CZ134696A3 - Hose with at least one energy conductor relieved against tensile load - Google Patents

Description

Hadice s alespoň jedním vodičem energie odlehčeným proti zatížení v tahu

Oblast techniky

Vynález se týká hadice s alespoň jedním vodičem energie, zejména vodičem elektrického proudu, uspořádaným uvnitř ohebného hadicovitého pláště, který probíhá v podstatě rovnoběžně s uvedenou hadicí, vymezuje vodičový kanál a je po celé své délce pevně spojen se stěnou hadice.

Dosavadní stav techniky

Taková hadice je známa z patentového dokumentu US 4 368 348. Tato hadice se používá jako hadice k vysavači prachu. Trubkovitý plást vymezující vodičový kanál má menší průměr než je průměr.hadice a je stejně jako hadice rovněž vytvořen z umělé hmoty, přičemž tento plášt je uspořádán ve vyhloubení provedeném na vnější straně hadice a je s hadicí pevně spojen tepelným svařením. V plášti se nachází volně a v délce větší než je délka hadice vodič elektrického proudu se dvěma izolovanými žílami, které jsou na konci hadice připojeny k odpovídajícím elektrickým svorkám.

U takové hadice s vlastním vodičovým kanálem je důležité jednak nevystavovat hadici a v ní obsažené vodiče nebo prvky pro přenos energie škodlivému zatížení v tahu, přičemž však je třeba dbát toho, aby opatření vedoucí k odlehčení hadice a vodičů proti zatížení v tahu neměla za následek přílišné omezení ohebnosti hadice. Je zřejmé, že silnostěné, popřípadě tuhé provedení hadice bude mít za následek zhoršení ohebnosti hadice a to i v případě, kdy bude plášt vymezující vodičový kanál uspořádán nikoliv na vnější straně hadice, nýbrž na její vnitřní straně. Výše uvedená •známá hadice představuje pouze určitý kompromis mezi oběma uvedenými požadavky a tudíž má do značné míry omezenou ohebnost, přičemž k odlehčení elektrických vodičů u ní dochází jen v určité dosti omezené míře, a k odlehčení elektric kých vodičů proti zatížení v tahu zde napomáhá jejich mírně zvlněné uspořádání uvnitř vodičového kanálů a jejich délka, která je takto větší než délka hadice.

Vzhledem k výše uvedenému je cílem vynálezu zlepšit u výše popsané hadice odlehčení pláště vymezujícího vodičový kanál proti zatížení v tahu, aniž by to mělo nepříznivý dopad na výrobní náklady, ohebnost a manipulovatelnost uvedené hadice.

Podstata vynálezu

Výše uvedeného cíle je podle vynálezu dosaženo tím, že k plášti je přiřazen alespoň jeden odlehčovací prvek přejímací namáhání v tahu způsobené provozem hadice, který je po celé své délce mezi oběma konci hadice pevně spojen s pláštěm vymezujícím vodičový kanál nebo/a s hadicí.

Výhodná provedení vynálezu jsou zřejmá z podružných patentových nároků.

Jako odlehčovací prvky mohou být použity pásky nebo vlákna, například skleněný kord a aramidové nebo jiné vysoce pevné příze, které se vůči samotnému pouzdru neprotahují nebo téměř neprotahují a které takto přejímají namáhání v tahu a tím odlehčují pouzdro od tohoto namáhání, takže již může být upuštěno od silnostěnného, popřípadě tuhého provedení hadice a pouzdra vymezujícího vodičový kanál, aniž by zde existovalo riziko porušení nebo přerušení vodičů v důsledku působení tahových sil, které vznikají při použití hadice.

Vodič energie, popřípadě vodič elektrického proudu může být potom uložen v pouzdru axiálně v délce rovnající se délce hadice. Ohebnost hadice přitom není použitím uvedených odlehčovacích prvků sloužících výlučně k eliminaci tahových sil nikterak zhoršena. Kromě toho zvyšují tyto odlehčující prvky hmotnost hadice jen nepodstatnou měrou, takže i s hadicí podle vynálezu lze snadno a dobře manipulovat.

Pevné spojení odlehčovacího prvku s pláštěm vymezujícím vodičový kanál popřípadě s hadicí v podstatě v celé délce hadice představuje významný znak vynálezu. Kdyby byl totiž odlehčovaci prvek veden ve vodičovém kanálu jednoduše volně s tím, že byl upevněn pouze na svých koncích ke koncům hadice, potom by zde bylo·nezbytné provést nákladné a proti odtržení odolné upevnění odlehčovacího prvku, pro které by bylo v koncovkách hadice jen stěží dostatek místa. Kromě toho je takové spojení v případě použití kordových vláken obvykle spojeno s určitým poškozením kordových vláken, čímž je zeslabena odlehčovaci schopnost odlehčovacího prvku. Takové odlehčení je ostatně účinné také jen u dloužené hadice. Naproti tomu je uvedený popřípadě každý odlehčovaci prvek' integrován s hadicí takovým způsobem, že je zakotven v hadici po celé její délce. Tím se dosáhne podstatně lepšího přenosu síly, přičemž je možné také upustit od zakotvení odlehčovacího prvku v koncovkách hadice.

V rámci vynálezu přichází v úvahu komerčně dostupná provedení hadic, zahrnující profilované celoumělohmotné hadice nebo také umělohmotné vlnité hadice vyztužené spirálovým ocelovým vláknen. Tato hadice nemusí mít válcovitý tvar, nýbrž může být vytvořena také kónicky, aby se zabránilo ztrátám proudění. Účinek odlehčovacího prvku je dále zesílen v případě, kdy jscuhadice nebo/a plášt vymezující vodičový kanál opatřeny zesílením působícím proti axiálnímu prodloužení.

Možnost použití hadice podle vynálezu není omezena pouze na sací hadice (například hadice vysavačů prachu), nýbrž je možné použít hadici podle vynálezu také jako tlakovou hadici. Rovněž nepřichází v úvahu pouze použití, u kterých plní plást funkci ochranného obalu elektrického kabelu nebo vodiče světla, ale přichází rovněž v úvahu aplikace, u kterých samotný plást tvoří vodič energie a slouží jako hydraulické nebo pneumatické přenosové vedení nebo u kterých v plášti uspořádána dodatečná tlaková nebo sací vedení jako přenosové prvky. Kromě toho mohou být vně nebo uvnitř obvodu hadice uspořádány dva nebo více vodičových kanálů (plástů), které by pojaly jak elektrické, tak také hydraulické, pneumatické nebo jiné přenosové prvky. Tato mnohostranná možnost použití a již uvedená snadná manipulovatelnost otevírají hadici podle vynálezu všestranné použití v domácnosti a v průmyslu, jakož i všeobecně v oblasti strojírenství a například také v oblasti lékařské techniky.

V následující části popisu bude vynález blíže objasněn pomocí konkrétních příkladů jeho provedení, přičemž tyto příklady mají pouze ilustrační charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen definicí patentových nároků.

Stručný popis obrázků

Konkrétní příklady provedení vynálezu budou popisovány za pomoci připojených výkresů, na kterých obr.1 znázorňuje podélný řez vlnitou hadicí s vodičovým kanálem vymezeným pláštěm uloženým uvnitř hadice, obr.2 znázorňuje příčný řez vlnitou hadicí podle obr.1, obr.3 znázorňuje ve zvětšeném měřítku detail, který je na obr.2 vymezen kroužkem III a na kterém je zřetelně patrná vrstva lepidla spojující plást s vlnitou hadicí, přičemž ve vrstvě lepidla je zapouzdřen odlehčovací prvek, obr.4 znázorňuje odpovídající vyobrazení dalšího provedení s odlehčovacími prvky integrovanými s pláštěm vymezujícím vodičový kanál, obr.5 znázorňuje odpovídající vyobrazení ještě dalšího provedení s odlehčovacími prvky uspořádanými v pouzdru vymezujícím vodičový kanál, obr.7 znázorňuje podélný řez vlnité hadice s vodičovým kanálem uspořádaným na vnější straně pouzdra vymezujícího vodičový kanál, obr.8 znázorňuje příčný řez vlnitou hadicí podle obr.7, obr.9 znázorňuje ve zvětšeném měřítku detail, který je na obr.8 vymezen kroužkem IX a na kterém je opět patrná vrstva lepidla se zapouzdřeným odlehčovacím prvekem, obr.10 znázorňuje odpovídající vyobrazení dalšího provedení s odlehčovacími prvky integrovanými s pouzdrem vymezujícím vodičový kanál, obr.11 znázorňuje odpovídající vyobrazení ještě dalšího provedení s odlehčovacími prvky přilepenými k vnější straně pouzdra vymezujícího vodičový kanál, obr.12 znázorňuje odpovídající vyobrazení ještě dalšího provedení s odlehčovacími prvky uspořádanými uvnitř pláště vymezujícího vodičový kanál, obr.13 znázorňuje hadici v příčném řezu se dvěma plášti uspořádanými na vnější straně hadice, obr.14 znázorňuje hadici v příčném řezu se dvěma plášti uspořádanými na vnitřní straně hadice, obr.15 znázorňuje hadici v příčném řezu se třemi plášti uspořádanými na vnější straně hadice, a obr.16 znázorňuje hadici v příčném řezu se třemi plášti uspořádanými na vnitřní straně hadice.

Vlnitá hadice má hadicovou stěnu 2, která je tvořena za sebou uspořádanými hadicovými sektory 3, které se vzájemně přesahují. Vlnitá hadice jl_ je stabilizována spirálovým ocelovým vláknem, přičemž takto stabilizovaná hadice nikterak neztrácí na své ohebnosti. Vzhledem k tomu může tato hadice, která je normálně přímá, zaujímat v podélném směru zohýbanou formu, přičemž se hadicové sektory vůči sobe poněkud posouvají.

Vodorovně s osou vlnité hadice _1_ probíhá uvnitř této hadice ohebný hadicový plášt (5, které sahá od jednoho konce hadičce ke druhému a které obsahuje vodič 7_ energie, který je tvořen třemi kovovými žílami 8, 9 a 10 opatřenými ozolací 11 a který je uložen uvnitř vodičového kanálu 12 vymezeného pláštěm 6, jak je to patrné na obr. 3 až obr.6. Vně ležící žíly 8 a jý jsou uspořádány přitom po stranách střední žíly 9_, přičemž vzhledem k tomuto uspořádání má hadicový plášt j6 zploštělý oválný průřez, i když tento průřez může mít i jiný tvar, například kruhový.

Jedna z obou zploštělých obvodových stran pláště 6_ je napevno slepena s vnitřní stranou 13 hadicové stěny 2 vrstvou lepidle 1 4, přičemž je použito lepidlo, které je schopno lepit materiály, ze kterých jsou vyrobeny hadicová stěna 2 a plást 6. Těmito materiály jsou výhodně umělé hmoty, například polyurethan (PU), přičemž se v tomto konkrétním případě použije polyurethanové lepidlo. Vrstva lepidla 14 probíhá po celé délce hadice a spojuje plást jak s jedno- j;

tlivými závity spirálového ocelového vlákna 4, tak i s jed- ·' notlivými hadicovými sektory 1. Tím je plást 6 vymezující vodičový kanál 12 v celé délce hadice napevno spojen s hadicovou stěnou 2, i když je toto spojení přerušeno v oblastech nacházejících se bezprostředně vedle závitů spirálového ocelového vlákna 4^, což je způsobeno vlnitou formou vnitřní stěny 1 3, jak je to patrné z obr.1.

Charakteristickým znakem vynálezu je odlehčovací prvek 15, který je podle obr. 3 zapouzdřen ve vrstvě lepidla 14 a který probíhá od jednoho konce hadice ke druhému stejně jako vrstva lepidla 1 4. Tento odlehčovací prvek 15 eliminuje případně se vyskytující tahové síly a tím odlehčuje od tahového zatížení plást 6 a v něm uložený vodič 1_ energie.

Forma provedení podle obr.4 se liší od výše popsané formy provedení jen tím, že zahrnuje tři odlehčovací prvky 16, přičemž tyto odlehčovací prvky nejsou zapouzdřeny ve vrstvě lepidla 1 4, nýbrž jsou v určitých odvodových odstupech zabudovány do stěny pláště 17. Přitom nejsou uvedené odlehčovací prvky 16 uspořádány po obvodu plášt 17 pravidelně, nýbrž jsou uspořádány v obvodové části pláště 1 6, která je přilehlá k vrstvě lepidla 1 4. _{ j

Ve formě provedení podle obr.5 se nachází pět odlehčovacích prvků 1 8, které jsou uspořádány na vnější straně pláště 19 a které jsou k této vnější straně přilepeny. V tomto případě jsou odlehčovací prvky 18 rozmístěny po celém obvodu pláště 1 9, i když ne ve zcela přesných odstupech. U tohoto provedení je jeden z odlehčovacích prvků 18 rovněž za- 8..- ............. ... -. ... pouzdřen ve vrstvě lepidla 14.

Ve formě provedení podle obr.6 se nachází dva odlehčovací prvky 20, které probíhají uvnitř pláště 21 . Tyto * odlehčovací prvky 20 jsou uspořádány protilehle v místech, kde má oválný plást 21 největší zakřivení. Také v tomto případě jsou odlehčovací prvky 20 přilepeny k plášti 21.

r f Obr. 7 a obr. 8 zobrazuji vlnitou hadici 31 , která je podobná vlnité hadici z obr.1 a která má hadicovou stěnu ,32, která je tvořena hadicovými sektory 33 a která je stabilizována spirálovým ocelovým vláknem 21· Také v tomto případě je hadice 31 opatřena pláštěm 36 probíhajícím rovnoběžně s osou 35 hadice 31.a obsahujícím vodič 37 energie ve formě tří žil _3_8, 39 a 40, které jsou vždy opatřeny izolací 41 , přičemž tyto žíly 38, 39 a 40 probíhají uvnitř vodičového kanálu 42 vymezeného pláštěm 36.

_ίΛ. Na rozdíl od dříve popsaného provedení není však plášt uspořádán na vnitřní straně hadicové stěny 32, nýbrž je uspořádán na vnější straně 43 hadicové stěny 32, přičemž je s touto vnější stěnou spojen také vrstvou lepidla 44.

Toto vnější uspořádání pláště 36 platí pro všechny čtyři formy provedení zobrazené na obr.9 až obr.12, které jinak odpovídají, pokud jde o odlehčovací prvky a jejich uspořádání, přesně formám provedení zobrazených na obr.3 až obr.6.

_b Takto je na obr.9 pouze jeden odlehčovací prvek 45, , který je zapouzdřen ve vrstvě lepidla 44. Provedení podle . obr.10 má tři odlehčovací prvky, které jsou zabudované celistvě do pláště 47.· Provedení podle obr. 11 má pět odlehčovacích prvků 48, které jsou z vnějšku nalepeny na plášt 49, přičemž žádný z těchto odlehčovacích prvků 48 neprobíhá uvnitř vrstvy lepidla 44. Forma provedení podle obr. 12 má stějně jako forma provedení zobrazená na obr.6 dva odlehčovací prvky 50, které probíhají uvnitř pláště 51, přičemž tyto odlehčovací prvky 50 jsou rovněž přilepeny k vnitřní stěně pláště 51.

Jak je to zobrazeno, mají odlehčovací prvky 1 5, 16 _f.

a 18, jakož i 45, 46 a 48 tvar pásků, zatímco odlehčovací jý prvky 20 a 50 podle obr.6, popřípadě obr.12 mají kruhový příčný průřez. Jako tyto odlehčovací prvky mohou být například použita vlákna skleněného kordu. Tato vlákna skleněného kordu mají vysokou pevnost v tahu, která činí například alespoň 500 až 600 N. Odpovídající vlákna skleněného kordu nebo srovnatelné pásky mají za následek účinné odlehčení pláštů 6^, 1 7, 19 a 21 , popřípadě 36, 47, 49 a 5 1 , jakož i v nich uložených vodičů 1_ a 37 energie proti zatížení v tahu.

Schematické obr. 13 až obr. 16 ukazují,že se vynález týká i hadic se dvěma nebo více plášti vymezujícími vodičové. kanály, které mohou být uspořádány na vnitřní nebo/a vnější straně-hadice, přičemž jeden plášt, část pláštů nebo všechny pláště vymezující vodičové kanály jsou výše uvedeným způsobem odlehčeny proti zatížení v tahu pomocí alespoň jednoho odlehčovacího prvku (není znázorněn). Za účelem dosažení dostatečné ohebnosti hadice se doporučují uspořádání pláštů vymezujících vodičové kanály, která jsou zobrazena na obr.13 až obr.16, na kterých jsou ostatní detaily jednotlivých uspořádání vypuštěny.

Podle obr. 13 je hadice 60 opatřena dvěma plášti 61 a 62 s kruhovým příčným průřezem, které jsou uspořádány na ^! vnějším obvodu hadice 60 v těsném vzájemném spojení. Odpoví- 1 i

dajícím způsobem je hadice 65 na obr.14 opatřena dvěma plášti 66 a 67 s kruhovým příčným průřezem, které jsou uspořádány na vnitřní straně hadice 65 v těsném vzájemném styku.

Podle obr.15 a obr.16 jsou hadice 70 a 75 odpovídající hadicím z obr.13 a obr.14 opatřeny dvěma vně uspořádanými .a vzájemně přilehlými plášti 71 a 72, popřípadě dvěma uvnitř uspořádanými a vzájemně přilehlými plášti 76 a 77, přičemž však každá z hadic dodatečně obsahuje třetí plášt 73, popřípadě 78.Tyto třetí pláště však nepřiléhají k oběma výše uvedeným dvojicím pláštů 71 a 72, popřípadě 76 ^a 77, nýbrž jsou uspořádány na opačné straně hadice a jsou rovněž napevno spojeny s hadicí 70, popřípadě 75.

Claims (18)

1. PATENTOVÉ NÁROKY h

   '·

   1. Hadice s alespoň jedním vodičem (7,37) energie, zejména vodičem (8 až 10,38 až 40) elektrického proudu, uvnitř ohebného hadicovitého pláště (6,17,19,21,36,47,49,51), který probíhá v podstatě rovnoběžně s osou (5,35) hadice, vymezuje vodičový kanál (12,42) a je po celé délce napevno spojen s hadicovou stěnou (2,32), vyznačená tím , že k plášti (6,17,10,21,36,47,49,51) je přiřazen alespoň jeden odlehčovací prvek (15,16,18,20,45,46,48,50) přejímající tahové zatížení způsobené provozem hadice, který je po celé své délce mezi oběma konci hadice napevno spojen s pláštěm (6,17,19,21,36,47,49,51) nebo/a hadicí (1,31).
2. 2. Hadice podle nároku 1,vyznačená tím, že odlehčovací prvek, popřípadě každý odlehčovací prvek (15,

   45) je zapouzdřen ve spojovací vrstvě, zejména ve vrstvě lepidla (14,44), která vzájemně spojuje obvodovou oblast hadice (1,31) s pláštěm (6,36.
3. 3. Hadice podle nároku 1,vyznačená tím, že odlehčovací prvek, popřípadě každý odlehčovací prvek (16,46) je celistvě zabudován do pláště (17,47).
4. 4. Hadice podle nároku 1,vyznačená tím, že odlehčovací prvek, popřípadě každý odlehčovací prvek (18,48) je uspořádán na vnější straně stěny pláště (19,49).
5. 5.

   Hadice podle nároku 1,vyznačená tím, že ř« &.

   ?

   F odlehčovací prvek, popřípadě každý odlehčovací prvek (20,50) je uspořádán na vnitřní straně stěny pláště (21,51).
6. 6. Hadice podle některého z nároků 3 až 5 se dvěma nebo více odlehčovacími prvky (16,18,20,46,48,50), v y z n a č en á t í m, že odlehčovací prvky (16,28,20,46,48,50) jsou v plášti, popřípadě na plášti (17,19,21,47,49,51) uspořádaný v obvodových rozestupech.
7. 7. Hadice podle některého z nároků 1 až 6, vyznačená t í m , že plášt (6,17,19,21) je napevno spojen s vnitř_rní stěnou (13) hadice (1).
8. 8. Hadice podle některého z nároků 1 až 6, vyznačená t i m , že plášt (36,47,49,51) je napevno spojen s vnější stranou (43) hadice (31).
9. 9. Hadice podle některého z nároků 1 až 8,vyznačená t í m, že odlehčovací prvek, popřípadě každý odlehčovací prvek (15,16,18,20,45,46,48,50) je tvořen axiálně probíhajícím páskem nebo vláknem, zejména vláknem skleněného kordu.
10. 10. Hadice podle některého z nároků 1 až 9, vyznač en á t í m, že hadice (1,31) nebo/a plášt (6,17,19,21,47, 49,51) jsou opatřeny dalším zesílením bránícím axiálnímu prodloužení, zejména vyztužovacími vlákny nebo pletenou vložkou.
11. 11. Hadice podle některého z nároků 1 až 10, v y z n a č en á t í m, že je provedena jako vlnitá hadice (1,31) se

    1 3 spirálovým ocelovým vláknem (4,34).
12. 12. Hadice podle některého z nároků 1 až 11, vyznačená tím, že hadicová stěna (2,32) a plást (6,17,19,21,

    36,47,49,51) jsou vytvořeny z umělé hmoty.
13. 13. Hadice podle nároku 12,vyznačená tím, že že hadicová stěna (2,32) a plást (6,17,19,21,36,47,49,51) jsou vzájemně spojeny tepelným svařením nebo/a slepením.
14. 14. Hadice podle některého z nároků 1 až 13, vyznačená t i m , že jako vodič (7,37) energie obsahuje alespoň jeden vodič (8 až 10,38 až 40) elektrického proudu, který volně probíhá pláštěm (6,17,19,21,36,47,49,51).
15. 15. Hadice podle některého z nároků 1 až 14, vyznačený t i m , že zahrnuje dva nebo více vodičových kanálů s vlastními plášti (61,62,66,67,71,72,73,76,77,78).
16. 16. Hadice podle nároku 15 se dvěma plášti (61,62,66,67), vyznačená tím, že oba pláště (61,62,66,67) jsou uspořádány vedle sebe bez rozestupu a jsou napevno spojeny s hadicí (60,65).

    í * ř
17. 17. Hadice podle nároku 15 se třemi plášti (71,72,73,76,

    77,78), vyznačená tím, že dva pláště (71,72,76,77) jsou uspořádány vedle sebe bez rozestupu a třetí plášt (73,78) je uspořádán na opačné straně obvodu hadice (70,75), přičemž tyto pláště jsou napevno spojeny s hadicí.
18. 18. Hadice podle nároku 16 nebo 17, vyznačen tím, že pláště (61,62,66,67,71,72,76,77) uspořádané sebe bez rozestupu jsou také vzájemně napevno spojeny.

    z a

    vedle