柔性塑料软管及其制造方法
【专利摘要】一种柔性塑料软管，该柔性塑料软管包括由成螺旋形缠绕的型材的多个横向连接的缠绕部制成的柔性壁，其中所述型材的所述缠绕部借助焊缝彼此附接，其中，所述型材包括具有用于为所述软管提供柔性的预定特性的腹板部（7），并且所述型材在两侧以竖立部（61，81）终止于两侧。所述焊缝位于相邻的缠绕部的所述竖立部（61，81）之间，并且与这些竖立部一起形成所述软管的所述柔性壁上的螺旋形的加强肋，该加强肋具有用于为软管提供毂强度的预定特性。
【专利说明】柔性塑料软管及其制造方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据第一独立权利要求的前序部分所述的柔性塑料软管。
[0002]本发明还涉及一种根据第二独立权利要求的前序部分所述的制造该柔性塑料软管的方法。
【背景技术】
[0003]US 3，910，808描述了一种用于将挤压型材缠绕到可以用于医疗应用的柔性软管上的方法。
[0004]US 4，375，381描述了一种方法，其中，U形型材被卷起。该U形型材被成螺旋形地焊接至第二热挤压型材，该第二热挤压型材定位于两个平行的型材缠绕部的竖立腿部的端部的顶部上。[0005]这些方法所具有的最重要的缺点在于，这些型材需要在受热时被缠绕，这使得轴向生产率相当低(达到lm/min至1.5m/min)。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种能够以更高的生产率生产的软管。
[0007]该目的能够根据本发明借助示出的第一独立权利要求的所有特征的软管来达到。
[0008]本发明的目的还在于提供一种用于借助成螺旋形地缠绕型材来制造该软管的方法，通过该方法能够得到较高的生产率。
[0009]该目标能够根据本发明通过示出的第二独立权利要求的所有步骤的方法来达到。
[0010]本发明涉及一种柔性塑料软管，该柔性塑料软管包括柔性壁,该柔性壁由成螺旋形缠绕的型材的多个横向连接的缠绕部制成，其中所述型材的所述缠绕部借助焊缝彼此附接，其中，所述型材包括具有用于为所述软管提供柔性的预定特性的腹板部，并且所述型材在两侧以竖立部终止。所述焊缝位于相邻的缠绕部的所述竖立部之间，并且与这些竖立部一起形成所述软管的所述柔性壁上的螺旋形的加强肋，该加强肋具有用于为所述软管提供给定的毂强度的预定特性。这意味着，该肋部确保了在软管被弯曲时，该肋部不会变弯曲，并且在被压缩时，该软管将在不存在压缩力的情况下返回至其原始形状。
[0011]已知具有与肋部交替的腹板部的类型的软管，以及已知腹板部和肋部需要具有以便获得所期望的柔性和毂强度的预定特性。因此，这些预定特性在这里不需要进一步的解释。
[0012]通过根据本发明的软管，可以获得较高的生产率，这是因为挤压型材能够在螺旋形缠绕之前被冷却，并且因此，在为形成软管的柔性壁而螺旋形缠绕型材期间或之后不需要额外的冷却。热焊接材料将被放置在相邻型材的竖立部之间。该竖立部沿着焊缝移动，因此不会与生产设备的工具接触。因此，能够获得例如5m/min的轴向生产率。此外，结果证明是，根据本发明的软管的型材显示出令人吃惊的效果，即，软管能够以比现有技术型材更小的内径(例如19mm或更小)来生产。[0013]而且，结果证明是，根据本发明的软管的型材显示出令人吃惊的效果，S卩，软管的总重量能够被减小。
[0014]而且，通过根据本发明的软管的型材可以制造其内部大致平滑的软管，也就是说，几乎没有在软管被弯曲或被拉伸时将打开并且其中能够积聚通过软管运输的介质的污垢的脊部或凹槽。
[0015]在根据本发明的软管的优选实施方式中，型材的位于一侧或两侧上的竖立部设置有水平腿部，该水平腿部与腹板部成一直线沿相邻缠绕部的方向延伸。这些水平腿部形成间隔件，该间隔件形成竖立部之间的良好限定的区域，该区域设置用于结合焊缝。
[0016]在根据本发明的软管的优选实施方式中，竖立部在顶部朝着彼此折叠，使得它们基本上完全包围焊缝。优选地，竖立部的折叠发生在施加焊接材料之后的生产过程中。然而，竖立部还能够以这种方式形成在挤压步骤中。
[0017]在根据本发明的软管的优选实施方式中，竖立部包括指向相邻缠绕部的突出部，使得这些突出部重叠。这些突出部确保了焊接材料和型材缠绕部之间的较大的接触面积，使得两个相邻缠绕部的连接能够借助焊缝被加强。
[0018]在本发明的优选实施方式中，一个或更多个电导体/电缆被结合到肋部(在竖立部分中，在焊缝中或在竖立部和焊缝之间)和/或腹板部中。这些可以是电热丝，也可以是通信线，温度敏感线，信号线等。
[0019]根据本发明的技术的优点之一在于，更简单地将这样的导体/电缆结合到腹板部中。根据现有技术的当前的生产方法使用热缠绕型材。然而，当这些在很热的同时被成螺旋形地缠绕时，相当难以检查和保证导体/电缆在被加热的腹板部中的位置。因此，腹板部的塑料材料处于半流体阶段并且具有较小强度来将线保持就位。
[0020]根据本发明，型材能够在挤压后被冷却至所使用的塑料材料的软化温度以下的温度。因此例如可以以直的方式挤压型材，而没有在水箱内弯曲该型材。具有电(或其他)线的腹板部接着将被冷却并且将腹板中的线固定在特定的位置中。只有当型材被充分地冷却(例如最高60°C，取决于塑料材料)并且线被固定在腹板部中时，型材才将被成螺旋形地缠绕。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本发明现在应借助下述描述以及附加的附图更详细地进行解释。
[0022]图1和图2示出根据现有技术的软管的一部分的横截面。
[0023]图3和图4示出根据本发明的第一优选实施方式的软管的一部分的横截面。
[0024]图5和图6示出根据本发明的第二优选实施方式的软管的一部分的横截面。
[0025]图7至图17示出根据本发明的另选实施方式的软管的一部分的横截面。
【具体实施方式】
[0026]以下，本发明将借助【具体实施方式】并参照一些附图进行描述，然而本发明不限于此并且将仅由权利要求限定。这里所提供的附图仅仅是示意图，并且不是限制的。在附图中，某些部分的尺寸不放大显示，这意味着所涉及的部分未按比例绘制，并且只是出于说明目的。相关尺寸中的尺寸不是必须与本发明的实际的实施方式对应。[0027]此外，某些术语，诸如“第一”、“第二”、“第三”等将在说明书和权利要求中使用，以对相似的元件加以区别，并且未必意思是表明顺序或时间顺序。因此所述术语能够在适当条件下互换，并且本发明的实施方式可以以不同于在此所示出或描述的顺序的其他顺序进行工作。
[0028]此外，说明书或权利要求中的诸如“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等术语用于描述性目的，并且未必表明相对位置。因此，所使用的所述术语在适当条件下能够互换，并且本发明的实施方式可以以不同于在此所描述的或所示出的取向的取向进行工作。
[0029]术语“包括”以及衍生术语，在其被用于权利要求中时，不应被解释为限于此后提到的装置；该术语不排除其他元件或步骤。该术语应该被解释为所提到的特性、整数、步骤或所涉及到的部件的说明，而不排除附加特性、整数、步骤或部件，或其组的存在或添加。诸如“包括装置A和B的设备”的表达的范围因此不仅限于仅包括部件A和部件B的设备。另一方面，意味着，只要本发明所涉及的，唯一相关的部件是A和B。
[0030]图1和图2分别示出了根据现有技术的软管的挤压塑料型材和两个相邻缠绕部的横截面。该挤压型材包括竖立部1，平腹板部2和倒U形部3，该U形部形成软管的肋部。在该传统的实施方式中，焊缝4被施加在竖立部1、悬挂部5和肋部3之间。
[0031]图3和图4分别示出了根据本发明的第一实施方式的软管的挤压塑料材料型材和两个相邻缠绕部的横截面。该挤压型材包括位于两侧的倒T形部6、8，以及位于中间的平腹板部7。倒T形部6、8示出了竖立部61、81以及与腹板部7成一直线的水平腿部62、82。相邻缠绕部的这些水平腿部62、82相互面对并且因此在竖立部61、81之间形成距离，从而形成基本上由焊接材料9完全填充的空间。焊接材料9因此几乎完全位于竖立部61、81之间。竖立部61、81与焊缝9 一起形成具有沿着软管的螺旋形路线的加强肋。
[0032]图3和图4的软管通过以下步骤连续地制造:挤压型材，冷却型材，缠绕被冷却的型材以获得组成软管的外部的相邻缠绕部，以及在竖立部之间施加焊接材料。焊接材料被加热至高于软化温度(半流体阶段)的温度，例如150°C至270°C，视所使用的塑料材料而定。
[0033]图5和图6分别示出了根据本发明的第二实施方式的软管的挤压塑料型材和两个相邻缠绕部的横截面。该挤压型材相当于图3和图4的挤压型材，并且包括在中间具有腹板部17的两个倒T形部16、18。相邻缠绕部的倒T形部16、18在顶部朝着彼此折叠，使得它们基本上完全包围焊接材料19。以这种方式，获得看起来在外部很好地完成的软管。折叠可以在将焊接材料19施加在竖立部16、18之间之后进行。另一方面，该型材还可以被挤压成这种形状，即，当将型材插入缠绕装置中时，用于施加焊接的焊针于是将被定位在悬挂部的表面下方。
[0034]根据图7的实施方式基本上相当于图5和图6的实施方式。区别在于，倒T形部16,18包括两个电导体20、21。
[0035]根据图8的实施方式基本上相当于图7的实施方式。区别在于，电导体22、23被结合在腹板部17中。
[0036]在根据图9的实施方式中，两个电导体24、25被结合在焊接材料19中。
[0037]在另选的实施方式中，导体还可以被安装在竖立部和焊缝之间。
[0038]在图10和图11的实施方式中，位于腹板部27的两侧的竖立部26、28包括指向相邻缠绕部的突出部29、30，并且使得这些突出部29、30彼此重叠。这些突出部确保了在焊接材料31和型材缠绕部的竖立部26、28之间的较大的接触面积，使得两个相邻缠绕部的粘附借助焊缝31能够被加强。
[0039]在图12和图13的实施方式中，挤压型材相当于图5和图6的挤压型材，并且包括其中间具有腹板部33的两个倒T形部32、34。相邻缠绕部的倒T形部32、34在顶部朝着彼此折叠并且彼此重叠，使得焊接材料35被完全包围。正因如此，提供了看起来在外部很好地完成的软管。折叠可以在将焊接材料35施加在竖立部32、34之间之后进行。另一方面，该型材还可以被挤压成这种形状，即，其中当将型材插入缠绕装置中时，用于施加焊接的焊针于是将被定位在悬挂部的表面下方。
[0040]在图14的实施方式中，腹板部36示出了可展开部，该可展开部被设置成在轴向张力施加到软管上时被展开，以提供软管的延长部。
[0041]在图15和图16的实施方式中，腹板部37、38示出了分别指向内或指向外的可折叠部，该可折叠部能在两个稳定位置之间移动:折叠位置(如图15和16所示的)和延伸位置(未示出)。这种具有两个稳定位置的折叠部从麦杆的铰接部已知，但也能够应用于这种类型的软管。
[0042]在所有示出的本发明的实施方式中，肋部具有用于为软管提供一定的毂强度而预定的预定特性，更具体地材料和强度的选择。
[0043]在所有示出的本发明的实施方式中，腹板部具有用于为软管提供一定的柔性而预定的预定特性，更具体地材料和壁厚的选择。
[0044]用于腹板部的材料可以是:PE、PP、PVC、聚酯、PU、或其他已知的塑料材料。
[0045]用于型材的竖立部的材料可以是:PE、PP、聚酯、PU、或其他已知的塑料材料。
[0046]焊接材料需要与用于U形型材的竖立腿部的材料相容。因此焊缝能够例如包括相同材料的涂层。
[0047]在上文中，为了简化，基于被成螺旋形缠绕的单个型材例示了本发明。还可以根据本发明将一个以上型材彼此紧挨着缠绕，以便获得具有多个缠绕节距的根据本发明的软管，其中相邻型材不一定需要具有关于其横截面的相同的形状。在后一种情况中，每个型材都能够被分别地焊接，或者多个型材能够作为整体被挤压。以这种方式，例如对具有三个型材的节距的软管可能的是:三个型材与三个不同的焊缝连接。但是，还可以将所有三个不同的型材挤压为一个型材，并且将该型材与一个焊缝连接。
[0048]在上文，根据本发明的型材的焊接被描述成通过对焊接材料进行挤压的焊接。然而，还可以借助另一种方法(例如，热空气，激光，红外辐射，…)将型材相互连接。
[0049]在根据本发明的另外的实施方式中，可以将电导体/电缆埋设在腹板部或肋部中，该电导体/电缆连接至传感器，该传感器例如位于在软管的一端部处的耦合元件附近，并且该传感器设置用于测量例如通过软管运输的介质的温度、湿度、或其他参数。
[0050]在根据本发明的实施方式中，可以在柔性壁(由连接的型材形成)的内部设置管件，该管件沿软管的纵向方向延伸，并且设置用于运输第二介质，或用于吸收应力解除，或用于结合电导体/电缆，或用于其他目的。
[0051 ] 在根据本发明的实施方式中，可以在柔性壁(由连接的型材形成)的内部设置电导体/电缆，例如具有螺旋形构造路线的电阻丝以加热软管内部的介质。
[0052]在根据本发明的实施方式中，可以在柔性壁(由连接的型材形成)的外部设置电线或电缆(例如电导体/电缆，信号线或其它)，该电线或电缆借助护套在柔性壁周围被保持就位，该护套例如借助挤压施加在外部周围。
[0053]在图17的实施方式中，用于制造软管的型材以不同的方式得到。软管包括腹板部47，焊接材料49，以及位于型材的端部的竖立部48。
[0054]与在此提到的所有其他实施方式的情况相同，型材通过两种材料47和46、48 (或更多)的共挤压来制造。在另选的实施方式中，可以由相同的材料制造腹板部以及竖立部。
[0055]在这些实施方式中，相邻缠绕部的腹板部47彼此接触或部分接触。由竖立部46和48以及施加在竖立部46和48之间的焊接材料49形成的加强肋将被大致放置在腹板部47的顶部上。焊接材料49能够如所示出的被完全施加在竖立部46、48之间，并且还可以被施加在腹板部47之间，但是在另选的实施方式中，例如只施加在竖立部46、48的在顶部和底部处相互面对的部分之间，从而形成中空的肋部。
[0056]这种在腹板部的顶部上具有肋部的构造的优点在于，可以获得具有较平滑的内部的软管。此外，在腹板部由传导性材料制造并且相邻的腹板部横向地彼此接触的情况中，与腹板部彼此不接触的情况(在该情况下，电流的传导成螺旋形地发生，使得传导轨迹的长度和总电阻与缠绕部的周长和数量成比例地增加)相比，可以获得软管的提高的电导率。
[0057]如同其他在此所描述的实施方式一样，电线能够在不同的指定位置处被结合在该型材中，或者在该型材中能够设置有有中空的空间。也能够设置加强线(例如由金属或硬塑料材料制成的加强线，诸如在可伸长软管的情况中)来代替电线。
[0058]腹板部47能够由例如TPE材料生产。肋部(竖立部46、48和焊接材料49)能够例如由PP材料生产。然而，材料的多种其他组合也是可行的。腹板部和肋部可以具有不同的形状。腹板部和肋部的尺寸能够被改变并且适于为软管提供一定的特性:更柔软的软管，更刚硬的软管，每单位长度或多或少的圈数，预定的毂强度等。
【权利要求】
1.一种柔性塑料软管，该柔性塑料软管包括由成螺旋形缠绕的型材的多个横向连接的缠绕部制成的柔性壁，其中所述型材的所述缠绕部借助焊缝(9 ；19 ；31 ；35 ；49)彼此附接，所述型材包括具有用于为所述软管提供柔性的预定特性的腹板部(7; 17; 27; 33; 47)，并且所述型材在两侧以竖立部(6,8 ;16，18 ;26，28 ;32，34 ;46，48)终止，所述软管的特征在于，所述焊缝位于相邻的缠绕部的所述竖立部之间，并且与这些竖立部一起形成所述软管的所述柔性壁上的螺旋形的加强肋，该加强肋具有用于为所述软管提供毂强度的预定特性。
2.根据权利要求1所述的柔性塑料软管，其特征在于，所述竖立部出，8;16，18;26，28 ;32，34)在所述型材的至少一侧设置有水平腿部(62，82)，该水平腿部与所述腹板部成一直线地沿相邻的所述缠绕部的方向延伸。
3.根据权利要求1或2所述的柔性塑料软管，其特征在于，所述竖立部(26，28)包括指向相邻的所述缠绕部的突出部(29，30)，并且使得这些突出部彼此重叠。
4.根据前述权利要求中任一项所述的柔性塑料软管，其特征在于，相邻的所述缠绕部的所述竖立部(16，18)在顶部朝着彼此折叠，并且基本上完全包围所述焊缝(19)。
5.根据权利要求4所述的柔性塑料软管，其特征在于，相邻的所述缠绕部的所述竖立部(32，34)在顶部彼此重叠。
6.根据前述权利要求中任一项所述的柔性塑料软管，其特征在于，所述型材基本上是U形的。
7.根据前述权利要求中任一项所述的柔性塑料软管，其特征在于，所述型材的所述竖立部具有倒T形形状。
8.根据前述权利要求中任一项所述的柔性塑料软管，其特征在于，所述型材是对称的。
9.根据前述权利 要求中任一项所述的柔性塑料软管，其特征在于，所述柔性壁的内径为 10mm 至 1 Qmnin
10.根据前述权利要求中任一项所述的柔性塑料软管，其特征在于，一个或更多电导体或电缆(20，21，24，25)被埋设在所述加强肋中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的柔性塑料软管，其特征在于，一个或更多电导体或电缆(22，23)被埋设在所述腹板部中。
12.根据前述权利要求中任一项所述的柔性塑料软管，其特征在于，所述腹板部包括可展开部(36)，该可展开部设置成在轴向张力施加到所述软管上时被展开，以便提供所述软管的延长部。
13.根据前述权利要求中任一项所述的柔性塑料软管，其特征在于，所述腹板部包括可折叠部(37，38)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的柔性塑料软管，其特征在于，所述竖立部和所述焊缝由相各的材料制造。
15.根据前述权利要求中任一项所述的柔性塑料软管，其特征在于，所述竖立部分和所述焊缝由相同的材料制造。
16.根据前述权利要求中任一项所述的柔性塑料软管，其特征在于，所述软管的相邻的缠绕部的所述腹板部横向地彼此接触。
17.根据权利要求16所述的柔性塑料软管，其特征在于，所述腹板部由传导性材料制造。
18.一种用于制造柔性塑料软管的方法，该方法包括以下步骤: 挤压包含腹板部的塑料型材，所述腹板部具有用于为软管提供柔性的预定特性，并且该型材在两侧终止于竖立部， 成螺旋形地缠绕所述型材，其中所述型材的缠绕部借助焊缝彼此附接，用于形成所述软管的柔性壁， 所述方法的特征在于， 所述焊缝被施加在所述型材的相邻的缠绕部的所述竖立部之间，使得所述焊缝与所述竖立部一起在所述软管的所述柔性壁上形成螺旋形的加强肋，该加强肋具有用于为所述软管提供毂强度的预定特性。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在挤压步骤和成螺旋形地缠绕步骤之间冷却所述型材。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述型材在水箱中被冷却。
21.根据权利要求18至20中的任一项所述的方法，其特征在于，所述型材在高于塑料材料或制成所述型材的材料的熔化温度的温度下被挤压，并且在成螺旋形地缠绕所述型材之前，所述型材被冷却至所述·塑料材料或制成所述型材的材料的软化温度以下的温度。
【文档编号】B29C53/78GK103547436SQ201280024510
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年5月23日 优先权日:2011年5月23日
【发明者】D·狄尔斯, M·克尔霍夫斯 申请人:柔性塑料集团