DE102008007552B4

DE102008007552B4 - Vorrichtung zur Erhöhung der Biegesteifigkeit von Schläuchen

Info

Publication number: DE102008007552B4
Application number: DE102008007552A
Authority: DE
Inventors: Stefan Gross
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2028-02-06
Also published as: DE102008007552A1; US7857009B2; US20090194186A1

Abstract

Vorrichtung (100) zur Erhöhung der Biegesteifigkeit eines Schlauches, die folgendes aufweist:
– ein Adapterstück (110), dessen Form an eine Querschnittsform eines Schlauchendes derart angepaßt ist, daß das Adapterstück (110) einerseits anstelle des Schlauchendes auf einem Schlauchanschluß eines Gerätes montiert werden kann und andererseits das Schlauchende auf dem Adapterstück (110) montiert werden kann, wobei das Adapterstück (110) aus mindestens zwei Teilen besteht, wobei die Teilung die Montage des Adapterstückes (110) um einen im montierten Zustand im Inneren des Schlauches verlaufenden Gegenstand herum erlaubt; und
– zumindest ein federndes Element (120, 130, 140), welches mit dem Adapterstück (110) verbunden ist, in Richtung des Schlauches aus dem Adapterstück (110) herausragt und am herausragenden Ende ein einer Querschnittsform des Schlauches angepaßtes, zumindest die Hälfte eines Umfangs des Schlauches beschreibendes Halteelement (125, 135, 145) aufweist, an welchem sich ein montierter Schlauch bei Biegebeanspruchung abstützt, so daß durch die Steifigkeit des federnden Elements...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der die Biegesteifigkeit eines Schlauches in dessen Anschlußbereich erhöht werden kann.
In nahezu allen Bereichen des täglichen Lebens und der Technik sind Schläuche in vielfältigen Varianten anzutreffen. Sie dienen als Schlauchleitungen dem Transport fester, flüssiger und gasförmiger Stoffe, wo Rohrleitungen aus physikalischen oder ökonomischen Gründen nicht eingesetzt werden können, beispielsweise an beweglichen Ausgangs- und Zielorten, an schwer zugänglichen Stellen oder wenn Rohre zu schwer oder zu teuer wären. Auch als Schutzummantelung oder zur Isolation finden Schläuche Anwendung.
Beispielsweise werden Kabelbäume, die Roboterarme versorgen, häufig in flexiblen Schläuchen, meist Rillschläuchen, geführt, um die Kabelbäume gegen Einwirkungen von außen zu schützen.
Schläuche werden i. d. R. als preiswerte Meterware gefertigt und vertrieben, so daß verschiedene Steifigkeiten entlang eines Schlauches nicht oder nur mit großem Aufwand realisierbar sind. Häufig ist aber eine größere Steifigkeit an den Stellen wünschenswert, an denen der Schlauch an einem Gerätegehäuse befestigt ist und an denen regelmäßig die stärkste Biegung eintritt, um zu verhindern, daß der Schlauch an diesen Stellen zu stark geknickt und dabei beschädigt wird. Gleichzeitig neigen lange Schläuche bei bestimmten Bewegungen zum Schwingen, was ebenfalls durch eine erhöhte Steifigkeit an den Schlauchanschlußstellen verhindert oder zumindest begrenzt werden kann.
Aus der Veröffentlichung DE 1 956 142 U ist bekannt, im Schlauchanschlußbereich eine Knickschutzfeder vorzusehen, die den Schlauch im Bereich der Einspannstelle auf seinem gesamten Umfang unterstützt und somit ein Einknicken des Schlauches nahe der Einspannstelle verhindert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Vorrichtungen anzugeben, mit denen die Biegesteifigkeit eines Schlauches in dessen Anschlußbereich erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung, die folgendes aufweist:

– ein Adapterstück, dessen Form an eine Querschnittsform eines Schlauchendes derart angepaßt ist, daß das Adapterstück einerseits anstelle des Schlauchendes auf einem Schlauchanschluß eines Gerätes montiert werden kann und andererseits das Schlauchende auf dem Adapterstück montiert werden kann, wobei das Adapterstück (110) aus mindestens zwei Teilen besteht, wobei die Teilung die Montage des Adapterstückes (110) um einen im montierten Zustand im Inneren des Schlauches verlaufenden Gegenstand herum erlaubt; und
– zumindest ein federndes Element, welches mit dem Adapterstück verbunden ist, in Richtung des Schlauches aus dem Adapterstück herausragt und am herausragenden Ende ein einer Querschnittsform des Schlauches angepaßtes, zumindest die Hälfte eines Umfangs des Schlauches beschreibendes Halteelement aufweist, an welchem sich ein montierter Schlauch bei Biegebeanspruchung abstützt, so daß durch die Steifigkeit des federnden Elements die Biegesteifigkeit des Schlauches im Bereich zwischen Adapterstück und Halteelement erhöht wird.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß auf einfache Weise eine Versteifung von Schläuchen am Gehäuseanschluß nachgerüstet werden kann. Dabei erlaubt die Teilung insbesondere die Nachrüstung bereits installierter Systeme, bei denen der zu verstärkende Schlauch eine im Inneren verlaufende Leitung oder einen Kabelstrang schützt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffen eine Vorrichtung mit mehreren federnden Elementen unterschiedlicher Länge mit entsprechenden Halteelementen. Dies erlaubt die Herstellung einer Vorrichtung, mit der im Bereich des Schlauchendes eine starke Erhöhung der Biegesteifigkeit des Schlauches erreicht wird, die in Richtung des Schlauches stufenweise abnimmt.
Die federnden Elemente können dabei unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen.
Zur Verbesserung der Kopplung zwischen einem federnden Element und dem Schlauch können mehrere Halteelemente für ein federndes Element vorgesehen werden.
Es ist in einer Ausgestaltung der Erfindung möglich, zumindest ein federndes Element mit einer richtungsabhängigen Steifigkeit vorzusehen, beispielsweise um das Abknicken des Schlauches in einer bestimmten Richtung besonders stark zu hemmen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich sowohl dazu, den Schlauch von Innen her zu verstärken, als auch von Außen. Letzteres ist vorteilhaft, wenn für eine gegebene Anwendung der komplette Innendurchmesser des Schlauchs benötigt wird.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung umfaßt drei verschieden lange federnde Elemente, deren Halteelemente annähernd einen geschlossenen Kreis bilden, welche senkrecht zu den federnden Elemente angeordnet sind, wobei die federnden Elemente und die Halteelemente einstückig aus Federstahldraht gebogen sind und deren halteelementeseitigen Enden des Federstahldrahts als Ösen ausgebildet sind. Durch diese Ösen wird eine Beschädigung des Schlauches sowie etwaiger im Inneren des Schlauches verlaufender Leitungen oder Kabel vermieden.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erhöhung der Biegesteifigkeit eines Schlauches, die folgendes aufweist:

– ein Adapterstück (110), dessen Form an eine Querschnittsform eines Schlauchendes derart angepaßt ist, daß das Adapterstück (110) einerseits anstelle des Schlauchendes auf einem Schlauchanschluß eines Gerätes montiert werden kann und andererseits das Schlauchende auf dem Adapterstück (110) montiert werden kann; und
– mehrere federnde Elemente (120, 130, 140) unterschiedlicher Länge, welche mit dem Adapterstück (110) verbunden ist, in Richtung des Schlauches aus dem Adapterstück (110) herausragen und am herausragenden Ende einer Querschnittsform des Schlauches angepaßte, zumindest die Hälfte eines Umfangs des Schlauches beschreibende Halteelemente (125, 135, 145) aufweist, an welchen sich ein montierter Schlauch bei Biegebeanspruchung abstützt, so daß durch die Steifigkeit des federnden Elements (120) die Biegesteifigkeit des Schlauches im Bereich zwischen Adapterstück (110) und Halteelement (125, 135, 145) erhöht wird, wobei die Biegesteifigkeit des Schlauches erreicht wird, die in Richtung des Schlauches stufenweise abnimmt.

Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Steifigkeit der Vorrichtung und damit des darüber montierten Schlauches stufenweise abnimmt, so daß keine neue scharfe Knickstelle am schlauchseitigen Ende der Vorrichtung entsteht.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Vorrichtung gemäß eines erstens Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in schematischer Darstellung; und
2a–c Vorrichtungen gemäß weiterer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in schematischer Darstellung.
In 1 ist eine Vorrichtung 100 gemäß eines erstens Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, mit der die Biegesteifigkeit eines Schlauches in dessen Anschlußbereich erhöht werden kann, schematisch dargestellt. Ein Adapterstück 110 der Vorrichtung 100 ist so gestaltet, daß es einerseits anstelle des Schlauches auf einem Schlauchanschluß eines Gerätes (nicht dargestellt) angebracht werden kann und andererseits selbst einen Bereich 112 aufweist, auf dem der Schlauch montiert werden kann. Form und Abmessungen des Adapters richten sich dabei nach Form und Abmessungen des Schlauches und des Schlauchanschlusses.
Für Schläuche mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt weist Adapter 110 zwei im Wesentlichen zylindrische Bereiche verschiedenen Durchmessers auf, wobei der Innendurchmesser des ersten Bereiches so gewählt ist, daß die Montage des Adapters 110 auf dem Schlauchanschluß des Gerätes möglich ist, und der Außendurchmesser des zweiten Bereiches 112 so gewählt ist, daß die Montage des Schlauches auf dem Adapterstück 110 möglich ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht das Adapterstück 110 aus zwei Teilen, die entlang der Linie 115 zusammengesetzt dargestellt sind. Damit kann die Vorrichtung 110 in zwei Teile zerlegt und um einen im Inneren des Schlauches verlaufenden Gegenstand, z. B. einen inneren Schlauch oder einen Kabelstrang, montiert werden, was insbesondere bei der Nachrüstung der Vorrichtung an aufgebauten Geräten von Vorteil ist.
Am Adapter 110 sind im Beispiel der 1 drei Federelemente 120, 130, 140 befestigt, die im Inneren des später auf die Vorrichtung geschobenen Schlauches verlaufen und an denen sich der Schlauch mittels Halteelementen 125, 135, 145 abstützt. Auch Form und Abmessungen der Halteelemente 125, 135, 145 richtet sich nach Form und Abmessungen des Querschnitts des Schlauches, und zwar unter der Maßgabe, daß der Schlauch bei innen verlaufenden Federelementen über die Halteelemente geschoben und bei außen verlaufenden Federelementen in diese eingeführt werden kann.
Dargestellt sind im Wesentlichen kreisförmige Halteelemente 125, 135, 145, die keinen vollständigen Kreis beschreiben, um eine nachträgliche Montage zu ermöglichen, und die jeweils in Ösen 127, 137, 147 münden, um ein Durchstechen durch die Wandung des Schlauches zu verhindern und den in Inneren verlaufenden Schlauch oder Kabelstrang vor Beschädigung durch scharfe Kanten zu schützen. Vorzugsweise ist jedes Federelement 120 (130, 140) mit Halteelement 125 (135, 145) und Öse 127 (137, 147) aus Federstahl einstückig durch Biegen hergestellt.
Im Schlauchbereich zwischen Adapterstück und ersten Haltelement 125 sind im Beispiel der 1 alle drei Federelemente als Versteifungselemente wirksam, zwischen dem ersten Haltelement 125 und dem zweiten Halteelement 135 zwei Federelemente 130, 140 und zwischen dem zweiten Halteelement 135 und dem dritten Halteelement 145 nur ein Federelement 140. Dies hat vorteilhaft zur Folge, daß die Steifigkeit der Vorrichtung und damit des darüber montierten Schlauches stufenweise abnimmt, so daß keine neue scharfe Knickstelle am schlauchseitigen Ende der Vorrichtung entsteht.
Zudem kann durch verschieden steife Federelemente 120, 130, 140 und Variation der Anzahl der Federelemente ein beliebiger Verlauf der Steifigkeit über die Länge der Vorrichtung erreicht werden. Dabei ist es z. B. auch möglich, sich in Richtung der Haltelemente verjüngende Federelemente einzusetzen, die dann mit zunehmender Entfernung vom Adapter 110 weicher werden und einen möglichst stetigen Steifigkeitsverlauf ermöglichen.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, die allesamt miteinander kombinierbar sind, sind in 2a–c dargestellt. 2a zeigt ein einzelnes Federelement 220 mit Halteelement 225, das wie eines der Federelemente 120, 130, 140 aus 1 langgestreckt aufgebaut ist, jedoch zusätzlich mehrere Federwindungen zwischen Adapter (nicht dargestellt) und Halteelement 225 aufweist. Diese Federwindungen dienen dazu, die Beweglichkeit des Federelements 220 an dieser Stelle zu erhöhen.
2b zeigt ein Federelement 320 mit mehreren Halteelementen 325a–c, die ihrerseits als Federwindungen ausgebildet sind.
2c schließlich zeigt ein Blattfederelement 420, welches aus dem Adapter 110 herausragt und drei Halteelemente 425a–c aufweist. Der Einsatz eines Blattfederelements 420 anstelle eines runden Federelements 120, 130, 140 bewirkt eine richtungsabhängige Erhöhung der Steifigkeit bzw. eine Biegevorzugsrichtung der Vorrichtung 100. Eine mit Blattfederelementen ausgestattete Vorrichtung 100 kann beispielsweise eingesetzt werden, wenn die Biegung des Schlauches im Bereich des Geräteanschlusses nur in eine Richtung erfolgen soll.
Obwohl die beschriebenen Ausführungsbeispiele für Schläuche mit kreisförmigem Querschnitt adaptiert sind, ist die Erfindung nicht auf kreisförmige Querschnitte beschränkt. Vielmehr betrifft die vorliegende Erfindung Vorrichtungen für beliebige Schlauchquerschnitte, beispielsweise für Schläuche mit rechteckigem Querschnitt mit abgerundeten Ecken. Die Erfindung ist im Zusammenhang mit beliebigen Schlaucharten anwendbar, beispielsweise mit Rillschläuchen, Gliederschläuchen usw.

Claims

Vorrichtung (100) zur Erhöhung der Biegesteifigkeit eines Schlauches, die folgendes aufweist: – ein Adapterstück (110), dessen Form an eine Querschnittsform eines Schlauchendes derart angepaßt ist, daß das Adapterstück (110) einerseits anstelle des Schlauchendes auf einem Schlauchanschluß eines Gerätes montiert werden kann und andererseits das Schlauchende auf dem Adapterstück (110) montiert werden kann, wobei das Adapterstück (110) aus mindestens zwei Teilen besteht, wobei die Teilung die Montage des Adapterstückes (110) um einen im montierten Zustand im Inneren des Schlauches verlaufenden Gegenstand herum erlaubt; und – zumindest ein federndes Element (120, 130, 140), welches mit dem Adapterstück (110) verbunden ist, in Richtung des Schlauches aus dem Adapterstück (110) herausragt und am herausragenden Ende ein einer Querschnittsform des Schlauches angepaßtes, zumindest die Hälfte eines Umfangs des Schlauches beschreibendes Halteelement (125, 135, 145) aufweist, an welchem sich ein montierter Schlauch bei Biegebeanspruchung abstützt, so daß durch die Steifigkeit des federnden Elements (120) die Biegesteifigkeit des Schlauches im Bereich zwischen Adapterstück (110) und Halteelement (125, 135, 145) erhöht wird.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der mehrere federnde Elemente (120, 130, 140) unterschiedlicher Länge mit entsprechenden Halteelementen (125, 135, 145) vorgesehen sind, so daß im Bereich des Adapterstücks (110) eine starke Erhöhung der Biegesteifigkeit des Schlauches erreicht wird, die in Richtung des Schlauches stufenweise abnimmt.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, deren federnde Elemente (120, 130, 140) unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen.
Vorrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zumindest ein federndes Element (320) mehrere Halteelemente (325a, 325b, 325c) aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zumindest ein federndes Element (420) eine richtungsabhängige Steifigkeit aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren federnde Elemente (120, 130, 140) im Inneren des montierten Schlauches verlaufen.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, deren federnde Elemente außerhalb des montierten Schlauches verlaufen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 6, welche drei federnde Elemente (120, 130, 140) verschiedener Länge aufweist, deren Halteelemente (125, 135, 145) jeweils annähernd einen geschlossenen Kreis bilden, welche senkrecht zu den federnden Elementen angeordnet sind, wobei die federnden Elemente und die Halteelemente einstückig aus Federstahldraht gebogen sind.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 8, bei der die halteelementeseitigen Enden des Federstahldrahts als Ösen (127, 137, 147) ausgebildet sind.
Vorrichtung (100) zur Erhöhung der Biegesteifigkeit eines Schlauches, die folgendes aufweist: – ein Adapterstück (110), dessen Form an eine Querschnittsform eines Schlauchendes derart angepaßt ist, daß das Adapterstück (110) einerseits anstelle des Schlauchendes auf einem Schlauchanschluß eines Gerätes montiert werden kann und andererseits das Schlauchende auf dem Adapterstück (110) montiert werden kann; und – mehrere federnde Elemente (120, 130, 140) unterschiedlicher Länge, welche mit dem Adapterstück (110) verbunden ist, in Richtung des Schlauches aus dem Adapterstück (110) herausragen und am herausragenden Ende einer Querschnittsform des Schlauches angepaßte, zumindest die Hälfte eines Umfangs des Schlauches beschreibende Halteelemente (125, 135, 145) aufweist, an welchen sich ein montierter Schlauch bei Biegebeanspruchung abstützt, so daß durch die Steifigkeit des federnden Elements (120) die Biegesteifigkeit des Schlauches im Bereich zwischen Adapterstück (110) und Halteelement (125, 135, 145) erhöht wird, wobei die Biegesteifigkeit des Schlauches erreicht wird, die in Richtung des Schlauches stufenweise abnimmt.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 10, deren federnde Elemente (120, 130, 140) unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei der zumindest ein federndes Element (420) eine richtungsabhängige Steifigkeit aufweist.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, welche drei federnde Elemente (120, 130, 140) verschiedener Länge aufweist, deren Halteelemente (125, 135, 145) jeweils annähernd einen geschlossenen Kreis bilden, welche senkrecht zu den federnden Elementen angeordnet sind, wobei die federnden Elemente und die Halteelemente einstückig aus Federstahldraht gebogen sind.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 13, bei der die halteelementeseitigen Enden des Federstahldrahts als Ösen (127, 137, 147) ausgebildet sind.