DE102008014937A1

DE102008014937A1 - Schlauchmarkierung

Info

Publication number: DE102008014937A1
Application number: DE200810014937
Authority: DE
Inventors: Peter Diller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2009-09-24

Abstract

Schlauchmarkierung zum Aufclipsen auf einen Schlauch oder ein Rohr, bestehend aus einem an beiden Stirnseiten offenen Hohlzylinder aus federelastischem Material mit einer durchgehenden Lücke in der Wand, die etwa parallel zur Längsachse des Hohlzylinders ausgerichtet ist und mit einer markierenden Graphik auf der Außenwand des Hohlzylinders, wobei das Außenprofil der Außenwand sowie das Innenprofil der Innenwand des Hohlzylinders jeweils etwa ein Kreisbogensegment ist und beide Kreisbogensegmente etwa konzentrisch zueinander angeordnet sind und der Öffnungswinkel beider Kreisbogensegmente eine Größe von etwa 50° bis 70° aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlauchmarkierung zum Aufclipsen auf einen Schlauch oder ein Rohr, bestehend aus einem an beiden Stirnseiten offenen Hohlzylinder aus federelastischem Material mit einer durchgehenden Lücke in der Wand, die etwa parallel zur Längsachse des Hohlzylinders ausgerichtet ist und mit einer markierenden Graphik auf der Außenwand des Hohlzylinders.
Bei Schläuchen und Rohren ist sehr oft von außen nicht erkennbar, was ihre vorgesehene Funktion ist, welche Punkte sie tatsächlich miteinander verbinden, in welche Richtung die beabsichtigte oder tatsächliche Fließrichtung verläuft oder was der geplante oder tatsächliche Inhalt ist, so dass eine entsprechende Markierung oder Schrifttafel angebracht werden muss, wofür auf aktuellem Stand der Technik sehr zahlreiche Vorschläge existieren.
Es gibt mehrteilige Markierungen, die aus wenigstens zwei, meist als Formstück gestalteten Elementen bestehen, die auch nachträglich an bereits verlegten Rohren oder Schläuchen angebracht werden können. Ebenfalls zur nachträglichen Montage sind Markierungen geeignet, die als „open loop” eingestuft werden. Es sind einstückige und zumindest abschnittsweise elastische Elemente, die sich um einen Schlauch oder ein Rohr legen lassen und dann miteinander zu einem ringförmigen Element verschlossen werden. Dabei gibt es im Ruhezustand gestreckte Elemente, die nach entsprechender Positionierung am Rohr zu einem Ring geformt und verschlossen werden müssen.
Andere open-loop-Markierungen enthalten wenigstens zwei federelastische Elemente, die vor dem Aufsetzen auseinander gespreizt werden müssen und nur im aufgespreizten Zustand auf das Rohr aufgesetzt werden können. Wenn sie dort wieder frei gegeben werden, schwenken sie in ihre Normalposition zurück, schmiegen sich an die Wand des zu markierenden Rohres an und fixieren sich dadurch.
So beschreibt z. B. US 5,138,784 , Niwa, ein Band aus flexiblem Material, das C-förmig geformt ist. Die Enden dieses C-förmigen Bandes sind – mit einem sehr kleinen Krümmungsradius – nach außen gebogen. Die beiden Schenkel des C-förmigen Markierungsbandes müssen so weit auseinander gezogen werden, dass sie über das zu markierende Rohr herübergeschoben werden können. Dann federn sie zurück und legen sich an das zu markierende Rohr an.
Die Haltekraft der beiden Schenkel des C reicht jedoch ganz offensichtlich nicht für eine dauernde Fixierung, da beide Schenkel durch einen Verschluss, der über ihre jeweils nach außen gebogenen Enden geschoben wird, noch zusätzlich zusammengehalten werden müssen.
Die Montage dieser Markierungsvorrichtungen ist sehr aufwändig, da im ersten Schritt die Schenkel des C auseinandergebogen werden müssen, denn nur wenn sie dauernd und aktiv auseinandergebogen gehalten werden, kann die Markierung auf das Rohr aufgeschoben werden. Zusätzlich ist dann als nächster Schritt das Aufschieben des schlossartigen Verbindungselementes erforderlich. Dieser Schritt ist nicht nur deshalb kompliziert, weil das Schloss mit recht hoher Genauigkeit vor den umgefalteten Enden positioniert werden muss, sondern auch deshalb, weil dieser Vorgang auf derjenigen Seite des Rohres stattfinden muss, welche keine Beschriftung trägt und des halb i. d. R. sehr schlecht einsehbar und oft auch sehr schlecht zugänglich ist.
Eine andere Ausführung von Markierungen in der Form eines C kommt ohne ein solches, zusätzliches Schloss aus. Stattdessen stehen die Enden der beiden Schenkel des C so nahe beieinander, dass die Geometrie der Markierung auch als ein geschlitzter Ring beschrieben werden kann. Für das Aufsetzen der Markierung auf einen zylindrischen Körper ist es erforderlich, die beiden Schenkel des C gezielt so weit auseinander zu ziehen, dass das der Spalt zwischen Ihnen fast so groß wie der Durchmesser des zu markierenden, zylindrischen Körpers ist.
Dafür ist als Vorrichtung eine Schiene bekannt, auf welche die C-förmigen Markierungselemente von einem Ende her aufgeschoben werden, wobei die Schiene an ihrem anderen Ende auf ihrer unteren, von den Markierungselementen abgewandten Seite abgeflacht und etwas verbreitert ist. Mit der Unterseite dieses abgeflachten Endes wird die Schiene auf das zu markierende Rohr aufgesetzt wird. Dann wird ein Markierungselement von der Schiene auf das abgeflachte und verbreiterte Ende geschoben, wodurch die Schenkel des Markierungselementes auseinandergedrückt werden, sodass es über das zu markierende Rohr geschoben werden kann. Wenn die Trägerschiene im nächsten Schritt um ihren Auflagepunkt auf dem Rohr etwas weiter in einen steilen Winkel verschwenkt wird, gleitet die Trägerschiene unter dem Markierungselement heraus ohne es wieder aus seiner Position auf dem Rohr zu lösen.
Mit diesem Hilfswerkzeug können nach einiger Übung C-förmige Markierungsclips mit nur einer Hand aufgebracht werden, wobei jedoch einige Konzentration und Sorgfalt erforderlich ist.
Der große Umschließungswinkel dieser C-förmigen Markierungselemente ist dann sinnvoll, wenn ein Markierungselement mit einem bestimmten Durchmesser zur Markierung von zylindrischen Körpern eingesetzt werden soll, deren Durchmesser deutlich vom Nenndurchmesser des Markierungselementes abweichen.
Diese Aufgabe stellt sich zum Beispiel bei Elektrokabeln, da bei Ihnen der Durchmesser des leitenden metallischen Kerns genormt ist, aber nicht die äußere Isolierung. Je nach der Spannungsfestigkeit des jeweils verwendeten Isolationsmaterials schwankt die Stärke der Isolationsschicht deutlich, so dass z. B. innerhalb einer elektrischen Schaltanlage die Kabel für eine nominal gleiche Stromstärke mit der gleichen nominalen Spannungsfestigkeit voneinander deutlich abweichende Durchmesser aufweisen können.
Wenn für eine solche oder ähnliche Markierungsaufgabe eine geringe Anzahl von verschiedenen Durchmessern der Markierungselementen reichen soll, wenn also der Sprung zwischen den verschiedenen Durchmessertypen recht groß sei soll, erscheint im ersten Ansatz die Verwendung der beschriebenen Markierungsringe mit einer schmalen Lücke zusammen mit dem erforderlichen Werkzeug zum Aufbringen zuerst einmal wirtschaftlich sinnvoll.
Dagegen steht jedoch als Nachteil der erhöhte Zeitaufwand beim Montieren. Dieser Mehraufwand an Arbeitszeit ist deshalb besonders teuer, weil das Aufbringen der Markierung in Schlauch- oder Rohrsystemen eine folgenschwere und daher verantwortungsvolle Tätigkeit ist, die i. d. R. von demjenigen Monteur gemacht wird, der auch für den Aufbau des Rohr- oder Schlauchsystems zuständig ist.
Seine Hauptaufgabe bleibt dabei jedoch, die jeweils korrekte Markierung und den dafür korrekten Ort auszuwählen, weshalb es i. d. R. ein höher qualifizierter Mitarbeiter ist. Dessen Arbeitskraft und Arbeitszeit mit einer vergleichsweise anspruchslosen Tätigkeit wie dem komplizierten Aufbringen einer Markierung zu belasten, ist i. d. R. unwirtschaftlich.
Ein weiterer Nachteil sind die Kosten für die Erstellung und die Bereithaltung des Werkzeuges zum Aufschieben.
Ein anderer, prinzipieller Nachteil aller zuvor beschriebenen Open-Loop-Markierungen ist, dass sie relativ komplex geformt sind. Einige Ausführungen bestehen immerhin aus einem durchgehenden Profil, sodass die Markierungen durch Extrusion und anschließendes Querteilen produziert werden können. Es verbleibt jedoch der Nachteil, für den Extruder ein spezielles Werkzeug anfertigen zu müssen.
Andere Vorschläge, die nicht durch Extrusion herstellbar sind, erfordern Einzelformen, die i. d. R. noch teurer sind und gegenüber der Extrusion eine längere Produktionszeit und einen erhöhten Aufwand bei der Entnahme der fertigen Teile erfordern.
Auf diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Schlauchmarkierung zu entwickeln, die manuell mit nur einer Hand und ohne jedes zusätzliche Werkzeug auf einen zu markierenden Schlauch aufgebracht werden kann und die derart einfache Oberflächenformen aufweist, dass sie in bestehenden und bewährten Formen und Fertigungseinrichtungen mit nur sehr einfachen Zusätzen schnell und kostengünstig produziert werden kann.
Als Lösung präsentiert die Erfindung eine Schlauchmarkierung, bei der das Außenprofil der Außenwand sowie das Innenprofil der Innenwand des Hohlzylinders jeweils etwa ein Kreisbogensegment ist und beide Kreisbogensegmente etwa konzentrisch zueinander angeordnet sind und der Öffnungswinkel beider Kreisbogensegmente eine Größe von etwa 50°–70° aufweist.
Die Schlauchmarkierung weist als markierende Graphik im einfachsten Fall eine von vielen möglichen Farben auf, ist also im Ganzen in einer bestimmten Farbe eingefärbt. In einem System werden dann Schlauchmarkierungen mit verschiedenen Farben eingesetzt. Die Einfärbung kann sich aber auch auf farbige Flächen beschränken. Als markierende Graphik sind alle denkbaren Symbole, wie Pfeile, Punkte, Rauten, Flusszeichen und Schaltzeichen möglich.
Ebenso können Schriftzeichen und Zeichnungen eingeschnitten oder aufgebracht werden. Eine Möglichkeit dafür ist das Aufbringen einer dünnen Schicht auf eine anders gefärbte Schlauchmarkierung. Durch Einfräsen oder Einpressen wird die dünne, farbige Schicht an bestimmten Bereichen durchbrochen, so dass die darunter liegende, andere Farbe zum Vorschein kommt. Und natürlich kann die Außenfläche bedruckt, lackiert oder beklebt werden.
Ebenso kann die markierende Graphik als ein ringförmiges Band über die Schlauchmarkierung gestreift werden.
Die geometrische Grundform der erfindungsgemäßen Schlauchmarkierung ähnelt den bekannten, C-förmig gekrümmten Bändern. Sie unterscheidet sich von vielen anderen aufclipsbaren Kabelmarkierungen dadurch, dass das Profil der Außenwand sowie das Profil der Innenwand als Segment eines Kreisbogens geformt sind, also ver gleichsweise einfach herzustellen ist. Dabei ist unter dem Begriff des „Aufclipsens” das Aufdrücken und gleichzeitige federnde Einrasten zu verstehen.
Das zweite und wesentliche Merkmal der Erfindung ist, dass der Öffnungswinkel beider Kreisbogensegmente bezogen auf den Mittelpunkt des Kreises eine Größe von etwa 50°–70° aufweist. Entgegen dem ersten Anschein ist die Findung dieses Winkelbereiches eine ebenso komplexe wie folgenschwere Aufgabe.
Es ist die Aufgabe einer erfindungsgemäßen, C-förmigen Schlauchmarkierung, auf einen Schlauch aufgesetzt zu werden, dessen Durchmesser etwa dem Innendurchmesser der Schlauchmarkierung gleicht oder gering davon abweicht. Dabei ist der zu wählende Parameter der Öffnungswinkel des C's der Schlauchmarkierung.
Wenn ein Öffnungswinkel größer als 180° gewählt wird, können die Schenkel des C den Schlauch nicht mehr hintergreifen: die Schlauchmarkierung ist eine Schale, die auf dem Schlauch nur aufliegt und bei der kleinsten Bewegung wieder abfällt.
Für alle Öffnungswinkel des C, die kleiner als 180° sind, hintergreifen die Schenkel des C den Schlauch, d. h. die Schenkel spreizen sich beim Aufschieben auf den Schlauch auseinander und zwar soweit, bis ihr Abstand den Durchmesser des Schlauches erreicht hat. Dann bewegen sich die Schenkel wieder aufeinander zu, weil sie durch die federnde Elastizität des Werkstoffes wieder in ihre Ursprungsform zurückgedrückt werden.
Diese Federkraft hält die Schenkel des C davon ab, sich bei Erschütterungen des Schlauches wieder auseinander zu spreizen, so dass die Schlauchmarkierung vom Schlauch herunter gleiten kann und abfällt.
Wenn Material und Wandstärke der Schlauchmarkierung unverändert bleiben sollen und nur der Öffnungswinkel des C verändert werden kann, wird mit kleiner werdendem Öffnungswinkel die Rückhaltekraft der Schlauchklemme größer und damit ihr Halt auf dem Schlauch verbessert.
Aus diesem Aspekt heraus ist also der Öffnungswinkel möglichst klein zu wählen, um den Rückhalt der Schlauchmarkierung zu verbessern. Der Öffnungswinkel sollte also Null betragen oder sogar negativ sein, d. h. die beiden Schenkel des C's würden sich überlappen.
Bei derart kleinen Öffnungswinkeln ebenso wie bei sich überlappenden Schenkeln tritt beim Aufdrücken der Schlauchmarkierung auf den Schlauch folgender, unerwünschter Effekt ein: Die Schenkel des C spreizen sich nicht mehr selbsttätig auseinander und gleiten nicht mit ihrer Kante auf der Oberfläche des Schlauches. Stattdessen rollen sie sich ein und werden mit zunehmendem Druck in den Innenraum der Schlauchmarkierung hinein bewegt. Die Folge ist, dass die Schlauchmarkierung so nicht auf den Schlauch aufgesetzt werden kann.
Bei dieser Konfiguration einer C-förmigen Schlauchmarkierung ist ein zusätzliches Werkzeug zum Auseinanderspreizen der Schenkel erforderlich. Das widerspricht jedoch der Aufgabenstellung dieser Erfindung.
Es zählt zum Verdienst dieser Erfindung, herausgefunden zu haben, dass bei einem Öffnungswinkel des C's kleiner als 50° in aller Regel beim Aufdrücken der Schlauchmarkierung auf den Schlauch ein selbsttätiges Auseinanderspreizen der beiden Schenkel des C nicht mehr möglich ist. Dieser Wert gilt für sehr viele, derzeit übliche Kunststoffe für Schläuche und ihre üblichen Oberflächen.
Nur wenn die Schlauchmarkierung aus einem besonders gleitfähigen Werkstoff besteht, dem bei der Verarbeitung eine besonders glatte Oberfläche verliehen wird, und wenn auch die Oberfläche des zu markierenden Schlauches oder Rohres ungewöhnlich glatt ist, wenn also der Haftreibungsbeiwert zwischen Schlauchmarkierung und Schlauch ungewöhnlich niedrig ist, wird auch eine Schlauchmarkierung mit einem noch etwas kleineren Öffnungswinkel als 50° ohne Werkzeug aufgesetzt werden können. Werte bis 45° erscheinen als praktisch möglich.
Bei derzeit für Schläuche üblichen Kunststoffen, wie zum Beispiel Polyamid, und den durch Extrudieren oder Spritzgießen erzeugten Oberflächen, ist ein Öffnungswinkel von etwa 50° für eine C-förmige Schlauchklemme der kleinste Wert, bei dem die Schlauchklemme noch mit einiger Sicherheit ohne zusätzliches Werkzeug aufgesetzt werden kann.
Im Folgenden wird die Kraftverteilung beim ersten Kontakt zwischen Schlauchklemme und Schlauch nochmals erläutert: Die Berührungslinien der Kanten der Schenkel des C's liegen auf dem zu markierenden Schlauch in Bezug auf den Durchmesser des Schlauches so nahe beieinander, dass in der Berührungslinie die Tangente der Kreisoberfläche fast senkrecht zur Richtung des Auf clipsens steht. Der Kraft-Vektor, mit dem die Schlauchmarkierung auf den Schlauch gedrückt wird, teilt sich in zwei, etwa gleich große Teilvektoren auf, die auf die Kante eines jeden Schenkels des C wirken. Jeder dieser Teilvektoren besteht aus einer Kraftkomponente, die tangential zur Oberfläche verläuft und einer zweiten Komponente, die orthogonal zur Oberfläche verläuft. Je „flacher” die Tangente im Berührungspunkt im Verhältnis zur Richtung der aufdrückenden Kraft steht, desto kleiner ist die tangential wirkende Kraft. Und sie ist die einzige Kraft-Komponente, die die Schenkel des C auseinanderspreizt.
Wie schon gesagt, ist es eine wesentliche Erkenntnis dieser Erfindung, dass bei Unterschreiten eines Öffnungswinkels von etwa 50° für die üblichen Werkstoffpaarungen einer Schlauchmarkierung aus Kunststoff und eines Schlauches oder eines Rohres ebenfalls aus Kunststoff oder aus Metall ein selbsttätiges Auseinanderspreizen der Schenkel nicht mehr möglich ist. Eine Erhöhung der aufdrückenden Kraft führt nur zu einem Einrollen der Schenkel des C.
Bei einem Öffnungswinkel zwischen etwa 50° und 70° spreizen sich die Schenkel beim Aufdrücken auseinander und schwenken dann wieder in Ihre Normalposition zurück. Die Umklammerung des Schlauches durch die Schenkel ist bei diesen Öffnungswinkeln noch so hoch, dass die Rückhaltekraft der Schlauchmarkierung noch heftigen Erschütterungen und unsanften Berührungen der Markierung entgegenwirken kann.
Wenn der Öffnungswinkel der Schlauchmarkierung größer als 70° ist, ist das Aufsetzen mit sehr geringer Kraft und mit zunehmendem Öffnungswinkel sinkendem Widerstand möglich. Leider sinkt überproportional auch die Gegenkraft, mit der die Schlauchmarkierung auf dem Schlauch festgehalten wird. Oberhalb eines Öffnungswinkels von etwa 70° ist in der Praxis die verbleibende Haltekraft so gering, dass die Markierung bereits bei sehr geringen Bewegungen des Schlauches oder des Rohres wieder abfällt.
Der beste Kompromiss zwischen einer möglichst hohen Haltekraft und einem problemlos gleitenden, werkzeugfreien Aufbringen der Schlauchmarkierung ist also ein Öffnungswinkel im Bereich von etwa 56° – etwa 64°.
Die Errungenschaft der Erfindung ist es also, einen Wert für den Öffnungswinkel von C-förmigen Schlauchmarkierungen gefunden zu haben, bei dem die Haltekraft möglichst hoch ist, aber das Aufbringen noch ohne Werkzeug möglich ist.
Dabei ist es ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Schlauchmarkierung, dass der absolute Wert der Rückhaltekraft unabhängig vom dem erfindungsgemäßen Wert des Öffnungswinkels des C's bei der Fertigung einstellbar ist.
Dafür ist der Parameter die Wandstärke der C-förmigen Schlauchmarkierung, also der Abstand zwischen dem Außenprofil und dem Innenprofil. Über diesen Parameter können zum Beispiel für einen bestimmten Durchmesser eines zu markierenden Schlauches zwei verschiedene Typen von Schlauchmarkierungen geschaffen werden.
Für Schläuche, die kaum bewegt werden, reicht eine relativ niedrige Rückhaltekraft der Schlauchmarkierung aus, wofür nur eine geringe Wandstärke erforderlich ist. Der Abstand des Außenprofils des C's vom Innenprofil ist also relativ klein. Für Schläuche, die heftigen Vibrationen ausgesetzt sind, ist eine höhere Haltekraft nötig und damit auch eine höhere Wandstärke, also ein größerer Abstand zwischen Außenprofil und Innenprofil der Schlauchmarkierung.
Diese Betrachtung ist auf Unterschied in den Wandstärken beschränkt. Zur Ermittlung des absoluten Wertes der Wandstärke muss natürlich noch die Federkonstante des verwendeten Werkstoffes berücksichtigt werden. Es leuchtet sofort ein, dass eine C-förmige Schlauchmarkierung aus Federstahl erheblich geringere Wandstärken aufweist als eine solche aus Kunststoff. Deshalb ist die Wahl des Werkstoffes stets ein weiterer Parameter für die Höhe der Rückhaltekraft einer erfindungsgemäßen Schlauchmarkierung.
Wenn also eine Schlauchmarkierung mit einer sehr hohen Rückhaltekraft gewünscht wird, so kann diese Rückhaltekraft ohne weiteres durch eine entsprechende Wandstärke einer erfindungsgemäßen Schlauchmarkierung erreicht werden. Auch diese verstärkte Schlauchmarkierung erfordert kein zusätzliches Werkzeug zum Aufspreizen beim Aufsetzen, da sich die Schenkel der Schlauchmarkierung beim Aufsetzen selbsttätig auseinanderspreizen. Die einzige Einschränkung ist, dass dabei die absolute Höhe der Aufpresskraft von der jeweiligen Person noch aufgebracht werden kann. Bei sehr kleinen Schlauchmarkierungen mit besonders hoher Rückhaltekraft ist also eventuell ein kräftiger Finger erforderlich, bei größeren Schlauchmarkierungen eine muskulöse Hand oder ein Faustschlag.
Es ist ein herausragendes Merkmal der erfindungsgemäßen Schlauchmarkierung, dass sie manuell mit nur einer Hand befestigt werden kann. Das ist natürlich nur dann möglich, wenn die maximal aufbringbare Körperkraft der Hand nicht überschritten wird. Deshalb sind solche erfindungsgemäße Schlauchmarkierungen besonders interessant, bei denen Material und Stärke jeweils so gewählt worden sind, dass zum radialen Aufschieben auf einen zylindrischen Körper, dessen Durchmesser etwa dem Durchmesser ihrer kreisbogensegmentförmigen Innenwand entspricht, eine Kraft von maximal etwa 100 Newton ausreicht.
Da klein dimensionierte Schlauchmarkierungen mit einer kleineren Kraft aufgeclipst werden können als große, und weil auf große Schlauchmarkierungen mit einer größeren Oberfläche manuell größere Kräfte aufbringbar sind, wie zum Beispiel durch Faustschläge, wird der besonders interessante Bereich der werkzeugfrei von Personen aufbringbaren Schlauchklemmen auch so definiert, dass Material und Stärke so dimensioniert sind, dass sie auf zylindrische Körper, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser ihrer kreisbogensegmentförmigen Innenwand entspricht, mit einem Druck von maximal etwa 1 N/mm² auf etwa einem Fünftel der Außenwand in radialer Richtung aufschiebbar sind.
In jedem Fall wird ein guter Sitz der Schlauchmarkierung auf dem zu markierenden Schlauch erreicht. Deshalb könnte zu den technischen Daten einer erfindungsgemäßen Schlauchmarkierung, die in Varianten mit verschiedener Rückhaltekraft gefertigt wird, die Angabe einer maximalen Beschleunigung – zum Beispiel in g – sinnvoll sein, bis zu der sich die Schlauchmarkierungen im Mittel noch auf einem Referenzschlauch festhalten können.
Unabhängig davon beschreibt die Erfindung im Folgenden noch Ausführungsformen, die bei gleich bleibender Rückhaltekraft das Aufsetzen der Schlauchmarkierung weiter erleichtern, nämlich verschiedene Ausführungsformen für die Stirnfläche der Lücke in der Wand des Hohlzylinders der Schlauchmarkierung: Bevorzugt wird, dass beide Stirnflächen der Lücke je eine Ebene bilden, deren Verlängerung etwa durch die Längsachse des Hohlzylinders verläuft. Da die Schlauchmarkierung zum Aufsetzen auf kreisförmige Schläuche, Rohre oder Kabel gedacht ist, deren Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser der Schlauchmarkierung entspricht oder geringfügig größer ist, leuchtet es ein, dass beim Ansetzen der Schlauchmarkierung an den zu markierenden Schlauch die Stirnflächen etwa tangential auf der Schlauchoberfläche aufliegen. Dadurch berühren Sie geometrischen den Schlauch nur auf einer Linie; in der Praxis abhängig von der Elastizität der Materialien nur auf einer sehr kleinen Fläche.
Bei sehr elastischen Schläuchen, deren Oberfläche zum Material der Schlauchmarkierung einen hohen Haftreibungsbeiwert aufweist, bewirkt die vorgenannte Orientierung der Stirnflächen der Lücke eine gleichmäßige Verteilung der Aufbringungskraft auf die Stirnflächen und daher ebenfalls die bestmöglichen Gleiteigenschaften.
Eine weitere Verbesserung des Aufsetzens wird dadurch erreicht, dass die Übergänge von den Stirnflächen zur Außenwand und/oder zur Innenwand etwas abgerundet werden, insbesondere dann, wenn der Haftreibungsbeiwert relativ hoch ist.
Wenn die Materialpaarung zwischen Schlauchmarkierung und zu markierendem Schlauch jedoch einen bereits prinzipiell sehr niedrigen Haftreibungsbeiwert aufweist, wenn also die Materialien relativ hart sind, wird die Aufbringungskraft für die Markierung dadurch verringert, dass die Stirnflächen zusätzlich geglättet werden.
Für die soeben genannte Materialpaarung mit niedrigem Haftreibungsbeiwert wird eine weitere Reduzierung der erforderlichen Auf presskraft dadurch erreicht, dass auf den Stirnflächen längliche Noppen, Grade oder Rippen ausgebildet sind, die jeweils senkrecht zur Längsachse ausgerichtet sind. Diese Elemente sorgen dafür, dass die Kontaktfläche zwischen den Stirnflächen und dem zu markierenden Schlauch weiter reduziert wird und an die Stelle einer linienförmigen Berührung der Stirnfläche eine Berührung in nur noch wenigen Punkten tritt.
Sowohl eine Glättung der Stirnflächen als auch die Ausbildung der Noppen, Grade oder Rippen reduziert die Kraft nur während des Aufbringens der Schlauchmarkierung, nicht jedoch ihre maximale Haltekraft auf dem Schlauch, da nach dem Einrasten der Schlauchmarkierung auf dem Schlauch, also bei flächigem Anliegen des C-förmigen Profils auf dem Schlauch, die Stirnflächen keinen Kontakt mehr zur Oberfläche des Schlauches haben. In diesem, stationären Zustand wird die maximal mögliche Haftreibungskraft durch die Eigenschaften von Material und Oberfläche der Innenwand des Hohlzylinders bestimmt.
Da im Normalfall eine sehr hohe Haltekraft der Schlauchmarkierung, aber eine sehr niedrige Kraft zum Aufbringen wünschenswert ist, sind die vorgenannten Maßnahmen an den Stirnflächen zur weiteren Reduzierung der Reibkraft auf den Schlauch sehr sinnvoll.
Weitere Alternativen, um die Reibung der Stirnflächen auf der Oberfläche des Schlauches zu reduzieren, sind eine wellenförmige oder mäanderförmige Ausbildung der Stirnflächen. Die Wirkung ist ähnlich wie bei der Formung von Noppen, Graden oder Rippen; der Vorteil ist jedoch, dass eine derartig ausgebildete Stirnfläche mit einem Schneidrad gefertigt werden kann, dessen Schneidkante wellenför mig oder mäanderförmig ausgebildet ist und das in ein vollständig ausgebildetes Rohr die Stirnflächen der Lücke einschneidet.
Eine sehr einfache Alternative zur Reduzierung der Reibkraft der Stirnflächen auf der Oberfläche des zu markierenden Schlauches ist die Beschichtung der Stirnfläche mit einem Gleitmittel oder mit einer gleitfähigen Schicht, wie z. B. einer Teflon-Folie.
Eine weitere, alternative Ausführungsform zur Reduzierung der Aufbringungskraft der Schlauchmarkierung ist es, im Profil der Schlauchmarkierung gegenüber der Lücke eine Gelenkfunktion zu schaffen. Sie reduziert die Kraft zum Auseinanderdrücken die beiden Schenkel des C-förmigen Profils beim Aufclipsen der Schlauchmarkierung.
Um diese Gelenkfunktion zu realisieren, kann in einer Ausführungsvariante der Mittelpunkt des kreisbogensegmentförmigen Innenprofils einen größeren Abstand zur Lücke aufweisen, als der Mittelpunkt des kreisbogensegmentförmigen Außenprofils. Die Konturen des Innenprofils und des Außenprofils sind in dieser Variante also nicht mehr exakt konzentrisch, sodass die Wandstärke in der Nähe der Lücke am größten und gegenüber der Lücke am geringsten ist. Dadurch verformt sich das Profil beim Aufpressen der Markierung in der Nähe der Lücke am wenigsten und gegenüber der Lücke am meisten, wodurch die gewünschte Gelenkwirkung entsteht.
Eine andere Ausführungsform ist es, im Profil des Hohlzylinders in einem der Lücke gegenüberliegenden Bereich die Wandstärke zu reduzieren. Dieses Prinzip zur Ausbildung von Gelenken wird – bei sehr extremen Unterschieden der Wandstärke im gelenkigen und im nichtgelenkigen Bereich – als Filmscharnier bezeichnet und ist als solches bewährt.
Eine Einschränkung beider, beschriebener Profile mit einer zusätzlichen Gelenkfunktion ist es, dass zwar die Kraft zum Aufbringen der Schlauchmarkierung reduziert wird, aber leider auch die Haftungswirkung der Schlauchmarkierung entsprechend reduziert wird, da die Gelenkfunktionalität permanent ist. Deshalb bevorzugt die Erfindung zur Reduzierung der Aufbringungskraft die Optimierung der Stirnflächen.
Für Anwendungsfälle, die eine besonders hohe Haltekraft erfordern, können zusätzliche, federelastische Verstärkungen in die Wandung des Hohlzylinders eingebettet werden. Eine mögliche Ausführungsform sind zueinander beabstandete, C-förmige Ringsegmente aus Federstahl. Diese Ringsegmente sorgen ähnlich wie die Rippen in der menschlichen Brust für eine sehr deutliche Verstärkung der Federkraft der Schlauchmarkierung, was die Haltekraft entsprechend erhöht, aber auch die zum Aufbringen der Markierung nötige Kraft. Deshalb ist es sinnvoll, diese zusätzlichen Verstärkungen mit einer Optimierung der Gleiteigenschaften der Stirnfläche zu kombinieren.
Gemäß Aufgabenstellung soll die erfindungsgemäße Schlauchmarkierung mit möglichst geringen Kosten auf eine möglichst einfache Weise, d. h. also mit bekannten und bewährten Produktionsmitteln hergestellt werden. Dafür sind möglichst einfache Formen vorteilhaft, weil Sie die Verwendung von bekannten Maschinen mit vorhandenen Werkzeugen ermöglichen.
In diesem Sinne schlägt die Erfindung als Verfahren zur Herstellung der Schlauchmarkierungen die Verwendung eines Extruders zur Her stellung von Rohren oder Schläuchen vor. Dessen Werkzeug zur Formung eines Rohres hat eine kreisringförmige Durchlassfläche. Sie muss zur Fertigung der erfindungsgemäßen Schlauchmarkierung in einem Bereich von etwa 50°–70° durch ein Formstück verschlossen werden. Dadurch tritt der flüssige Werkstoff des Rohres in diesem Bereich nicht mehr aus, sodass eine Lücke der Länge des Rohres nach verläuft.
Auf ein solches Rohr sollten im nächsten Fertigungsschritt die markierenden Grafiken aufgebracht werden, also Ziffern, Buchstaben oder grafische Symbole. Im dritten Fertigungsschritt wird das Rohr dann jeweils zwischen den einzelnen Grafiken quergeteilt.
Eine alternative Herstellungsform ist es, in ein vollständiges Rohr nachträglich mittels zwei Schneidwerkzeugen einen in Längsrichtung verlaufenden Schnitt einzubringen. Dabei ist es – wie erwähnt – zu bevorzugen, dass die Ebene der Schnittflächen etwa durch die Längsachse des Hohlzylinders der Schlauchmarkierung verläuft. Je gleichmäßiger das Schneidwerkzeug ist, desto glatter ist die Oberfläche der entstandenen Stirnfläche und desto geringer die zum Aufpressen nötige Kraft.
Falls die Schnittkanten mäanderförmig oder wellenförmig verlaufen sollen, schlägt die Erfindung alternativ – wie genannt – als Schneidwerkzeug zwei Schneidräder mit wellenförmiger oder mäanderförmiger Schneidkante vor, die auf der Außenfläche des Rohres abgerollt werden. Dadurch bilden sich an der Schnittkante Wellenberge oder die höherstehenden Keile der Mäander aus, die beim Aufsetzen der Schlauchmarkierung mit einer nur noch sehr kleinen Fläche den zu markierenden Schlauch berühren und deshalb bei entsprechender Materialhärte auch entsprechend leicht auf der Oberfläche gleiten.
Im Folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden. Diese sollen die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern nur erläutern. Es zeigt in schematischer Darstellung:
1 Schrägbild einer Schlauchmarkierung
2 Aufsetzen der Schlauchmarkierung aus 1 auf ein Rohr
Die Figuren zeigen im Einzelnen:
In 1 ist eine erfindungsgemäße Schlauchmarkierung als Schrägbild gezeichnet. Sehr deutlich zu erkennen ist, dass die Grundform, der Hohlzylinder 1, an beiden Stirnseiten offen ist. In der Darstellung ist von der Außenwand 4 ein Teil zu sehen, aber vom Außenprofil 41 der Außenwand 4 die gesamte, kreisbogensegmentförmige Linie. Auch die Innenwand 5 des Hohlzylinders 1 ist nur teilweise zu sehen, aber deren Innenprofil 51 vollständig an der vorderen Stirnseite des Hohlzylinders. Dort wird auch deutlich, dass das Innenprofil 51 konzentrisch zum Außenprofil 41 angeordnet ist und dass die Mittelpunkte dieser Kreisbogensegmente auf der Längsachse 3 des Hohlzylinders 1 liegen.
In 1 zeigt der Hohlzylinder 1 an seiner dem Betrachter zugekehrten Seite die durchgehende Lücke 2. Mit gestrichelten Linien ist eingetragen, wie die Lücke 2 mit ihren begrenzenden Stirnflächen 21 gedanklich aus dem Hohlzylinder 1 entstanden ist: nämlich durch Herausschneiden eines „Tortenstückes” mit dem Öffnungswinkel 6. Die Ebenen der beiden Stirnflächen 21 verlaufen also durch die Längsachse 3.
Am oberen Rand der erfindungsgemäßen Schlauchmarkierung ist die eigentliche Funktion einer Schlauchmarkierung zu erkennen, nämlich die markierende Grafik 7, die in diesem Beispiel eine Ziffer 3 ist. Es kann jedoch ebenso gut ein Buchstabe oder eine andere, beliebige Grafik dargestellt werden.
In 2 ist perspektivisch dargestellt, wie die Schlauchmarkierung aus 1 auf ein Rohr aufgeclipst wird. Dazu wird die Schlauchmarkierung mit ihrer Lücke 2 auf die Wandung des zu markierenden Rohres aufgelegt und angedrückt. Die Andruckkraft verteilt sich auf die beiden Stirnflächen 21.
In 2 ist sehr gut zu erkennen, dass die Stirnflächen 21 in Bezug auf die mit einem großen Pfeil dargestellte Andruckkraft „schräg” verlaufen. Deshalb teilt sich jeder der beiden Vektoren der Andruckkraft in den beiden Stirnflächen 21 in eine Komponente auf, die tangential zur Oberfläche des zu markierenden Schlauches verläuft und eine zweite Komponente die senkrecht zur Oberfläche ausgerichtet ist.
Im dargestellten Stadium des Aufclipsens der Schlauchmarkierung beträgt der Winkel der Seitenfläche in Bezug auf die Richtung der aufdrückenden Kraft etwa 40 Grad. Dadurch ist die tangentiale Kraft im Verhältnis zur normal wirkenden Kraft so groß, dass die Stirnfläche 21 nicht nur auf den zu markierenden Schlauch aufgedrückt wird. sondern auch darauf entlang gleitet. Diese Gleitbewegung erlaubt, dass sich die beiden Schenkel der C-förmigen Schlauchmarkierung weiter auseinander spreizen und dadurch die Schlauchmarkierung immer weiter auf das Rohr aufgedrückt werden kann.
In 2 ist nachvollziehbar, dass die Schenkel des Profils der Schlauchmarkierung bis zum Durchmesser des zu markierenden Schlauches auseinander aufgespreizt werden müssen. Wenn sie über diesen Punkt um einen geringen Betrag hinaus geschoben worden sind, wird die Schlauchmarkierung von der Federkraft ihrer beiden Schenkel weiter bewegt, da die Kanten der Schenkel auf der von der Markierung weg weisende Seite des Schlauches wieder aufeinander zu gleiten, solange bis die Schlauchmarkierung den zu markierenden Schlauch flächig umschließt.
In 2 wird deutlich, dass die Gleitfähigkeit der Stirnkanten 21 auf der Oberfläche des zu markierenden Schlauches ein sehr wesentlicher Faktor für die erforderliche Kraft zum Aufclipsen der Schlauchmarkierung ist. Die in 2 gezeichnete Ausführungsform ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der zu markierende Schlauch relativ elastisch ist und eine weiche und/oder raue Oberfläche hat. Da in dieser Ausführungsvariante die Stirnflächen 21 nahezu flächig auf dem zu markierenden Schlauch aufliegen, verteilt sich deren Andruckkraft auch auf eine große Fläche, sodass die Stirnflächen 21 kaum in die Oberfläche des Schlauches hinein gedrückt werden.
Eine Beschichtung der Stirnfläche 21 mit einem Gleitmittel oder die Beschichtung mit einer gleitenden Schicht, wie z. B. Teflon^® reduziert die erforderliche Aufpresskraft weiter.
Bei Betrachtung von 2 wird plausibel, dass bei einem zu markierenden Rohr aus einem besonders harten Material besteht, wie z. B. Metall, die Ausformung der Stirnkante 21 mit möglichst wenigen, auf dem Rohr aufliegenden Punkten vorteilhaft ist. Wie erwähnt, können dazu auf der Stirnkante Noppen, Grate oder Rippen ausgebildet werden, die radial ausgerichtet sind. Eine einfach herzustellen de Alternative ist die wellenförmige oder mäanderförmige Gestaltung der Stirnflächen.

1: Hohlzylinder
2: Schlitz, in der Wand des Hohlzylinders 1
21: Stirnflächen der Lücke 2
3: Längsachse des Hohlzylinders 1
4: Außenwand des Hohlzylinders 1
41: Außenprofil der Außenwand 4
5: Innenwand des Hohlzylinders 1
51: Innenprofil der Innenwand 5
6: Öffnungswinkel der jeweils kreisbogensegmentförmigen Außenwand 4 und Innenwand 5
7: Graphik auf der Außenwand 4

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5138784 [0005]

Claims

Schlauchmarkierung zum Aufclipsen auf einen Schlauch oder ein Rohr, bestehend aus einem an beiden Stirnseiten offenen Hohlzylinder 1 aus federelastischem Material – mit einer durchgehenden Lücke 2 in der Wand, die etwa parallel zur Längsachse 3 des Hohlzylinders 1 ausgerichtet ist und – mit einer markierenden Graphik 7 auf der Außenwand 4 des Hohlzylinders 1 dadurch gekennzeichnet, dass – das Außenprofil 41 der Außenwand 4 sowie das Innenprofil 51 der Innenwand 5 des Hohlzylinders 1 jeweils etwa ein Kreisbogensegment ist und – beide Kreisbogensegmente etwa konzentrisch zueinander angeordnet sind und – der Öffnungswinkel 6 beider Kreisbogensegmente eine Größe von etwa 50° bis 70° aufweist.
Schlauchmarkierung nach dem vorhergehenden Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel 6 beider Kreisbogensegmente eine Größe von etwa 56° bis 64° aufweist.
Schlauchmarkierung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass Material und Stärke so gewählt sind, dass sie auf zylindrische Körper, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser ihrer kreisbogensegmentförmigen Innenwand 5 entspricht, mit einer Kraft von maximal etwa 100 Newton radial aufschiebbar ist.
Schlauchmarkierung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass Material und Stärke so gewählt sind, dass sie auf zylindrische Körper, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser ihrer kreisbogensegmentförmigen Innenwand 5 entspricht, mit einem Druck von maximal etwa 1 N/mm² auf etwa einem Fünftel der Außenwand 4 in radialer Richtung aufschiebbar ist.
Schlauchmarkierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Stirnflächen 21 der Lücke 2 je eine Ebene bilden, deren Verlängerung etwa durch die Längsachse 3 des Hohlzylinders 1 verläuft.
Schlauchmarkierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von den Stirnflächen 21 zur Außenwand 4 und/oder zur Innenwand 5 abgerundet ist.
Schlauchmarkierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen 21 geglättet sind.
Schlauchmarkierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Stirnflächen 21 längliche Noppen, Grate oder Rippen ausgebildet sind, die jeweils senkrecht zur Längsachse 3 ausgerichtet sind.
Schlauchmarkierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen 21 wellenförmig oder mäanderförmig ausgebildet sind.
Schlauchmarkierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen 21 mit einem Gleitmittel beschichtet sind.
Schlauchmarkierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt des kreisbogensegmentförmigen Innenprofiles 51 einen größeren Abstand zur Lücke 2 aufweist als der Mittelpunkt des kreisbogensegmentförmigen Außenprofiles 41.
Schlauchmarkierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil des Hohlzylinders 1 in einem der Lücke 2 gegenüberliegenden Bereich eine reduzierte Wandstärke aufweist.
Schlauchmarkierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Wandung des Hohlzylinders federelastische Verstärkungen eingebettet sind.
Schlauchmarkierung nach dem vorhergehenden Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungen zueinander beabstandete, C-förmige Ringsegmente aus Federstahl sind.
Verfahren zur Herstellung einer Schlauchmarkierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – zur Vorbereitung der Fertigung in einem Extruder mit einem Werkzeug zur Extrusion eines Rohres oder Schlauches die Austrittsfläche des Werkzeuges in einem Bereich von etwa 50° bis 70° durch ein Formstück verschlossen wird und – im ersten Fertigungsschritt ein geschlitztes Rohr mit C-förmigem Querschnitt extrudiert wird und – im zweiten Fertigungsschritt auf dieses Rohr die markierenden Graphiken 7 aufgebracht werden und – im dritten Fertigungsschritt das Rohr jeweils zwischen den Graphiken 7 quergeteilt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Schlauchmarkierung nach dem vorhergehenden Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb eines Extruders ein noch vollständiges Rohr im ersten Fertigungsschritt über zwei Schneidwerkzeuge hinweg bewegt wird, welche die Stirnflächen 21 der Lücke 2 in das Rohr einbringen.
Verfahren zur Herstellung einer Schlauchmarkierung nach den vorhergehenden Ansprüchen 9 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidwerkzeuge zwei Schneidräder mit wellenförmiger oder mäanderförmiger Schneidkante sind, die auf der Außenfläche des Rohres abrollen.
Verfahren zur Herstellung einer Schlauchmarkierung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft der Schlauchmarkierung durch eine Vergrößerung des Abstandes zwischen dem Außenprofil 41 und dem Innenprofil 51 vergrößert wird.
Verwendung einer Schlauchmarkierung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf Schläuche, Rohre oder Kabel mit etwa kreisförmiger Kontur des Querschnitts aufgesetzt wird, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser der kreisbogensegmentförmigen Innenwand der Schlauchmarkierung entspricht.