CN107408801A - 用于包封线缆的塑料波纹管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于包封线缆的由柔性塑料材料制成的波纹管，波纹管具有在其轴向长度上分布的连续交替的沿着周向延伸的波纹峰(2)和波纹谷(3)，其中当观察垂直于波纹管(1)的长度方向轴线的截面时，波纹峰(2)沿着其外周均具有波纹(4)，沿着各波纹峰(2)的周向，波纹形成有交替的径向突出区域和径向凹陷区域。波纹管具有在周向上彼此相邻且在其长度上轴向地延伸的壁部(5，6)，壁部中的一者(6)形成波纹(4)中的径向突出区域，另一者(5)形成径向凹陷区域。所述壁部(5，6)由不同硬度的材料沿周向交替地构成。

Description

用于包封线缆的塑料波纹管

技术领域

本发明涉及由柔性塑料材料制成的用于包封线缆的波纹管，该波纹管具有在其轴向长度上以交替连续的方式分布的沿着周向延伸的峰和谷。

背景技术

这种类型的波纹管用在各种应用领域中，例如用在机动车产业中，其中线缆或绝缘线束、绳缆等收纳在波纹管的内部并通过使波纹管围绕它们而使其免受不期望的外部影响。

在关注该波纹管的移动应用的应用领域的情况下，诸如在当线缆沿着机器人臂铺设时的机器人技术中，或者在接头游隙(joint play)连续地作用于铺设好的波纹管的母线接头的情况下，存在所使用的波纹管一方面必须具有大的柔性、另一方面必须具有高的耐磨性的要求。然而，对用于波纹管的材料存在相互矛盾的要求。具有高柔性的材料通常具有高的粘附性，结果，具有差的耐磨性，而具有高耐磨性的材料通常具有低的摩擦性和相对高的硬度。这些困难意味着这样的应用领域一般要求对待使用在这里的波纹管使用多部分(multi-part)解决方案。

发明内容

从该点出发，本发明基于提供改进的波纹管的目的，特别是提出用于由塑料制成的柔性波纹管的结构的目的，该柔性波纹管不具有多部分构造，并且在使用时以特别有效的方式完全满足上述高柔性要求，同时完全满足良好耐磨性要求。

因此，在介绍中所提及类型的波纹管的情况下，获得了：当观察垂直于波纹管的长度方向轴线的截面时，峰沿着其外周均设置有沿着周向延伸的波纹，沿着各峰的周向，波纹交替地形成有径向突出区域和径向凹陷区域，波纹管包括在周向上彼此相邻地配置且在管的长度上轴向地延伸的壁部，壁部中的一者形成波纹中的径向突出区域，另一者形成各径向凹陷区域，这些壁部由不同硬度的材料沿周向交替地构成。

因而，提供了一种波纹管，其具有比波纹管的其它部分硬或软的外承载面或多个外承载点，以便无论波纹管是否具有高弹性，均实现了较高的耐磨性(硬承载面)，或者无论波纹管是否具有较高的刚性，均实现了较好的粘附性(软承载面)。

根据一个实施方式，提供：形成径向突出区域的壁部均由比形成径向凹陷区域的作为另一者的壁部的材料硬的材料制成。

根据进一步实施方式，壁部在周向上彼此平行地布置。

因此，在波纹管的情况下，优选使用具有硬度不同的两种材料的构造，其中在使用时，具有较低硬度的材料决定波纹管的柔性，具有较大硬度的材料决定波纹管的耐磨性。在上下文中，优选以如下方式设计波纹管的基本构造：在安装好且布置好的状态，仅由较硬材料形成的那些壁部与波纹管被布置于的可动摩擦相对部(counterpart)摩擦接触，具有较硬材料的那些壁部在波纹管的外周上形成为径向突出且轴向延伸的长度方向部分，由于其径向突出，长度方向部分形成与对应的相对面(counter surface)摩擦接触。

然而，相比之下，波纹管的径向向内偏移的另一种壁部因该偏移而不与摩擦配合部抵接，使得归因于另一种壁部的较低硬度的材料，另一种壁部优选起到使波纹管具有良好柔性的作用，而无摩擦作用并且不产生磨耗。

归因于在波纹管的情况下，优选不同的材料一方面对耐磨性的功能负责、另一方面对柔性负责的事实，通过选择适当的材料来设计波纹管的对应壁部，使得所提及的材料以精确有针对性的方式满足所述耐磨性或柔性要求，而不必顾及各个其它要求。

由于不仅优选在波纹管的外周作出在管的长度方向上交替的周向的峰和谷这样的设置，而且当沿各峰的周向观察时，还优选在波纹管的外周同样形成周向的波纹，这意味着，沿着周向的峰的外周，在具有较硬材料的两个相继壁部之间始终存在具有较软材料的中间径向凹陷壁区域，中间径向凹陷壁区域提供非常良好的柔性，特别地，中间径向凹陷壁区域不仅在波纹管的轴向上提供非常良好的柔性，而且还在波纹管的周向上提供非常良好的柔性。

在许多应用中，已经证明如果较软材料为肖氏A硬度在从10至70的范围的塑料和/或，还优选地，较硬材料为肖氏D硬度在从40至90的范围的塑料，则是特别有利的。

优选地，较硬材料为适当的聚丙烯(PE)或聚酰胺，较软材料为热塑性弹性体(TPE)。

有利的实施方式还包括：波纹管的壁部均局部地形成波纹管的径向上的整个壁厚。

然而，在不同但仍有利的实施方式中，还能够提供：由较硬材料制成的壁部均仅在波纹管的壁厚的一部分上沿波纹管的径向延伸，而波纹管的其余部分由较软材料制成。在这种情况下，当沿较硬材料形成的壁部的周向观察时，该壁部中的较硬材料还能够以不同的径向程度延伸到波纹管的壁厚，但是较硬材料在该壁部的宽度方向上的中间部分最远地延伸到波纹管的壁厚。

特别地，能够根据特定应用的要求选择在波纹管的外周上分布的由较软材料制成的壁部和较硬材料制成的壁部的数量。特别是对于分别为12个或16个的这两种材料的壁部，已经证明是非常有利的，并且非常适于许多应用。

波纹管的进一步有利实施方式包括：当沿波纹管的轴向观察时，峰的沿着周向延伸的波纹中的、由较硬材料制成的壁部的径向突出区域具有比由较软材料制成的邻接壁部的宽度大的宽度。这允许建立特别大的、局部作用的摩擦面，其结果是，在摩擦的情况下，减小了彼此摩擦抵靠的表面上的压缩载荷，结果还能够减轻所产生的磨耗。

优选地，当沿周向观察时，由较硬材料制成的壁部的在峰的沿着周向延伸的波纹中径向突出的那些区域在靠近由较软材料制成的相邻壁部的两侧处，分别经由径向指向的轴向缩进量连接到由较软材料制成的相邻壁部的相面对的侧面，由此具有较硬材料的区域的波纹宽度大于由较软材料制成的相邻壁部的区域的波纹宽度。已经发现，在许多情况下，推荐两区域之间的轴向缩进量为大约0.5mm。

该波纹管避免了之前已经被证明特别是在移动应用中所必须的多部分结构的必要性。另外，该波纹管还具有相对简单的设计，并且能够通过共挤出以已知的挤出技术容易地制造。在该工艺中，从主挤出机挤出软材料，从副挤出机挤出较硬材料。将来自主挤出机的软材料的熔融物供给到鱼雷头，在鱼雷头处，该熔融物环状地扩展，盘状分配器介于鱼雷头与喷嘴之间，副挤出机将较硬材料的熔融物引入该分配器。盘状分配器然后经由各个出口将硬材料的熔融物引入较软材料的经过流，在引入期间使较软材料局部移位。在较软材料中，能够通过较硬材料的温度和压力来控制较硬材料的径向穿过深度。制得了具有较硬材料制的轴向条的波纹管的坯体，然后能够将坯体供给到用于形成波纹管的最终形状的下游波纹器。在穿过波纹器之后，波纹管具有较硬材料制的带波纹的轴向条和较软材料制的带波纹的轴向条。对应的波纹在波纹管的轴向上具有传播方向。

附图说明

以下将参照附图在原理上并借助于示例更详细地解释本发明的实施方式，在附图中：

图1是波纹管的主视图；

图2是图1的波纹管的侧视图；

图3示出了图1的放大细节A；

图4示出了图2的放大细节B；

图5是波纹管的另一实施方式的主视图，以及

图6是图5的细节C的放大细节图。

具体实施方式

图1的主视图和图2的侧视图中示出了具有沿着长度的中央轴线M-M的波纹管1。在实践中，该波纹管频繁地用于收纳绳缆、线缆等，然而，图中未示出该绳缆、线缆等。

图2示出了波纹管1设置有在其轴向长度L上以交替连续的方式分布的、分别沿周向延伸的峰2和谷3。

在图1的主视图中，径向外周代表峰2的外周，并且图1还示出了当沿峰2的周向观察时，峰2在其径向外周设置有沿着周向延伸的波纹4。在这种情况下，当沿周向观察时，由位于各峰2的该波纹4形成了交替的径向凸部10和径向凹部11，其中在图1和图2所示的波纹管1的情况下，沿着周缘分别形成有16个径向凸部10以及位于16个径向凸部10之间的16个径向凹部11。然而，代替地，还可以在各峰2的外周形成不同数量的该径向凸部10与径向凹部11，例如仅形成12个或仅形成8个该径向凸部10与径向凹部11，但是还可以形成多于16个该径向凸部10与径向凹部11。能够根据期望波纹管11所应用的领域的要求适当地选择径向凸部10和径向凹部11的数量。

图1所示的波纹管1的圆形内周线缆12再现了位于波纹管1内部的谷3的特别是圆形的内周。

还如图1所示，波纹管1由单独的壁部5和6构成，壁部5和6彼此连接且并排配置，当沿波纹管1的长度方向观察时，壁部5和6均在波纹管1的整个长度L上轴向延伸，其中壁部5均形成波纹4中的径向凹陷区域，壁部6形成波纹4中的径向突出区域。在上下文中，形成径向凹陷区域的壁部5由柔性弹性塑料构成，该柔性弹性塑料具有与形成波纹管1的径向凸部的相邻壁部6的柔性弹性塑料不同的硬度，也就是使得径向突出壁部6的材料比径向凹部5的材料硬。

图3以在径向上大幅放大的细节图且以示意性的形式示出了图1的细节A。

图3示出了在径向外周上设置有波纹4的峰2的径向壁厚D。图3示意性地示出了在波纹管1的周向上彼此相邻的壁部5和6，较硬塑料制的壁部6是以阴影线示出的，而在两侧与壁6邻接的壁部5由较软塑料制成且不以阴影示出。

作为位于各峰2的沿着周向延伸的波纹4的结果，由较软材料制成的壁部5与由较硬材料制成的壁部6彼此相邻地沿周向交替配置。

图4以高倍放大的方式以细节侧视图示出了图2的细节B，其中明确地图示了在径向上并排布置的软材料制的轴向延伸壁部5和较硬材料制的壁部6。因而，沿波纹管1的长度方向形成有较硬材料制的波纹轴向条6a和较软材料制的波纹轴向条5a。波纹管1的壁优选由彼此连接为一体的交替且相邻配置的条5a、6a整体地形成。例如，8个-16个(或者甚至更多或更少)的该条5a、6a能够形成波纹管1的壁。

因而，当沿波纹管1的轴向观察时，图4示出了形成沿着轴向延伸的波纹4中的径向突出区域的壁部6的宽度B大于位于周向上的两侧的较软材料制的邻接壁部5的宽度b，其中壁部5形成沿着轴向延伸的波纹4中的径向凹部。

因而，如图4所示，沿着各峰2且当沿其周向观察时，较硬材料制的各壁部6均在两侧分别经过径向指向的轴向缩进量a开放到较软材料制的相邻壁部5的相面对的侧面8。当具有如图1至图4所示的构造的波纹管1利用其外表面承载任意摩擦相对面时，容易理解的是，仅在外周面处径向突出的壁部6的突出面能够与相对面接触，而径向凹陷的壁部5不能与该相对面接触。如果相对面与壁部6的同相对面接触的区域之间发生了相对移动，则这意味着仅较硬材料制的并进而具有比较软材料制的相邻壁部5大的耐磨性的壁部6参与到摩擦过程中，使得仅壁部6的较硬塑料材料决定波纹管1的相对于摩擦相对面的耐磨性。

另一方面，径向凹陷的壁部5的较软材料决定整个波纹管1的柔性性能，并且能够相应地设计而不会使壁部6的较硬材料对该波纹管1的整体柔性产生不利的影响。

图5的主视图中示出了波纹管1的略微不同的实施方式，其中在图6中以放大细节图(作为截面图)示出了图5指示的细节C。

这里所示的实施方式与图1所示的实施方式的区别在于，代表波纹4的突出区域的壁部6不再在峰2的整个厚度D上径向延伸，而是如图6的放大细节中的阴影所示，壁部6在这些区域中仅到达峰2的整个厚度D的一部分地径向延伸，同时壁部5的较软材料以非阴影示出。

在这种情况下，仅如下区域由较硬材料构成，而壁厚D的全部其余区域由壁部5的较软材料构成：壁部6仅部分地穿入峰的壁厚D的区域(在图6中以阴影示出的区域)。

该实施方式能够获得具有特别大柔性的波纹管1，该柔性比图1至图4所示的实施方式中的大。

然而，与图1至图4的实施方式一样，也能确保的是，仅较硬材料制的径向突出壁部6与相对面摩擦接触。在图5和图6的实施方式中，可适用于摩擦过程的壁部6的较硬材料整体以比图1至图4的第一示例性实施方式的情况小的径向厚度径向延伸，使得如果能够预料到所预期的摩擦过程将产生略微较轻的磨耗，则如图5和图6所示的波纹管1的构造是特别有利的。

用作壁部5和6的材料的适当的柔性塑料为：对于较软材料，肖氏A硬度优选在10至70的范围的材料，对于壁部6的较硬材料，肖氏D硬度优选在40至90的范围的材料。

对于较硬材料，优选使用由聚丙烯(PP)制成的塑料或适当的聚酰胺(PA)，例如PA12或PA612，对于较软材料，优选使用由适当热塑性弹性体(TPE)制成的材料。

具有如图1至图4所示的构造或具有如图5和图6所示的构造的波纹管1因在其外缘上分布的较软塑料制的壁部5而是非常柔性的，该柔性不受由较硬塑料制的壁部6的影响。当然，对于所期望的柔性，能够以非常有针对性的方式选择和构造由较软塑料制成的壁部5。

相比之下，当在波纹管的周缘上观察时，形成峰的径向突部的由较硬塑料制成的壁区域对由承载壁区域的表面的移动导致的摩擦过程负责，其中对于所期望的摩擦性能和耐磨性，还能够借助于适当的材料选择、在使具有较低硬度的材料的壁区域5不受这些性能影响的情况下非常具体地设计壁区域。

Claims (12)

1.一种用于包封线缆的波纹管(1)，所述波纹管由柔性塑料材料制成，所述波纹管具有在其轴向长度上以交替连续的方式分布的沿着周向延伸的峰(2)和谷(3)，其中当观察垂直于所述波纹管(1)的长度方向轴线(M-M)的截面时，所述峰(2)沿着其外周均设置有波纹(4)，沿着各峰(2)的周向，所述波纹交替地形成有径向突出区域和径向凹陷区域，所述波纹管(1)包括在周向上彼此相邻且在所述管的长度上轴向地延伸的壁部(5，6)，所述壁部中的一者(6)形成所述波纹(4)中的径向突出区域，所述壁部中的另一者(5)形成各所述径向凹陷区域，这些壁部(5，6)由不同硬度的材料沿周向交替地构成。

2.根据权利要求1所述的波纹管，其特征在于，形成所述径向突出区域的壁部(6)均具有比形成径向凹陷区域的作为另一者的壁部(5)的材料硬的材料。

3.根据权利要求1或2所述的波纹管，其特征在于，所述壁部(5，6)均沿径向形成所述波纹管(1)的整个厚度(D)。

4.根据权利要求1或2所述的波纹管，其特征在于，由较硬材料制成的壁部(6)均仅在所述波纹管(1)的壁厚(D)的一部分上沿径向延伸，而所述波纹管(1)的其余部分由较软材料制成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的波纹管，其特征在于，较软材料的肖氏A硬度在从10至70的范围。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的波纹管，其特征在于，较硬材料的肖氏D硬度在从40至90的范围。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的波纹管，其特征在于，由较软材料制成的壁部(5)的数量和由较硬材料制成的壁部(6)的数量均为12个或者均为16个。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的波纹管，其特征在于，在所述峰(2)的沿着周向延伸的波纹(4)中，当沿所述波纹管(1)的轴向观察时，由较硬材料制成的壁部(6)的径向突出区域的宽度(B)大于由较软材料制成的邻接壁部(5)的宽度(b)。

9.根据权利要求8所述的波纹管，其特征在于，当沿周向观察时，由较硬材料制成的壁部(6)的在所述峰(2)的波纹(4)中径向突出的区域在靠近由较软材料制成的相邻壁部(5)的两侧处，分别经由径向指向的轴向缩进量(a)连接到由较软材料制成的所述相邻壁部(5)的相面对的侧面(8)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的波纹管，其特征在于，较硬材料由PP或PA构成。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的波纹管，其特征在于，较软材料由TPE构成。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的波纹管，其特征在于，所述壁部(5，6)在周向上彼此平行地布置。