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Ringgewellter Schlauch oder Balg Die Erfindung betrifft einen ringgewellten
Schlauch oder Ealg aus wenigstens einem druck- und flüssigkeitsdichten Rohr aus
Metall oder Kunststoff, gegebenenfalls mit einer äußeren Umflechtung od. dgl. aus
Draht oder Band.
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Zum besseren Verständnis des Nachfolgenden sei hier definiert, daß
- vom Inneren des Schlauches oder Balges aus gesehen - der bogenförmige Teil des
Wellenberges als Außenkrempe, der bogenförmige Deil des Wellentales als Innenkrempe
und der dazwischen liegende, im wesentlichen geradlinige Ueil als Flanke bezeichnet
ist.
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Schläuche oder Bälge der eingangs genannten Art finden zur Hindurchleitung
eines gasförmigen oder flüssigen Mediums bzw. zur Abdichtung gegenüber einem solchen
Medium zwischen zwei sich relativ zueinander bewegenden eilen Verwendung, wobei
sie diese Relativbewegung vermöge ihrer Flexibilität zulassen. Schwierigkeiten treten
jedoch auf, wenn die Schläuche oder Bälge gleichzeitig hohen Drücken und gegebenenfalls
hohen Temperaturen ausgesetzt sind, weil sie die Neigung haben, sich bei hohen Innendrücken
zu längen bzw. bei hohen Außendrücken zu verkürzen. Es findet also eine Aufweitung
der Außenkrempe bzw. der Innenkrempe statt. Diese Schwierigkeiten ergeben sich in
besonderem Maße, wenn die Drücke auch noch intermittierend anfallen, wie dies beispielsweise
bei Ileitungsanschlüssen für die beweglichen Teile von hydraulischen Pressen od.
dgl.
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der Fall ist. Denn derartig starke Belastungen führen zur Materialermüdung
und schließlich zu Ermüdungsbrüchen.
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Man könnte nun versuchen, durch Erhöhung der Wanddicke
oder
durch mehrlagige Wandausbildung des Schlauches oder Balges mit diesen Problemen
fertigzuwerden. Dies würde jedoch bei der erforderlichen hohen Belastbarkeit zu
verhältnismäßig steifen Schlauchen oder-Bälgen führen, also auf Kosten der Flexibilität
gehen, was insbesondere bei Anschlüssen zwischen sich stärker gegeneinander bewegenden
Teilen nicht hingenommen werden kann. Außerdem werden solche Schläuche'oder Bälge
nur schwer herzustellen sein und damit sehr teuer werden, da zur Formung ihrer Ringwellen
außerordentlich große und schwere Iilaschinen eingesetzt werden müßten.
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Aufgabe der Erfi#ung ist es, einen ringgewellten Schlauch oder Balg
der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß er sich bei einfacher und billiger
Herstellung sowie bei Aufrechterhaltung der erforderlichen Flexibilität zum Einsatz
für solche Fälle eignet, bei denen er hohen, insbesondere intermittierenden Innen-
bzw. Außendrücken gegebenenfalls in Verbindung mit hohen Temperaturen ausgesetzt
ist.
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Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß in Verbindung
mit den erwähnten Aufweitungen der Außen-bzw. InnenkremBen Biege spannungen einhergehen,
deren Maximum in der mitte der Flanken liegt.
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Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die
Außenkremten bzw. von innen auf die Innenkrempen des Schlauches oder Balges je wenigstens
ein wellenbergförmig profilierter Stützring aus Metall
oder Kunststoff
aufgesetzt ist und daß der Stützring sich wenigstens am Scheitel der Krempe und
dem wesentlichen Teil der sich an diese anschließenden Flanken in formschlüssiger
Anlage befindet.
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Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen kann von einem üblichen, die
Dichtfunktion erfüllenden ein- oder mehrlagigen Schlauch oder Balg ausgegangen werden.
Die auf dessen Krempen aufgesetzten Stützringe sind einer separaten, einfachen,
formenden Herstellung zugänglich und lassen sich dann in ebenso einfacher Weise
in beliebiger Zahl anbringen. Durch ihre zumindest weitgehend formschlüssige Anlage
an den Krempeln und Panken des Schlauches oder Balges halten sie deren Form auch
bei hohen, gar intermittierenden Drücken aufrecht, so daß die Außen- bzw. Innenkrempen
sowie zumindest der wesentliche Teil der Flanken keiner Biegewechselbeanspruchung
ausgesetzt sind und es daher dort auch nicht zu Brüchen infolge Naterialermüdung
kommen kann. Andererseits bleibt jedoch der Schlauch oder Balg durch die frei belassenen
Innen- bzw. Außenkrempen in seiner Flexibilität praktisch unbeeinträchtigt. Schließlich
können die Stützringe auch die Punktion eines Schutzes gegenüber äußeren bzw. inneren
mechanischen Beanspruchungen ausüben, wie sie durch Schläge, Reibung an Maschinenteilen;
Reibung gegenüber einer äußeren Umflechtung od. dgl. gegeben sein können.
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Bei auf die Außenkrempen aufgesetzten Stützringen ist es zweckmäßig,
daß deren Querschnitt ausgehend von
ihrer formschlüssigen Anlage
am Scheitel der Außenrempen einen sich im wesentlichen in Axialrichtung erstreckenden
Abschnitt aufweisen, wodurch insbesondere bei einem mit einer Umflechtung versehenen
Schlauch oder Balg dieser eine großflächige Auflage und Abstützung geboten wird.
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Im übrigen ist es aber für alle Bedarfsfälle zweckmäßig, daß der Stützring
sich in formschlüssiger Anlage am gesamten von ihm übergriffenen Teil der Krempe
und der sich daran anschließenden Flanken befindet.
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Ferner können in allen Fällen die Stützringe vorteilhafterweise bis
an die Innen- bzw. Außenkrempe geführt sein, wobei wesentlich immer nur ist, daß
in der Innen-bzw. Außenkrempe die Kanten benachbarter Stützringe soviel Abstand
voneinander haben, daß die Flexibilität des Schlauches oder Balges erhalten bleibt.
Auf diese Weise ist auch verhindert, daß sich die Stelle der maximalen Biegebelastung
von der Mitte der Flanken nur weiter nach innen bzw. nach außen verlagert.
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Um im Einzelfall die Herstellung und/oder das Auf-bzw. das Einsetzen
der Stützringe zu erleichtern, können diese in mehrere gleiche Segmente unterteilt
sein, wobei es bei mehreren formschlüssig ineinander angeordneten Stützringen pro
Krempe zweckmäßig ist, die Stoßstellen der Segmente der in Radialrichtung benachbarten
Stützringe in Umfangsrichtung gegeneinander zu
versetzen. Dabei
können die Stützringsegmente durch die Schlauchumflechtung, durch aufgesetzte, geschlossene,
zylindrische Ringe, durch bekannte Fügeverfahren oder durch form- und kraftschlüssige
Verbindungen radial nach außen bzw. nach innen abgestützt werden, damit sie sich
nicht vom Schlauch oder Balg lösen können.
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Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die in Umfangsrichtung verlaufenden
Kanten der Stützringe abgerundet oder von der jeweiligen Flanke des Schlauches oder
Balges weg aufgebördelt sind, damit es dort nicht zu einer Kantenpressung kommen
kann.
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Schließlich kann die Herstellung der Stützringe damit besonders vereinfacht
werden, daß sie aus einem Band mit zu den Bandlängskanten offenen, gleichmäßig auf
den Bandlängsseiten nebeneinander angeordneten, V-förmigen Ausschnitten gebogen
sind.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nachfomgenden Beschreibung einiger ihrer Ausführungsformen anhand deren zeichnerischer
Darstellung. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einige Wellen eines Schlauches oder
Balges im radialen Schnitt mit den verschiedenen Ausführungsformen von erfindungsgemäß
auf die Außenkrempen aufgesetzten Stützringen; Fig. 2 einige Wellen eines Schlauches
oder Balges
im radialen Schnitt mit von innen auf die Innenkrempen
aufgesetzten Stützringen und Fig. 3 einen Abschnitt eines Bandes zur Herstellung
der Stützringe.
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Fig. 1 zeigt einen üblichen ringgewellten Schlauch oder Balg 1 aus
ifetall oder Kunststoff im Axialschnitt.
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Der Schlauch oder Balg 1 kann ein- oder mehrlagig sein.
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Auf die Außenkrempen 2 und 3 sind zwei gleiche Stützringe 4 und 5
aufgesetzt, deren Profilierung genau der der Außenkrempen 2 und 3 entspricht, so
daß sie an diesen dicht anliegen. Außerdem erstrecken sie sich dicht anliegend weiter
entlang den Flanken 6, 7 und 8, 9, die sich an die Außenkrem#en 4 und 5 anschließen.
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Die in Umfangsrichtung verlaufenden Längskanten 10 und 11 halten in
den Innenkrempen 12 gegenseitig soviel abstand, daß die Flexibilität des so armierten
Schlauches oder Balges nicht beeinträchtigt wird.
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Auf die Außenkrempe 13 ist ein Stützring 14 aufgesetzt, der dadurch
abgewandelt ist, daß er ausgehend von seiner formschlüssigen Anlage am Scheitel
der Außenkrempe 13 einen sich im wesentlichen in Axialrichtung erstrekkenden Abschnitt
15 aufweist. Diese Form kann besonders dann zweckmäßig sein, wenn der armierte Schlauch
oder Balg außen durch ein bei 16 angedeutetes G#eflecht umgeben ist.
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Die in Umfangsrichtung verlaufenden Längskanten 17 und
18
des Stützringes 14 sind von den Flanken 19 und 20, die sich an die Außenkrempe 13
anschließen, weg etwas aufgebördelt, damit es dort nicht zu einer Kantenpressung
zwischen Schlauch oder Balg 1 einerseits und Stützring 14 andererseits kommt.
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An der Außenkrempe 21 mit anschließenden Flanken 22 und 23 ist gezeigt,
daß sich ohne weiteres auch zwei oder mehrere Stützringe 24, 25 aufsetzen lassen,
je nach dem, welchen Innendruckbelastungen der Schlauch oder Balg 1 ausgesetzt wird.
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Die bisher behandelten Beispiele betreffen alle einen armierten Schlauch
oder Balg zur Hindurchleitung eines Bruckmediums, womit sich eine Innendruckbelastung
der Außenkrempen 2, 3, 13, 21 ergibt, aufgrund derer die Flanken 6, 7, 8, 9, 19,
20, 22, 23 dieser Außenkrempen sich in Axialrichtung voneinander zu entfernen suchen.
Daran sind sie durch die aufgesetzten Stützringe 4, 5, 14, 24, 25 gehindert.
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Für den Fall, daß der Schlauch oder Balg 30 außendruckbelastet ist,
ist nach Fig. 2 vorgesehen, von innen auf die Innenkrempen 31 mit sich daran anschließenden
Flanken 32 und 33 Stützringe 34 formschlüssig auf zu setzen, für die im übrigen
hinsichtlich Aufgabe und Wirkung das vorher Beschriebene entsprechend gilt. Dazu
erstrecken sich die Stützringe innen entlang den Flanken 32 und 33 bis zu den Außenkrempen
35. Selbstverständlich besteht auch hier die Möglichkeit, mehrere
Stützringe
ineinander zu schachteln.
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Fig. 3 zeigt einen Abschnitt eines Bandes 40, aus dem die Stützringe
gefertigt werden können, um ihre Formung zu erleichtern und Material zu sparen,
werden an dem Band vor dem Biegen zunächst zu den Bandlängskanten 41 und 42 hin
offene, auf beiden Bandlängsseiten nebeneinander angeordnete V-förmige Aussc hnitte
43 angebracht.
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Die beschriebenen Stützringe können sich als ein Teil über den gesamten
Außen- bzw. Innenumfang der jeweiligen Krempe mit anschließenden Flanken erstrecken,
wozu im Falle des inneren Stützringes 34 dieser entweder als offener Ring ausgebildet
ist, der nach Art eines Sprengringes auf die Innenkrempe 31 mit anschließenden Flanken
32 und 33 aufgesetzt wird, oder wozu die Formung der Innenkrempen in die jeweils
vorher eingesetzten Stützringe erfolgt.
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Je nach den Gegebenheiten besteht jedoch auch die liöglichkeit, die
Stützringe beisplelsweise aus Drittel-oder Wiertelkreissegmenten zusammenzusetzen.
Solche Stützringe können dann entweder durch die Umflechtung 16 zusammengehalten
werden oder sie werden an ihren aneinanderstoßenden Kanten durch bekannte Fügeverfahren
miteiaander verbunden.