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Die
Erfindung betrifft ein Wellrohr mit einem freien Leitungsquerschnitt
und mit Wellungen, die mit Wellentälern, Flanken und Wellenbergen
versehen sind, wobei die Wellentäler
einen Leitungsquerschnitt bilden, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Auch bezieht sich die Erfindung auf ein Herstellungsverfahren gemäß dem Anspruch
6.
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Im
Stand der Technik sind diverse unterschiedlich ausgebildete Wellrohre
sowie Wellrohranordnungen bekannt, die zu Zwecken der Aufnahme von
elektrischen Leitungen oder dgl. dienen. Andere Wellrohre werden
zur Förderung
von Flüssigkeiten oder
Gasen eingesetzt.
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In
jüngster
Zeit haben sich gerade auch Kunststoffwellrohre sowie Wellrohranordnungen
aus Kunststoff als besonders geeignet erwiesen, um im Bereich des
Kraftfahrzeugbaus, des Maschinenbaus, des Flugzeugbaus usw. zum
Einsatz gelangen zu können.
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So
ist beispielsweise der
DE
43 21 575 C1 ein Wellrohr aus thermoplastischem Material
zu entnehmen, bei dem die Wellungen im Querschnitt exzentrisch verlaufen,
so dass es quasi wellungsfreie Bereiche an dem betreffenden Wellrohr
gibt. Ein derartiges Wellrohr dient dazu, zu vermeiden, dass Flüssigkeit
in den Wellungen verhaftet. Eine weitere Art eines Wellrohres ist
aus der
EP 0 865 130
A1 bekannt. Bei diesem Wellrohr wandelt sich der Querschnitt
von einem kreisförmigen
zu einem ovalen Bereich und wieder zurück zu einem Abschnitt mit kreisförmigem Querschnitt.
Im Gegensatz zu dem Wellrohr gemäß der
DE 35 00 358 A1 weist
das Wellrohr gemäß der
EP 0 865 130 A1 zwischen
den verschiedenen Wellrohrquerschnitten Übergangsbereiche auf, d. h.
Bereiche, in denen sich der kreisförmige Querschnitt kontinuierlich
dem ovalen Querschnitt annähert
und umgekehrt.
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Die
DE 1 860 655 U bezieht
sich auf ein flexibles Isolierrohr mit Befestigungslaschen.
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Besonders
für den
Kabelschutz eignen sich Wellrohre, die, um Platz zu sparen, bestimmte
Formen aufweisen sollen, die nicht rund sind. Bei derartigen Wellrohren
ergibt sich jedoch die Problematik, dass die Rohre aufgrund ihres
Querschnittes in den verschiedenen Raumrichtungen unterschiedlich
steif sind. Dies wird auch dadurch bedingt, dass die Extrusion des
für einen
Korrugationsprozess bestimmten, warmplastisch formbaren Kunststoffschlauchs
durch eine Extrusionsdüse
mit rundem Querschnitt erfolgt. Die zur Ausbildung eines runden
Querschnitts bestimmte, gleichmäßig verteilte
Kunststoffmasse wird im Korrugator ungleichmäßig deformiert und zum Erstarren
gebracht. Damit ergeben sich ungleichmäßige Wandstärken und folglich eine ungleichmäßige Steifigkeit über den
Umfang des Rohrs. Diese ungleichmäßige Steifigkeit bzw. Flexibilität führt zu einem
unerwünschten
Biegeverhalten.
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Weiterhin
ergibt sich die Problematik, dass Wellrohre, die nicht rund sind,
für jeden
benötigten freien
Leitungsquerschnitt separat ausgebildet werden müssen. D. h. jeder beispielsweise
ovale Wellrohrquerschnitt erfordert einen eigenen Werkzeugsatz,
eine eigene Produktionslinie, eine eigene Lagerhaltung und die logistische
Zuordnung für
einen bestimmten Zweck beim Kraftfahrzeughersteller. Dies erfordert
einen ganz erheblichen Aufwand, der den Einsatz derartiger ansonsten
sehr wünschenswerter
Rohre bislang noch einschränkt.
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Es
ist die Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung,
die oben genannten Nachteile im Stand der Technik soweit als möglich zu
beseitigen. Insbesondere soll ein Wellrohr vorgeschlagen werden,
das trotz seines nicht kreisförmigen
Querschnitts im Wesentlichen in jeder Raumrichtung biegbar ist,
ohne abgeknickt zu werden. Des Weiteren sollten bekannte Wellrohre
in der Form weitergebildet werden, dass diese in ihrem Querschnitt
wandelbar sind, so dass ein nicht kreisförmiges Wellrohr an verschiedene Platz-
bzw. Querschnittsanforderungen angepasst werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den
Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Außerdem wird diese Aufgabe durch
ein Verfahren gemäß Patentanspruch
6 gelöst.
Zweckmäßige Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Gegenstände gehen
aus den Unteransprüchen
hervor.
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Die
gemäß der Erfindung
erzielbaren Vorteile beruhen darauf, dass bei einem Wellrohr die
Wellenflanken über
den Umfang des Wellrohres entsprechend der Wandungsdicke unterschiedlich
hoch bzw. lang oder ausladend sind, wodurch durch die unterschiedliche
Ausbildung der Wellungen trotz der unterschiedlichen Wandungsstärke eine
Vergleichmäßigung der
Flexibilität
an bestimmten Umfangsabschnitten eines nicht kreisförmigen Wellrohres
bereitgestellt werden kann, dessen warmplastisch verformbarer Schlauch
vor der Korrugation durch eine Extrudierdüse mit rundem Querschnitt erzeugt
worden ist. Mit den über
den Umfang unterschiedlich ausgebildeten Wellungen ist es auch möglich, die
Wandungsstärke
zu vergleichmäßigen.
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Auf
diese Weise können
Wellrohre mit durchaus komplexen Querschnitten und unterschiedlichen Wellungsformen, über den
Umfang gesehen, erzeugt werden, die in jeder Raumrichtung um ihre
Längserstreckungsachse
weitgehend gleichmäßig flexibel sind
bzw. eine gleichmäßig bzw.
wenigstens eine im Wesentlichen gleichmäßige Wandungsstärke haben. Hierzu
sei auf den Anspruch 6 hingewiesen.
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Gemäß der Erfindung
ist der freie Leitungsquerschnitt bevorzugt oval bzw. elliptisch,
da bei einem derartigen Leitungsquerschnitt im Vergleich zu einem
angemessenen freien Leitungsquerschnitt ein geringerer Platzbedarf
zu verzeichnen ist.
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Um
einem von der Kreisform abweichenden freien Querschnitt eines erfindungsgemäßen Wellrohres
und damit dem Wellrohr selbst in jeder Richtung nach Möglichkeit
eine im Wesentlichen gleiche Flexibilität verleihen zu können, ist
es besonders bevorzugt, wenn die Wellenflanken dort, wo der freie Leitungsquerschnitt
einen geringen Teilkreisradius hat, niedriger sind, als dort, wo
ein großer
Teilkreisradius vorgesehen ist. D. h. beispielsweise in Bezug auf
ein im Querschnitt ovales Rohr, dass dieses entlang der langen Seiten
mit Wellungen mit höherer Flankengröße zu versehen
ist, während
im Bereich enger Rundungen im freien Leitungsquerschnitt geringe
beispielsweise kurze oder wenig ausladende Wellungen bzw. Wellungsflanken
angeordnet sein sollten. Entsprechend sind die Wandungsstärken des Wellrohres
in Bereichen mit kleinem Teilkreisradius groß und im Bereich mit großem Teilkreisradius
klein. Natürlich
kann die Erfindung auch eingesetzt werden, wenn absichtlich Wandstärkendifferenzen über den
Umfang eines Wellrohres in dieses eingebracht werden. Mit dieser
Herstellungstechnik ist es auch möglich, durch die kreisförmige Extrusion
diese ansonsten bedingte unterschiedliche Wanddicken des nicht kreisförmigen Wellrohrendproduktes
auszugleichen, so dass das die Wandungsstärke des Wellrohres letztlich über den
Umfang wenigstens im Wesentlichen gleich ist.
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Dementsprechend
können
die Wellenberge dort, wo der freie Leitungsquerschnitt einen geringen Teilkreisradius
hat, im Längsschnitt
des Wellrohres schwächer
bzw. weniger ausladend ausgeformt sein, als dort, wo ein großer Teilkreisradius
vorgesehen ist. Auch hierdurch kann zusätzlich Spielraum zur Verfügung gestellt
werden, wobei durch die Verwendung einer Extrudierdüse mit runder
Austrittsöffnung
ein weichplastisch verformbarer Schlauch gebildet wird, der im wesentlichen
gleichmäßige Wandstärken aufweist.
Durch die Verformung im Korrugator zu einer von der Kreisform abweichenden
Form treten dann unterschiedlich Wandstärken über den Umfang auf. Die damit
verbundenen Flexibilitätsunterschiede bzw.
Wandungsdickenunterschiede gilt es durch die unterschiedlichen Wellungsformen über den
Umfang auszugleichen.
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Bevorzugt
werden die Übergänge zwischen den
unterschiedlich ausgebildeten Wellungsabschnitten über den
Umfang fließend
bzw. kontinuierlich ausgebildet sein, um eine gleichmäßige Biegbarkeit
der entsprechenden Wellrohre gemäß der Erfindung
sicherstellen zu können.
Andererseits kann es jedoch auch erwünscht sein, dass die Wellrohre
nur in zwei Raumrichtungen gleichmäßig flexibel sind, während in
von diesen Raumrichtungen abweichenden Richtungen eine Steifigkeit
in die Rohre eingeprägt
werden sollen. Dies kann dadurch erzielt werden, dass die Übergänge zwischen
den unterschiedlich ausgebildeten Wellungsabschnitten abrupt erfolgen
bzw. der Übergang
nur über
einen sehr schmalen Bereich stattfindet. Ein entsprechender abrupter Übergang
bzw. schmaler Übergangsbereich
würde dem
Wellrohr dann in den entsprechenden Raumrichtungen eine Steifigkeit einpflanzen.
Entsprechendes gilt, wenn absichtlich Wandstärkendifferenzen über eine
entsprechende Ausformung der Extrudierdüse vorgesehen werden.
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Das
Wellrohr gemäß dem ersten
Aspekt nach der vorliegenden Erfindung kann durch Strangpressen
bzw. Extrudieren und anschließendes
Ausformen in einem Korrugator, einer Blasform oder dergleichen hergestellt
werden. Insoweit die Wellrohre gemäß der Erfindung in der Form
der Wellrohranordnung eingesetzt werden sollen, ist es eine günstige Art
der Herstellung, dass das innere und das äußere Wellrohr als geschlossene
Form hergestellt werden, um anschließend die nötigen Schlitze mit der gewünschten
Breite herzustellen, indem die entsprechend überflüssigen Wandabschnitte der jeweiligen Wellrohre
durch Schneiden, Sägen,
oder dgl. entfernt werden.
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Es
kann auch vorteilhaft sein, wenn Befestigungseinrichtungen vorgesehen
werden, die entsprechend den Rastpositionen, die das erste, innere Wellrohr
zu dem zweiten, äußeren Wellrohr
einnehmen kann, ebenfalls mit beweglich einrastbaren Halteabschnitten
versehen sind.
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Nachfolgend
werden einige Ausführungsformen
gemäß der Erfindung
beschrieben, wobei weitere Merkmale, Zielsetzungen und Vorteile
gemäß der Erfindung
offenbart werden. In den beigefügten
Darstellungen zeigen:
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1 ein
Wellrohr mit Merkmalen gemäß der Erfindung
in einer Seitenansicht, einem Querschnitt und einer Detailansicht;
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2 eine
andere Ausführungsform
gemäß dem ersten
Aspekt nach der vorliegenden Erfindung in Ansichten wie 1;
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In 1 ist
eine erste Ausführungsform
eines Wellrohres 10 wiedergegeben. Das Wellrohr 10 weist
einen inneren freien Querschnitt 12' auf, der durch Wellentäler 12 vorgegeben
ist. Wie dargestellt, kann der innere freie Leitungsquerschnitt
leicht oval, aber auch elliptisch ausgebildet sein. Es ist auch möglich, eckige,
rechteckige oder quadratische Querschnitte einzusetzen.
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Dabei
ergeben sich bei einer Extrusion durch eine Extrudierdüse mit rundem
Querschnitt zunächst gleichmäßige Wanddicken über den
Umfang. Bei der Formung des Wellrohres mit einer von der durch die Extrudierdüse abweichenden
Form treten dann jedoch ungleichmäßige Wanddicken auf, die gemäß der Erfindung
nach dem ersten Gesichtspunkt im Hinblick auf die dadurch resultierende
ungleichmäßige Flexibilität durch
unterschiedliche Wellungsformen über
den Umfang kompensiert werden sollen.
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In
dem dargestellten Fall weist das Wellrohr einen im Wesentlichen
ovalen freien Leitungsquerschnitt – vorgesehen durch die Wellentäler 12 – 12' auf. Im Bereich 14b,
dort wo der Radius bzw. Teilkreisradius des freien Leitungsquerschnittes 12' klein ist,
sind auch die Wellungen 14 niedrig bzw. sind deren Flanken
nicht so hoch, wie in Bereichen, in denen der freie Leitungsquerschnitt 12' einen großen Radius
hat bzw. der Radius gegen unendlich geht, was im Bereich 14a der
Fall ist. Ein Übergangsbereich 14c zwischen
den Abschnitten 14a und 14b passt die Ausformungen
der Wellungen 14 kontinuierlich aneinander an. Natürlich kann
der Übergangsbereich 14c auch
abrupt bzw. diskontinuierlich ausgebildet sein, was jedoch zu entsprechenden
Versteifungen des Rohres führen
würde.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform
ergibt sich gemäß 2.
Ein dort dargestelltes Wellrohr 20 weist einen inneren
freien Leitungsquerschnitt 12' auf, der wiederum durch die Wellentäler 12 der
Wellungen 14 dieses Wellrohres 20 gebildet wird.
Die Wellenberge 14 dieses Wellrohres sind an den freien
Leitungsquerschnitt 12 angepasst ausgebildet, um eine möglichst
gleichmäßige Flexibilität in Bereichen
eines engen Querschnittsradius und in Bereichen eines großen Querschnittsradius,
der auch gegen unendlich gehen kann, aufzuweisen. D. h., dort wo
der Radius des inneren freien Querschnittes gering ist, sind die
Wellungen bzw. deren Flanken 30 besonders niedrig ausgebildet,
so dass sich der Bereich 14b gemäß 2 ergibt.
Dort wo der Radius des freien Leitungsquerschnittes groß ist bzw.
gegen unendlich geht, sind die Wellungsflanken 30 bzw.
die Wellungen 14 relativ hoch ausgebildet, so dass sich der
Abschnitt 14a gemäß 2 ergibt.
Auch hier sind die Übergangsabschnitte 14c zwischen
den Bereichen 14a und 14b kontinuierlich ausgebildet,
während
sie aber auch abrupt bzw. diskontinuierlich ausfallen können.
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Die
konkrete Ausbildung der Wellungen ergibt sich aus den Einzelheiten
X und Y gemäß den 1 und 2.
So kann in einem Bereich mit größerem Radius
des freien Leitungsquerschnittes eine Wellungsform eingesetzt werden,
die eine Flanke 24 aufweist, die relativ hoch ist, wobei
sowohl das Wellental 22 als auch der Wellenberg 26 gleichermaßen plateauartig
ausgebildet sein können.
Eine derartige Wellenform wird gegenüber der Wellenform, die sich gemäß den Bezugszeichen 28 bis 32 ergibt,
relativ flexibel sein und kann damit die Steifigkeit einer dicken
Rohrwandung ausgleichen. Die Wellungsform, die sich aus den Bezugszeichen 28 bis 32 ergibt, weist
relativ niedrige Flanken 30 auf, während die Wellenberge 32 und
Wellentäler 28 wieder
plateauartig ausgebildet sind. Diese Wellungsform eignet sich aufgrund
geringerer Materialanhäufungen
eher für Bereiche
mit geringerer Wandstärke.
Obwohl die Wellungen gemäß den Bezugszeichen 22 bis 26 und 28 bis 32 in
Axialrichtung eines entsprechend ausgeformten Wellrohres jeweils
gleich breit sein können, d.
h. der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Wellentälern bzw.
Wellenbergen 26 bzw. 32 oder 22 bzw. 28 ist
gleich, verleihen diese unterschiedlichen Arten von Wellungen einen
mit dieser Wellungsform entsprechend ausgebildeten Wellrohr unterschiedliche
Flexibilität.
Dementsprechend könnte
das Wellrohr gemäß 2 in
Bereichen mit einem engeren Radius des freien Leitungsquerschnittes 12' mit den Wellungen
gemäß den Bezugszeichen 28 bis 32 ausgebildet
sein und in Bereichen mit einem größeren Radius des freien Leitungsquerschnittes
mit den Wellungen 22 bis 26 ausgebildet sein.
Die Bereiche zwischen den dargestellten Wellungsprofilen können wiederum
kontinuierlich ineinander überführt werden oder
auch abrupt aneinander angrenzen, und zwar wieder mit den oben bereits
aufgezeigten Wirkungen bzw. Funktionen.