oder wenigstens ein Garn handeln, das in axialer Richtung, also parallel zur Mittelachse 7 verläuft und somit die Zugsteifigkeit des Schlauches 5 in dieser Richtung verstärkt. Die axiale Fadenverstärkung 9 ist in den Kunststoffstreifen 1 und somit auch in die Schlauchwand 8 integriert und vollständig von deren Material umgeben. Zudem ist die axiale Fadenverstärkung 9 über die gesamte Länge des Schlauches 5 durchgehend ausgeführt. Dies bedeutet, dass die axiale Fadenverstärkung 9 im Bereich der Überlappungen 6 aus einer Windung des Kunststoffstreifens 1 austritt und direkt in die benachbarte Windung des Kunststoffstreifens 1 wieder eintritt. Diese Anordnung der axialen Fadenverstärkung 9 wird erreicht, indem die Fadenverstärkung 9 sehr kurze Zeit nach dem Extrudieren, Aufwickeln und Verschweißen/Verkleben des Kunststoffstreifens 1 in das - zu diesem Zeitpunkt noch zähflüssige - Material des Kunststoffstreifens 1 eingelegt bzw. eingeführt wird. Insbesondere kann die axiale Fadenverstärkung 9 bis zu der Tiefe der bereits in dem Kunststoffstreifen 1 vorhandenen Gewebeverstärkung 2 in das zähflüssige Material des Kunststoffstreifens 1 eingeführt werden. Nach dem Abkühlen und Aushärten des Kunststoffstreifens 1 ist die axiale Fadenverstärkung 9 somit von dem Material des Kunststoffstreifens 1 bzw. der Schlauchwand 8 umgeben. Vorzugsweise weist der Schlauch 5 mehrere axiale Fadenverstärkungen 9 auf, die beispielsweise in gleichen Abständen über den Umfang des Schlauches 5 verteilt angeordnet sein können und somit parallel zueinander und auch parallel zur Mittelachse 7 verlaufen.
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4a zeigt eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schlauches 5 im Längsschnitt. Der in 4a beispielhaft gezeigte Schlauch 5 unterscheidet sich von der ersten Ausgestaltung (3a) insbesondere dadurch, dass neben der Schlauchwand 8 auch eine Innenschicht 10 vorhanden ist. Die Schlauchwand 8 wird durch den Kunststoffstreifen 1 gebildet, der im Bereich seiner Überlappungen 6 verschweißt oder verklebt ist. In entsprechender Weise wird die Innenschicht 10 durch einen zweiten Kunststoffstreifen 1' gebildet, der im Bereich seiner Überlappungen 6' verschweißt oder verklebt ist. Bei dieser Ausgestaltung des Schlauches 5 kann die Gewebeverstärkung 2 zwischen der Schlauchwand 8 und der Innenschicht 10 angeordnet sein, so dass die Gewebeverstärkung 2 nicht in die Kunststoffstreifen 1, 1' bzw. in die Schlauchwand 8 oder in die Innenschicht 10 integriert werden braucht.
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In 4b ist der in 4a gezeigte Schlauch 5 mit einer axialen Fadenverstärkung 9 dargestellt. Auch hier sind diejenigen Bereiche des Schlauches 5, die bereits im Zusammenhang mit 4a beschrieben wurden, mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Der wesentliche Unterschied zu dem in 4a gezeigten Schlauch 5 liegt in der axialen Fadenverstärkung 9, bei der es sich um wenigstens einen Faden oder wenigstens ein Garn handeln kann, das in axialer Richtung, also parallel zur Mittelachse 7 verläuft. Die axiale Fadenverstärkung 9 ist über die gesamte Länge des Schlauches 5 durchgehend ausgeführt und kann somit die Zugsteifigkeit des Schlauches 5 in dieser Richtung verstärken. Anders als in 3b ist die axiale Fadenverstärkung 9 jedoch nicht zwingend in einen der Kunststoffstreifen 1, 1' und somit in die Schlauchwand 8 oder in die Innenschicht 10 integriert. Stattdessen kann die axiale Fadenverstärkung 9 - ebenso wie die Gewebeverstärkung 2 - zwischen der Schlauchwand 8 und der Innenschicht 10 angeordnet sein. Diese Anordnung der axialen Fadenverstärkung 9 wird erreicht, indem die Fadenverstärkung 9 nach der Herstellung der Innenschicht 10 - ebenso wie die Gewebeverstärkung 2 - auf die Innenschicht 10 aufgelegt wird. Anschließend wird der Kunststoffstreifen 1 spiralförmig um die Innenschicht 10 und die beiden Verstärkungen 2, 9 herumgewickelt und im Bereich der Überlappung 6 verschweißt bzw. verklebt.
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5a zeigt eine dritte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schlauches 5 im Längsschnitt. Zudem ist in 5b der in 5a gezeigten Schlauch 5 mit einer axialen Fadenverstärkung 9 dargestellt. Die dritte Ausgestaltung der 5a und 5b entspricht weitgehend der ersten Ausgestaltung der 3a und 3b. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass für die Herstellung des Schlauches 5 gemäß der ersten Ausgestaltung (3a, 3b) ein Kunststoffstreifen 1 ohne Armierung 4 verwendet wurde (vgl. 1a), während für die Herstellung des Schlauches 5 gemäß der dritten Ausgestaltung (5a, 5b) ein Kunststoffstreifen 1 mit Armierung 4 verwendet wurde (vgl. 1b). Bei dem in 5b dargestellten Schlauch 5 ist die axiale Fadenverstärkung 9 außerhalb der Armierung 4 angeordnet. Gleichwohl sind sowohl die Armierung 4 als auch die axiale Fadenverstärkung 9 in die Schlauchwand 8 integriert und vollständig von deren Material umgeben.
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6a zeigt eine vierte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schlauches 5 im Längsschnitt. Zudem ist in 6b der in 6a gezeigten Schlauch 5 mit einer axialen Fadenverstärkung 9 dargestellt. Die vierte Ausgestaltung der 6a und 6b entspricht weitgehend der zweiten Ausgestaltung der 4a und 4b. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass für die Herstellung der Schlauchwand 8 des Schlauches 5 gemäß der zweiten Ausgestaltung (4a, 4b) ein Kunststoffstreifen 1 ohne Armierung 4 verwendet wurde (vgl. 1a), während für die Herstellung der Schlauchwand 8 des Schlauches 5 gemäß der vierten Ausgestaltung (6a, 6b) ein Kunststoffstreifen 1 mit Armierung 4 verwendet wurde (vgl. 1b). Bei dem in 6b dargestellten Schlauch 5 ist die axiale Fadenverstärkung 9 außerhalb der Armierung 4 angeordnet. Gleichwohl sind sowohl die Armierung 4 als auch die axiale Fadenverstärkung 9 zwischen der Schlauchwand 8 und der Innenschicht 10 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1':
- Kunststoffstreifen
- 2:
- Gewebeverstärkung
- 3:
- Fäden
- 3':
- Kettfäden
- 3":
- Schussfäden
- 4:
- Armierung
- 5:
- Schlauch
- 6, 6':
- Überlappung
- 7:
- Mittelachse
- 8:
- Schlauchwand
- 9:
- Fadenverstärkung
- 10:
- Innenschicht
- α:
- Winkel
- H:
- Höhe
- B:
- Breite
- L:
- Länge