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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellschlauch.
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Wellschläuche oder Wellrohre können insbesondere im Automobilbau als Schutzrohre für Kabel, wie beispielsweise elektrische Leitungen oder Fluidleitungen, eingesetzt werden. Alternativ können derartige Wellschläuche auch selbst Fluidträger sein. Beispielsweise können diese als Treibstoffleitungen, als Befüllrohre für Wischwassertanks oder als Wischwasserleitungen eingesetzt werden. Weiterhin kann ein derartiger Wellschlauch auch als Gasleitung, wie beispielsweise als Kurbelwellengehäuse-Entlüftungsleitung, Anwendung finden. Bei einem Einsatz als Fluidleitung, insbesondere als Wischwasserleitung, ist es erforderlich, dass sich der Wellschlauch in seiner Längsrichtung so wenig wie möglich dehnt. Hierdurch kann ein Druckverlust beim Durchströmen des Wellschlauchs mit einem zu fördernden Medium, beispielsweise Wasser, verhindert werden.
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Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen verbesserten Wellschlauch zur Verfügung zu stellen.
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Demgemäß wird ein Wellschlauch, insbesondere eine Wischwasserleitung, vorgeschlagen. Der Wellschlauch weist eine Wellung, wobei die Wellung eine Vielzahl an Wellentälern und Wellenbergen, welche in einer Längsrichtung des Wellschlauchs abwechselnd angeordnet sind, und eine Vielzahl von Wellenflanken umfasst, welche jeweils ein Wellental mit einem Wellenberg verbinden, und in der Längsrichtung verlaufende Verbindungsrippen auf. Dabei sind die Verbindungsrippen jeweils zwischen zwei benachbarten Wellenbergen in einem Wellental angeordnet und verbinden den benachbarten Wellenbergen zugeordnete Wellenflanken oder die Wellenberge miteinander.
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Dadurch, dass die Verbindungsrippen vorgesehen sind, kann eine Dehnung des Wellschlauchs in seiner Längsrichtung verhindert oder zumindest signifikant reduziert werden. Die Verbindungsrippen versteifen den Wellschlauch also in seiner Längsrichtung. Hierdurch kann ein Druckverlust in dem Wellschlauch bei der Verwendung desselben als Fluidleitung verhindert werden.
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Der Wellschlauch umfasst vorzugsweise eine Mittel- oder Symmetrieachse. Bevorzugt ist der Wellschlauch zumindest teilweise rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse aufgebaut. Insbesondere ist die Wellung rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse aufgebaut. Die Längsrichtung ist dabei parallel zu der Symmetrieachse orientiert oder stimmt mit dieser überein. Der Wellschlauch umfasst ferner eine Radialrichtung, die senkrecht zu der Symmetrieachse und von dieser weg orientiert ist. Die Wellenberge liegen in der Radialrichtung betrachtet insbesondere weiter von der Symmetrieachse entfernt als die Wellentäler. Die Wellenflanken laufen insbesondere scheibenförmig um die Symmetrieachse um und verbinden die Wellentäler mit den Wellenbergen. In der Radialrichtung betrachtet, können alle Verbindungsrippen dieselbe Höhe aufweisen. Die Verbindungsrippen können jedoch in der Radialrichtung betrachtet auch unterschiedlich hoch sein.
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Die Wellung ist derart aufgebaut, dass zwischen zwei Wellentälern jeweils ein Wellenberg und zwischen zwei Wellenbergen jeweils ein Wellental angeordnet ist. Dabei verbinden die Wellenflanken die Wellentäler mit den Wellenbergen und umgekehrt. Darunter, dass die Verbindungsrippen die den benachbarten Wellenbergen zugeordnete Wellenflanken miteinander verbinden, ist insbesondere zu verstehen, dass die Verbindungsrippen in die Wellenflanken übergehen. Darunter, dass die Verbindungsrippen die Wellenberge, insbesondere direkt, miteinander verbinden, ist zu verstehen, dass die Verbindungsrippen direkt in die Wellenberge übergehen. In diesem Fall gehen die Verbindungsrippen nicht in die Wellenflanken, sondern direkt in die Wellenberge über. Insbesondere trifft dies für den Fall zu, in dem eine Höhe der Verbindungsrippen einer Wellenhöhe der Wellung entspricht. Insbesondere verlaufen die Verbindungsrippen parallel zu der Längsrichtung zwischen zwei benachbarten Wellenbergen. Jedem Wellental des Wellschlauchs können derartige Verbindungsrippen zugeordnet sein. Alternativ können auch einzelne Wellentäler ohne derartige Verbindungsrippen, das heißt verbindungsrippenfrei oder verbindungsrippenlos, ausgebildet sein.
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Bevorzugt ist der Wellschlauch aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Das Kunststoffmaterial kann beispielsweise Polyamid (PA), insbesondere PA6.12 oder PA12, Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder ein anderes geeignetes Kunststoffmaterial sein. Der Wellschlauch kann auch als Wellrohr bezeichnet werden oder ist ein Wellrohr. Insbesondere ist der Wellschlauch mit Hilfe eines Extrusionsverfahrens hergestellt. Der Wellschlauch kann aus mehreren unterschiedlichen Kunststoffmaterialien aufgebaut sein. In diesem Fall kann der Wellschlauch beispielsweise mit Hilfe eines Mehrkomponenten-Extrusionsverfahrens hergestellt sein.
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Der Wellschlauch findet bevorzugt im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik Anwendung. Der Wellschlauch kann allerdings auch in jedem anderen Bereich eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Wellschlauch eine Wischwasserleitung sein. Der Wellschlauch kann auch als Gasleitung, wie beispielsweise als Kurbelwellengehäuse-Entlüftungsleitung, eingesetzt werden. Das heißt, der Wellschlauch ist selbst ein Medienträger oder Fluidträger. Das Medium oder Fluid kann eine Flüssigkeit oder ein Gas sein. Der Wellschlauch kann jedoch auch geeignet sein, eine Vielzahl an Kabeln oder Leitungen aufzunehmen. In diesem Fall eignet sich der Wellschlauch als Kabelummantelung. Die Kabel können beispielsweise einphasige Kabel, mehrphasige Kabel, Koaxialkabel oder dergleichen sein. Die Leitungen können Fluidleitungen, wie beispielsweise Benzin-, Diesel-, Kerosin-, Hydraulik- oder Pneumatikleitungen sein.
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Gemäß einer Ausführungsform sind jedem Wellental jeweils eine erste Verbindungsrippe und eine zweite Verbindungsrippe zugeordnet, wobei die erste Verbindungsrippe und die zweite Verbindungsrippe um einen ersten Umfangswinkel, insbesondere um einen ersten Umfangswinkel von 180°, umfänglich voneinander beabstandet angeordnet sind.
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Vorzugsweise umfasst der Wellschlauch eine Umfangsrichtung. Die Umfangsrichtung kann im oder entgegen dem Uhrzeiger um die Symmetrieachse herum orientiert sein. „Umfänglich“ ist somit mit Bezug auf die Umfangsrichtung zu verstehen. Das heißt, die erste Verbindungsrippe und die zweite Verbindungsrippe sind in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet. Vorzugsweise sind die erste Verbindungsrippe und die zweite Verbindungsrippe um einen ersten Umfangswinkel von 180° versetzt zueinander angeordnet. Das heißt, die erste Verbindungsrippe und die zweite Verbindungsrippe sind einander gegenüberliegend angeordnet. Besonders bevorzugt sind genau zwei Verbindungsrippen pro Wellental vorgesehen. Es können jedoch auch drei oder mehr Verbindungsrippen pro Wellental vorgesehen sein. Je größer die Anzahl der Verbindungsrippen ist, desto höher wird die Steifigkeit des Wellschlauchs bei einer Biegung desselben. Besonders bevorzugt sind daher nur zwei Verbindungsrippen vorgesehen. Hierdurch kann eine hohe Flexibilität bei einem Biegen des Wellschlauchs bei gleichzeitig hoher Axialsteifigkeit erzielt werden, wodurch sehr kleine Biegeradien erreicht werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die ersten Verbindungsrippen und die zweiten Verbindungsrippen zweier benachbarter Wellentäler um einen sich von dem ersten Umfangswinkel unterscheidenden zweiten Umfangwinkel, insbesondere um einen zweiten Umfangswinkel von 90°, umfänglich zueinander versetzt angeordnet.
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Das heißt, die ersten Verbindungsrippen und die zweiten Verbindungsrippen aufeinanderfolgender Wellentäler sind jeweils so angeordnet, dass die Verbindungsrippen von Wellental zu Wellental um den zweiten Umfangswinkel zueinander versetzt oder verdreht angeordnet sind. Durch die versetzte oder verdrehte Anordnung der Verbindungsrippen benachbarter Wellentäler kann eine besonders hohe Flexibilität des Wellschlauchs erreicht werden. Gleichzeitig mit dem Erreichen der hohen Flexibilität kann jedoch auch die Dehnbarkeit des Wellschlauchs entlang der Längsrichtung signifikant reduziert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der erste Umfangswinkel doppelt so groß wie der zweite Umfangswinkel.
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Besonders bevorzugt beträgt der erste Umfangswinkel 180° und der zweite Umfangswinkel beträgt 90°. Die Größe der Umfangswinkel kann jedoch grundsätzlich beliebig gewählt werden und an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Verbindungsrippen außenseitig an dem Wellschlauch vorgesehen.
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Das heißt, die Verbindungsrippen wölben sich aus dem Wellschlauch nach außen in eine Umgebung des Wellschlauchs hinein. Insbesondere weisen die Verbindungsrippen weg von einem Innenraum des Wellschlauchs.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstrecken sich die Verbindungsrippen in einer Radialrichtung des Wellschlauchs über eine gesamte Wellenhöhe der Wellung oder nur über einen Teil der Wellenhöhe.
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Besonders bevorzugt beträgt eine Höhe der Verbindungsrippen die Hälfte der Wellenhöhe. Alternativ kann die Höhe der Verbindungsrippen auch gleich der Wellenhöhe sein. In diesem Fall gehen die Verbindungsrippen direkt in die Wellenberge über. Für den Fall, dass die Wellenhöhe größer als die Höhe der Verbindungsrippen ist, gehen die Verbindungsrippen in die Wellenflanken der Wellung über.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform gehen die Verbindungsrippen jeweils mit Hilfe von Verrundungen in die Wellenflanken über.
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Hierbei können die Verrundungen als Biegepunkte bei einem Biegen des Wellschlauchs dienen. Dies erhöht die Flexibilität des Wellschlauchs.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist jedes Wellental eine umfänglich um den Wellschlauch umlaufende Rippe auf, wobei Übergangsbereiche zwischen der Rippe und zweier benachbarter Wellenflanken als Biegepunkte bei einem Biegen des Wellschlauchs fungieren.
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Mit Hilfe der Rippe können somit im Vergleich zu einem Wellschlauch ohne eine derartige Rippe zusätzliche Biegepunkte verwirklich werden. Dies erhöht die Flexibilität des Wellschlauchs. Die Rippe ist insbesondere als eine sich in die Umgebung des Wellschlauchs hinein erstreckende bogenförmige Vorwölbung ausgebildet. Zusätzlich zu den zuvor genannten Biegepunkten dienen auch Übergangsbereiche zwischen den Wellenflanken und den Wellenbergen als Biegepunkte.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstrecken sich die Rippen in eine Umgebung des Wellschlauchs hinein und von einem Innenraum des Wellschlauchs weg, wobei die Wellentäler zu dem Innenraum hin eine zylinderförmige Innenfläche aufweisen.
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Somit kann durch die Vorwölbung der Rippen in die Umgebung hinein im Innenraum ein größerer Innendurchmesser verwirklich werden. Das heißt, die Wellentäler wölben sich nicht oder zumindest nur geringfügig in den Innenraum hinein, sondern weisen zu dem Innenraum hin die zylinderförmige glatte Innenfläche auf. Hierdurch kann eine Querschnittsfläche des Innenraums vergrößert werden. Hierdurch kann der Druckverlust in dem zu fördernden Medium reduziert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Rippen an den Verbindungsrippen unterbrochen.
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Insbesondere laufen die Rippen mit Hilfe von Verrundungen in die Verbindungsrippen hinein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Verbindungsrippen hohl, so dass die Verbindungsrippen als Fluidverbindung zwischen zwei benachbarten Wellenbergen fungieren.
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Das heißt, das Fluid oder Medium kann zwischen zwei benachbarten Wellenbergen strömen, wobei das Fluid oder Medium durch die Verbindungsrippen hindurchströmt. Mit Hilfe der Verbindungsrippen können somit Totbereiche in dem Wellschlauch verhindert oder zumindest reduziert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Verbindungsrippen jeweils eine zylinderförmige oder eine plane Außenfläche auf.
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Die Außenfläche kann somit zylinderförmig gekrümmt oder plan beziehungsweise eben oder flach sein. Insbesondere sind die zylinderförmigen Außenflächen der Verbindungsrippen auf einer zylinderförmigen Hüllfläche angeordnet. Das heißt insbesondere, dass die Verbindungsrippen einen Abschnitt einer zylinderförmigen Außenfläche ausbilden. Für den Fall, dass die Verbindungsrippen eine „plane“ Außenfläche aufweisen, ist die Außenfläche nicht zylinderförmig gekrümmt, sondern eben. Die Verbindungsrippen können dann quaderförmig oder würfelförmig sein. Beispielsweise kann die Außenfläche vieleckig, insbesondere quadratisch, sein. Die Begriffe „plan“, „eben“ und „flach“ können in Verbindung mit der Außenfläche gegeneinander ausgetauscht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Wellung und die Verbindungsrippen materialeinstückig, insbesondere als extrudiertes Kunststoffbauteil, miteinander verbunden.
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Unter „materialeinstückig“ ist vorliegend zu verstehen, dass die Wellung und die Verbindungsrippen durchgehend aus demselben Material, insbesondere aus demselben Kunststoffmaterial, gefertigt sind. Alternativ können die Wellung und die Verbindungsrippen auch aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien, gefertigt sein. In diesem Fall kann der Wellschlauch beispielsweise mit Hilfe eines Mehrkomponenten-Extrusionsverfahrens hergestellt sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Wellung ein Sinusprofil auf.
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Alternativ kann die Wellung jedoch auch ein Rechteckprofil aufweisen. Bei der Verwendung eines Sinusprofils ist die Wellung verrundet, wodurch der Strömungswiderstand reduziert wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Wellschlauch ferner einen Wellschlauchabschnitt, welcher die Wellung und die Verbindungsrippen aufweist, und einen mit dem Wellschlauchabschnitt verbundenen Glattschlauchabschnitt.
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Die Anzahl der Wellschlauchabschnitte und die Anzahl der Glattschlauchabschnitte ist grundsätzlich beliebig. Vorzugsweise ist zumindest ein Wellschlauchabschnitt vorgesehen, der zwischen zwei Glattschlauchabschnitten angeordnet ist. Die Glattschlauchabschnitte können Kupplungen aufweisen, mit deren Hilfe der Wellschlauch beispielsweise mit einem Wischwassertank und mit einer Wischwasserdüse verbindbar ist. Der Wellschlauchabschnitt und der Glattschlauchabschnitt sind einteilig, insbesondere materialeinstückig, miteinander verbunden. „Einteilig“ bedeutet dabei, dass der Wellschlauchabschnitt und der Glattschlauchabschnitt ein gemeinsames Bauteil bilden und nicht aus mehreren unterschiedlichen Bauteilen zusammengesetzt sind. Wie zuvor erwähnt, kann der Wellschlauch beispielsweise in einem Mehrkomponenten-Extrusionsverfahren hergestellt sein. In diesem Fall können der Wellschlauchabschnitt und der Glattschlauchabschnitt aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien aufgebaut sein. Der Wellschlauchabschnitt und der Glattschlauchabschnitt können jedoch auch aus demselben Kunststoffmaterial gefertigt sein. Der Glattschlauchabschnitt ist jedoch optional. Der Wellschlauch kann beispielsweise auch nur den Wellschlauchabschnitt umfassen.
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„Ein“ ist vorliegend nicht zwangsweise als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine genaue Beschränkung auf genau die entsprechende Anzahl von Elementen verwirklich sein muss. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich.
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Weitere mögliche Implementierungen des Wellschlauchs umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform des Wellschlauchs hinzufügen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte des Wellschlauchs sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele des Wellschlauchs. Im Weiteren wird der Wellschlauch anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Wellschlauchs;
- 2 zeigt eine schematische Vorderansicht des Wellschlauchs gemäß 1;
- 3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Wellschlauchabschnitts des Wellschlauchs gemäß 1;
- 4 zeigt die Detailansicht IV gemäß 3;
- 5 zeigt eine schematische Schnittansicht des Wellschlauchabschnitts gemäß 3;
- 6 zeigt die Detailansicht VI gemäß 5;
- 7 zeigt die Detailansicht VII gemäß 6;
- 8 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Wellschlauchs;
- 9 zeigt eine schematische Vorderansicht des Wellschlauchs;
- 10 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Wellschlauchabschnitts des Wellschlauchs gemäß 8;
- 11 zeigt die Detailansicht XI gemäß 10;
- 12 zeigt eine schematische Schnittansicht des Wellschlauchabschnitts gemäß 10;
- 13 zeigt die Detailansicht XIII gemäß 12; und
- 14 zeigt die Detailansicht XIV gemäß 13.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist. Ferner sollte beachtet werden, dass die Darstellungen in den Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind.
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Die 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Wellschlauchs 1A. Die 2 zeigt eine schematische Vorderansicht des Wellschlauchs 1A. Die 3 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Wellschlauchabschnitts 2 des Wellschlauchs 1A. Die 4 zeigt die Detailansicht IV gemäß der 3. Die 5 zeigt eine schematische Schnittansicht des Wellschlauchabschnitts 2, die 6 zeigt die Detailansicht VI gemäß der 5, und die 7 zeigt die Detailansicht VII gemäß der 6. Im Folgenden wird auf die 1 bis 7 gleichzeitig Bezug genommen.
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Der Wellschlauch 1A ist aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Das Kunststoffmaterial kann beispielsweise Polyamid (PA), insbesondere PA6.12 oder PA12, Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder ein anderes geeignetes Kunststoffmaterial sein. Der Wellschlauch 1A kann auch als Wellrohr bezeichnet werden oder ist ein Wellrohr. Der Wellschlauch 1A wird bevorzugt mit Hilfe eines Extrusionsverfahrens hergestellt. Der Wellschlauch 1A kann auch aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien gefertigt sein. In diesem Fall kann der Wellschlauch 1A beispielsweise mit Hilfe eines Mehrkomponenten-Extrusionsverfahrens hergestellt sein.
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Der Wellschlauch 1A findet bevorzugt im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik Anwendung. Der Wellschlauch 1A kann allerdings auch in jedem anderen Bereich eingesetzt werden. Bevorzugt ist der Wellschlauch 1A eine Fluidleitung oder Medienleitung. Das Fluid oder Medium kann beispielsweise Gas, Wasser, Kraftstoff oder jede andere beliebige Flüssigkeit sein. Beispielsweise kann der Wellschlauch 1A eine Luftleitung oder eine Gasleitung sein. Insbesondere kann der Wellschlauch 1A eine Kurbelwellengehäuse-Entlüftungsleitung sein. Der Wellschlauch 1A kann somit selbst ein Fluidträger sein. Besonders bevorzugt ist der Wellschlauch 1A eine Wischwasserleitung. Der Wellschlauch 1A kann jedoch auch geeignet sein, eine Vielzahl an Kabeln oder Leitungen aufzunehmen. In diesem Fall eignet der Wellschlauch 1A als Kabelummantelung. Die Kabel können beispielsweise einphasige Kabel, mehrphasige Kabel, Koaxialkabel oder dergleichen sein. Die Leitungen können Fluidleitungen, wie beispielsweise Benzin-, Diesel-, Kerosin-, Hydraulik- oder Pneumatikleitungen, sein.
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Wie die 1 zeigt, umfasst der Wellschlauch 1A vorzugsweise den zuvor erwähnten Wellschlauchabschnitt 2, der zwischen einem ersten Glattschlauchabschnitt 3 und einem zweiten Glattschlauchabschnitt 4 angeordnet ist. Die Anzahl der Glattschlauchabschnitte 3, 4 und der Wellschlauchabschnitte 2 ist beliebig. Beispielsweise können mehrere Glattschlauchabschnitte 3, 4 und mehrere Wellschlauchabschnitte 2 derart angeordnet sein, dass zwischen zwei Glattschlauchabschnitten 3, 4 ein Wellschlauchabschnitt 2 und zwischen zwei Wellschlauchabschnitten 2 ein Glattschlauchabschnitt 3, 4 angeordnet ist. Die Glattschlauchabschnitte 3, 4 sind jedoch optional. Der Wellschlauch 1A kann auch frei von Glattschlauchabschnitten 3, 4 sein. In diesem Fall umfasst der Wellschlauch 1A nur den Wellschlauchabschnitt 2.
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Die Glattschlauchabschnitte 3, 4 können nicht gezeigte Kupplungen aufweisen. Mit Hilfe der Kupplungen kann der Wellschlauch 1A beispielsweise mit einer Wischwasserdüse oder Scheibenwaschdüse und einem Wischwassertank verbunden werden. Der Wellschlauch 1A verbindet in diesem Fall den Wischwassertank mit der Wischwasserdüse. Der Wellschlauch 1A kann eine Länge von mehreren Metern aufweisen. Beispielsweise kann der Wellschlauch 1A als Wischwasserleitung von einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs, in dem der Wischwassertank angeordnet ist, hin zu einer Heckklappe, an der die Wischwasserdüse vorgesehen ist, des Kraftfahrzeugs geführt sein.
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Die Glattschlauchabschnitte 3, 4 und der Wellschlauchabschnitt 2 sind einteilig, insbesondere materialeinstückig, ausgebildet. Unter „einteilig“ ist vorliegend zu verstehen, dass die Glattschlauchabschnitte 3, 4 und der Wellschlauchabschnitt 2 ein gemeinsames Bauteil bilden und nicht aus mehreren einzelnen Komponenten aufgebaut oder zusammengesetzt sind. „Materialeinstückig“ bedeutet vorliegend, dass die Glattschlauchabschnitte 3, 4 und der Wellschlauchabschnitt 2 durchgehend aus demselben Kunststoffmaterial gefertigt sind. Alternativ können der Wellschlauchabschnitt 2 und die Glattschlauchabschnitte 3, 4 auch aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien gefertigt sein. In diesem Fall kann, wie zuvor ausgeführt, ein Mehrkomponenten-Extrusionsverfahren zur Herstellung des Wellschlauchs 1A eingesetzt werden. Der Wellschlauch 1A umfasst eine Längsrichtung L, entlang der sich der Wellschlauch 1A erstreckt.
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Der Wellschlauch 1A ist zumindest abschnittsweise rotationssymmetrisch zu einer Mittel- oder Symmetrieachse M aufgebaut. Die Längsrichtung L ist parallel zu der Symmetrieachse M orientiert oder stimmt mit dieser überein. Die Längsrichtung L kann in der Orientierung der 3 und 5 von unten nach oben oder von oben nach unten orientiert sein. In der Orientierung der 4 und 6 kann die Längsrichtung L von links nach rechts oder von rechts nach links orientiert sein. Die Längsrichtung L kann aber auch jeweils umgekehrt orientiert sein. Die Längsrichtung L kann auch als Axialrichtung des Wellschlauchs 1A bezeichnet werden.
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Der Wellschlauch 1A kann gebogen werden. Entlang der Längsrichtung L ist der Wellschlauch 1A jedoch bevorzugt steif und insbesondere nicht faltbar oder teleskopierbar. Das heißt, dass der Wellschlauch entlang der Längsrichtung L „unfaltbar“ oder „unteleskopierbar“ ist. Unter „unfaltbar“ oder „unteleskopierbar“ ist insbesondere zu verstehen, dass der Wellschlauch 1A in der Längsrichtung, insbesondere materialbedingt, nur minimal auseinandergezogen und zusammengeschoben werden kann. Das heißt, der Wellschlauch 1A weist bevorzugt eine hohe axiale Steifigkeit auf.
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Der Wellschlauch 1A umfasst weiterhin eine Radialrichtung R, die von der Symmetrieachse M weg orientiert ist. Die Radialrichtung R ist senkrecht zu der Symmetrieachse M positioniert. Insbesondere ist die Radialrichtung R von der Symmetrieachse M weg auf eine Innenwandung 5 (2) des Wellschlauchs 1A hinzu orientiert. Die Innenwandung 5 umschließt einen Innenraum I des Wellschlauchs 1A. Der Innenraum I ist mit Hilfe des Wellschlauchs 1A von einer Umgebung U desselben abgetrennt.
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Weiterhin umfasst der Wellschlauch 1A eine Umfangsrichtung UR, die im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn orientiert sein kann. Wie die 2 zeigt, ist die Umfangsrichtung UR im Uhrzeigersinn orientiert. Die Umfangsrichtung UR ist vorzugsweise um die Symmetrieachse M herum und entlang der Innenwandung 5 orientiert. Die Umfangsrichtung UR kann auch als umfängliche Richtung des Wellschlauchs 1A bezeichnet werden.
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Der Wellschlauchabschnitt 2 umfasst eine Wellung 6 (3 und 5) mit sich in der Längsrichtung L abwechselnden Wellenbergen 7 und Wellentälern 8, von denen in den 3 und 5 jeweils nur zwei beziehungsweise nur eines mit einem Bezugszeichen versehen sind. Die Wellenberge 7 und die Wellentäler 8 sind so angeordnet, dass jeweils zwischen zwei Wellenbergen 7 ein Wellental 8 und zwischen zwei Wellentälern 8 ein Wellenberg 7 angeordnet ist. Die Wellung 6 kann, wie in den 3 bis 7 gezeigt, ein Sinusprofil aufweisen. Alternativ kann die Wellung 6 jedoch auch ein Rechteckprofil aufweisen.
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Die Wellenberge 7 und die Wellentäler 8 sind sowohl außenseitig als auch innenseitig, das heißt dem Innenraum I zugewandt, an dem Wellschlauch 1A vorgesehen. Beispielsweise können die Wellenberge 7 und die Wellentäler 8 nach einem Extrudieren des Wellschlauchs 1A mit Hilfe eines sogenannten Corrugators an den Wellschlauch 1A angeformt werden. Der Wellschlauch 1A weist an den Wellenbergen 7 einen Außendurchmesser d7 (5) und an den Wellentälern 8 einen Außendurchmesser d8 auf, wobei der Außendurchmesser d7 größer als der Außendurchmesser d8 ist.
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Wie die 4 zeigt, sind die Wellenberge 7 mit Hilfe von Wellenflanken 9, 10 mit den Wellentälern 8 verbunden. Dabei sind jedem Wellenberg 7 und jedem Wellental 8 zwei Wellenflanken 9, 10 zugeordnet. Die Wellenflanken 9, 10 sind Teil der Wellung 6. Jedes Wellental 8 umfasst eine umfänglich um den Wellschlauch 1A umlaufende Rippe 11, die insbesondere mittig zwischen zwei benachbarten Wellenbergen 7 angeordnet ist. Die Rippe 11 kann umfänglich vollständig um den Wellschlauch 1A umlaufen. Die Rippe 11 kann jedoch auch umfänglich unterbrochen sein. Übergangsbereiche 12, 13, die als Verrundungen ausgebildet sind, zwischen der Rippe 11 und den Wellenflanken 9, 10 fungieren als Biegepunkte bei einem Biegen des Wellschlauchs 1A. Die Wellenflanken 9, 10 gehen mit Hilfe der Übergangsbereiche 12, 13 in die Rippe 11 über.
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Die Rippe 11 erstreckt sich außenseitig an dem Wellschlauch 1A in die Umgebung U hinein und von dem Innenraum I weg. Innenseitig, das heißt dem Innenraum I zugewandt, umfassen die Wellentäler 8 eine zylinderförmige, insbesondere kreiszylinderförmige, Innenfläche 14 (6). Das heißt, die Innenfläche 14 ist glatt und weist keine oder zumindest nur eine minimale Wölbung auf. Die Innenfläche 14 ist Teil der Innenwandung 5.
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Der Wellschlauchabschnitt 2 umfasst weiterhin in der Längsrichtung L verlaufende Verbindungsrippen 15, 16. Die Verbindungsrippen 15, 16 sind jeweils zwischen zwei benachbarten Wellenbergen 7 in einem Wellental 8 angeordnet und verbinden den benachbarten Wellenbergen 7 zugeordnete Wellenflanken 9, 10 miteinander. Insbesondere sind jedem Wellental 8 jeweils eine erste Verbindungsrippe 15 und eine zweite Verbindungsrippe 16 zugeordnet. Wie die 4 und 6 zeigen, gehen die Verbindungsrippen 15, 16 jeweils mit Hilfe von Verrundungen 17, 18 in die Wellenflanken 9, 10 beziehungsweise in die Wellenberge 7 über.
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Die Verbindungsrippen 15, 16 sind hohl, so dass die Verbindungsrippen 15, 16 als Fluidverbindung zwischen zwei benachbarten Wellenbergen 7 fungieren können. Hierdurch kann das Verbleiben von Flüssigkeit in den Wellenbergen 7 verhindert oder zumindest reduziert werden. Das heißt, Totbereiche in dem Wellschlauch 1A werden reduziert. Ein möglicher Fluidstrom zwischen zwei Wellenbergen 7 ist in der 6 mit einem Doppelpfeil 19 angedeutet. Die Rippen 11 sind an den Verbindungsrippen 15, 16 unterbrochen.
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Wie die 4 zeigt, umfassen die Verbindungsrippen 15, 16 eine Außenfläche 20, die zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig, ausgebildet ist. Die Außenfläche 20 ist somit gekrümmt, insbesondere zylinderförmig gekrümmt. Das heißt, die Außenflächen 20 aller Verbindungsrippen 15, 16 liegen auf einem Zylinder, insbesondere auf einem Kreiszylinder. Die Verbindungsrippen 15, 16 sind in diesem Fall in der Radialrichtung R betrachtet bevorzugt alle gleich hoch. Der Kreiszylinder ist rotationssymmetrisch zu der Symmetrieachse M aufgebaut. Die Verbindungsrippen 15, 16 können bezüglich der Radialrichtung R jedoch auch unterschiedlich hoch sein, so dass die Außenflächen 20 nicht auf einem Kreiszylinder, sondern auf unterschiedlichen Kreiszylindern liegen. Die Verbindungsrippen 15, 16 gehen mit Hilfe von Verrundungen 21, 22 in die Wellentäler 8 über. Die Außenflächen 20 können jedoch auch plan oder eben sein und keine zylinderförmige Krümmung aufweisen. In diesem Fall sind die Verbindungsrippen 15, 16 bevorzugt quaderförmig oder würfelförmig.
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Die erste Verbindungsrippe 15 und die zweite Verbindungsrippe 16 jedes Wellentals 8 sind um einen ersten Umfangswinkel α (2) umfänglich zueinander versetzt angeordnet. Der erste Umfangwinkel α beträgt bevorzugt 180°. Das heißt, die erste Verbindungsrippe 15 und die zweite Verbindungsrippe 16 jedes Wellentals 8 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Die Verbindungsrippen 15, 16 zweier benachbarter Wellentäler 8 sind wiederum um einen sich von dem ersten Umfangwinkel α unterscheidenden zweiten Umfangswinkel β (2) umfänglich zueinander versetzt angeordnet. Der zweite Umfangswinkel β beträgt vorzugsweise 90°. Entlang der Längsrichtung L betrachtet sind die Verbindungsrippen 15, 16 so angeordnet, dass die Verbindungsrippen 15, 16 von Wellental 8 zu Wellental 8 jeweils um den zweiten Umfangswinkel β abwechselnd umfänglich zueinander verdreht angeordnet sind. Der erste Umfangswinkel α ist bevorzugt doppelt so groß wie der zweite Umfangswinkel β.
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Dadurch, dass die Verbindungsrippen 15, 16 zweier benachbarter Wellentäler 8 um den zweiten Umfangswinkel β zueinander versetzt angeordnet sind, wird die Flexibilität des Wellschlauchs 1A durch die Verbindungsrippen 15, 16 nicht negativ oder nur unwesentlich negativ beeinflusst. Das heißt, die Flexibilität des Wellschlauchs 1A bleibt erhalten. Es können somit sehr enge Biegeradien erreicht werden. Die Flexibilität des Wellschlauchs 1A unterscheidet sich somit nicht oder nur unwesentlich von einem Wellschlauch ohne derartige Verbindungsrippen 15, 16.
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In der Radialrichtung R betrachtet weist die Wellung 6 eine Wellenhöhe W ( 6) auf. Die Wellenhöhe W ist die Hälfte der Differenz der Außendurchmesser d7, d8. Die Wellenhöhe W ist insbesondere definiert als ein in der Radialrichtung R betrachteter Abstand eines jeweiligen Wellentals 8, insbesondere einer Außenkontur der entsprechenden Rippe 11, von dem Wellenberg 7, insbesondere von einer Außenkontur des Wellenbergs 7. Die Verbindungsrippen 15, 16 weisen in der Radialrichtung R betrachtet eine Höhe H (6) auf. Die Höhe H ist definiert als ein in der Radialrichtung R betrachteter Abstand von einem jeweiligen Wellental 8, insbesondere von einer Außenkontur der entsprechenden Rippe 11, zu der jeweiligen Außenfläche 20 der Verbindungsrippe 15, 16. Besonders bevorzugt ist die Höhe H kleiner als die Wellenhöhe W. Beispielsweise kann die Höhe H die Hälfte der Wellenhöhe W betragen. Die Höhe H kann jedoch auch gleich der Wellenhöhe W sein. Alle Verbindungsrippen 15, 16 können dieselbe Höhe H aufweisen. Die Verbindungsrippen 15, 16 können jedoch auch unterschiedliche Höhen H aufweisen.
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Wie die 7 zeigt, sind zwischen den Wellenbergen 7 und den Wellenflanken 9, 10 Übergangsbereiche 23, 24 in Form von Verrundungen vorgesehen. Die hohe Flexibilität des Wellschlauchs 1A, insbesondere des Wellschlauchabschnitts 2, kann dadurch erzielt werden, dass dieser eine Vielzahl an Biegebereichen oder Biegepunkten 25 bis 28 aufweist. In der 7 sind die Biegepunkte 25 bis 28 schematisch als Kreise dargestellt. Dabei sind die Biegepunkte 25, 28 den Übergangsbereichen 23, 24 zugeordnet, und die Biegepunkte 26, 27 sind den Übergangsbereichen 12, 13 zugeordnet. Das heißt, beidseits der Rippe 11 ist ein Biegepunkt 26, 27 vorgesehen. Die Rippe 11 selbst wird bei einem Biegen des Wellschlauchs 1A insbesondere nicht oder nur unwesentlich verformt. Im Vergleich zu einem Wellschlauch ohne eine derartige Rippe 11 kann somit ein zusätzlicher Biegepunkt 26, 27 gewonnen werden. Dies erhöht die Flexibilität des Wellschlauchs 1A. Durch die Vielzahl an Biegepunkten 25 bis 28 kann somit eine besonders hohe Flexibilität des Wellschlauchs 1A erzielt werden.
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Dadurch, dass die Verbindungsrippen 15, 16 vorgesehen sind, kann in der Längsrichtung L eine Längsdehnung des Wellschlauchs 1A unter Einwirkung des Betriebsdrucks des zu fördernden Fluids oder Mediums minimiert werden. Insbesondere kann eine minimale Längsdehnung des Wellschlauchs 1A erzielt werden. Aufgrund der versetzten Anordnung der Verbindungsrippen 15, 16 benachbarter Wellentäler 8 wird jedoch dabei die Flexibilität des Wellschlauchs 1A nur wenig eingeschränkt, so dass sehr enge Biegeradien möglich sind. Weiterhin kann durch das Vorsehen der Verbindungsrippen 15, 16, die als Fluidverbindung zwischen benachbarten Wellenbergen 7 dienen können, das Entstehen von Totbereichen im Innenraum I des Wellschlauchs 1A zuverlässig reduziert werden. Bei einem Biegen des Wellschlauchs 1A fungieren neben den Übergangsbereichen 12, 13 mit den Biegepunkten 25, 28 auch die Übergangsbereiche 23, 24 zwischen den Wellenflanken 9, 10 und den Wellenbergen 7 als Biegepunkte 26, 27. Hierdurch kann eine besonders hohe Flexibilität des Wellschlauchs 1A erzielt werden.
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8 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Wellschlauchs 1B. 9 zeigt eine schematische Vorderansicht des Wellschlauchs 1B. 10 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Wellschlauchabschnitts 2 des Wellschlauchs 1B. 11 zeigt die Detailansicht XI gemäß der 10. 12 zeigt eine schematische Schnittansicht des Wellschlauchabschnitts 2, 13 zeigt die Detailansicht XIII gemäß der 12, und 14 zeigt die Detailansicht XIV gemäß der 13. Nachfolgend wird auf die 8 bis 14 gleichzeitig Bezug genommen.
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Der Aufbau des Wellschlauchs 1B gemäß den 8 bis 14 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau des Wellschlauchs 1A gemäß den 1 bis 7. Daher wird nachfolgend nur auf Unterschiede der Wellschläuche 1A, 1B eingegangen. Der Wellschlauch 1B unterscheidet sich von dem Wellschlauch 1A dadurch, dass die Verbindungsrippen 15, 16 sich über die gesamte Wellenhöhe W (13) erstrecken. Das heißt, die Höhe H der Verbindungsrippen 15, 16 entspricht der Wellenhöhe W. Hierdurch gehen die Verbindungsrippen 15, 16 direkt in die Wellenberge 7 über. Das heißt, zwischen den Wellenbergen 7 und den Verbindungsrippen 15, 16 sind keine Verrundungen 17, 18 vorgesehen.
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Im Vergleich zu dem Wellschlauch 1A weist der Wellschlauch 1B den Vorteil auf, dass Totbereiche innerhalb des Wellschlauchs 1B weiter reduziert werden, da die Verbindungsrippen 15, 16 direkt in die Wellenberge 7 übergehen. Die Flexibilität des Wellschlauchs 1B ist im Vergleich zu dem Wellschlauch 1A geringfügig reduziert.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1A
- Wellschlauch
- 1B
- Wellschlauch
- 2
- Wellschlauchabschnitt
- 3
- Glattschlauchabschnitt
- 4
- Glattschlauchabschnitt
- 5
- Innenwandung
- 6
- Wellung
- 7
- Wellenberg
- 8
- Wellental
- 9
- Wellenflanke
- 10
- Wellenflanke
- 11
- Rippe
- 12
- Übergangsbereich
- 13
- Übergangsbereich
- 14
- Innenfläche
- 15
- Verbindungsrippe
- 16
- Verbindungsrippe
- 17
- Verrundung
- 18
- Verrundung
- 19
- Doppelpfeil
- 20
- Außenfläche
- 21
- Verrundung
- 22
- Verrundung
- 23
- Übergangsbereich
- 24
- Übergangsbereich
- 25
- Biegepunkt
- 26
- Biegepunkt
- 27
- Biegepunkt
- 28
- Biegepunkt
- d7
- Außendurchmesser
- d8
- Außendurchmesser
- H
- Höhe
- I
- Innenraum
- L
- Längsrichtung
- M
- Symmetrieachse
- R
- Radialrichtung
- U
- Umgebung
- UR
- Umfangsrichtung
- W
- Wellenhöhe
- α
- Umfangswinkel
- β
- Umfangswinkel
