DE102006050945A1

DE102006050945A1 - Elastische Schlauchleitung

Info

Publication number: DE102006050945A1
Application number: DE102006050945A
Authority: DE
Inventors: Klaus Schmelter; Anton Besche
Original assignee: ContiTech Schlauch GmbH
Current assignee: ContiTech Schlauch GmbH
Priority date: 2006-10-28
Filing date: 2006-10-28
Publication date: 2008-04-30
Also published as: EP2086817A1; WO2008052843A1; US20090205735A1

Abstract

Endlicher elastischer Schlauch (1), der auf mindestens einem Teil (9) seiner Gesamtlänge einen bis zu einem Druck deutlich unterhalb des Betriebsdruckes eine vom kreisrunden Querschnitt (10) abweichenden Querschnittsform (11) aufweist, wobei die Summe der Teillängen (9) mit vom kreisrunden abweichenden Querschnitt (10) kleiner ist als die Gesamtlänge des Formschlauches (1) und der Formschlauch (1) in den übrigen Teillängen (2, 5) einen annähernd kreisrunden Querschnitt (10) aufweist. Die Übergänge (6, 7) vom vom kreisrunden abweichenden Querschnitt (11) in den kreisrunden Querschnitt (10) verlaufen in Übergangsbereichen (6, 7) kontinuierlich, wobei die Übergangsbereiche (6, 7) von den Anschlussenden (2, 5) des Formschlauches (1) derart beabstandet sind, dass sie außerhalb des Einspannbereiches der Anschlussenden (2, 5) an Anschlussarmaturen (3) liegen. Damit ist eine schnelle Volumenzunahme des zu leitenden Mediums auch bei geringen Drücken ohne Einbußen in der Dauerfestigkeit ermöglicht, da die starre Einspannstelle (3, 4) keinen Einfluss auf die Querschnittsübergänge (6, 7) hat.

Description

Die Erfindung betrifft einen endlichen elastischen Schlauch für den Rücklauf einer hydraulischen Servolenkung in Kraftfahrzeugen aus einer Matrix aus elastomerem Material mit in die Matrix eingebetteten Festigkeitsträgern, der an seinen Anschlussenden an Anschlussarmaturen fest eingespannt ist.
Derartige Schläuche finden seit langem vielfältige Verwendung. Bei hydraulischen Servolenkungen kann es insbesondere im Rücklauf des hydraulischen Mediums in bestimmten Betriebssituationen auch bei sonst geringen Drücken zu einer Druckspitze im Schlauch kommen, die durch eine plötzliche Volumenzunahme des Mediums ausgelöst wird und insbesondere bei komfortbetonten Fahrzeugen zu einem unangenehm auffallenden Geräusch führen kann. Dieses Geräusch tritt auch auf, wenn bei Abbau dieser Druckspitzen das Medium nicht schnell genug nachfließen kann und es zu einem Strömungsabriss kommt.
Die normale elastische Ausdehnungsfähigkeit der hier verwendeten Schläuche reicht üblicherweise zur Aufnahme des plötzlich auftretenden zusätzlichen Volumens bei geringen Drücken nicht aus. Das bei Strömungsabrissen örtlich fehlende Volumen kann dementsprechend auch nicht oder nicht schnell genug nachgeliefert werden.
Um die plötzliche Volumenzu- oder abnahme in Schläuchen abzufangen, ist es vielfach üblich, Ausgleichsbehälter in das Schlauchsystem zu schalten, die das plötzlich auftretende zusätzliche Volumen aufnehmen können.
Im eingangs genannten Einsatzgebiet ist diese Möglichkeit einerseits wegen des knappen Einbauraumes in Kraftfahrzeugen und andererseits auch aus Kostengründen nicht vorteilhaft.
Eine weitere Möglichkeit, zusätzliches Volumen in Schläuchen aufzunehmen, ist in der DE 245 63 48 U1 dargestellt. Ein zunächst flach gelegter Schlauch wird dabei durch eine Fluidvolumenzunahme in die übliche Form mit kreisrundem Querschnitt gebracht. Dies ist möglich, weil der Schlauch bei annähernd gleich bleibender Länge durch die Vergrößerung seines Querschnittes eine Volumenvergrößerung erfährt. Die in dieser Schrift offenbarte Lösung gestattet auch die einfache Anbringung zylindrischer Armaturen, da sich der Schlauch an den Enden leicht aufweiten lässt.
Ähnliche Lösungen werden auch in der AT 3 10 514 B , der DE 2 836 624 A1 oder der DE 8 31 37 20 U1 offenbart.
Bei letzteren Lösungen ist problematisch, dass diese Schläuche im drucklosen Zustand oder Zustand sehr geringen Druckes durchgehend eine abgeflachte Form aufweisen, der an den in einer Armatur eingespannten Enden auf relativ kurzer Länge in den runden Querschnitt übergehen muss. Bei Schläuchen, die nur relativ langsam vollständig mit Druck beaufschlagt werden, ist dies unkritisch. Bei Einsatz in Systemen mit sehr schnellem schlagartigem Druckanstieg im Schlauch, beispielsweise bei einer eingangs genannten hydraulischen Servolenkung, kann es im oben genannten Übergangsbereich vom flachen in den kreisrunden Querschnitt in der Nähe der Einspannung an die Armatur zu Dauerbrüchen der Festigkeitsträger kommen, da die Einspannstelle starr ist und gerade hier die stärkste relative Bewegung des Festigkeitsträgers vorliegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schlauch der eingangs genannten Art zu schaffen, der unter Vermeidung der genannten Nachteile eine schnelle Volumenzu- und abnahme des zu leitenden Mediums auch bei geringen Drücken ohne Einbußen in der Dauerfestigkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Schlauch als Formschlauch ausgebildet ist, der auf mindestens einem Teil seiner Gesamtlänge bis zu einem Druck deutlich unterhalb des Betriebsdruckes einen vom kreisrunden Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweist, wobei die Summe der Teillängen mit vom kreisrunden abweichenden Querschnitt kleiner ist als die Gesamtlänge des Formschlauches und der Formschlauch in den übrigen Teillängen einen annähernd kreisrunden Querschnitt aufweist.
Dadurch, dass der Formschlauch in den genannten Teillängen einen vom kreisrunden abweichenden Querschnitt aufweist, beispielsweise einen ovalen oder elliptischen Querschnitt, ist das Volumen gegenüber einem kreisrunden Querschnitt in diesen Teillängen reduziert. Kommt es zu einer plötzlichen Volumenzunahme des Fluids in dem Formschlauch, kann der Formschlauch in den genannten Teillängen aufgrund seiner Elastizität sehr schnell und schon bei niedrigsten Drücken einen kreisrunden Querschnitt annehmen und dadurch in vielen Fällen das zusätzliche Volumen vollständig aufnehmen, so dass es zu keinem mit Geräusch verbundenen Druckstoß kommt. Das aufgenommene Volumen kann ebenso auch schnell wieder abgegeben werden, so dass die Gefahr von Strömungsabrissen aufgrund fehlenden Volumens minimiert ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Übergänge der Teillängen mit vom kreisrunden abweichenden Querschnitt in die Teillängen mit kreisrundem Querschnitt in Übergangsbereichen mit einer vorbestimmten Länge kontinuierlich, wobei die Übergangsbereiche von den Anschlussenden des Formschlauches derart beabstandet sind, dass sie außerhalb des Einspannbereiches der Anschlussenden an die Anschlussarmaturen liegen.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass Querschnittsänderungen des Formschlauches vollständig im elastischen Bereich des Formschlauches stattfinden. Eine Unstetigkeit im Spannungsverlauf, wie sie durch die Einspannung an die starre Anschlussarmatur gebildet wird, hat daher keinen negativen Einfluss auf den Spannungsverlauf beim Übergang der Querschnitte. Die Biegewechselbeanspruchung der Festigkeitsträger und des Elastomers in den genannten Übergangsbereichen ist damit weniger hoch, da sie auf die Übergangsbereiche kontinuierlich verteilt ist, ohne von der Einspannstelle begrenzt zu sein, so dass die Dauer festigkeit des Formschlauches durch die Wechselbeanspruchung nicht oder nur wenig abnimmt.
Mit den erfindungsgemäßen Formschläuchen sind also die genannten mit Geräuschen verbundenen Druckstöße aufgrund von plötzlicher Volumenzu- oder abnahme im Formschlauch auch ohne zusätzliche Bauteile und ohne nennenswerte Nachteile in der Dauerfestigkeit der Schläuche vermeidbar.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Beispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Seitenansicht eines Teilabschnitts eines erfindungsgemäßen Formschlauches,
2 eine Draufsicht auf den Formschlauchabschnitt aus 1,
3 und
4 zwei Querschnitte des genannten Formschlauchs
In der 1 ist ein Teilabschnitt eines erfindungsgemäßen Formschlauches 1 gezeigt. Mit einem seiner Anschlussenden 2 ist der Formschlauch 1 auf einen Schlauchnippel 3 aufgesteckt und mit einer Schlauchschelle 4 fest gespannt. Das Anschlussende 2 und das weitere Anschlussende 5 weisen einen annähernd kreisrunden Querschnitt auf.
In zwei Übergangsbereichen 6 und 7 geht der kreisrunde Querschnitt des Formschlauchs 1 in einen ovalen Querschnitt über.
Der Übergangsbereich 6 ist von der Einspannung an dem Schlauchnippel 3 derart beabstandet, dass das im Formschlauch steckende starre Ende 8 des Schlauchnippels 3 keinen stützenden Einfluss auf den Querschnittsübergang 6 mehr hat. Das gleiche gilt für den Übergangsbereich 7, wobei die korrespondierende Einspannung hier nicht gezeigt ist.
Zwischen den Übergangsbereichen 6 und 7 bildet der Formschlauch also einen Abschnitt 9, der einen vom kreisrunden Querschnitt abweichenden, hier ovalen Querschnitt aufweist.
In der 2 ist dieselbe Anordnung in einer Draufsicht dargestellt.
In der 3 ist der Querschnitt 10 des Formschlauches 1 im Schnitt III;III aus 1 und in 4 der Querschnitt 11 des Formschlauches im Schnitt IV;IV aus 1 gezeigt, wie er bis zu einem Druck deutlich unterhalb des Betriebsdruckes ausgebildet ist. Steigt der Druck darüber hinaus an, wird der Bereich 9 des Formschlauches seine ovale Querschnittsform 11 verlassen und einen runden Querschnitt anstreben, da der Formschlauch mit dieser Querschnittsform ein größeres Fluidvolumen aufnehmen kann. Diese Verformung ist elastisch reversibel, wobei nur die Eigensteifigkeit des ausvulkanisierten Formschlauches 1 im Bereich 9 überwunden werden muss. Dadurch ist es möglich, auch bei plötzlichem Druckanstieg das zusätzliche Volumen, welches dabei in den Formschlauch 1 gepresst wird, sehr schnell aufzunehmen. Druckspitzen werden dadurch abgefangen, so dass es zu keinem oder nur noch unauffälliger Geräuschentwicklung im Formschlauch 1 kommt.

1: Formschlauch
2: Anschlussende
3: Schlauchnippel
4: Schlauchschelle
5: Anschlussende
6, 7: Übergangsbereich
8: Ende der Schlauchnippel 3
9: Bereich mit vom kreisrunden abweichenden Querschnitt des Formschlauches 1
10: Querschnitt des Anschlussendes 2 oder 5
11: Querschnitt des Bereiches 9

Claims

Endlicher elastischer Schlauch (1) für den Rücklauf einer hydraulischen Servolenkung in Kraftfahrzeugen aus einer Matrix aus elastomerem Material mit in die Matrix eingebetteten Festigkeitsträgern, der an seinen Anschlussenden (2, 5) an Anschlussarmaturen (3, 4) fest eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch als Formschlauch (1) ausgebildet ist, der auf mindestens einem Teil (9) seiner Gesamtlänge bis zu einem Druck deutlich unterhalb des Betriebsdruckes einen vom kreisrunden Querschnitt (10) abweichenden Querschnitt (11) aufweist, wobei die Summe der Teillängen (9) mit vom kreisrunden abweichenden Querschnitt (11) kleiner ist als die Gesamtlänge des Formschlauches (1) und der Formschlauch (1) in den übrigen Teillängen (2, 5) einen annähernd kreisrunden Querschnitt (10) aufweist.
Schlauch (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge (6, 7) der Teillängen (9) mit vom kreisrunden abweichenden Querschnitt (11) in die Teillängen (2, 5) mit kreisrundem Querschnitt (10) in Übergangsbereichen (6, 7) mit einer vorbestimmten Länge kontinuierlich, wobei die Übergangsbereiche (6, 7) von den Anschlussenden (2, 5) des Formschlauches (1) derart beabstandet sind, dass sie außerhalb des Einspannbereiches der Anschlussenden (2, 5) an die Anschlussarmaturen (3, 4) liegen.