DE3231858A1 - Endfitting fuer schlaeuche - Google Patents

Description

End fitting für Schläuche

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Endfit ting für einen schlauch, insbesondere einen f 3.exibH en Schlauch einer mehrschichtigen Konstruktion.

Flexible Schläuche weisen üblicherweise eine mehrschichtige Konstruktion auf, die eine Vielzahl von getrennten Schichten umfaßt, die auf eine schraubenförmig gewickelte Drahtlage als Träger aufgewickelt sind. Eine weitere Drahtlage kann dann schraubenförmig um die Außenseite der Schichten herumgewickelt werden, wobei diese Lage die gleiche Steigung aufweist wie die innere Lage und ihre V/in dung" en zwischen den Windungen der inneren Lage angeordnet sind. Die um die Trägerlage herumgewickelten Schichten umfassen Schichten aus einem polymeren PiImmaterial, die gegenüber dem Strömungsmittel undurchlässig sind, das durch den Schlauch geführt werden soll, sowie Schichten aus Ver-Stärkungsmaterial, die aus Gewebe oder Katerialien bestehen, die in der schwebender englischen Anmeldung No. 812 6396 des gleichen Anmelders beschrieben sind.

V/enn ein Endfitting an derartigen Schläuchen befestigt wird, ist es erforderlich, den : chluuch am Endfitting zu verankern und darüber hinaus eine strürnungamitteldichte Dichtung zwischen beiden Teilen auszubilden. Aufgrund der Beschaffenheit der Schlauchkonstruktion

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entstehen Schwierigkeiten bei der Erfüllung dieser Aufgaben, insbesondere bei der Aufrechterhaltung einer dauerhaften Dichtung zwischen dem Endfitting und dem Schlauchkörper. In den Schlauchschichten treten oft Längsfalten auf, und das zur Abdichtung gewählte Verfahren muß diese Palten berücksichtigen. Da darüber hinaus das polymere Filmmaterial zum Kriechen neigt, ist es schwierig, die Dichtung zwischen dem Schlauchkörper und den Endfittings aufrechtzuerhalten.

Erfindungsgemäß wird ein Endfitting für einen Schlauch einer mehrschichtigen Konstruktion mit einer Vielzahl von getrennten Schichten, die um eine schraub einförmig gewickelte Trägerlage aus Draht herum-gewiekelt sind, wobei mindestens eine der Schichten aus einem polymeren Filmmaterial besteht, zur Verfügung gestellt, das einen Muffenabschnitt zum Eingriff mit der Schlauchbohrung, Einrichtungen zur Verankerung des Schlauches am Muffenabschnitt und Einrichtungen zum plastischen Verformen von mindestens einer der Schichten aus dem polymeren Filmmaterial des Schlauchkörpers auf den Muffenabschnitt umfaßt, um auf diese Weise eine strömungsmittelundurchlässige Dichtung zwischen beiden Teilen herzustellen.

Vorzugsweise umfassen die Einrichtungen zum plastischen Verformen der Schicht aus dem polymeren FiImmaterial eine elastische radiale Klemmeinrichtung, um das plastisch verformte polymere Filmmaterial unter Druck zu halten und ein Kriechen desselben zu verhindern.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Sämtliche dargestellten und beschriebenen Teile können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Es zeigen:

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Figur 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines erfindungsgemäß ausgebildeten Endfittings; und

Figur 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht

einer anderen Ausführungsform eines Endfittings.

Wie man Figur 1 entnehmen kann, umfaßt ein Schlauchkörper 10 eine innere schraubenförmig gewickelte Trägerlage 11 aus Draht, um die herum eine Keihe von Schichten aus einem polymeren Filmmaterial 12 und eine Reihe von Schichten aus einem Verstärkungsgewebe 13 gewickelt sind. Diese Schichten werden von einer Schicht 14 aus einem verstärkten verschleißfesten Deckmaterial und einer äußeren schraubenförmig gewickelten Drahtlage 15 umgeben, wobei die Windungen der äußeren Drahtlage 15 zwischen den V/i η dun gen der inneren Trägerlage 11 aus Draht liegen. Die beiden Drahtlagen 11 und 15 enden kurz vor dem Ende des Schlauchkörpers 10, so daß ein nicht armierter Endabschnitt verbleibt. Wo Schichten 13 aus Verstärkungsgewebe innerhalb der innersten Schicht aus dem polymeren Filmmaterial vorgesehen sind, so sind diese Schichten im nicht armierten Endabschnitt zur Drahtlage 11 hin weggeschnitten, so daß die Schicht aus dem polymeren Filmmaterial 12 freiliegt.

Das Endfitting 20 umfaßt einen Muffenabschnitt 21, der innerhalb der Bohrung des Schlauchkörpers 10 angeordnet ist. Der Muffenabschnitt 21 ist mit einer schraubenförmigen Kille 22 an seinem Ende versehen, das innerhalb des Schlauchkörpers 10 angeordnet ist, wenn der Muffenabschnitt 21 in die Bohrung des Schlauches eingeführt wird, und das in dieser Lage von einem Abschnitt der Drahtl£.ge 11 überlagert wird. Der den Muffenabschnitt überlagernde Abschnitt der

Drahtlage 11 des Schlauchkörpers 10 kann somit in der Rille 22 angeordnet werden, wenn das Endfitting 20 montiert wird, um den Schlauchkörper 10 am Endfitting 20 zu verankern. Die maximale Axiallast, die auf die zwischen dem Endfitting 20 und dem Schlauchkörper 10 gebildete Verbindung.aufgebracht werden kann, hängt nicht nur von dem Eingriff zwischen der inneren Drahtlage 11 und dem Muffenabschnitt ab sondern auch von der Spannungsübertragung zwischen den Schichten 12, 13» 14 des Schlauchkörpers 10 und den Drahtlagen 11 und 15. Dieses zuletzt genannte Merkmal stellt hierbei den kritischen Faktor dar, ao daß die schraubenförmige Kille 22 im Muffenabschnitt 21 nur flach ausgebildet sein kann. In der Praxis muß die Tiefe der Rille 22 nur zwischen dem o,1 und o,3-fachen V/ert des Drahtradius der Lage 11 liegen. Die Rille 22 kann daher im Muffenabschnitt 21 mit einem minimalen Arbeitsaufwand und minimalem Festigkeitsverlust hergestellt werden.

Ein radialer Vorsprung 23, der im Abstand von der Rille 22 angeordnet ist, ist in Richtung auf das andere Ende des Muffenabschnittes 21 hin vorgesehen, d.h. in demjenigen Teil des Muffenabschnittes 21, der von dem nicht armierten Endabschnitt des Schlauchkörpers 10 überlagert wird, wenn sich der Muffenabschnitt 21 innerhalb der Bohrung des Schlauchkörpers 10 befindet. Um Material und Arbeitsaufwand einzusparen, kann dieser Vorsprung 23 dadurch hergestellt werden, daß man benachbarte Abschnitte des Muffenabschnittes 21 einschneidet. Ein Sicherungsring 24 ist in einer Umfangsrille 25 im Muffenabschnitt 21 an der der schraubenförmigen Rille 22 gegenüberliegenden Seite des Vorsprunges 23 vorgesehen.

Um das Endfitting 20 am Schlauchkörper 10 zu befestigen, wird der Muffenabschnitt 21 in die Bohrung des

Schlauchkörpers 10 eingesetzt, so daß sein Ende gegen den Sicherungsring 24 stößt. Der nicht armierte Abschnitt des Schlauchkörpers 10 überlagert den Vorsprung 23, die schraubenförmig gewickelte Drahtlage 11 überlagert die iiille 22, und innerhalb des nicht armierten Schlauchkörpers zwischen dem Ende der Drahtlage 11 und dem Vorsprung 23 befindet sich ein schlaffer bzw. loser Abschnitt 28.

Eine konisch ausgebildete Hartgummihülse 26 ist um das Ende desSchlauchkörpers 10 herum angeordnet, so daß sie gegen den Sicherungsring 24 stößt und den nicht armierten Endabschnitt des Dchlauchkörpers

10 sowie einen Abschnitt des Cchlauchkörpers, der

durch die Drahtlagen 11 und 15 armiert ist, überlagert. Diese Hartgummihülse 26 wird nach ihrer Montage mit Hilfe eines konischen Hetallbandes 27, das vom Schlauchende aus über die Hartgummihülse 26 gepreßt wird, radial auf den üchlauchkörper 10 zusammengepreßt.

Das Ende des Metallbandes 27 wird danach über den Sicherungsring 24 gestaucht, un. es in Axialrichtung festzulegen.

Durch die radiale Kompression der Hartgummihülse 26 entsteht eine nachgiebige Belastung, die die Windungen der Drahtlage 15 in Richtung auf die Windungen der Drahtlage 11 drückt und somit die Schichten 12, 13 und 14 des Schlauchkörpers 10 dazwischenpreßt. Auf diese Weise wird die Spannungsübertragung zwischen den Schichten des Schlauchkörpers und den Drahtlagen

11 und 15 erhöht. Durch diese .belastung werden darüber hinaus die den Muffenabschnitt überlagernden Windungen der Drahtlage 11 in aie tfille 22 des Muffenabschnittes 21 gedrückt. Der Cchlauchkörpor 10 ist somit fest am Endfitting 20 verankert.

Die auf die komprimierte Hartgummihülse 26 aufgebrachte elastische Last drückt ferner den nicht armierten Endabschnitt des Schlauchkörpers 10 gegen den Vorsprung 23, so daß die freiliegende Schicht 12 aus dem polymeren Filmmaterial in plastischer Weise gegen den Vorsprung 23 verformt und dadurch eine strö'mungsmittelundurchlässige Dichtung zwischen dem üchlauchkörper 10 und dem Endfitting 20 gebildet wird. Um dies zu erreichen, ist es erforderlich, einen Druck auf die Dichtungsfläche auszuüben, der mindestens der doppelten Fließspannung des polymeren Filmmaterials entspricht. In der Praxis sollten Drücke im Bereich der fünffachen Fließspannung Anwendung finden. Unter diesen Drücken werden die Schichten 12 aus dem polymeren Filmmaterial nur teilweise durch die angrenzenden Schichten 13 aus dem Verstärkungsgewebe extrudiert. Da die komprimierte Hartgummihülse 26 eine elastische Belastung aufbringt, verbleibt der Dichtungsbereich unter Druck, so daß auf diese V/eise das Problem des Kriechens überwunden wird.

Der lose bzw. schlaffe Abschnitt 28 zwischen dem verankerten Abschnitt des Schlauchkörpers und dem abgedichteten Abschnitt soll irgendwelche Bewegungen der Schichten 12, 13, 14 im verankerten Abschnitt, die infolge Gleitens oder Kriechens auftreten können, gegenüber dem abgedichteten Abschnitt isolieren. Dieser Abschnitt 28 wird hergestellt, indem in dem Abschnitt des Schlauchkörpers 10 zwischen der inneren Drahtlage 11 und dem Vorsprung 23 eine Krümmung ausgebildet wird. Um dies zu erreichen, kann die Hartgummihülse 26 mit einem einwärts gerichteten ausgebauchten Abschnitt 29 versehen sein.

Bei der in Figur 2 dargestellten anderen Ausführungsform ist der Muffenabschnitt 21 an demjenigen Ende, das innerhalb der Bohrung des Sohlauchkörpers 10 angeordnet ist, mit einer doppelten schraubenförmigen Rille 40, 41 versehen. Ein Sicherungsring 24 ist am

gegenüberliegenden Ende des Muffenabschnittes 21 angeordnet, und zwei Umfangsvorspränge 42, 4 3, die eine Umfangsrille 44 begrenzen, sind zwischen dem Sicherungsring 24 und der doppelten schraubenförmigen Rille 40, 41 vorgesehen.

• Um das Endfittirjg 55 an einem Schlauchkörper 10 zu befestigen, wird der Schlauchkörper 10 in der vorstehend beschriebenen Wuise präpariert. Der Muffenabschnitt 21 des Endfittings 45 wird dann in die Bohrung des Schlauchkörpers 10 eingesetzt, so daß der Sicherungsring 24 mit dem Ende des Schlauches 10 in Eingriff tritt, der nicht armierte Abschnitt des Schlauchkörpers 10 die Vorsprünge 42, 43 überlagert, die innere Drahtlage 11 mit der schraubenförmigen Rille 40 in Eingriff tritt und die äußere Drahtlage 15 die schraubenförmige Kille 41 überlagert .

Ein 0-Ring 46 aus elastomerem Material wird um den Schlauchkörper 10 herum angeordnet, so daß er die Rille 44 zwischen den Vorsprängen 42, 43 überlagert. Eine Metallhülse 47 wird dann auf den Abschnitt des Schlauchkörpers 10 heruntergestaucht, der den Muffenabschnitt 21 überlagert, so daß der Schlauchkörper 10 und der 0-Ring 46 zwischen der Hülse 47 und dem Muffenabschnitt 21 zusammengepreßt werden.

Die gestauchte Hülse 47 überlagert die doppelte schraubenförmige Rille 40, 41, drückt die Windungen der Drahtlage 15 in Richtung auf die V/in düngen der Drahtlage 11, so daß die Schichten des Schlauchkörpers dazwischen zusammengedrückt werden, und erhöht das Spaririungsübertragungsvermögen zwischen den Schichten des Schlauchkörpers 10 und den Drahtlagen 11 und 15. Zur gleichen Zeit wird die Drahtlage 11 in die schraubenförmige Rille 40 gedrückt und die äußere Drahtlage 15 verformt

die darunter liegenden Schichten des Schlauchkörpers in die schraubenförmige Kille 41 hinein, so daß auf diese Weise der Schlauchkörper fest am Endfit ting 4 5 verankert wird.

Durch die Kompression des O-Kinges 46 durch die gestauchte Metallhülse 47 wird eine elastische Belastung ausgeübt, die den nicht armierten Endabschnitt des Schlauchkörpers 10 nach unten in die Rille 44 hinein verformt. Die auf diesen Abschnitt des Schlauchkörpers ausgeübte Belastung ist ausreichend groß, um die freiliegende Schicht aus dem polymeren Filmmaterial gegen die Vorsprünge 42, 43, die die Kanten der Kille 44 bilden, plastisch zu verformen und dadurch eine strömungsmittelundurchlässage Dichtung zu bilden. Die Elastizität des O-Kinges 46 stellt sicher, daß der Dichtungsbereich unter Kompression verbleibt und somit das Kriechproblem ausgeschaltet wird.

Es können verschiedene Abänderungen durchgeführt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Wie beispielsweise bei der Ausführungsform der Figur 2 gezeigt ist, muß die elastische Belastung nicht nur auf den Abschnitt des Schlauches aufgebracht werden, der mit dem Endfitting abgedichtet ist. Somit kann die bei der Ausführungsform der Figur 1 verwendete Hartgummihülse 26 durch eine geteilte starre Kunststoffhülse ersetzt werden, wobei um den abgedichteten Abschnitt des Schlauchkörpers herum ein elastischer O-King vorgesehen wird, um die elastische Belastung in diesem Bereich vorzusehen. Die elastische Belastung kann durch irgendwelche geeignete Einrichtungen ausgeübt werden, beispielsweise durch das vorstehend beschriebene elastomere Material oder durch Metallfedern, wobei letztere besonders geeignet sind für Anwendungsbereiche der Tieftemperaturtechnik.

Irgendeine geeignete Form einer radialen Klemmeinrichtung kann zur Befestigung des Schlauchkörpers am Endfitting Verwendung finden. Beispielsweise ein konisches Metallband oder eine gestauchte Hülse, wie vorstehend erwähnt, oder ein paralleles Metallband mit konischer Einführung, die eine innere Hülse der in Verbindung mit Figur 1 beschriebenen Ausführungsform zusammenpressen kann. Alternativ dazu können auch lösbare Klemmeinrichtungen Verwendung finden, beispielsweise einstellbare Metallstreifen oder eine Bolzenklemme, in der ein geteiltes Metallband mit Hilfe eines oder mehrerer Klemmbolzen zusammengeklemmt wird. Diese Kleinmeinrichtungen sind vorzugsweise derart, daß die Last, die auf den Schlauch aufgebracht wird, wenn die Klemmeinrichtung daran angebracht wird, aufrechterhalten wird, nachdem die Klemmeinrichtung befestigt worden ist.In den Fällen jedoch, in denen die Last über eine gestauchte Hülse aufgebracht wird, muß die beim Stauchen aufgebrachte Last über der für die Dichtungszwecke benötigten Belastung liegen, da die Hülse zurückfedert, wenn, die Stauchlast entfernt wird. Obwohl der Sicherungsring 24 eine bequeme Einrichtung zur Schaffung eines Anschlages für das Ende des Schlauchkörpers 10 ist, kann auch irgendeine andere geeignete Ausführungsform, beispielsweise ein einstückig mit dem Endfitting geformter Flanschabschnitt, für diesen Zweck Verwendung finden.

Erfindungsgemäß wird somit ein Endfitting für einen Schlauch einer mehrschichtigen Konstruktion beschrieben, der eine Vielzahl von getrennten Schichten aufweist, die um eine schraubenförmig gewickelte Trägerlage aus Draht herumgewickelt sind, wobei mindestens eine der Schichten aus einem polymeren Filmmaterial besteht und das Endfitting einen Muffenabschnitt aufweist, der in die Bohrung des Schlauches eingepaßt ist. Es sind Einrichtungen vorgesehen, um den Schlauch am Endfitting zu

verankern und um mindestens eine Schicht aus dem polymeren Material gegen den Muffenabschnitt plastisch zu verformen. Diese Einrichtungen umfassen radiale Klemmeinrichtungen, die denjenigen Abschnitt des Schlauches umgeben, der den Muffenabschnitt des Endfittings umgibt, und den Schlauch gegen·geeignete Gebilde am Muffenabschnitt klemmen. Zwischen den radialen Klemmeinrichtungen und dem Schlauch ist vorzugsweise elastisches Material vorgesehen, um eine elastische Belastung aufzubringen.

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Leerseite

Claims (16)

Patentansprüche

1. Endfitting für einen Schlauch einer mehrschichtigen Konstruktion mit einer Vielzahl von getrennten Schichten, die um eine schraubenförmig gewickelte Trägerlage aus Draht herumgewickelt sind, wobei mindestens eine der Schichten aus einem polymeren Filmmaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Endfitting (20; 45) einen Muffenabschnitt zum Eingriff mit der Bohrung des Schlauches (10), Einrichtungen (22, 26, 27; 40, 47) zur Verankerung des Schlauches (10) am Muffenabschnitt (21) und Einrichtungen (23, 26, 27; 42, 43, 44, 46, 47) zur plastischen Verformung von mindestens einer Schicht

(12) aus dem polymeren Filmmaterial des Schlauchkörpers auf den Muffenabschnitt (21),umfaßt, um eine strömungsmittelundurchlässige Dichtung herzustellen.

2. Endfitting nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gebilde (23; 44) am Muffenabschnitt (21)

des Endfittings (20; 45) vorgesehen ist, gegen das der Schlauchkörper durch radiale Klemmeinrichtungen (27; 47) zusammendrückbar ist, um die Schicht (12) aus dem polymeren Material plastisch zu verformen. 25

i.· 2 " —

3- Endfitting nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebilde am Muffenabschnitt (21) ein Umfangsvorsprung (23) ist.

4· Endfitting nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebilde am Muffenabsclmitt (2-1 ) eine Umfangsrille (44) ist.

5. Endfitting nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Wlaterial (26; 46) zwischen den radialen Klemmeinrichtungen (27, 47) und dem !.Jchlauchkörper angeordnet ist, um in dem zum Muffenabschnitt (21) abgedichteten Bereich eine elastische Belastung auf den Schlauchkörper aufzubringen.

6. Endfitting nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastomerer O-Ring (46) zwischen den radialen Klemmeinrichtungen (47) und dem Schlauchkörper angeordnet ist, so daß er die Umfangsrille (44) überlagert.

7. Endfitting nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß au Muffenabschnitt (21) eine schraubenförmige Rille (22; 40) vorgesehen ist und daß die radialen KIe.nmeinrichtungen (27; 47) so vorgesehen sind, daß sie den Draht der Trägerlage (11 ) des Schlauch..örpers in die Rille (22, 40) pressen, um den Schlauchkörper am Endfitting (20, 4-5) zu verankern.

8. Endfitting nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß d ·..e radialen Klemmeinrichtungen ein konisches Metallband (27) umfassen, das sich mit einem inneren Hülsenabschnitt (26) in Eingriff befindet, und daß das

Metallband (27) und die Hülse (26) so geformt sind, daß die entsprechende Klemmbelastung aufgebracht wird, wenn das Metallband (27) über die innere Hülse (26) gezogen wird. 5

9. Endfitting nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hülse (26) aus elastomerem Material besteht.

10. Endfitting nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hülse (26) die Form einer Spalthülse besitzt und aus starrem Material besteht und daß ein O-Ring aus elastomerem Material um den abgedichteten Abschnitt des Schlauchkörpers herum vorgesehen ist.

11. Endfitting nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (27) einen konischen Einführabschnitt und einen parallelen Klemmabschnitt besitzt.

12. Endfitting nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Metallbandes (27) mit größerem Durchmesser über ein Gebilde

(24) am Endfitting (20) gestaucht wird, um das Metallband zu fixieren.

13· Endfitting nach einem der Ansprüche 2 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Klemmeinrichtungen eine Metallhülse (47) umfassen, die nach unten auf den Schlauchkörper, der den Muffenabschnitt (21) des Endfittings (45) umgibt, gestaucht werden kann.

14. Endfitting nach einem der Ansprüche 2 bis 71 dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Klemmeinrichtungen (27, 47) lösbar sind.

15· Endfitting nach Anspruch 14, dadurch gekenn-

di θ
zeichnet, daß Klemmeinrichtungen (27, 47) Bolzenklemmen sind.

16. Endfitting nach einem der Ansprüche 2 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Klemmeinrichtungen (27; 47) so angeordnet sind, daß sie eine Belastung auf den Gchlauchkörper aufbringen, die mindestens der doppelten Fließgrenze des polymeren Filmmaterials (12) entspricht.

17· Endfitting nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Klemmeinrichtungen (27; 47) so angeordnet sind, daß sie eine Belastung auf den Schlauchkörper aufbringen, die der fünffachen Fließgrenze des polymeren Filmmaterials entspricht.