DE102017107644A1 - Construction element for expandable structures - Google Patents
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Abstract
Ein Konstruktionselement (1) für längs einer Ausdehnungsrichtung (3) ausdehnbare Gebilde mit nicht dehnbaren Wandabschnitten (7, 8) weist einen ersten Wandbereich (4) und einen zweiten Wandbereich (5) auf, die durch einen Zwischenbereich (6) verbunden sind und die jeweils einen sich in Ausdehnungsrichtung (3) erstreckenden Wandabschnitt (7, 8) aufweisen, der in einen Führungsabschnitt (9) mündet. Jeder Führungsabschnitt (9) weist ein Abstandssegment (10) auf, um eine Beabstandung der einander zugewandten Wandabschnitte (7, 8) bei einem Eingriff mit einem benachbarten Konstruktionselementabschnitt (2') quer zu der Ausdehnungsrichtung (3) zu bewirken, sowie ein Eingriffssegment (11), das zum Eingriff mit einem Führungsabschnitt (9') eines benachbarten Konstruktionselementabschnitts (2') ausgebildet ist, wenn zwei miteinander verbundene Konstruktionselementabschnitte (2, 2') in der Ausdehnungsrichtung (3) auseinandergezogen werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Wanddicke des Eingriffssegments (11) des Führungsabschnitts (9) geringer ist als die Wanddicke des zugeordneten Wandabschnitts (7, 8) .A construction element (1) for structures expandable along an expansion direction (3) with non-stretchable wall sections (7, 8) has a first wall region (4) and a second wall region (5) which are connected by an intermediate region (6) and which each have a in the extension direction (3) extending wall portion (7, 8), which opens into a guide portion (9). Each guide section (9) has a spacer segment (10) for effecting a spacing of the mutually facing wall sections (7, 8) when engaging an adjacent structural element section (2 ') transversely to the expansion direction (3), and an engagement segment (FIG. 11) adapted to engage with a guide portion (9 ') of an adjacent structural member portion (2') when two interconnected structural member portions (2, 2 ') are pulled apart in the direction of expansion (3). According to the invention, it is provided that the wall thickness of the engagement segment (11) of the guide section (9) is smaller than the wall thickness of the associated wall section (7, 8).
Description
Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement für längs einer Ausdehnungsrichtung ausdehnbare Gebilde mit nicht dehnbaren Wandabschnitten, umfassend einen ersten Wandbereich und einen zweiten Wandbereich, die durch einen Zwischenbereich verbunden sind und die jeweils einen sich in Ausdehnungsrichtung erstreckenden Wandabschnitt aufweisen, der in einen Führungsabschnitt mündet, und wobei jeder Führungsabschnitt ein Abstandssegment ausweist, um eine Beabstandung der einander zugewandten Wandabschnitte bei einem Eingriff mit einem benachbarten Konstruktionselementabschnitt quer zu der Ausdehnungsrichtung zu bewirken, sowie ein Eingriffssegment aufweist, das zum Eingriff mit einem Führungsabschnitt eines beachbarten Konstruktionselementabschnitts ausgebildet ist, wenn zwei miteinander verbundene Konstruktionselementabschnitte in der Ausdehnungsrichtung auseinandergezogen werden.The invention relates to a construction element for expandable along an extension direction structures with non-stretchable wall sections, comprising a first wall portion and a second wall portion which are connected by an intermediate portion and each having an extending in the extension direction wall portion which opens into a guide portion, and wherein each guide portion defines a spacer segment to effect spacing of the facing wall portions when engaged with an adjacent structural member portion transverse to the direction of extent, and an engagement segment adapted to engage a guide portion of a contemplated structural member portion when two interconnected structural member portions in the expansion direction are pulled apart.
Bei den längs einer Ausdehnungsrichtung ausdehnbaren Gebilden kann es sich beispielsweise um flächige, plattenförmige Gebilde oder um einen Hohlraum umgebende bzw. schlauchförmige Gebilde handeln. Derartige Gebilde mit nicht dehnbaren Wandabschnitten können aus einer Vielzahl von einzelnen Konstruktionselementen zusammengesetzt werden, die längs einander zugewandter Seitenkanten miteinander so in Eingriff stehen, dass die benachbarten Konstruktionselemente zusammengeschoben oder auseinandergezogen werden können. Insbesondere schlauchförmige Gebilde können auch aus einem einzigen langen bandförmigen Konstruktionselement hergestellt werden, das helixförmig gewunden und längs der Seitenkanten des bandförmigen Konstruktionselements so miteinander verbunden ist, dass benachbart angeordnete Konstruktionselementabschnitte aufeinanderfolgender Windungen so miteinander in Eingriff stehen, dass die einzelnen Windungen bzw. die jeweils eine Windung bildenden Konstruktionselementabschnitte zusammengeschoben oder auseinandergezogen werden können. Das Konstruktionselement oder die mehreren Konstruktionselemente sind häufig aus Metall hergestellt, können aber auch beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoffmaterial bestehen.The structures which can be expanded along an expansion direction can be, for example, flat, plate-shaped structures or tubular structures surrounding a cavity. Such structures with non-stretchable wall portions may be composed of a plurality of individual structural elements which engage along side edges facing each other so that the adjacent structural elements can be pushed together or pulled apart. In particular, tubular structures can also be made from a single long ribbon-shaped structural element which is helically wound and interconnected along the side edges of the band-shaped structural element such that adjacently arranged structural element sections of successive turns engage each other such that the individual turns or the one, respectively Winding forming construction element sections can be pushed together or pulled apart. The structural element or elements are often made of metal, but may also be made of a suitable plastic material, for example.
Derartige Konstruktionselemente sind dabei häufig so gestaltet, dass die dehnbaren Gebilde sowohl in Ausdehnrichtung ausgedehnt und zusammengeschoben werden können, als auch quer zu der Ausdehnrichtung gebogen bzw. gekrümmt werden können, so dass beispielsweise ein Wickelschlauch aus einem helixförmig gewundenen Konstruktionselement nicht nur eine Längenänderung ermöglicht, sondern auch in Maßen verbogen bzw. gekrümmt werden kann. Gleichzeitig sollten die dehnbaren Gebilde auch möglichst stabil sein und einen geringen Materialbedarf haben.Such construction elements are often designed so that the expandable structures can both be expanded and pushed together in the expansion direction, as well as bent or curved transversely to the Ausdehnrichtung, so that, for example, a winding tube made of a helically wound construction element not only allows a change in length, but can also be bent or curved in moderation. At the same time, the expandable structures should also be as stable as possible and have a low material requirement.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Konstruktionselemente bekannt, aus denen Wickelschläuche zusammengesetzt werden können. Ein bekannter Profiltyp, der bei derartigen Konstruktionselementen zur Verwendung kommt, ist das sogenannte Agraff-Profil. Die deutsche Offenlegungsschrift
Die deutsche Offenlegungsschrift
Betrachtet man gängige Wickelschläuche, so zeigt sich, dass diese insbesondere in den Überlappungsbereichen in radialer Richtung grundsätzlich mehrere Schichten bzw. Lagen der miteinander in Eingriff stehenden Konstruktionselemente oder Konstruktionselementabschnitte bzw. Windungen aufweisen. Die aus der Praxis bekannten Wickelschläuche, bzw. die für deren Herstellung verwendeten Konstruktionselemente weisen demzufolge einen hohen Materialbedarf auf. Die Konstruktionselemente aus dem Stand der Technik bieten jedoch keine Lösung, um den Materialaufwand zu verringern.Considering common winding tubes, it is evident that, in particular in the overlapping regions in the radial direction, they generally have a plurality of layers or layers of the construction elements or construction element sections or turns engaging with one another. The winding tubes known from practice, or the construction elements used for their production therefore have a high material requirement. The design elements of the prior art, however, offer no solution to reduce the cost of materials.
Als Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird es deshalb angesehen, ein Konstruktionselement für längs einer Ausdehnungsrichtung ausdehnbare Gebilde bereitzustellen, bei dem der Materialaufwand verringert ist, wobei ferner vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich Biegsamkeit, Dehnbarkeit und Stabilität des Gebildes ermöglicht werden. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wickelschlauch mit den genannten vorteilhaften Eigenschaften bereitzustellen. Außerdem soll ein Herstellungsverfahren für entsprechende Konstruktionselemente bereitgestellt werden.It is therefore considered an object of the present invention to provide a structural element for structures expandable along an expansion direction, in which the cost of materials is reduced, further advantageous properties with regard to flexibility, ductility and stability of the structure are made possible. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a winding tube having the aforementioned advantageous properties. In addition, a manufacturing method for corresponding construction elements is to be provided.
Diese Aufgabe wird durch ein Konstruktionselement für längs einer Ausdehnungsrichtung ausdehnbare Gebilde der eingangs genannten Gattung gelöst, bei dem die Wanddicke des Eingriffssegments des Führungselements geringer ist als die Wanddicke des zugeordneten Wandabschnitts.This object is achieved by a construction element for along an expansion direction expandable structure of the type mentioned, in which the wall thickness of the engagement segment the guide element is less than the wall thickness of the associated wall portion.
Auf diese Weise kann eine erhebliche Menge an Material eingespart werden. Die Wanddicke der Wandabschnitte ist üblicherweise durch das für den jeweiligen Anwendungsfall verwendete Material und die mechanischen Anforderungen vorgegeben, die an das ausdehnbare Gebilde gestellt werden. Ist die Wanddicke des Eingriffssegments beispielsweise halb so dick ausgebildet wie die Wanddicke des zugeordneten Wandabschnitts, so ergibt sich über die gesamte Länge des Eingriffssegments bei zwei Eingriffssegmenten je Konstruktionselement eine Einsparung einer vollständigen Wandstärke über die Fläche des Eingriffssegments. Da die Eingriffssegmente nicht in dem gleichen Maße wie die Wandabschnitte die mechanischen Eigenschaften des ausdehnbaren Gebildes beeinflussen, sondern im Wesentlichen als Führungselement für die gewünschte Ausdehnung dienen, wirkt sich eine reduzierte Wanddicke bei dem Eingriffssegment nicht unmittelbar auf die charakteristischen Eigenschaften des ausdehnbaren Gebildes aus. Bei einer geeigneten Ausgestaltung des Konstruktionselements kann erreicht werden, dass die wesentlichen Eigenschaften des ausdehnbaren Gebildes wie beispielsweise dessen Dehnbarkeit, Biegbarkeit und insbesondere dessen mechanische Belastbarkeit keine nennenswerten Unterschiede im Vergleich mit einem Konstruktionselement mit einer über das gesamte Konstruktionselement gleichbleibenden Wanddicke aufweisen.In this way, a considerable amount of material can be saved. The wall thickness of the wall sections is usually determined by the material used for the particular application and the mechanical requirements that are placed on the expandable structure. If, for example, the wall thickness of the engagement segment is half as thick as the wall thickness of the associated wall section, over the entire length of the engagement segment with two engagement segments per construction element there is a saving of a complete wall thickness over the surface of the engagement segment. Since the engagement segments do not affect the mechanical properties of the expandable structure to the same extent as the wall sections, but essentially serve as a guide element for the desired expansion, a reduced wall thickness in the engagement segment does not directly affect the characteristic properties of the expandable structure. In a suitable embodiment of the construction element can be achieved that the essential properties of the expandable structure such as its extensibility, flexibility and in particular its mechanical strength have no significant differences in comparison with a construction element with a constant over the entire construction element wall thickness.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens weist das Eingriffssegment einen ersten Eingriffsabschnitt auf, der sich in der Ausdehnrichtung von dem Zwischenbereich wegerstreckt, und einen zweiten Eingriffsabschnitt auf, der sich entgegengesetzt zu der Ausdehnrichtung zu dem Zwischenbereich hin erstreckt. Der erste Eingriffsabschnitt führt den zugeordneten Wandabschnitt des jeweiligen Konstruktionselements, indem der erste Eingriffsabschnitt mit einem benachbarten Konstruktionselement oder Konstruktionselementabschnitt in Eingriff tritt. Der zweite Eingriffsabschnitt dient dagegen dazu, mit einem Führungselement eines weiteren Konstruktionselements oder eines benachbarten Konstruktionselementabschnitts einzugreifen und dieses bzw. diesen zu führen. Werden die beiden Konstruktionselemente oder Konstruktionselementabschnitte auseinandergezogen, so verhindern jeweils die zweiten Eingriffsabschnitte des oder der Konstruktionselemente, dass die ersten Eingriffsabschnitte aus dem benachbarten Führungselement heraus verlagert werden können und sich dadurch die Konstruktionselemente bzw. die Konstruktionselementabschnitte unbeabsichtigt voneinander lösen können.According to an advantageous embodiment of the inventive concept, the engagement segment has a first engagement portion extending in the expansion direction from the intermediate region and a second engagement portion extending opposite to the expansion direction toward the intermediate region. The first engagement portion guides the associated wall portion of the respective structural member by engaging the first engagement portion with an adjacent structural member or structural member portion. On the other hand, the second engaging portion serves to engage with and guide a guide element of another structural element or an adjacent structural element section. When the two structural elements or structural element sections are pulled apart, the second engagement sections of the structural element (s) prevent the first engagement sections from being displaced out of the adjacent guide element and thereby inadvertently releasing the structural elements or structural element sections.
In besonders vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Wanddicke des ersten Eingriffsabschnitts und die Wanddicke des zweiten Eingriffsabschnitts der Wanddicke des zugeordneten Wandabschnitts entsprechen. Bei einem aus Metall hergestellten Konstruktionselement kann dann das ganze Konstruktionselement aus einem einzigen Blechzuschnitt mit einer gleichbleibenden Wanddicke gefertigt werden. Die Wanddicke des Eingriffssegments kann beispielsweise durch Walzen reduziert werden. Es ist ebenfalls möglich, dass das Eingriffssegment beispielsweise durch ein geeignetes Spaltverfahren aus einem für das Eingriffssegment vorgesehenen Endbereich des Blechzuschnitts hergestellt werden kann. Dabei wird der Endbereich in zwei dünnere Bereiche aufgespalten, welche die beiden Eingriffsabschnitte bilden. Dies bietet den Vorteil, dass das Eingriffssegment zum einen besonders dünn ist und zum anderen durch Anwendung des Spaltverfahrens einstückig ausgebildet und ausreichend stabil mit dem angrenzenden Abstandssegment und Wandabschnitt des Konstruktionselements verbunden ist. Ein geeignetes Spaltverfahren ist beispielsweise in
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich der erste Eingriffsabschnitt und der zweite Eingriffsabschnitt längs einer gemeinsamen Führungslinie. Die gemeinsame Führungslinie gibt die Ausdehnungsrichtung vor. Durch einen Abstand der Führungslinie zu dem üblicherweise parallel dazu ausgerichteten zugeordneten Wandabschnitt des betreffenden Wandbereichs kann eine maximale Verlagerung benachbarter Konstruktionselemente bzw. benachbarter Konstruktionselementabschnitte quer zu der Ausdehnungsrichtung vorgegeben werden.According to a preferred embodiment, the first engagement portion and the second engagement portion extend along a common guide line. The common guideline specifies the direction of expansion. By a distance of the guide line to the usually parallel aligned associated wall portion of the respective wall region, a maximum displacement of adjacent construction elements or adjacent construction element sections can be specified transversely to the extension direction.
Es ist vorteilhaft, wenn der zweite Eingriffsabschnitt so ausgebildet ist, dass der zweite Eingriffsabschnitt bei einer Verlagerung in dem Führungselement eines benachbarten Konstruktionselementabschnitts den zweiten Eingriffsabschnitt des betreffenden Führungselements des benachbarten Konstruktionselements hintergreift. So wird gewährleistet, dass während einer Ausdehnung und einer entsprechenden Verlagerung benachbarter Konstruktionselementabschnitte diese nicht voneinander abrutschen und sich unbeabsichtigt voneinander lösen können.It is advantageous if the second engagement portion is formed so that the second engagement portion engages behind the second engagement portion of the respective guide element of the adjacent construction element in a displacement in the guide element of an adjacent construction element section. This ensures that during an expansion and a corresponding displacement of adjacent construction element sections, these do not slip off each other and can inadvertently separate from one another.
Einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, dass der Zwischenbereich mit dem Wandabschnitt des jeweils angrenzenden Wandbereichs einen Winkel größer 90° einschließt. In gleicher Weise schließt das Abstandselement mit dem zugeordneten Wandabschnitt sowie der erste Eingriffsabschnitt des Eingriffselements mit dem Abstandselement einen Winkel größer 90° ein. Dadurch kann eine besonders stabile und flache Ausgestaltung des Konstruktionselements erreicht werden. Auch die Herstellung des Konstruktionselements aus einem einzigen Blechzuschnitt wird erleichtert, da die einzelnen Abschnitte jeweils nur weniger als 90° abgekantet werden müssen.According to an embodiment of the inventive concept, it is provided that the intermediate region encloses an angle greater than 90 ° with the wall section of the respective adjacent wall region. In the same way, the spacing element with the associated wall section and the first engagement section of the engagement element with the spacing element form an angle greater than 90 °. This allows a particularly stable and flat design of the construction element be achieved. Also, the production of the construction element from a single sheet metal blank is facilitated because the individual sections must be folded only less than 90 °.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform erstreckt sich aus dem Zwischenbereich in Richtung des Führungsabschnitts (5) des ersten Wandbereichs (2) und/oder in Richtung des Führungsabschnitts (5) des zweiten Wandbereichs (2) ein Rückhalteelement (8). Das Rückhalteelement dient dazu, bei einem Zusammenschieben benachbarter Konstruktionselementabschnitte des ausdehnbaren Gebildes einen Eingriff mit einem zugeordneten ersten Eingriffsabschnitt des benachbarten Konstruktionselementabschnitts zu ermöglichen und einen Endanschlag für den benachbarten Konstruktionselementabschnitt zu bilden. Dadurch wird verhindert, dass die einzelnen Konstruktionselementabschnitte unbeabsichtigt zu eng zusammengeschoben werden, was insbesondere bei einem nicht rechtwinklig, sondern lediglich schräg zu den Wandabschnitten ausgerichteten Zwischenbereich vorteilhaft ist. Das Rückhalteelement kann sich parallel zu dem zugeordneten Wandabschnitt erstrecken und zur Führung des ersten Eingriffsabschnitts des benachbarten Konstruktionselementabschnitts dienen. Dadurch kann das Rückhalteelement ein unerwünschtes Abrutschen eines Konstruktionselementabschnitts von dem benachbarten Konstruktionselementabschnitt verhindern, insbesondere wenn die beiden Konstruktionselementabschnitte zusammengedrückt werden. Das Rückhalteelement kann besonders dünnwandig ausgebildet sein. Gegebenenfalls kann bei einem aus einem Blechzuschnitt hergestellten Konstruktionselement auch das Rückhalteelement durch ein geeignetes Spaltverfahren aus dem Zwischenbereich ausgebildet werden. Das Rückhalteelement und der Zwischenbereich weisen dann jeweils eine geringere Wanddicke als die angrenzenden Bereiche des Konstruktionselements auf, wodurch sich ebenfalls eine Materialeinsparung ergibt.According to a particular embodiment, a retaining element (8) extends from the intermediate region in the direction of the guide section (5) of the first wall region (2) and / or in the direction of the guide section (5) of the second wall region (2). The retention member serves to permit engagement of an associated first engagement portion of the adjacent structural member portion upon collision of adjacent structural member portions of the expandable structure and to form an end stop for the adjacent structural member portion. This prevents that the individual construction element sections are inadvertently pushed too tightly together, which is advantageous in particular for an intermediate region which is not aligned at right angles but only at an angle to the wall sections. The retaining element may extend parallel to the associated wall section and serve to guide the first engagement section of the adjacent construction element section. Thereby, the retaining element can prevent undesired slippage of a structural element section from the adjacent structural element section, in particular when the two structural element sections are compressed. The retaining element may be formed particularly thin-walled. Optionally, in the case of a construction element produced from a sheet-metal blank, the retaining element can also be formed from the intermediate area by a suitable splitting method. The retaining element and the intermediate region then each have a smaller wall thickness than the adjacent regions of the construction element, which also results in a material saving.
Am Wandabschnitt kann ein Kontaktelement zur Kontaktierung mit dem Eingriffssegment eines benachbarten Konstruktionselementabschnitts vorgesehen sein. Damit kann eine verbesserte und genauere Führung des Eingriffssegments des benachbarten Konstruktionselementabschnitts relativ zu dem Wandabschnitt ermöglicht werden. Das Kontaktelement kann gekrümmte Anlagebereiche aufweisen, so dass eine federnde Anlagefläche für das Eingriffssegment bereitgestellt wird. Durch das Kontaktelement kann auch ein Abstand des Eingriffssegments zu dem Wandabschnitt vorgegeben werden, um beispielsweise verbesserte Gleiteigenschaften bei einem Zusammenziehen oder Ausdehnen der beiden zueinander benachbarten Konstruktionselementabschnitte zu ermöglichen. Insbesondere kann durch das Kontaktelement verhindert werden, dass sich ein Eingriffssegment unbeabsichtigt aus einem benachbarten Konstruktionselementabschnitt herauslöst und das in einer Ausdehnungsrichtung ausdehnbare Gebilde undicht wird oder sich bereichsweise auflöst.At the wall portion may be provided a contact element for contacting with the engagement segment of an adjacent construction element section. Thus, an improved and more accurate guidance of the engagement segment of the adjacent structural element section relative to the wall section can be made possible. The contact element may have curved contact areas, so that a resilient contact surface is provided for the engagement segment. The contact element can also be used to specify a distance of the engagement segment from the wall section in order, for example, to enable improved sliding properties when the two construction element sections adjacent to one another are contracted or expanded. In particular, it can be prevented by the contact element that an engagement segment unintentionally detached from an adjacent construction element section and the expandable in an expansion direction structure is leaking or partially dissolves.
Es ist ebenfalls möglich, dass jeder Wandabschnitt eine nach innen vorspringende Ausformung oder eine nach innen ragende Verformung aufweist, die ein Kontaktelement bildet.It is also possible that each wall portion has an inwardly projecting formation or an inwardly projecting deformation which forms a contact element.
Das Kontaktelement kann beispielsweise aus einem flexiblen Material wie Gummi oder einem weichen Kunststoff gesondert hergestellt und an dem Wandabschnitt festgelegt sein, um die Gleiteigenschaften zwischen benachbarten Konstruktionselementabschnitten oder auch die Geräuschentwicklung bei einer Verlagerung der benachbarten Konstruktionselementabschnitte relativ zueinander zu verbessern. Das Kontaktelement kann auch ein aus Metall oder Kunststoff gefertigtes Federelement sein.The contact element can be made separately, for example, from a flexible material such as rubber or a soft plastic and fixed to the wall portion to improve the sliding properties between adjacent construction element sections or the noise in a displacement of the adjacent construction element sections relative to each other. The contact element may also be a made of metal or plastic spring element.
Das Eingriffssegment des Führungsabschnitts kann ein, zwei oder mehrere Positionierungselemente aufweisen, die mit dem Kontaktelement eines benachbarten Konstruktionselementabschnitts zusammenwirken können. Auf diese Weise können beispielsweise eine Endposition oder mehrere Verlagerungspositionen des Eingriffssegments relativ zu dem Wandabschnitt eines benachbarten Konstruktionselementabschnitts vorgegeben werden. Die Positionierungselemente können gesondert hergestellt, aus Metall oder Kunststoff gefertigt und an dem Eingriffssegment festgelegt sein. Die Positionierungselemente können beispielsweise noppenförmig oder wulstförmig ausgebildet sein. Die Positionierungselemente können alternativ einstückig mit dem Eingriffssegment als vorspringende Ausformungen, als Vertiefungen oder als Wölbungen des Eingriffssegments ausgebildet sein.The engagement segment of the guide section may comprise one, two or more positioning elements which may cooperate with the contact element of an adjacent construction element section. In this way, for example, one end position or a plurality of displacement positions of the engagement segment relative to the wall portion of an adjacent construction element portion can be specified. The positioning elements can be made separately, made of metal or plastic and fixed to the engagement segment. The positioning elements may be formed, for example, knob-shaped or bead-shaped. The positioning elements may alternatively be formed integrally with the engagement segment as projecting formations, as depressions or as bulges of the engagement segment.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann das Konstruktionselement aus einem Blechzuschnitt hergestellt werden. Die einzelnen Profilabschnitte können durch Abkanten bzw. mit Hilfe eines Spaltverfahrens hergestellt werden. Auf diese Weise kann ein erfindungsgemäßes Konstruktionselement besonders kostengünstig hergestellt werden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann das Konstruktionselement auch aus einem Kunststoff ausgeführt sein.According to an embodiment of the invention, the construction element can be made from a sheet metal blank. The individual profile sections can be produced by folding or by means of a splitting method. In this way, a construction element according to the invention can be produced particularly inexpensively. According to an alternative embodiment, the construction element may also be made of a plastic.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass das Konstruktionselement aus einer ersten Konstruktionselementhälfte und aus einer gesondert davon hergestellten zweiten Konstruktionselementhälfte zusammengesetzt ist. Die beiden Konstruktionselementhälften können in vorteilhafter Weise in dem Zwischenbereich des Konstruktionselements dauerhaft miteinander verbunden sein. Auf diese Weise kann die Herstellung des Konstruktionselements insbesondere in dem Zwischenbereich vereinfacht werden. Für die dauerhafte Verbindung der beiden Konstruktionshälften können aus der Praxis bekannte Fügetechniken wie beispielsweise Kleben, Löten oder Schweißen verwendet werden.According to an advantageous embodiment of the inventive concept, it is provided that the construction element is composed of a first construction element half and a second construction element half produced separately therefrom. The two construction element halves can advantageously permanently in the intermediate region of the construction element be connected to each other. In this way, the production of the construction element can be simplified, in particular in the intermediate area. For the permanent connection of the two halves of construction known joining techniques known from practice such as gluing, soldering or welding can be used.
Eine besonders kostengünstige Herstellung des Konstruktionselements wird dadurch ermöglicht, dass die erste Konstruktionselementhälfte und die zweite Konstruktionselementhälfte im Wesentlichen baugleich sind. Die für die Herstellung des Konstruktionselements aus einem ebenen Blech oder Metallzuschnitt erforderlichen Bearbeitungsschritte wie beispielsweise das Zuschneiden und Umformen können auf die einfachere Herstellung einer Konstruktionselementhälfte beschränkt werden. Anschließend können zwei baugleiche Konstruktionselementhälften miteinander verbunden werden.A particularly cost-effective production of the construction element is made possible by the fact that the first construction element half and the second construction element half are substantially identical. The necessary for the production of the structural element from a flat sheet metal or metal blank machining steps such as cutting and forming can be limited to the simpler production of a half of the construction element. Subsequently, two identical construction element halves can be connected together.
Es ist ebenfalls möglich, die beiden Kontruktionselementhälften unterschiedlich auszugestalten, um beispielsweise nicht symmetrisch ausgebildete Konstruktionselemente einfach und kostengünstig herstellen zu können.It is also possible to design the two constructional element halves differently in order, for example, to be able to manufacture non-symmetrical design elements simply and inexpensively.
Das Konstruktionselement kann bandförmig ausgestaltet sein und zu einem schlauchförmigen Gebilde verbunden sein. Es ist ebenfalls möglich, aus mehreren ringförmig ausgebildeten Konstruktionselementen ein schlauchförmiges Gebilde herzustellen. Das Konstruktionselement kann aber auch flach ausgebildet sein, sodass sich aus mehreren Konstruktionselementen flächige Gebilde zusammensetzen lassen, die in einer Ausdehnungsrichtung dehnbar und gegebenenfalls quer dazu biegbar sind.The construction element can be designed in strip form and connected to a tubular structure. It is also possible to produce a tubular structure from a plurality of ring-shaped construction elements. The construction element can also be formed flat, so that can be composed of several construction elements planar structures that are stretchable in an expansion direction and optionally transversely to bend.
Die Erfindung betrifft auch einen Wickelschlauch, der aus einem vorangehend beschriebenen bandförmigen Konstruktionselement hergestellt ist. Ein solcher Wickelschlauch ist dehnbar, biegbar, stabil und hat einen verringerten Materialbedarf.The invention also relates to a winding tube which is made of a band-shaped construction element described above. Such a winding tube is stretchable, bendable, stable and has a reduced material requirement.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Konstruktionselements für längs einer Ausdehnungsrichtung ausdehnbare Gebilde, wobei das Konstruktionselement aus einem Blechzuschnitt hergestellt wird. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass in einem Umformungsschritt der Blechzuschnitt derart umgeformt wird, dass zwei Wandbereiche durch einen abweichend hierzu ausgerichteten Zwischenbereich miteinander verbunden sind, und dass bei jedem Wandbereich der Wandabschnitt in ein abweichend ausgerichtetes abstehendes Abstandssegment und anschließend in ein Eingriffssegment mündet, und dass in einem Spaltumformschritt das Eingriffssegment in zwei Eingriffsabschnitte aufgespalten wird, deren Wanddicke jeweils geringer ist als die Wanddicke des angrenzenden Abstandssegments und Wandabschnitts. Mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren lässt sich ein erfindungsgemäßes Konstruktionselement rasch und kostengünstig aus einem einzigen Blechzuschnitt herstellen.The invention also relates to a method for producing a structural element for structures expandable along an expansion direction, wherein the structural element is produced from a sheet metal blank. According to the invention, it is provided that in a forming step the sheet metal blank is reshaped such that two wall regions are connected to one another by an intermediate area oriented differently thereto, and that at each wall region the wall section opens into a deviatingly aligned projecting spacer segment and subsequently into an engagement segment, and in a gap forming step, the engagement segment is split into two engagement sections whose wall thickness is each less than the wall thickness of the adjacent spacer segment and wall section. With the manufacturing method according to the invention, a construction element according to the invention can be produced quickly and inexpensively from a single sheet metal blank.
Die Reihenfolge ist bei dem Herstellungsverfahren beliebig. Es kann zunächst in dem Umformschritt die Umformung stattfinden und anschließend in dem Spaltumformschritt das Spaltverfahren durchgeführt werden. Es kann aber auch zunächst das Spaltverfahren durchgeführt werden und anschließend die Umformung stattfinden. Einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist jedoch vorgesehen, dass an dem Blechzuschnitt eines Konstruktionselements zunächst in dem Spaltumformschritt die Eingriffsabschnitte aufgespalten werden, bevor in einem ersten Umformungsschritt für einen ersten Konstruktionselementabschnitt die Wandbereiche mit jeweils einem Wandabschnitt und mit den angrenzenden Führungsabschnitten und dem Zwischenbereich zu einer noch offenen Tasche umgeformt werden, wobei in einem Verbindungsschritt ein Führungsabschnitt eines benachbarten Konstruktionselementabschnitts in die noch offene Tasche eingebracht wird, um in einem zweiten Umformungsschritt der erste Konstruktionselementabschnitt fertig umgeformt und dabei die Tasche verschlossen wird, so dass der Führungsabschnitt des benachbarten Konstruktionselementabschnitts nicht mehr ohne eine Verformung des ersten Konstruktionselementabschnitts aus der davon gebildeten Tasche gelöst werden kann. Bei dem ersten Konstruktionselementabschnitt und dem zweiten Konstruktionselementabschnitt kann es sich um zwei verschiedene jeweils ringförmig ausgebildete Blechzuschnitte oder aber um zwei benachbarte Windungen eines helixförmig gewundenen Blechzuschnitts handeln. Durch das Ausbilden einer radial umlaufenden geschlossenen Tasche kann der benachbarte Konstruktionselementabschnitt unverlierbar in dem ersten Konstruktionselementabschnitt festgelegt werden und dennoch in axialer Richtung eine durch die Tasche begrenzte Verlagerung erlauben.The order is arbitrary in the manufacturing process. It can first take place in the forming step, the forming and then in the Spaltumformschritt the cleavage process can be performed. However, it is also possible first to carry out the splitting method and then to carry out the forming. According to an advantageous embodiment of the inventive concept, however, it is provided that the engagement sections are first split in the gap forming step on the sheet metal blank of a construction element before the wall regions, each with a wall section and with the adjacent guide sections and the intermediate section to a first forming step for a first construction element section be converted still open pocket, wherein in a connecting step, a guide portion of an adjacent construction element portion is inserted into the still open pocket to reshaped in a second forming step, the first construction element portion and thereby the bag is closed, so that the guide portion of the adjacent construction element portion no longer without a deformation of the first construction element portion can be released from the pocket formed therefrom. The first construction element section and the second construction element section can be two different sheet-metal blanks each of annular design or else two adjacent turns of a helically wound sheet metal blank. By forming a radially encircling closed pocket, the adjacent structural member portion can be captively fixed within the first structural member portion and still allow axial displacement of a pocket limited displacement.
In der Zeichnung sind verschiedene exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung beispielhaft dargestellt. Hierbei zeigt:
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1 eine Schnittansicht von zwei benachbarten Windungen eines helixartig gewundenen bandförmigen Konstruktionselements in einer raumsparend zusammengeschobenen Anordnung, -
2 eine Schnittansicht gemäß1 von zwei benachbarten Windungen des in1 dargestellten Konstruktionselements in einer ausgedehnten Anordnung, -
3 eine Schnittansicht eines abweichend ausgestalteten Konstruktionselements, wobei in einem Wandbereich des Konstruktionselements ein zusätzliches Kontaktelement angeordnet ist, -
4 eine Schnittansicht eines Bereichs eines wiederum abweichend ausgestalteten Konstruktionselements, -
5 eine Schnittansicht eines Bereichs eines wiederum abweichend ausgestalteten Konstruktionselements, -
6 eine Schnittansicht des in5 gezeigten Konstruktionselements längs einer quer zur Ausdehnungsrichtung angeordneten Schnittebene VI-VI in5 , und -
7 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Konstruktionselements, welches aus zwei gesondert hergestellten Konstruktionselementhälften zusammengesetzt ist.
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1 a sectional view of two adjacent turns of a helically wound band-shaped construction element in a space-saving pushed together arrangement, -
2 a sectional view according to1 of two adjacent turns of the in1 illustrated construction element in a sweeping arrangement, -
3 a sectional view of a differently designed construction element, wherein in a wall area of the construction element is arranged an additional contact element, -
4 a sectional view of a portion of a turn deviating designed construction element, -
5 a sectional view of a portion of a turn deviating designed construction element, -
6 a sectional view of the in5 shown construction element along a transverse to the extension direction arranged cutting plane VI-VI in5 , and -
7 a sectional view of a construction element according to the invention, which is composed of two separately manufactured construction element halves.
Das bandförmig ausgebildete Konstruktionselement
Jeder Führungsabschnitt
An dem Zwischenbereich
Während in
Bei dem in
Bei dem in
Die Federzunge
Bei dem in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102012220175 A1 [0004]DE 102012220175 A1 [0004]
- DE 102010061544 A1 [0005]DE 102010061544 A1 [0005]
- DE 10039768 A1 [0011]DE 10039768 A1 [0011]
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