DE102005053390A1 - Wellrohr aus thermoplastischem Material - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wellrohr aus thermoplastischem Material, das eine umfänglich ringförmig oder spiralförmig gewellte Wandung und wenigstens einen Anschlussbereich (3) für ein Kupplungselement aufweist. Sie löst die Aufgabe, ein derartiges Wellrohr so zu gestalten, dass mit diesem auf einfache Weise bei dessen Anordnung in einer ein Fluid führenden Anlage Fertigungs- und/oder Zuschnittstoleranzen ausgeglichen werden können. Dazu ist das Wellrohr in axialer Richtung rückstellungsfrei längenveränderlich.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Wellrohr aus thermoplastischem Material, mit umfänglich ringförmig oder spiralförmig gewellter Wandung zur Förderung von Flüssigkeit, insbesondere zur Förderung von Waschflüssigkeit in Scheibenwasch- und Scheinwerferreinigungsanlagen in einem Fahrzeug.
• In Fahrzeugen werden Wellrohre aus thermoplastischem Kunststoff mit umfänglich ringförmig oder spiralförmig gewellter Wandung eingesetzt, um beispielsweise Waschflüssigkeit von einem Vorratsbehälter zu einem Verbraucher zu befördern, insbesondere von einem Waschflüssigkeitsbehälter zu einer Waschflüssigkeitsdüse einer Scheibenwaschanlage oder zum Düsenträger einer Scheinwerferreinigungsanlage oder auch nur zu einem Waschflüssigkeitsverteiler. Diese Wellrohre werden zur Montageerleichterung in vorbestimmten Längen gefertigt oder auf diese Längen zugeschnitten. Vorteilhaft können sie auch mit Anschlussbereichen für jeweils ein Kupplungselement versehen sein, beispielsweise mit endseitig angeformten wellungsfreien Glattrohrbereichen. Diese vorkonfektionierten Wellrohre werden insbesondere durch Extrusion und anschließende Ausbildung der Wellung und der endseitigen Anschlussbereiche durch Blas- oder Saugformen hergestellt, wobei für die verschiedenen Längen entsprechende Werkzeuge erforderlich sind. Damit ist der Nachteil verbunden, dass bei einer großen Anzahl fahrzeugspezifischer Wellrohrlängen eine entsprechend große Anzahl von Werkzeugen erforderlich ist. Darüber hinaus sind fahrzeugseitige und wellrohrseitige Fertigungstoleranzen gegeben, die bei der Verlegung im Fahrzeug ausgeglichen werden müssen, was immer wieder zu Verlegeproblemen führt. Andererseits ist es aus ökonomischen Gründen nicht sinnvoll, Wellrohre in ihrer Länge so abzustufen, dass diese Verlegeprobleme minimiert werden.
• In der DE 195 31 245 A1 wird ein Kunststoff-Wellrohr beschrieben, das eine Längenanpassung ermöglicht. Dieses Wellrohr ist an einem Ende mit einem Muffenteil und am anderen Ende mit einem Einsteckteil versehen. Der gewellte Mittelteil weist glatte Rohrabschnitte auf, deren Außendurchmesser dem Außendurchmesser des Einsteckteils entspricht. Wenn bei der Herstellung einer Rohrverbindung eine Längenanpassung eines Wellrohres erforderlich wird, so wird das Wellrohr an einem mit der erforderlichen Länge korrespondierenden Glattrohrbereich durchtrennt, wodurch an der Schnittstelle ein Einsteckteil gebildet wird, so dass wiederum ein komplettes, allerdings verkürztes Wellrohr angepasster Länge mit einem Muffen- und einem Einsteckteil entsteht.
• Gegenstand der DE 103 23 071 A1 ist ein Faltenbalg mit mehreren zwischen zwei Befestigungsbunden angeordneten Ringfalten. Um eine gezielte und kontrollierte Verformung des Faltenbalges bei Ausdehnung eines innerhalb desselben eingeschlossenen Volumens zu erreichen, beispielsweise durch Erwärmung eines eingeschlossenen Luftvolumens infolge einer Erwärmung des Faltenbalges durch Erhöhung der Umgebungstemperatur, weist dieser entlang seiner Länge als auch entlang seines Umfanges Variationen seiner geometrischen Form und/oder Werkstoffeigenschaften auf.
• Ferner sind Trinkröhrchen bekannt, die einen faltenbalgartigen (verrippten) Bereich aufweisen, um ein flexibles Rohrgelenk oder eine auseinanderziehbare Zone auszubilden. Beispiele dafür finden sich in der DE 19 974 26 U1 , der DE 92 12 386 U1 und der DE 203 02 407 U1 . Die DE 28 04 012 A1 hat ein Verfahren zur Herstellung einer Trinkhalmverrippung zum Gegenstand, bei dem an einem Trinkröhrchen in einem vorbestimmten Bereich aufeinanderfolge Rippen nacheinander mit einem entsprechenden Werkzeug geformt und anschließend thermisch fixiert werden. Die Erwärmung bewirkt, dass sich die Materialdicke der Rippenberge und Rippentäler verringert und Spannungen in diesen abgebaut werden, die durch die Formung erzeugt wurden. Damit werden eine Art Filmscharniere geschaffen, die plastisch auseinander- und zusammenklappbar sind. Als Werkstoff für das Trinkröhrchen wird PP angegeben.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wellrohr aus thermoplastischem Material nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit dem auf einfache Weise bei dessen Anordnung in einer ein Fluid führenden Anlage Fertigungs- und/oder Zuschnittstoleranzen ausgeglichen werden können.
• Diese Aufgabe wird bei einem Wellrohr nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
• Die Erfindung besteht darin, dass ein Wellrohr aus einem thermoplastischen Material, das eine umfänglich ringförmig oder spiralförmig gewellte Wandung und wenigstens einen Anschlussbereich für ein Kupplungselement aufweist, in axialer Richtung rückstellungsfrei und damit plastisch längenveränderlich ist. Damit kann das Wellrohr auf die erforderliche Länge gezogen oder gedrückt werden und in vorbestimmten Grenzen Längen-, insbesondere jedoch Toleranzabweichungen auf einfache Weise ausgleichen.
• Vorteilhaft weist das Wellrohr einen Längenausgleichsbereich auf, in dem die Wandung faltenbalgartig ausgebildet ist, wobei die Biegeradien der umfänglich ringförmigen Faltenberge und Faltentäler gegenüber denen der Wellenberge und -täler der gewellten Wandung erheblich klei ner sind und bei einer Längenveränderung im Wesentlichen spannungsfrei bleiben. Damit ist der Längenausgleichsbereich sowohl im ausgezogenen als auch im zusammengedrückten Zustand stabil und kann auf einfache Weise Längenabweichungen des vorgefertigten Wellrohres gegenüber den Anordnungsgegebenheiten bzw. gegenüber den zu überbrückenden Bauteilabständen ausgleichen. Damit die Radien der Faltenberge und -täler bei einer Längenveränderung wie Scharniere funktionieren, wird der Längenausgleichsbereich einer vom eingesetzten Kunststoff abhängigen thermischen Behandlung unterworfen, durch die die Faltenberge und -täler kurzzeitig angeschmolzen werden, wodurch die Wandstärke des Kunststoffmaterials geringer wird und die bei der Faltung gebildeten Spannungen abgebaut werden.
• Durch den speziellen, als Faltenbalg ausgebildeten Wellrohrbereich ist es möglich, ein Wellrohr in Abhängigkeit von dem zu überbrückenden Abstand zwischen zwei Bauteilen mit Untermass, insbesondere am unteren Toleranzmaß, zu fertigen. Zur Montage desselben wird dieses dann an einem der Bauteile fixiert und danach lediglich um den Fehl-Längenbetrag ausgezogen und mit dem anderen Bauteil verbunden. Das ausgezogene Wellrohr behält infolge seiner im Wesentlichen spannungsfreien Ausrüstung an den Biegungen der Faltenberge und -täler seine veränderte Länge spannungsfrei bei.
• Sinnvoll ist es auch, den Längenausgleichsbereich zwischen der gewellten Wandung und dem Anschlussbereich auszubilden, weil dadurch die auszuziehende Mehrlänge optisch zuverlässiger ermittelbar ist als bei Anordnung des Anschlussbereiches in der Mitte des Wellrohres.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
• 1: ein Wellrohr mit einem Längenausgleichsbereich im Ausgangszustand,
• 2: dieses in einem ausgezogenen Zustand,
• 3: der Längenausgleichsbereich im Ausgangszustand im Längsschnitt und
• 4: der Längenausgleichsbereich im ausgezogenen Zustand im Längsschnitt.
• Das in 1 gezeigte und durch Extrusion und anschließendes Saug- und Blasformen hergestellte PP-Wellrohr endlicher Länge für den Einsatz als Zuführleitung in einer Scheibenwaschanlage an einem Kraftfahrzeug weist einen umfänglich ringförmig gewellten Bereich 1, einen faltenbalgartigen Längenausgleichsbereich 2 und zwei wellungsfreie Anschlussbereiche 3 zur Aufnahme jeweils eines Anschlussstutzens einer nicht dargestellten Leitungskupplung bzw. eines nicht dargestellten Bauteils auf. Es ist zu erkennen, dass die Biegungsradien der Faltenberge 4 und der Faltentäler 5 gegenüber denen der gewellten Wandung erheblich kleiner sind. Der Längenausgleichsbereich 2 ist in axialer Richtung rückstellungsfrei längenveränderlich. 2 zeigt das durch Ausziehen des Längenausgleichsbereiches 2 infolge einer Zugkraft F um eine Differenzlänge L an einen zwischen zwei Kupplungselementen gegebenen Abstand angepasste, d.h. verlängerte, Wellrohr.
• Der Längenausgleichsbereich 2 ist nach seiner Formgebung einer thermischen Behandlung unterzogen worden, durch die sich die Materialdicke a der Faltenberge 4 und Faltentäler 5 gegenüber der Materialdicke b der Flanken 6 um etwa die Hälfte reduziert hat, wie das im Längsschnitt nach den 3 und 4 zu erkennen ist. Dabei muss die Materialdicke a noch ausreichend groß sein, um dem vorbestimmten Waschflüssigkeitsdruck im Innern des Wellrohres standzuhalten. Durch die verringerte Materialdicke a sind an den genannten Faltenbereichen 4 und 5 Filmscharniere S gebildet worden, die plastisch verformbar sind, so dass sich bei einer Verformung im Wesentlichen keine Spannungen aufbauen und eine selbsttätige Rückstellung nicht erfolgt. Das in 4 dargestellte und durch Ausziehen des Längenausgleichsbereiches 2 auf die gewünschte Länge verlängerte Wellrohr ist längenstabil und kann nur durch eine äußere Druckausübung in axialer Richtung wieder verkürzt werden.

1

gewellter Bereich

2

Längenausgleichsbereich

3

Anschlussbereich

4

Faltenberg

5

Faltental

6

Flanke

a

Materialdicke

b

Materialdicke

F

Zugkraft

L

Differenzlänge

S

Filmscharnier

Claims (7)

1. Wellrohr aus thermoplastischem Material, mit umfänglich ringförmig oder spiralförmig gewellter Wandung und mit wenigstens einem Anschlussbereich (3) für ein Kupplungselement, dadurch gekennzeichnet, dass dieses in axialer Richtung rückstellungsfrei längenveränderlich ist.
2. Wellrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses wenigstens einen Längenausgleichsbereich (2) aufweist, in dem die Wandung faltenbalgartig ausgebildet ist, wobei die Biegungsradien der Faltenberge (4) und Faltentäler (5) gegenüber den Biegungsradien der gewellten Wandung erheblich kleiner sind, und dass die Faltenberge (4) und die Faltentäler (5) bei einer Längenveränderung im Wesentlichen spannungsfrei bleiben.
3. Wellrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material im Bereich der Faltenberge (4) und Faltentäler (5) durch eine thermische Behandlung verändert ist.
4. Wellrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses im Ausgangszustand, bezogen auf eine vorbestimmte zu überbrückende Länge, Untermaß hat.
5. Wellrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Längenausgleichsbereich (2) zwischen der gewellten Wandung und dem Anschlussbereich (3) ausgebildet ist.
6. Wellrohr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus PP oder PE gefertigt ist.
7. Wellrohr nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses durch Extrusion und anschließende Blas- oder Saugformen zur Ausbildung der Wellung, des Längenausgleichs- und des Anschlussbereiches (2 und 3) und durch eine nachfolgende thermische Behandlung des Längenausgleichsbereiches (2) hergestellt ist.