DE102010061544A1

DE102010061544A1 - Wickelschlauch aus mehreren Bändern

Info

Publication number: DE102010061544A1
Application number: DE201010061544
Authority: DE
Inventors: Matthias Weiss; Karl Heinz Münker; Dietmar Baumhoff; Andreas Gerhard; Karsten Schenk; Dr. Henkelmann Michael; Oliver Selter; Dr Hauk Stefan
Original assignee: Westfalia Metallschlauchtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Westfalia Metal Hoses GmbH
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2012-06-28

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wickelschlauch (100), insbesondere für Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Der Schlauch (100) ist dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei profilierte Bänder (110, 120) enthält, welche im Kontaktbereich aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder welche funktionell dasselbe Querschnittsprofil haben. Durch die Verwendung von zwei oder mehr Bändern (110, 120) ändert sich die axiale Steigung der einzelnen Windungen, was entsprechende Auswirkungen auf die Flexibilität des Schlauches hat. Des Weiteren kann durch die Verwendung von unterschiedlichen Materialien das Reibverhalten benachbarter Windungen günstig beeinflusst werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wickelschlauch, wie er insbesondere als Entkopplungselement in Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen verwendet werden kann. Ferner betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wickelschlauches.
Als Entkopplungselemente im Abgasweg eines Kraftfahrzeuges dienende Wickelschläuche aus Metall sind in zahlreichen verschiedenen Ausführungsformen bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2007 016 784 A1 einen Wickelschlauch aus Metall, bei welchem ein im Querschnitt S-förmig profiliertes Metallband spiralförmig zu einem Schlauch gewickelt ist. Benachbarte Windungen sind dabei miteinander verhakt, damit der Schlauch seine Gestalt behält. Neben den hier zum Einsatz kommenden einfachen Einhakungen sind auch sogenannte Agraffschläuche bekannt, bei denen benachbarte Windungen zusätzlich in radialer Richtung miteinander verhakt sind. Problematisch bei den bekannten Schläuchen ist, dass sie im Bereich der Verhakungen einem erhöhten Verschleiß unterliegen und die Beweglichkeit des Schlauches im Laufe seiner Lebensdauer abnehmen kann.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel zur Verbesserung der Flexibilität von Wickelschläuchen bereitzustellen, wobei vorzugsweise auch die Lebensdauer des Schlauches erhöht sein soll.
Diese Aufgabe wird durch einen Wickelschlauch mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Der erfindungsgemäße Wickelschlauch kann insbesondere als Entkopplungselement in Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen Verwendung finden. Er ist jedoch nicht auf derartige Anwendungen beschränkt, sondern kann auch in anderen technischen Gebieten vorteilhaft eingesetzt werden. Der Wickelschlauch ist dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei profilierte Bänder enthält, die (an mindestens einer Stelle) in benachbarten Windungen verlaufen, wobei diese Bänder:

– im Kontaktbereich, in dem sie sich berühren oder während der Schlauchbenutzung berühren können, aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder
– funktionell dasselbe Querschnittsprofil haben.

Das Wort ”Band” soll in diesem Kontext allgemein einen Körper bezeichnen, welcher in einer Längsrichtung eine sehr viel größere (quasi beliebig lange bzw. ”endlose”) Erstreckung aufweist als in einer dazu senkrecht liegenden Querrichtung. Des Weiteren soll die ”Profilierung” eines solchen Bandes beinhalten, dass der in Querrichtung verlaufende Querschnitt durch das Band eine vorgegebene Form (”Profil”) aufweist, die typischerweise von einer einfachen geraden Linie abweicht. Diese Form ist vorzugsweise (jedoch nicht zwingenderweise) entlang der gesamten Längserstreckung des Bandes dieselbe.
Zwei Querschnittsprofile werden als ”funktionell gleich” angesehen, wenn eventuell vorhandene Formunterschiede sich nicht auf die Bindung (Verhaken) zwischen benachbarten Bandwindungen auswirken. Funktionell gleich sind die Querschnittsprofile von zwei Bändern beispielsweise dann, wenn man aus jedem der Bänder einzeln bereits einen entsprechenden Schlauch wickeln könnte. Identische Querschnittsprofile sind natürlich immer ”funktionell gleich”.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wickelschlauches, insbesondere eines Wickelschlauches der oben beschriebenen Art, welches die folgenden Schritte umfasst:

a) Herstellung von mindestens zwei profilierten Bändern, die im späteren Kontaktbereich aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder die dasselbe Querschnittsprofil haben.
b) Paralleles Wickeln der vorstehend genannten Bänder zu einem Schlauch.

Das Verfahren kann im Prinzip genauso ausgeführt werden, wie es von herkömmlichen Wickelschläuchen bekannt ist, mit dem Unterschied, dass anstelle eines einzigen Bandes zwei oder mehr Bänder parallel zugeführt und verarbeitet (gewickelt) werden. Eine Profilierung der Bänder kann dabei, ausgehend von einem flachen Materialstreifen, unmittelbar vor und/oder während des Wickelns erfolgen.
Der erfindungsgemäße Wickelschlauch und das Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Windungen des Schlauches im Kontaktbereich aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder dasselbe Querschnittsprofil haben. Durch die Verwendung zweier Bänder wird eine ”lockerere” Wickelstruktur erzeugt, die eine höhere Flexibilität aufweist. Wie nachfolgend in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen des Wickelschlauches und des Verfahrens erläutert wird, können durch das Schlauchdesign Parameter optimiert werden, welche die Beweglichkeit des Schlauches und insbesondere sein Langzeitverhalten im Betrieb positiv beeinflussen.
Die Materialien der im Wickelschlauch verarbeiteten profilierten Bänder können beispielsweise so ausgewählt sein, dass sie (im Neuzustand) relativ zueinander einen Gleitreibungskoeffizienten μ < 0.1, vorzugsweise μ < 0.05 haben. Der Koeffizient der Gleitreibung hat einen entscheidenden Einfluss auf die Beweglichkeit des Schlauches sowie auf den im Laufe seiner Lebensdauer stattfindenden Verschleiß. Wenn Bänder aus unterschiedlichen Materialien kombiniert werden, wird es im Vergleich zu aus einem einzigen Material bestehenden Wickelschläuchen möglich, die Reibung zwischen benachbarten Windungen zu reduzieren. Dies gelingt, ohne gleichzeitig bei anderen Kriterien wie beispielsweise die Stabilität des Schlauches Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.
Die Bänder des Wickelschlauches können insbesondere mindestens eines der folgenden Materialien enthalten oder hieraus bestehen:

– Edelstahl, vorzugsweise Edelstahl der Sorten 1.4301, 1.4828, 1.4571, 1.4511, 1.4512, 1.4724, 1.4509, 1.4006, 1.4021, und 1.4122;
– (unbehandelten) Stahl;
– Zink und/oder Zinkphosphat;
– Aluminium;
– Nickel;
– Graphit.

Als eine bevorzugte Paarung von Materialien unterschiedlicher Bänder gilt erfindungsgemäß Edelstahl der Sorte 1.4301 und Edelstahl der Sorte 1.4828.
Mindestens eines der Bänder oder vorzugsweise alle Bänder kann/können aus einem homogenen Material bestehen, d. h. an jeder Stelle des Bandkörpers im Wesentlichen dieselbe chemische Zusammensetzung aufweisen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist es indes auch möglich, dass (mindestens) eines der Bänder aus verschiedenen Materialkomponenten besteht, insbesondere aus einem Materialkern (erstes Material) mit einer Beschichtung (zweites Material). Der Materialkern kann dann die erforderliche Stabilität bereitstellen, während die (typischerweise dünne) Beschichtung die Reibung zu angrenzenden (nicht beschichteten) Windungen reduziert. Beschichtungen können – insbesondere auf Stahlband – beispielsweise durch Verzinken (Aufbringen von Zink und/oder Zink-Phosphat), Aluminieren, physikalisches Aufbringen einer ”Auflageschicht”, chemisches Aufbringen einer ”Diffusionsschicht”, und/oder durch Plasmabeschichtung erzeugt werden. Weiterhin kann die Beschichtung insbesondere ein Schmiermittel wie beispielsweise eine Nickel-Graphit Mischung sein oder enthalten. Hierdurch wird es möglich, eine Schmierung für die gesamte Lebensdauer des Schlauches bereit zu stellen.
Das vorstehend genannte Band ist vorzugsweise so angeordnet und/oder so profiliert, dass es im gestauchten Zustand des Wickelschlauches nicht an dessen Außenoberfläche liegt. Eine haptische und/oder optische Beeinträchtigung des Schlauches durch die Beschichtung wird auf diese Weise vermieden.
Die profilierten Bänder (gleichen oder unterschiedlichen Materials) können gemäß der Erfindung dasselbe Querschnittsprofil haben. Im Längsschnitt entspricht ein solcher Schlauch dann im Wesentlichen bekannten, aus einem einzigen Band gewickelten Schläuchen. Bewährte Profilgeometrien lassen sich daher weiter nutzen, wobei sie jedoch durch eine andere Steigung der Windungen und/oder eine günstige Materialpaarung der kontaktierenden Bandlagen hinsichtlich ihrer Verwendungseigenschaften verbessert werden können.
Des Weiteren kann die axiale Steigung des aus mindestens zwei profilierten Bändern hergestellten Wickelschlauchs mindestens doppelt so groß sein wie bei einem Schlauch aus einem einzigen Band. Allgemein steigt die axiale Steigung des Wickelschlauchs vorzugsweise proportional mit der Anzahl der eingesetzten Bänder.
Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass Bänder unterschiedlichen Materials auch unterschiedliche Querschnittsprofile haben. Hierdurch lassen sich zahlreiche weitere Konfigurationen verwirklichen und beispielsweise Wickelschläuche mit hohen Streckungen herstellen.
Benachbarte Windungen der gewickelten Bänder können insbesondere miteinander verhakt sein, beispielsweise einfach eingehakt oder agraffartig verhakt.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigt:
1 einen Wickelschlauch aus zwei Bändern verschiedenen Materials mit gleichen Querschnittsprofilen;
2 einen Wickelschlauch aus zwei Bändern verschiedenen Materials mit gleichen Querschnittsprofilen, die Innenschuppen haben;
3 einen Wickelschlauch aus zwei Bändern verschiedenen Materials mit gleichen Querschnittsprofilen, die Innen- und Außenschuppen haben;
4 einen Wickelschlauch aus zwei Bänder verschiedenen Materials mit verschiedenen Querschnittsprofilen;
5 einen Wickelschlauch aus zwei Bänder verschiedenen Materials mit verschiedenen Querschnittsprofilen, wobei eines der Profile Innenschuppen hat;
6 einen Wickelschlauch aus zwei Bändern verschiedenen Materials mit verschiedenen Querschnittsprofilen, wobei eines der Profile Innen- und Außenschuppen hat.
Die Figuren zeigen allgemein in einem Längsschnitt entlang der Wickelachse

– die separaten Querschnittsprofile der verwendeten Bänder (oben);
– eine Schlauchwand im gestauchten Zustand (Mitte);
– eine Schlauchwand im gestreckten Zustand (unten).

Die Wickelachse ist dabei jeweils unterhalb der Längsschnitte vorzustellen. Des Weiteren werden in den Figuren identische oder ähnliche Komponenten der verschiedenen Ausführungsformen mit Bezugszeichen versehen, die sich um ganzzahlige Vielfache von 100 unterscheiden.
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Wickelschlauches 100, welcher aus einem ersten Band 110 und einem zweiten Band 120 gewickelt ist. Die beiden genannten Bänder 110 und 120 haben dieselbe Querschnittsgeometrie, welche im Wesentlichen S-förmig ist. Durch die nach innen gebogenen Enden der Profile können die Bänder beim Wickeln agraffartig miteinander verhakt werden.
Im Unterschied zu bekannten Wickelschläuchen aus einem einzigen Band verlaufen die Windungen der beiden Bänder 110, 120 beim Wickelschlauch 100 mit einer doppelt so großen Steigung in axialer Richtung. Hierdurch wird eine größere Flexibilität des resultierenden Schlauches erreicht, da zwei materialverbundene Strukturen (die beiden Bänder) anstelle einer einzigen vorhanden sind.
Die beiden Bänder 110 und 120 können im Prinzip aus demselben Material bestehen (z. B. Edelstahl). Vorzugsweise ist es indes so, dass sie aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Durch eine geeignete Wahl der Materialpaarung kann auf diese Weise die Gleitreibung zwischen benachbarten Windungen reduziert werden. Dies kommt wiederum der Flexibilität des gesamten Wickelschlauches 100 zugute und erhöht dessen (nutzbare) Lebensdauer. Ein Beispiel für eine Materialpaarung ist Edelstahl der Sorte der Sorte 1.4301 für das erste Band 110 und Edelstahl der Sorte 1.4828 für das zweite Band 120.
Die in den 2 und 3 dargestellten Wickelschläuche 200 bzw. 300 sind ähnlich wie der Schlauch von 1 aus zwei Bändern desselben Querschnittsprofils hergestellt. Die Materialien dieser Bänder können gleich oder (vorzugsweise) unterschiedlich sein.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Querschnittsprofile der Bänder 110, 120, 210, 220, 310, 320 im Rahmen der vorliegenden Erfindung als ”funktionell gleich” angesehen werden, da die bestehenden Formunterschiede sich nicht auf das Verhaken zwischen benachbarten Bandwindungen auswirken. Dies zeigt sich u. a. darin, dass beliebige Kombinationen dieser Querschnittsprofile zu einem funktionsfähigen Schlauch gewickelt werden können.
Die in den 4 bis 6 dargestellten Wickelschläuche 400, 500 und 600 sind aus zwei Bändern verschiedener Querschnittsprofile hergestellt. Die Materialien dieser Bänder können gleich oder (vorzugsweise) unterschiedlich sein. Die verwendeten Querschnittsprofile sind im Einzelnen in der internationalen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen PCT/EP2010/064134 detailliert beschrieben, welche durch Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Ferner ist der Text der PCT/EP2010/064134 der vorliegenden Beschreibung angehängt, und es sind die 1–9 der PCT/EP2010/064134 beigefügt. Alle in der PCT/EP2010/064134 offenbarten Ausführungsformen können erfindungsgemäß so abgewandelt werden, dass mindestens zwei der in einem Schlauch verwendeten Bänder (unterschiedlichen Querschnittsprofils) im Kontaktbereich aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die in den 4 bis 6 innen liegenden Bänder 420, 520 und 620 ein Schmiermittel als Beschichtung aufweisen, beispielsweise eine Nickel-Graphit Mischung. Hierdurch wird eine Lebensdauer-Schmierung des Schlauches ermöglicht, ohne dass der Schlauch haptisch und/oder optisch beeinträchtigt wird, da das beschichtete Band im Wesentlichen in seinem Inneren ”versteckt” liegt.
Außer den dargestellten Schlauchgeometrien können selbstverständlich auch sämtliche anderen bekannten oder auch neuen Querschnittsprofile in der oben erläuterten Weise mit zwei Bändern gewickelt werden. Des Weiteren können optional auch mehr als zwei Bänder verwendet und parallel zueinander gewickelt werden.
Zur Vervollständigung der Offenbarung wird nachfolgend die Beschreibung der PCT/EP2010/064134 wiedergegeben:
Die Erfindung betrifft einen streckbaren Wickelschlauch aus mindestens zwei spiralförmig gewickelten Bändern sowie starre und flexible Leitungselemente, insbesondere Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen, welche einen derartigen Wickelschlauch enthalten.
Wickelschläuche aus Metall werden häufig in Entkopplungselementen für Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen eingesetzt So ist beispielsweise aus der DE 10 2007 016 784 A1 ein einfach eingehakter Wickelschlauch bekannt, welcher eine für Wickelschläuche verhältnismäßig hohe axiale Streckung von bis zu 70% ermöglicht. Die ”Streckung” gibt dabei definitionsgemäß an, um wie viel Prozent der auf ein Minimum gestauchten Länge L_min der auf maximale Länge L_max gestreckte Schlauch länger ist als der gestauchte Schlauch, d. h. Streckung = (L_max – L_min)/L_min. Für die Ummantelung von gebogenen Rohrleitungen mit engen Biegeradien ist die erwähnte Streckung allerdings immer noch nicht ausreichend.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel zur Vergrößerung der axialen Streckung von Wickelschläuchen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch einen streckbaren Wickelschlauch nach Anspruch 1 sowie durch ein Leitungselement nach den Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Der erfindungsgemäße streckbare Wickelschlauch besteht aus mindestens zwei spiralförmig gewickelten Bändern, zum Beispiel profilierten Metallbändern. Im Längsschnitt (entlang der Schlauch- bzw. Rotationsachse) gesehen soll der Wickelschlauch dabei mindestens drei so genannte ”Teleskopabschnitte” aufweisen, für die folgende Bedingungen gelten:

a) Im gestauchten Zustand des Wickelschlauches sind die Teleskopabschnitte axial überlappend angeordnet (d. h. sie erstrecken sich parallel zueinander über dieselbe axiale Strecke).
b) Im gestreckten Zustand des Wickelschlauches sind die betrachteten Teleskopabschnitte axial nebeneinander angeordnet. Typischerweise sind sie dabei axial aufeinanderfolgend angeordnet, d. h. ohne (axiale) Lücken.
c) Die betrachteten Teleskopabschnitte sind miteinander in Bezug auf einen axialen Auszug verhakt Die Teleskopabschnitte weisen also (typischerweise radial abstehende) Hakenelemente auf, die bei bestimmten Streckungen des Wickelschlauches aneinanderstoßen und dadurch die minimal und/oder maximal mögliche Streckung begrenzen. Ohne eine derartige Verhakung könnte der Wickelschlauch in axialer Richtung beliebig auseinander gezogen werden und dadurch seinen gewickelten Zusammenhalt verlieren.

Durch das Bereitstellen von drei oder mehr teleskopierbar angeordneten Teleskopabschnitten ist es möglich, die Streckung des Wickelschlauches quasi beliebig zu erhöhen. Die Teleskopabschnitte tragen nämlich im gestauchten Zustand des Wickelschlauches nur einfach zu dessen axialer Länge bei, da sie aufgrund ihrer teleskopierbaren Anordnung alle parallel zueinander im selben axialen Abschnitt untergebracht sind. Erst beim Strecken des Wickelschlauches werden die Teleskopabschnitte von der axial überlappenden Positionierung in eine axial aufeinander folgende Positionierung überführt, so dass jeder Teleskopabschnitt einzeln zur axialen Erstreckung beiträgt. Mit einer entsprechend großen Anzahl von Teleskopabschnitten kann auf diese Weise quasi eine beliebig große Streckung des Wickelschlauches realisiert werden.
Im allgemeinsten Fall reicht es, wenn der Wickelschlauch genau drei der beschriebenen Teleskopabschnitte aufweist, im Übrigen jedoch beliebig anders gestaltet ist. Vorzugsweise wird es indes so sein, dass der Wickelschlauch über seine gesamte axiale Länge gleichartig aufgebaut ist, d. h. im Längsschnitt eine Vielzahl von Teleskopabschnitten aufweist, von denen je (mindestens) drei teleskopierbar angeordnet sind. Typischerweise ist der Aufbau des Wickelschlauches in Axialrichtung periodisch.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des streckbaren Wickelschlauches enthält dieser mindestens zwei Bänder mit unterschiedlichen Querschnittsprofilen. Typischerweise sind alle diese Bänder axial aufeinanderfolgend angeordnet und gemeinsam gewickelt (d. h. alle unterschiedlichen Bänder sind nebeneinander als breites ”Multiband” angeordnet, und dieses ”Multiband” wird zum Schlauch gewickelt) In der Regel sind in diesem Falle die mindestens drei teleskopierbar angeordneten Teleskopabschnitte auf mindestens zwei verschiedene Bänder verteilt (auf verschiedenen Bandwindungen, d. h. 360° Umläufen, müssen sie ohnehin liegen, um zueinander axial beweglich zu sein).
Das Querschnittprofil der Bänder des Wickelschlauches (welches sich in einem Längsschnitt des Wickelschlauches zeigt) ist vorzugsweise aus einzelnen Stegen zusammengesetzt. Die Stege können dabei parallel, senkrecht und/oder schräg zur Schlauchachse verlaufen. Die Teleskopabschnitte werden vorzugsweise durch parallel verlaufende Stege gebildet, Verhakungen zwischen den Teleskopabschnitten durch radial bzw. schräg verlaufende Stege.
Die den Wickelschlauch bildenden Bänder können optional durch eine agraffartige Bindung miteinander gekoppelt sein.
Mindestens eines der Bänder des Wickelschlauches kann Innenschuppen und/oder Außenschuppen aufweisen. Unter einer ”Schuppe” wird ein im Längsschnitt des Wickelschlauches im Wesentlichen parallel zur Schlauchachse liegender Steg verstanden, welcher ein endständiger Steg eines Bandes ist und welcher auf seiner Erstreckungslänge keine Einhakung in ein anderes Band hat. ”Innenschuppen” sind dabei im Inneren des Wickelschlauches angeordnet, ”Außenschuppen” an der Außenseite. Des Weiteren können die Schuppen typischerweise stufig bzw. leicht schräg zur Schlauchachse ausgerichtet sein, so dass benachbarte Schuppen sich je nach Streckung des Schlauches quasi beliebig (schuppenartig) überlagern können.
Die Bänder, aus denen der Wickelschlauch gewickelt ist, können im einfachsten Fall streifenförmige Gebilde aus einem homogenen Material sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch mindestens eines der Bänder mehrlagig, d. h. aus mindestens zwei Lagen unterschiedlicher Materialien und/oder unterschiedlicher Struktur bestehend. Durch eine solche mehrlagige Ausführung kann das Band an seiner Innen- bzw. Außenseite jeweils mit optimalen Eigenschaften ausgestattet werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann das mehrlagige Band vorzugsweise mindestens eine metallische und eine thermisch isolierende Bandlage enthalten. Typischerweise ist die metallische Bandlage dabei so angeordnet, dass sie die thermisch isolierende Bandlage schützt, zum Beispiel vor einem Angriff durch Motorabgase.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen streckbaren Wickelschlauches enthält dieser einen Lotwerkstoff, welcher Bandwindungen zumindest stellenweise verbindet. Durch den Lotwerkstoff wird somit die relative Beweglichkeit der verbundenen Bandwindungen aufgehoben, wodurch der gewickelte Schlauch nach Bedarf punktuell, abschnittsweise oder auf seiner gesamten Länge starr ausgebildet werden kann. Bei dem Lotwerkstoff handelt es sich vorzugsweise um ein Hochtemperaturlot, welches sich erst bei einer Temperatur von typischerweise mehr als 500° Celsius verflüssigt. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass der Lotwerkstoff während der üblichen Betriebstemperaturen eines Wickelschlauches, der in einem Abgassystem eingesetzt wird, fest bleibt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Leitungselement, insbesondere für Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen, welches einen Wickelschlauch der oben beschriebenen Art enthält.
Das vorstehend genannte Leitungselement kann insgesamt flexibel sein, wenn es keine weiteren schlauchartigen Bestandteile außer dem Wickelschlauch enthält oder wenn alle diese Bestandteile ebenfalls flexibel sind. Durch die hohe axiale Streckung des Wickelschlauches kann ein solches flexibles Leitungselement eine hohe axiale und laterale Bewegung verwirklichen.
Das genannte Leitungselement kann auch als ein starres, in der bevorzugten Ausführungsform gekrümmtes Leitungselement ausgebildet sein. Ein solches starres Leitungselement lässt sich beispielsweise verwirklichen, indem (außen oder innen) koaxial zum Wickelschlauch ein starres Rohr angeordnet wird. Des Weiteren kann der (anfänglich flexible) erfindungsgemäße Wickelschlauch versteift werden, beispielsweise durch Verlöten von Bandwindungen, um ein starres Leitungselement zu erzeugen.
Bei einem starren gekrümmten Leitungselement ist der Krümmungsradius optional kleiner als der doppelte Durchmesser des Leitungselementes, insbesondere kleiner als der einfache Durchmesser. Starre, gekrümmte Rohre mit derartig engen Biegeradien werden häufig in Abgasleitungen eingesetzt, um kompakte Konfigurationen zu verwirklichen. Nur durch die hohe Streckbarkeit des erfindungsgemäßen Wickelschlauches wird es möglich, solche Rohre zu ummanteln.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft näher erläutert. Die 1–8 zeigen verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Wickelschläuchen, wobei die jeweiligen Figurenteile Folgendes beinhalten:

a) Querschnitte durch die Bänder, aus denen der jeweilige Wickelschlauch zusammengesetzt ist;
b) einen Längsschnitt durch den mit den Bändern des Figurenteils a) zusammengesetzten Wickelschlauch im vollständig gestauchten Zustand (nur eine Schnittfläche ist dargestellt, die zweite liegt spiegelsymmetrisch zur Rotationsachse X);
c) den Wickelschlauch des Figurenteils b) im vollständig gestreckten Zustand.

Im Einzelnen zeigt:
1 einen ersten Wickelschlauch aus zwei verschiedenen Bändern;
2 eine Abwandlung des Wickelschlauches von 1, wobei das innere Band durch eine alternative Biegekonfiguration erzielt wird;
3 eine Abwandlung des Wickelschlauches von 2, wobei das Profil des äußeren Bandes um eine Innenschuppe ergänzt ist;
4 eine Abwandlung des Wickelschlauches von 3, wobei das Profil des äußeren Bandes weiterhin um eine Außenschuppe ergänzt ist;
5 einen Wickelschlauch aus drei verschiedenen Bändern;
6 eine Abwandlung des Wickelschlauches von 1, wobei die Bandprofile schräg zur Schlauchachse stehende Stege aufweisen;
7 eine Abwandlung des Wickelschlauches von 6, wobei die Bänder mehrlagig mit einer inneren Isolierschicht ausgebildet sind und optional mindestens eine der äußeren Bandlagen ganz oder teilweise aus einem Lotwerkstoff bestehen kann;
8 einen Wickelschlauch mit agraffartiger Verhakung von zwei Bändern;
9 ein Leitungselement mit einem Rohr von engem Biegeradius.
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele betreffen einen Wickelschlauch, hergestellt durch schraubengangförmiges, mehrlagiges Wickeln von profiliertem Bandmaterial mit vorzugsweise eingehakter oder aber agraffartiger Bindung der Wickellagen. Gleiche Bezugszeichen oder um Vielfache von 100 verschiedene Bezugszeichen beziehen sich in den Figuren auf gleiche oder ähnliche Komponenten.
Vor allem im PKW-Bereich, aber auch bei Nutzfahrzeugen sind solche Wickelschläuche als so genannte Liner zur Abgasführung in Entkopplungselementen von Abgasanlagen bekannt. Sie werden in gasdichte Metallbälge eingebracht, um zusätzliche Turbulenzen im Abgasstrom zu vermeiden und um gleichermaßen die thermischen und akustischen Isolationseigenschaften des Entkopplungselements zu verbessern.
Im Nutzfahrzeugbereich werden Wickelschläuche oftmals alleine, d. h. mit Anschlusstechnik jedoch ohne umhüllenden Metallbalg als Entkopplungselement in den Abgasanlagen eingesetzt. Aufgrund einer zwar geringen, aber dennoch zulässigen Restleckage ist hier in vielen Fällen keine gasdichte Hülle erforderlich. Ein einfaches Ausführungsbeispiel für die als Entkopplungselement eingesetzten Metallschläuche ist der so genannte Agraff-Schlauch. Weitere Ausführungsbeispiele, die gegenüber dem Agraff-Schlauch noch geringere Abgas-Leckagen aufweisen, sind durch die Schriften DE 344 1064 C2 sowie DE 101 13 180 C2 bekannt geworden. Alle bekannten Ausführungsformen der Wickelschläuche sind in ihrer Endkontur mehrlagig, werden jedoch stets aus einem einzigen, in der Ursprungsform ebenen Metallband hergestellt.
Da weltweite gesetzliche Vorschriften den Schadstoff-Ausstoß von Nutzfahrzeugen zukünftig deutlich nach unten regulieren, werden Abgasanlagen zukünftig vermehrt mit Nachbehandlungsmodulen wie z. B. Russpartikel-Filtern und SCR-Systemen ausgestattet. Die Funktionsfähigkeit der Abgas-Nachbehandlungen ist in starkem Maß von der Temperatur des Abgases abhängig, mit der es in die Nachbehandlung eintritt. Dies gilt im Fall der SCR-Systeme für die katalytische Reaktion, die möglichst kurz nach dem Startvorgang zu einer nahezu vollständigen Reduktion der Stickoxide führen soll. Im Fall des Partikelfilters kann die passive Regenerierung nur beim Überschreiten einer Mindest-Abgastemperatur erfolgen. Die aktive Regenerierung, die z. B. durch das Einspritzen von unverbranntem Diesel in die Abgasanlage initialisiert wird, arbeitet ebenfalls umso effektiver, je höher die Abgastemperaturen sind. Daraus ergibt sich die Forderung, dass die Temperaturverluste im Abgas von seinem Weg vom Turbo-Ausgang bis hin zum Eingang in die Nachbehandlung zu minimieren sind.
Von dieser Forderung sind alle Teile der Abgasleitung betroffen, dies sind in der Regel gerade und gebogene Rohrstücke sowie in vielen Fällen ein flexibles Leitungselement. Alle genannten Komponenten werden im Idealfall thermisch isoliert.
Vorzugsweise geschieht dies im PKW-Bereich durch eine sogenannte Luftspalt-Isolierung. D. h. die Abgasleitungen direkt hinter dem Motor und bis hin zum Katalysator werden doppelwandig ausgeführt. Eine ökonomische Alternative zur doppelwandigen Ausführung ist das Aufbringen von Abschirmblechen auf eine einwandige Abgasleitung.
Im Nutzfahrzeugbereich werden flexible Leitungselemente in vielen Fallen mit einer Luftspalt-Isolierung versehen. Starre Rohrleitungen hingegen, vor allem gebogene Rohre, werden in der Regel nicht doppelwandig ausgeführt. Dies vor allem, da das Biegen doppelwandiger Rohre im relevanten Durchmesserbereich von 77 mm bis hin zu 140 mm technisch aufwändig bis hin zu schwierig ist. Dies insbesondere, da in diesem Durchmesserbereich kleinste Biegeradien von 1*D (Biegeradius = Rohrdurchmesser) inzwischen der industrielle Standard sind und in der überwiegenden Anzahl der Fälle nur aus einem einwandigen Rohr prozesssicher hergestellt werden können.
Deshalb ist das manuelle Aufbringen von Isolationen nach der schweißtechnischen Fertigstellung der Abgasführungen im Nutzfahrzeug-Bereich heute die Regel. Oftmals werden vorkonfektionierte Isolationskissen um die Rohrleitungen gewickelt oder aber E-Glas Gewebe unter einer hermetisch verschweißten Verkleidung aus dünnen, vorgeformten Blechen auf den geraden und gebogenen Rohrabschnitten angebracht.
Dieser große manuelle Arbeitsaufwand steht einer Standardisierung bzw. Industrialisierung des Aufbringens thermischer Isolationen entgegen. Die Standardisierung und Industrialisierung ist anzustreben, da zukünftig der überwiegende Anteil der Abgasführungen zwischen Turbo-Ausgang und Eingang in die Nachbehandlung im Bereich der Nutzfahrzeuge eine thermische Isolierung haben wird.
Eine Möglichkeit zur Erzeugung eines mehrlagigen Aufbaus bzw. zur Erzeugung einer Luftspalt-Isolierung ist die Ummantelung einer starren Abgasleitung mit einem Wickelschlauch. Grenzen dieser Anwendung sind die Biegeradien der gebogenen Rohrleitungen bis hin zu 1*D (Biegeradius = Rohrdurchmesser). Diese kleinen Biegeradien können nicht mit den bekannten Agraff-Wickelschläuchen erzielt werden. Auch die bereits zitierten Ausführungen DE 3441064 C2 und DE 10113 180 C2 sind dazu nicht geeignet, da die Streckung der Agraff-Wickelschläuche sowie aller ihrer Varianten im wesentlichen auf ca. 35% begrenzt ist.
Selbst ein mit einer hohen Streckung von bis zu 70% versehener, einfach eingehakter Wickelschlauch, beispielsweise in einer Ausführungsform gemäß DE 10 2007 016 784 A1 , ist für die Ummantelung von gebogenen Rohrleitungen mit industrieüblichen, engsten Biegeradien von 1*D (Biegeradius = Rohrdurchmesser) nicht geeignet.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wickelschlauch mit hoher Streckbarkeit bzw. Flexibilität bereitzustellen. Vorzugsweise sollte mit diesem eine Ummantelung gebogener Rohrleitungen bis hin zum einem heute üblichen Biegeradius von 1*D (Biegeradius = Rohrdurchmesser) realisiert werden können. Dies vor allem, um die Voraussetzungen für die industrielle Aufbringung von Isolationen auf starren, gebogenen Abgasleitungen zu schaffen. Geometrische Überlegungen zeigen, dass die Streckung eines solchen Wickelschlauchs größer gleich 100% sein muss.
Die in den Figuren dargestellten Beispiele für erfindungsgemäße Wickelschläuche bestehen aus mehreren, in unterschiedlichen Profilgeometrien vorgeformten Bändern, die im weiteren Herstellungsprozess abwechselnd ineinander gewickelt werden.
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines solchen Wickelschlauches 100. Er besteht aus zwei unterschiedlich vorprofilierten Metallbändern 110 und 120. Dabei weist ein erstes der beiden Bänder 110 (1a links) das Profil eines konventionellen, eingehakten Schlauches auf. Die S-förmige Kontur dieses Bandes 110 besteht aus den radial zur Schlauchachse X stehenden Stegen am linken Profilrand (Steg 116), im Mittenbereich des Profils (Steg 114) sowie am rechten Profilrand (Steg 112). Die Summe der Langen des linken Radialstegs 116 und des rechten Radialstegs 112 entsprechen bei dem beschriebenen Profil 110 circa der Länge des mittleren Radialstegs 114. In axialer Richtung (d. h. parallel zur Schlauchachse X) verbindet der innen liegende Axialsteg 113 den linken Radialsteg 116 mit dem mittleren Radialsteg 114. Ferner verbindet der außen liegende Axialsteg 111 die Radialstege 114 und 112. Aus unten näher erläuterten Gründen werden der äußere und der innere Axialsteg 111 und 113 im Folgenden auch als ”erster Teleskopabschnitt” TA1 bzw. ”dritter Teleskopabschnitt” TA3 bezeichnet.
Da das konventionelle Profil eines einfach eingehakten Schlauchs, den man aus dem Band 110 bilden könnte, aus physikalischen sowie aus Plausibilitätsgründen stets Streckungen wesentlich kleiner 100% aufweist, wird die Konfiguration mit einem zweiten Profil 120 erweitert. Das zweite Profil 120 (1a Mitte) besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem linksseitigen radialen Steg 126. An diesen schließt mit einer 180°-Blechfaltung ein zweiter radialer Steg 124 direkt an. Rechtsseitig wird das Profil durch einen radial nach innen stehenden Steg 122 begrenzt. Die radialen Stege 124 und 122 sind durch den axial liegenden Steg 121 verbunden. Letzterer wird im Folgenden auch als ”zweiter Teleskopabschnitt” TA2 bezeichnet.
Eine zum zweiten Profil 120 alternative Profilgeometrie ist in dem dritten Profil 120' in 1a rechts dargestellt. Diese halbiert den linken Radialsteg in seiner radialen Ausdehnung, so dass die Blechfaltung sowie der untere radiale Steg (126) entfallen. Die geometrisch einfachere, jedoch fertigungstechnisch nicht vorteilhafte Geometrie des Profils 120' besteht im Ergebnis aus dem radial nach außen stehenden linken Steg 124' und dem radial nach innen stehenden rechten Steg 122', die durch den axial liegenden Steg 121' verbunden sind.
Das zweite oder dritte Profil 120 bzw. 120' können alternativ in Kombination mit dem ersten Profil 110 Anwendung finden und fuhren zu einem aus zwei unterschiedlichen Vorprofilen gewickelten Metallschlauch, dessen Streckung deutlich größer 100% ist. Dies zeigt der Vergleich zwischen der gestauchten Profilkonfiguration (1b) und der gestreckten Profilkonfiguration (1c) für die Kombination des ersten Profils 110 mit dem zweiten Profil 120.
Die große Streckung wird dabei durch einen Effekt erzielt, der dem eines Teleskops ähnlich ist. Im gestauchten Zustand des Wickelschlauches 100 (1b) sind nämlich jeweils drei ”Teleskopabschnitte” TA1, TA2 und TA3 der Bänder 110 und 120 axial überlappend angeordnet, während sie im gestreckten Zustand (1c) axial aufeinanderfolgend angeordnet sind. Vernachlässigt man die (geringe) axiale Dicke von Radialstegen, so können die Teleskopabschnitte TA1, TA2 und TA3 im Wesentlichen als axial gleich lang angesehen werden. Die axiale Erstreckung einer Periodenlänge des Wickelschlauches 100 ist damit ungefähr gleich der Länge eines Teleskopabschnittes im gestauchten und gleich der Länge von drei Teleskopabschnitten im gestreckten Zustand.
Genauer formuliert entspricht die axiale Ausdehnung des Wickelschlauchs 100 im gestauchten Zustand der Summe der axialen Längen des ersten Profils 110. Die axiale Länge des zweiten Profils 120 setzt sich aus der Summe der axialen Längen seiner Stege 121, 122, 124, 126 zusammen. Im gestauchten Zustand entspricht diese Summe der Summe der axialen Längen der Stege 111 und 112. Dies bedeutet, dass das zweite Profil 120 linksseitig vom Steg 114 berandet wird und unterhalb der Stege 111, 112 liegt. Somit hat das zweite Profil 120 keinen Beitrag zur axialen Länge im gestauchten Zustand. Im gestreckten Zustand hingegen wird der Wickelschlauch 100 teleskopartig ausgefahren. Somit verlängert sich die gesamte Streckung der Profilkonfiguration im Wesentlichen um die axiale Ausdehnung des Teleskopabschnittes TA2.
2 zeigt eine Variante des Wickelschlauchs von 1. Dabei kommt wiederum ein einfach eingehaktes Profil 210 zum Einsatz, das dem ersten Profil 110 von 1 entspricht. Die zweite Profilgeometrie 220 ist gegenüber dem Band 120 von 1 dadurch modifiziert, dass die Blechfaltung zwischen den Radialstegen 224 und 226 hier radial außen liegt. Der gestauchte Zustand (2b) und der gestreckte Zustand (2c) des Wickelschlauches 200 zeigen die gleichen Streckwerte wie die Konfiguration in 1.
3 zeigt eine Variante des Wickelschlauchs von 2. Das zweite Profil 320 dieses Wickelschlauches 300 entspricht dem zweiten Profil 220 von 2. Das in 1 bereits beschriebene, einfach eingehakte Profil 110 wird indes zu dem ersten Profil 310 erweitert. An diesem ersten Profil 310 ist linksseitig eine radiale Blechfaltung mit einem anschließenden radialen Steg 316 und einer Innenschuppe 315 ergänzt. Die Innenschuppe 315 besteht aus einer ersten innen liegenden Schlauchschuppe 315a, einem radialen Steg 315b in der Länge der Blechdicke, sowie einer zweiten innen liegenden Schlauchschuppe 315c. Die angefügte Innenschuppe 315 stellt eine näherungsweise glatte Innenfläche des Wickelschlauches 300 im gestreckten Zustand sicher. Weiterhin bewirkt die Ergänzung der Innenschuppe 315 die Bildung von Hohlkammern HK1, HK2 im gestreckten Zustand, um den Isolationseffekt zu verbessern. Im gestauchten Zustand leistet die Innenschuppe 315 keinen Beitrag zur axialen Länge.
Bei dem Wickelschlauch 400 von 4 ist das erste Profil 410 des Wickelschlauches gegenüber dem aus 3 rechtsseitig eine radial einwärts gerichtet Blechfaltung, einem direkt anschließenden radialen Steg 412, und eine Außenschuppe 417 erweitert. Die Außenschuppe 417 besteht aus einer ersten außen liegende Schlauchschuppe 417a, einem radialen Steg 417b in der Länge der Blechdicke, sowie einer zweite außen liegende Schlauchschuppe 417c. Die Außenschuppe 417 leistet wiederum im gestauchten Zustand keinen Beitrag zur axialen Länge. Im gestreckten Zustand entsteht durch die Außenschuppe 417 eine näherungsweise glatte Außenfläche des Wickelschlauches 400. Ferner wird eine zusätzliche Hohlkammer HK3 erzeugt, um den Isolationseffekt zu verbessern. 5 zeigt beispielhaft einen Wickelschlauch 500, der aus drei unterschiedlichen, vorprofilierten Bändern 510, 520, und 530 besteht. Das erste Band 510 besteht dabei aus einem Axialsteg 511 (erster Teleskopabschnitt TA1) mit angrenzenden, nach innen weisenden, unterschiedlich langen Radialstegen 512 bzw. 514. Das zweite Band 520 entspricht dem zweiten Band 120 aus 1 und beinhaltet den zweiten Teleskopabschnitt TA2. Das dritte Band 530 besteht aus einem Axialsteg 531 (dritter Teleskopabschnitt TA3) mit angrenzenden, nach außen weisenden, gleich langen Radialstegen 532 bzw. 534. Die im gestauchten Zustand überlappenden und im gestreckten Zustand nebeneinander liegenden Teleskopabschnitte TA1, TA2 und TA3 sind somit auf die drei verschiedenen Bänder verteilt. Die gestauchte Profilgeometrie sowie die gestreckte Profilgeometrie zeigen, dass die Streckungswerte mit denen der bereits beschriebenen Profilkonfigurationen vergleichbar sind und in jedem Fall über 100% liegen.
In 6 ist eine weitere Variante des Wickelschlauchs aus 1 abgebildet. Im Vergleich des ersten Profils 610 mit dem ersten Profil 110 von 1 zeigt sich, dass die Radialstege 616 bzw. 612 am linken und rechten Profilrand in der Variante aus 6 bezüglich der Rotationsachse X keinen rechten Winkel aufweisen. In bevorzugten Ausführungsformen beträgt der Winkel α des linken Radialstegs 616 im Wickelschlauch 600 zur Rotationsachse X zwischen 60° und 90°. Der diesem Steg 616 gegenüberliegende Radialsteg 622 am zweiten Profil 620 verläuft parallel, um im gestreckten Zustand eine größtmögliche Kontaktfläche zu erzielen.
Des Werteren beträgt der Winkel β des rechten Radialstegs 612 zur Rotationsachse X zwischen 60° und 90°. Der diesem Steg 612 gegenüberliegende radial obere, rechte Steg 624 am zweiten Profil 620 verläuft wiederum parallel, um im gestreckten Zustand eine größtmögliche Kontaktfläche zu erzielen.
Die gezeigte Winkelstellung der Radialstege kann sich für alle dargestellten Profile der 1 bis 5 Festigkeit steigernd auswirken. Somit ist dieses Gestaltungselement für alle gezeigten Varianten relevant. Die Streckung des Wickelschlauchs wird dadurch nicht limitiert, wie der Vergleich der 6b und 6c zeigt.
7 stellt die Geometrie aus 6 in einem mehrlagigen Aufbau der Bänder 710, 720 dar. Das erste Band 710 besteht in der gezeigten Form beispielsweise aus drei Lagen 710a, 710b und 710c, wobei in dieser bevorzugten Ausführungsform die äußeren Lagen 710a und 710c metallisch sind. Die mittlere Lage 710b beschreibt eine thermisch isolierende Bandlage. In gleicher Weise sind die äußeren Lagen 720a und 720c der zweiten Profilgeometrie 720 metallisch. Die mittlere Bandlage 720b ist in der bevorzugten Ausführungsform isolierend. Beliebige Kombinationen aus Profilen mit und ohne isolierende Bandlagen sind technisch realisierbar.
In einer alternativen Ausführungsform gemäß 7 besteht mindestens eine der äußeren Lagen (710a, 710c, 720a, 720c) ganz oder teilweise aus einem Lotwerkstoff. Die unter Integration eines Lotwerkstoffs hergestellte Ausführungsform des streckbaren Wickelschlauchs kann in einem anschließenden Fertigungsschritt in eine beliebig gekrümmte Form gebracht werden. Eine folgende thermische Behandlung, beispielsweise in einem Lötofen mit inerter Atmosphäre, überführt den ursprünglich streckbaren Wickelschlauch in ein starres, gekrümmtes Leitungselement.
Neben den beschriebenen einfach eingehakten Wickelschläuchen sind Profilkonfigurationen aus Agraffprofilen mit ebenfalls signifikant erhöhter Streckung technisch prinzipiell machbar. Dies ist in 8 für einen Wickelschlauch 800 schematisch illustriert, welcher aus einem ersten Agraff-Profil 810 und einem zweiten Agraff-Profil 820 besteht. Das erste Profil 810 unterscheidet sich vom ersten Profil 110 der 1 im Wesentlichen dadurch, dass an die endständigen Radialstege 816 und 812 jeweils noch zur Profilmitte gerichtete Axialabschnitte 813' bzw. 811' anschließen, die parallel zu den Axialabschnitten 813 bzw. 811 verlaufen und sich über etwa deren halbe Länge erstrecken.
In ähnlicher Weise unterscheidet sich das zweite Profil 820 vom (alternativen) zweiten Profil 120' der 1 im Wesentlichen dadurch, dass an die endständigen Radialstege 824 und 822 jeweils noch zur Profilmitte gerichtete Axialabschnitte 821'' bzw. 821' anschließen, die parallel zum Axialabschnitt 821 verlaufen und sich auf dessen Außenseite bzw. Innenseite über etwa seine halbe Länge erstrecken.
9 zeigt schematisch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Wickelschlauches (z. B. in der Ausführungsform des Wickelschlauches 100 aus 1) in einem Leitungselement 1. Das Leitungselement 1 enthält ein inneres (vorzugsweise starres) Rohr 10, das mit einem engen Biegradius R, der ungefähr gleich dem Rohrdurchmesser D gebogen ist. Aufgrund seiner hohen Streckbarkeit kann der Wickelschlauch 100 sich dieser engen Biegung anpassen und so einen thermisch isolierenden Luftspalt um das Rohr 10 herum ausbilden.
Alle in den Ausführungsbeispielen gezeigten Bänder bzw. Profile 110, 120, 120', 210, 220, 310, 320, 410, 420, 510, 520, 530, 610, 620, 710, 720, 810, 820 können zur Verbesserung der Isolationswirkung aus mehreren metallischen und nichtmetallischen Bandlagen bestehen, die miteinander schraubengangförmig gewickelt sind. Die isolierende(n) Bandlage(n) sind in einer bevorzugten Ausführungsform mittig im mehrlagigen Verbund angeordnet (vgl. DE 10 2009 040 072.9 ).
Weitere Ausführungsformen des Wickelschlauchs sehen unterschiedliche Anzahlen und Kombinationen der in den Figuren beschriebenen Profilgeometrien vor.
Alle Ausführungsformen des Wickelschlauchs haben gemeinsam, dass sie aus mehreren, vorzugsweise zwei unterschiedlichen Profilen bestehen, wobei eines der beiden im gestauchten Zustand teleskopartig in ein zweites eingefahren wird, so dass die gestauchte Länge im Wesentlichen durch ein einzelnes Profil, die gestreckte hingegen durch beide Profile bestimmt wird.
Weitere optionale Eigenschaften des erfindungsgemäßen Wickelschlauchs sowie der damit herstellbaren flexiblen und starren Leitungselemente werden in der folgenden Aufzählung noch einmal zusammengefasst:

– Der Wickelschlauch besteht aus mindestens zwei in ihrer Geometrie unterschiedlichen Profilen, vorzugsweise aus zwei, drei, vier, fünf, oder sechs Profilen.
– Die axiale Länge des Wickelschlauchs im gestauchten Zustand wird im Wesentlichen durch eines der beteiligten Profile und seine axiale Länge im gestreckten Zustand durch alle beteiligten Profile bestimmt.
– Die Profile des Wickelschlauchs sind einfach eingehakt und die einzelnen Profilstege stehen axial und radial zur Schlauchachse.
– Die Profile des Wickelschlauchs sind einfach eingehakt, ein Teil der einzelnen Profilstege steht axial und der verbleibende Teil der Profilstege schließt mit der Schlauchachse einen Winkel zwischen 60° und 90° ein.
– Die Profile des Wickelschlauchs sind einfach eingehakt, oder agraffartig, oder Kombinationen aus einfach eingehakten und agraffartigen Profilen.
– Die Profile des Wickelschlauchs haben teilweise Innenschuppen, die im gestreckten Zustand eine relativ glatte Innenfläche sicherstellen.
– Die Profile des Wickelschlauchs haben teilweise Außenschuppen, die im gestreckten Zustand eine relativ glatte Außenfläche sicherstellen.
– Mindestens ein Profil des Wickelschlauchs besteht aus einer einzigen metallischen Bandlage.
– Mindestens ein Profil des Wickelschlauchs besteht aus mehreren Bandlagen.
– Die Profile des Wickelschlauchs bestehen alle entweder aus einer Bandlage oder alle aus mehreren Bandlagen.
– Die Profile des Wickelschlauchs sind mehrlagig und bestehen nur aus metallischen Bandlagen, oder aus metallischen und thermisch isolierenden Bandlagen.
– Der Wickelschlauch ist in einem Zusammenbau mit einem starren Rohr oder einem flexiblen Leitungselement außen oder innen angeordnet.
– Der Wickelschlauch ist in einem Zusammenbau mit geraden und gebogenen, starren Leitungselementen innen oder außen angeordnet.
– Ein Profil oder eine Bandlage des Wickelschlauchs besteht ganz oder teilweise aus einem Lotwerkstoff, so daß er in eine beliebige gebogene Form gebracht und durch einen anschließenden Lötvorgang in ein starres Leitungselement überführt werden kann.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007016784 A1 [0002, 0039, 0077]
EP 2010/064134 [0035, 0035, 0035, 0035, 0038]
DE 3441064 C2 [0069, 0076]
DE 10113180 C2 [0069, 0076]
DE 102009040072 [0097]

Claims

Wickelschlauch (100–600), insbesondere für Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen, enthaltend mindestens zwei profilierte Bänder (110–610, 120–620), welche im Kontaktbereich aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder funktionell dasselbe Querschnittsprofil haben und welche in benachbarten Windungen verlaufen.
Verfahren zur Herstellung eines Wickelschlauches (100–600), insbesondere eines Wickelschlauches nach Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte: a) Herstellung von mindestens zwei profilierten Bändern (110–610, 120–620), die im späteren Kontaktbereich aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder die funktionell dasselbe Querschnittsprofil haben, b) paralleles Wickeln der genannten Bänder (110–610, 120–620) zu einem Schlauch.
Wickelschlauch (100–600) oder Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien der Bänder (110–610, 120–620) einen relativen Gleitreibungskoeffizienten kleiner als 0.1, vorzugsweise kleiner als 0.05 haben.
Wickelschlauch (100–600) oder Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder (110–610, 120–620) Edelstahl, Stahl, Zink, Zinkphosphat, Aluminium, Nickel, und/oder Graphit enthalten oder hieraus bestehen.
Wickelschlauch (100–600) oder Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Bänder (110–610, 120–620) aus einem Materialkern mit einer Beschichtung besteht, wobei die Beschichtung vorzugsweise eine physikalische Auflageschicht, eine chemische Diffusionsschicht, oder eine Plasmabeschichtung ist.
Wickelschlauch (100–600) oder Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung Zink, Zink-Phosphat, Aluminium, und/oder ein Schmiermittel wie insbesondere Nickel-Graphit enthält.
Wickelschlauch (100–600) oder Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Band (110–610, 120–620) so angeordnet und/oder profiliert ist, dass es im gestauchten Zustand des Wickelschlauches nicht an dessen Außenoberfläche liegt.
Wickelschlauch (100–300) oder Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Bänder (110–310, 120–320) dasselbe Querschnittsprofil haben, wobei die axiale Steigung des resultierenden Schlauchs vorzugsweise mindestens doppelt so groß ist wie bei einem Schlauch aus einem einzigen Band.
Wickelschlauch (400–600) oder Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Bänder (410–610, 420–620) unterschiedliche Querschnittsprofile haben.
Wickelschlauch (100–600) oder Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Windungen der Bänder (110– 610, 120–620) eingehakt sind.