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Die Erfindung betrifft eine teilcorrugierte Fluidleitung, umfassend eine Wandung, welche in ihrem Inneren einen Fluidströmungskanal definiert, wobei die Wandung der Fluidleitung wenigstens einen corrugierten Abschnitt aufweist, in welchem die Wandung, entlang einer Längserstreckung der Fluidleitung betrachtet, eine Abfolge von wenigstens einem Wellenberg und/oder wenigstens einem Wellental aufweist, wobei ein Wellenberg in Bezug auf eine Mittelachse des Fluidströmungskanals eine größere radiale Erstreckung aufweist als ein Wellental.
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Corrugierte Fluidleitungen sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Diese corrugierten Fluidleitungen weisen in einer Abfolge entlang der Längserstreckung der Fluidleitung Wellenberge und Wellentäler auf, welche sich jeweils in Umfangsrichtung der Fluidleitung vollständig um dieses herum erstrecken.
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Dies ermöglicht es zwar, dass eine entsprechende Fluidleitung in einer beliebigen Richtung gebogen werden kann, jedoch weist ein Wellrohr, aufgrund eines ebenfalls gewellten Verlaufs der inneren Wandung, welche den Fluidströmungskanal bildet, ein schlechteres Strömungsverhalten auf als beispielsweise ein Glattrohr. Dieser Effekt tritt zumeist in einer Biegung des Wellrohrs an einem radial äußeren Abschnitt stärker auf als in einem radial inneren Abschnitt, in welchem die Innenseiten der Wellentäler beispielsweise näher aneinander angeordnet sein können.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluidleitung bereitzustellen, welche die Nachteile des Stands der Technik überwinden kann und dennoch unter Verwendung eines Corrugators hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine teilcorrugierte Fluidleitung gelöst, umfassend eine Wandung, welche in ihrem Inneren einen Fluidströmungskanal definiert, wobei die Wandung der Fluidleitung wenigstens einen corrugierten Abschnitt aufweist, in welchem die Wandung, entlang einer Längserstreckung der Fluidleitung betrachtet, eine Abfolge von wenigstens einem Wellenberg und/oder wenigstens einem Wellental aufweist, wobei ein Wellenberg in Bezug auf eine Mittelachse des Fluidströmungskanals eine größere radiale Erstreckung aufweist als ein Wellental, wobei sich der wenigstens eine corrugierte Abschnitt in Umfangsrichtung der Wandung der Fluidleitung lediglich teilweise erstreckt.
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In anderen Worten soll der Ausdruck „teilcorrugiert“ im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeuten, dass an einer erfindungsgemäßen Fluidleitung einem corrugierten Abschnitt diametral ein glatter Abschnitt, das heißt ein Abschnitt ohne Ausbildung von Wellenbergen und Wellentälern in der Wandung der Fluidleitung, gegenüberliegend ist. Dies ist für eine gekrümmte Anordnung einer erfindungsgemäßen Fluidleitung ebenso zutreffend wie für eine gerade Anordnung der erfindungsgemäßen Fluidleitung, beispielsweise während ihrer Herstellung. Dabei kann die Fluidleitung sowohl dazu ausgelegt sein, dass sich der glatte Abschnitt beim Anordnen und Krümmen der Fluidleitung radial außen befindet, als auch dazu ausgelegt sein, dass sich der glatte Abschnitt beim Anordnen und Krümmen der Fluidleitung radial innen befindet.
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Der Begriff „Umfangsrichtung“ soll sich auf eine Richtung entlang der Wandung einer Fluidleitung senkrecht zu einer Mittelachse bzw. Mittellinie der Fluidleitung bzw. des Fluidströmungskanals beziehen. Dabei sei angemerkt, dass der Ausdruck „Mittelachse/Mittellinie“ nicht auf einen kreisförmigen Querschnitt hinweisen muss und somit der Ausdruck „Mittelachse/Mittellinie“ in Bezug auf einen beispielsweise rechteckigen Querschnitt des Fluidströmungskanals auch als eine Linie verstanden werden kann, welche Schwerpunkte von aufeinanderfolgenden Querschnitten des Fluidströmungskanals bzw. der Fluidleitung verbindet.
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Auf diese Weise kann eine Fluidleitung erhalten werden, welche unter Verwendung eines Corrugators herstellbar ist und in ihrer späteren Verwendung biegbar ist. Dabei können erfindungsgemäße Fluidleitungen insbesondere in Anwendungsgebieten verwendet werden, in welchen bereits vor einem Einbau der Fluidleitungen festgelegt worden ist, in welcher Weise sich die Fluidleitungen erstrecken sollen, das heißt, es wurde vorab definiert, an welchen Abschnitten der Fluidleitung eine Krümmung vorzusehen ist und wie diese ausgebildet sein soll. Gemäß dieser vorab getroffen Definition kann eine erfahrungsgemäßer Fluidleitung dann für diese Anwendung spezifisch derart hergestellt werden, dass sie an wenigstens einem vorbestimmten Längenabschnitt einen teilcorrugierten Bereich aufweist, welcher in Längen- und/oder Umfangsrichtung derart angeordnet und bemessen ist, dass er zu der vorab bestimmten Krümmung passt.
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Aufgrund der Ausbildung eines in Umfangsrichtung lediglich teilcorrugierten Abschnitts an einer erfindungsgemäßen Fluidleitung können an dem radial äußeren Abschnitt eines Biegungsbereichs der Fluidleitung zu einem Glattrohr analoge Strömungscharakteristiken erreicht werden. Dies kann zur Folge haben, dass, im Vergleich zu herkömmlichen corrugierten Fluidleitungen, ein Ausbilden von Verwirbelungen innerhalb der Fluidleitung reduziert werden kann und somit eine Strömungsgeschwindigkeit innerhalb einer erfindungsgemäßen Fluidleitung gesteigert werden kann.
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Insbesondere kann eine Umfangserstreckung des teilcorrugierten Abschnitts einer erfindungsgemäßen Fluidleitung als ein in Umfangsrichtung verlaufender Abschnitt von einem Abheben eines Wellenberg bzw. eines Wellentals von einem im Wesentlichen glatten Verlauf der Wandung der Fluidleitung bis zu einem Auslaufen in den glatten Verlauf der Wandung der Fluidleitung betrachtet werden.
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Um die erfindungsgemäße Fluidleitung weiter, beispielsweise für ihre geplante Verwendung, konfektionieren zu können, kann ein teilcorrugierter Abschnitt einer erfindungsgemäßen Fluidleitung sowohl als eine Abfolge von nur Wellenbergen, welche sich von einem glatten bzw. einheitlichen Verlauf einer, beispielsweise im Querschnitt ringförmigen, Wandung der Fluidleitung nach radial außen erstrecken, als auch als eine Abfolge von nur Wellentälern ausgebildet werden, welche sich von einem glatten bzw. einheitlichen Verlauf einer, beispielsweise im Querschnitt ringförmigen, Wandung der Fluidleitung nach radial innen erstrecken. Natürlich sind bei einer Ausbildung von „nur Wellenbergen / nur Wellentälern“ auch Wellentäler bzw. Wellentäler vorhanden, diese können aber im Wesentlichen mit einem glatten Verlauf der Wandung der Fluidleitung, beispielsweise dem diametral gegenüberliegenden glatten Abschnitt, zusammenfallen, so dass nur die Wellenberge eine radiale Erstreckung der Wandung der Fluidleitung nach außen bzw. nur die Wellentäler eine radiale Erstreckung der Wandung der Fluidleitung nach innen verändern. Insbesondere bei der Ausbildung eines teilcorrugierten Abschnitts einer erfindungsgemäßen Fluidleitung als Abfolge von Wellentälern kann somit ein Außendurchmesser der Fluidleitung über die gesamte Längserstreckung der Fluidleitung im Wesentlichen konstant verbleiben. Natürlich ist es ebenfalls denkbar, den teilcorrugierten Abschnitt derart auszubilden, dass eine radiale Erstreckung eines glatten Abschnitts der Fluidleitung von deren Mittellinie nach radial außen einer radialen Erstreckung von der Mittellinie zu einer Hälfte einer radialen Erstreckung zwischen einem Wellenberg und einem benachbarten Wellental entspricht.
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Insbesondere kann der wenigstens eine teilcorrugierte Abschnitt der erfindungsgemäßen Fluidleitung derart ausgebildet sein, dass er in einen, in Längserstreckung der Fluidleitung gesehen, benachbarten Abschnitt allmählich übergeht. So kann beispielsweise ein Übergang zwischen einem vollumfänglich glatten Abschnitt einer Fluidleitung in einen teilcorrugierten Abschnitt der Fluidleitung von „glatt“ über einen Bereich von aufeinanderfolgend steigender radialer Erstreckung der Wellenberge bzw. Wellentäler zu einem teilcorrugierten Bereich mit gleichbleibender radialer Erstreckung der Wellenberge bzw. Wellentäler (und/oder umgekehrt) verlaufen. Somit kann ein sprunghafter Wechsel eines ersten Bereichs in einen zweiten Bereich der Fluidleitung vermieden werden, wodurch wiederum eine Strömung in dem Fluidströmungskanal störende Verwirbelungen reduziert oder sogar vermieden werden können.
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In einer ähnlichen Weise können in dem teilcorrugierten Abschnitt angeordnete Wellenberge bzw. Wellentäler so ausgebildet sein, dass in Umfangsrichtung ein „Abheben“ von dem oben beschriebenen „glatten Abschnitt“ der Wandung der Fluidleitung von einer Seite dieses glatten Abschnitts allmählich ansteigen kann und an der anderen Seite dieses glatten Abschnitts allmählich auslaufen kann. Dabei kann dazwischen ein Bereich liegen, über welchen sich ein jeweiliger Wellenberg bzw. ein jeweiliges Wellental in Umfangsrichtung mit einer konstanten radialen Erstreckung erstreckt.
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Auch können an der erfindungsgemäßen Fluidleitung Bereiche mit verändertem Durchmesser und/oder Bereiche mit veränderter, zum Beispiel rechteckiger, Querschnittsform ausgebildet sein, wobei diese Bereiche auch mit einem teilcorrugierten Abschnitt zusammenfallen können.
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Vorteilhafterweise kann ein solcher teilcorrugierter Wellenberg bzw. ein solches teilcorrugiertes Wellental an seiner in zu der Fluidleitung radialer Richtung inneren und/oder äußeren Seite kreisbogenförmig verlaufen. Dabei kann ein Mittelpunkt der Kreisbogenform des Wellenbergs/Wellentals von einem Mittelpunkt der Fluidleitung bzw. des Fluidströmungskanals versetzt angeordnet sein. Ferner kann ein Durchmesser der Kreisbogenform des Wellenbergs/Wellentals von dem Durchmesser der Fluidleitung bzw. des Fluidströmungskanals verschieden, insbesondere dazu kleiner sein.
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Ausgehend von einem vollumfänglich corrugierten Wellenberg/Wellental mit einer vorbestimmten Profilhöhe, das heißt einem Abstand in zu der Fluidleitung radialen Richtung zwischen der radial äußeren Fläche eines Wellenbergs und der radial inneren Fläche eines Wellentals (wobei ein Wellental auch als Abstand zwischen zwei Wellenbergen ausgebildet sein kann), kann nun, um eine Teilcorrugation hervorzurufen, zunächst ein Punkt an der radial äußeren Fläche eines Wellenbergs als unveränderlich definiert werden, so dass dort später eine maximale Profilhöhe eines teilcorrugierten Wellenbergs angeordnet sein wird, und danach kann ein Durchmesser der Kreisbogenform des Wellenbergs derart verkleinert werden, dass der Mittelpunkt der Kreisbogenform des Wellenbergs zu dem Mittelpunkt der Fluidleitung bzw. des Fluidströmungskanals (durch Verlagerung des Mittelpunkts der Kreisbogenform des Wellenbergs auf den als unveränderlich definierten Punkt zu) einen vorbestimmten Abstand einnimmt. In einer bevorzugten Weise kann der Abstand zwischen den beiden Mittelpunkten größer oder gleich der halben Profilhöhe eines Wellenbergs sein. Auf diese Weise kann ein jeweiliger teilcorrugierter Wellenberg eine sehr große Umfangserstreckung annehmen. In einer weiter bevorzugten Weise kann der Abstand der beiden Mittelpunkte zueinander im Wesentlichen gleich der Profilhöhe sein. Hierdurch erstreckt sich die Teilcorrugation eines jeweiligen Wellenbergs um etwa den halben Umfang der Fluidleitung. Die beiden voranstehend erwähnten Weiterbildungsmöglichkeiten können insbesondere dann zutreffend sein, wenn die Profilhöhe im Verhältnis zu dem Durchmesser der Kreisbogenform eines zugehörigen Wellenbergs klein ist, insbesondere kleiner oder gleich 1/10 des Durchmessers der Kreisbogenform.
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In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann sich der wenigstens eine corrugierte Abschnitt in Umfangsrichtung der Wandung der Fluidleitung über einen Bereich von 1/8 bis 7/8, insbesondere von 1/3 bis 2/3, weiter bevorzugt von 1/2, des Umfangs der Wandung erstrecken. Je nach dem Anteil, um welchen sich in Umfangsrichtung der corrugierte Abschnitt erstreckt, kann eine Biegbarkeit der Fluidleitung eingestellt bzw. festgelegt werden. Dabei kann, wie bereits zuvor erwähnt, ein corrugierter Abschnitt an wenigstens einem seiner beiden Längserstreckungsenden einen Bereich aufweisen, in welchem die Umfangserstreckung des corrugierten Abschnitts allmählich ansteigt bzw. abnimmt. Hierdurch kann beim Biegen der Fluidleitung definiert werden, in welcher Weise ein nicht-corrugierter Abschnitt in einen corrugierten, insbesondere bereits gebogenen, Abschnitt übergeht und umgekehrt.
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Insbesondere kann die Fluidleitung aus Kunststoff, insbesondere aus PE, HDPE und/oder EVOH, vorteilhafterweise unter Verwendung eines Extrusionsverfahrens, hergestellt sein. Dies ermöglicht es zum einen, dass an der Fluidleitung keine Fügestelle, wie beispielsweise eine Schweißnaht, ausgebildet ist, da derartige Flügestellen zum einen Fehlerquellen bieten können, beispielsweise eine ungewünschte Veränderung der Wandstärke bis hin zu Löchern in der Wandung der Fluidleitung, und zum anderen eine relativ zu umgebenden Abschnitten der Fluidleitung veränderte Flexibilität aufweisen können, wodurch eine Biegbarkeit der Fluidleitung in einer ungewünschten Weise beeinflusst werden kann. Ferner kann hierdurch ermöglicht werden, eine erfindungsgemäße Fluidleitung in einem Endlosverfahren herstellen zu können, so dass Fluidleitungen beliebiger Länge ausgebildet werden können.
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Ferner kann die Wandung einen Mehrschichtaufbau umfassen, welcher insbesondere wenigstens eine Schicht aus HPDE und wenigstens eine Schicht aus EVOH aufweisen kann, insbesondere in Dickenrichtung der Wandung eine Abfolge der Schichten HDPE-HV-EVOH-HV-HDPE aufweisen kann, wobei HV für einen Haftvermittler steht. Derartig ausgebildete Fluidleitungen können insbesondere eine besonders hohe chemische Beständigkeit, beispielsweise gegenüber Kraftstoffen, wie zum Beispiel Benzin oder Diesel, aufweisen. Auch hier kann die erfindungsgemäße Fluidleitung deutliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aufweisen, da herkömmliche Glattrohre thermoverformt werden müssen, um diese zu krümmen. Bei einem mehrschichtigen Aufbau der Glattrohre können durch die Wärmebehandlung und/oder das Biegen Eigenschaften des Mehrschichtaufbaus nachteilig verändert werden, beispielsweise kann eine erhitzte dünne Schicht beim Biegen durchlöchert werden. Die erfahrungsgemäße Fluidleitung kann es ermöglichen, eine Krümmung der Fluidleitung ohne externen Wärmeeintrag und daher in einer materialschonenden Weise auszubilden.
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Benachbarte Enden von Wellenbergen in Umfangsrichtung des wenigstens einen corrugierten Abschnitts können in Längsrichtung der Fluidleitung durch eine imaginäre Linie verbunden sein, welche sich insbesondere windschief zu einem Verlauf der Mittellinie des Fluidströmungskanals erstreckt, das heißt von einer zu dem Verlauf der Mittellinie des Fluidströmungskanals parallelen Erstreckung verschieden, wobei sich die imaginäre Linie im Wesentlichen schraubenlinienförmig oder wellenförmig um die Wandung in einer Längserstreckung der Fluidleitung erstrecken kann. Alternativ kann diese imaginäre Linie auch durch in Längserstreckung der Fluidleitung aufeinanderfolgende Scheitel von Wellenbergen (oder Wellentälern), das heißt den Punkt eines jeweiligen Wellenbergs (oder Wellentals), welcher die maximale (oder minimale) radiale Erstreckung aufweist, gelegt werden. Insbesondere für einen Fall, in welchem es mehr als einen Punkt mit einer maximalen (oder minimalen) radialen Erstreckung gibt, aber nicht darauf begrenzt, kann diese Linie auch durch eine jeweilige Mitte einer Umfangserstreckung eines jeweiligen Wellenbergs (oder Wellentals) gelegt werden.
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Der Vollständigkeit halber sei hinzugefügt, dass ein Verbinden von Enden von Wellenbergen in Umfangsrichtung des wenigstens einen corrugierten Abschnitts in Längsrichtung der Fluidleitung, bedeutet, dass diejenigen Punkte, an welchen ein jeweiliger Wellenberg bzw. ein jeweiliges Wellental in den zu dem Wellenberg bzw. Wellental diametral gegenüberliegenden glatten Abschnitt übergeht, an einer gleichen Seite der Fluidleitung durch die imaginäre Linie verbunden werden.
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Selbstverständlich kann sich die imaginäre Linie aber auch parallel zu einer Längserstreckung der Fluidleitung, insbesondere auch parallel zur einer Mittelachse bzw. Mittellinie des Fluidströmungskanals, erstrecken. Dabei muss ein schraubenlinienförmiger Verlauf nicht eine einheitliche Steigung aufweisen, sondern kann Abschnitte mit voneinander unterschiedlichen Steigungen aufweisen. Insbesondere kann der schraubenlinienförmige Verlauf der imaginären Linie aber einen einheitlichen Drehsinn aufweisen, in welchem die imaginäre Linie um den Umfang der Fluidleitung verläuft.
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Ferner kann die imaginäre Linie auch als eine Verbindungslinie aufeinanderfolgender Krümmungsmittelpunkte in einem teilcorrugierten Abschnitt einer erfindungsgemäßen Fluidleitung in ihrem Einbauzustand verstanden werden. So kann beispielsweise bei der Konstruktion einer erfindungsgemäßen Fluidleitung zu Beginn ein Raum festgelegt werden, entlang welchem sich die Fluidleitung zu erstrecken hat. Unter Berücksichtigung weiterer Faktoren, wie beispielsweise einem benötigten Strömungsquerschnitt und/oder einem für den Einsatzzweck geeigneten Wandungsaufbau, kann ein Konstrukteur eine, zum Beispiel zunächst als Glattrohr ausgebildete, Fluidleitung erstellen, welche sich entlang des definierten Raums erstreckt und demgemäß wenigstens eine Krümmung aufweist. Hierdurch werden Krümmungsmittelpunkte jeweiliger Krümmungen der Fluidleitung definiert. Der Konstrukteur kann nun in die gekrümmten Abschnitte der Fluidleitung, und vorteilhafterweise zumindest teilweise in sich daran angrenzende nicht-gekrümmte Abschnitte, eine Teilcorrugation derart vorsehen, dass sich die Wellenberge und/oder Wellentäler dieses teilcorrugierten Abschnitts in Umfangsrichtung um die Fluidleitung lediglich teilweise erstrecken, wobei eine gerade Linie, welche eine Mitte einer Umfangserstreckung eines jeweiligen Wellenbergs/Wellentals in einer radialen Richtung mit der Mittellinie des Fluidströmungskanals verbindet, auch durch den Krümmungsmittelpunkt einer dem jeweiligen Wellenbergs/Wellental zugeordneten Krümmung verläuft.
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Insbesondere für den Fall, dass sich über eine Längserstreckung eines teilcorrugierten Abschnitts Krümmungen in unterschiedliche Raumrichtungen aneinander anreihen, können somit die Mitten (oder auch Enden) der jeweiligen Wellenberge/Wellentäler in Umfangsrichtung entlang der Längserstreckung des teilcorrugierten Abschnitts um den Umfang der Fluidleitung, auch in deren gerade Erstreckung bei ihrer Herstellung, wandern. Folglich kann die imaginäre Linie, welche die Mitten/Enden der Wellenberge/Wellentäler verbindet, an der erfindungsgemäßen Fluidleitung zusätzlich zu ihrer Erstreckung in Längsrichtung, das heißt parallel zu der Mittellinie des Fluidströmungskanals, auch eine Erstreckung in Umfangsrichtung (welche ungleich null ist) um die Wandung der Fluidleitung in dem teilcorrugierten Abschnitt aufweisen.
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Ein beispielsweise schraubenlinienförmiger Verlauf dieser imaginären Linie des corrugierten bzw. teilcorrugierten Abschnitts kann ermöglichen, dass die Fluidleitung in Zusammenwirkung mit der Ausbildung des corrugierten Abschnitts in mehr als nur einer Raumrichtung gekrümmt werden kann. Insbesondere kann es ein derartig corrugierter Abschnitt der Fluidleitung ermöglichen, dass die Fluidleitung zu Beginn des corrugierten Abschnitts in einer ersten Raumrichtung und zum Ende des corrugierten Abschnitts hin in einer davon abweichenden zweiten Raumrichtung gekrümmt sein kann. Bei einem stetigen schraubenlinienförmigen Verlauf der imaginären Linie des corrugierten Abschnitts kann sich entsprechend auch die Krümmungsrichtung der Fluidleitung allmählich aus der ersten Raumrichtung zu der zweiten Raumrichtung ändern.
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Insbesondere können die Wellenberge des wenigstens einen corrugierten Abschnitts, in Längserstreckung der Fluidleitung betrachtet, an ihrem in Bezug auf eine Mittellinie des Fluidströmungskanals radial äußeren Scheitel kreisbogenförmig, insbesondere halbkreisbogenförmig, abgeflacht, insbesondere einen sich gerade erstreckenden Abschnitt aufweisend, im Wesentlichen trapezförmig und/oder eine in Umgangsrichtung verlaufende Kante aufweisend, insbesondere spitz zulaufend, ausgebildet sein. Die voranstehend erwähnte Beschreibung der Ausbildung eines jeweiligen Wellenbergs, welche analog auch auf ein Wellental anwendbar ist, kann auf die Betrachtung eines Querschnitts der Wandung der Fluidleitung entlang der Längserstreckung der Fluidleitung bezogen werden. Der „sich gerade erstreckende Abschnitt“ kann sich insbesondere parallel zu der Mittellinie des Fluidströmungskanals erstrecken.
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Ein Wellenberg und ein Wellental können jeweils durch eine Flanke verbunden sein, wobei sich die Flanke insbesondere gerade zwischen dem Wellenberg und dem Wellental erstreckt. Im Querschnitt der Wandung entlang der Längserstreckung der Fluidleitung betrachtet, kann also ein gekrümmt verlaufender Wellenberg bzw. ein gekrümmt verlaufendes Wellental allmählich, das heißt ohne Ausbildung eines sprunghaften Übergangs, in die Flanke auslaufen.
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Die wenigstens eine Flanke kann im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Längserstreckung der Fluidleitung ausgerichtet sein. In anderen Worten kann sich die Flanke im Wesentlichen in radialer Richtung in Bezug auf die Mittellinie des Fluidströmungskanals erstrecken.
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Dabei kann wenigstens eine Flanke zu der radialen Richtung der Fluidleitung geneigt, insbesondere um etwa 1° bis 10°, vorteilhafterweise um etwa 3° bis 6°, ausgerichtet sein. Bei zwei an einen gemeinsamen Wellenberg angrenzenden Flanken, welche jeweils um 3° aus der radialen Richtung der Fluidleitung auf den gemeinsamen Wellenberg zu geneigt sind, ergibt sich somit ein Winkel von 6°, welcher innerhalb der Fluidleitung, das heißt „unter“ dem Wellenberg, von den beiden Flanken aufgespannt wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine in Bezug auf eine Mittellinie des Fluidströmungskanals radiale Erstreckung eines Wellenbergs des wenigstens einen corrugierten Abschnitts, entlang der Umfangsrichtung der Fluidleitung betrachtet, zu den Enden in Umfangsrichtung des Wellenbergs allmählich abnehmen. So kann ein glatter Auslauf eines jeweiligen Wellenbergs bzw. eines jeweiligen Wellentals in Umfangsrichtung in den diametral gegenüberliegenden glatten Abschnitt gewährleistet werden, wobei dieser Auslauf an wenigstens einem aus einer äußeren Oberfläche und einer inneren Oberfläche der Wandung der Fluidleitung ausgebildet sein kann. Dabei kann sich eine einem Wellenberg bzw. einem Wellental zugehörige Flankenhöhe zunächst auf null reduzieren und anschließend läuft der Wellenberg bzw. das Wellental selbst in den glatten Abschnitt aus. In diesem Zusammenhang kann eine Neigung der Flanken in Umfangserstreckung eines einzelnen Wellenbergs bzw. eines einzelnen Wellentals auch nur abschnittsweise vorhanden sein. So kann zum Beispiel eine Neigung der Flanken aus der radialen Richtung der Fluidleitung von einer Mitte der Umfangserstreckung eines Wellenbergs bzw. eines Wellentals zu dem entsprechenden Ende der Umfangserstreckung hin ansteigen, um den glatten Auslauf des Wellenbergs bzw. des Wellentals weiter zu unterstützen.
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In Bezug auf eine Mittellinie des Fluidströmungskanals kann eine Änderung der radialen Erstreckung eines Wellenbergs des wenigstens einen corrugierten Abschnitts, in Umfangsrichtung der Fluidleitung betrachtet, symmetrisch zwischen den beiden Enden in Umfangsrichtung des Wellenbergs verlaufen. Diese Symmetrie kann in Bezug auf eine Fläche ausgebildet sein, welche zum einen durch die Mitten der Umfangserstreckungen jeweiliger Wellenberge und/oder Wellentäler und zum anderen entlang der Mittellinie des Fluidströmungskanals verläuft.
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Vorteilhafterweise können/kann die Abfolge und/oder Ausbildung des wenigstens einen Wellenbergs und/oder des wenigstens einen Wellentals des wenigstens einen corrugierten Abschnitts so ausgebildet sein, dass durch Krümmen der Fluidleitung derart, dass dieser corrugierte Abschnitt in Bezug auf einen zugehörigen Krümmungsmittelpunkt radial innen angeordnet ist, mit einer vorbestimmten Kraft ein vorbestimmter Krümmungsradius erreicht wird. Dadurch kann erreicht werden, dass Fluidleitungen, welche zueinander gleich ausgebildet sind und welche in einer gleichen Weise gekrümmt werden, in einer wiederholbaren Weise bei einer für die Krümmung gleichen aufgebrachten Kraft auch im Wesentlichen einen gleichen Krümmungsverlauf aufzeigen. Dies kann insbesondere bei einer vielfachen, zum Beispiel automatisierten, Produktion einer gleichen übergeordneten Baugruppe, in welcher die erfindungsgemäße Fluidleitung in einer stets gleichen vordefinierten Anordnung zum Einsatz kommt, vorteilhaft sein, um einen Einbau der Fluidleitung zu erleichtern. Beispielsweise kann durch ein Aneinanderanliegen von Wellenbergen und/oder Wellentälern ein „Quasi-Anschlag“ erreicht werden, so dass ein teilcorrugierter Abschnitt der erfindungsgemäßen Fluidleitung mit der vorbestimmten Kraft bis zu einem Maximum gebogen werden kann, ohne eine plastische Verformung hervorzurufen, und sich so der Anordnung der Fluidleitung im Einbauzustand anzunähern bzw. diese zu erreichen.
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Ferner können/kann die Abfolge und/oder Ausbildung des wenigstens einen Wellenbergs und/oder des wenigstens einen Wellentals des wenigstens einen corrugierten Abschnitts so ausgebildet sein, dass durch Krümmen der Fluidleitung derart in einem vorbestimmten Radius, dass dieser corrugierte Abschnitt in Bezug auf einen zugehörigen Krümmungsmittelpunkt radial innen angeordnet ist, dem Fluidströmungskanal zugewandte Innenseiten von benachbarten Wellentälern miteinander in Kontakt treten, so dass der Fluidströmungskanal auch in einem dem entsprechenden corrugierten Abschnitt zugeordneten Bereich einen im Wesentlichen glatten Verlauf aufweist. Das heißt, bei einer für einen jeweiligen corrugierten Abschnitt vorbestimmten Krümmung der Fluidleitung schließen sich die Räume, welche den Innenseiten der Wellenberge zugeordnet sind. Insbesondere können sich diese Räume zumindest an ihren „Eingängen“ schließen, das heißt in einem Bereich, in welchem die Innenseiten der Wellentäler aneinander anliegen. Als „im Wesentlichen glatter Verlauf“, was auch einen leicht gewellten Verlauf umfassen kann, ist hier ein Verlauf zu verstehen, welcher im Vergleich zu dem corrugierten Abschnitt bei gerader Erstreckung der Fluidleitung eine wesentlich kleinere Änderung der radialen Erstreckung über den betrachteten Bereich aufweist.
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Auch kann eine Distanz zwischen den beiden Enden in Umfangsrichtung eines jeweiligen Wellenbergs in einem mittleren Bereich des wenigstens einen corrugierten Abschnitts, in Bezug auf eine Entwicklung dieses corrugierten Abschnitts parallel zu der Längserstreckung der Fluidleitung, größer sein als in einem Anfangs- und/oder Endbereich dieses corrugierten Abschnitts (wiederum in Bezug auf eine Entwicklung dieses corrugierten Abschnitts parallel zu der Längserstreckung der Fluidleitung). Wie dies bereits eingangs beschrieben worden ist, kann dadurch ein strömungstechnisch vorteilhafter Übergang von einem nicht-corrugierten Abschnitt zu einem corrugierten bzw. teilcorrugierten Abschnitt, und umgekehrt, erreicht werden. Es ist dabei sowohl denkbar, dass sich eine Ausprägung der Wellenberge bzw. der Wellentäler von einem Anfang des corrugierten Abschnitts in Längserstreckung bis zu dessen Mitte, insbesondere in Bezug auf eine Umfangserstreckung jeweiliger Wellenberge bzw. Wellentäler, ändert, beispielsweise ansteigt, und von der Mitte zu dem Ende des corrugierten Abschnitts in Längserstreckung beispielsweise wieder abnimmt, als auch, dass diese Ausprägung über einen ersten Abschnitt, welcher zum Beispiel drei Wellenberge umfasst, ansteigt, über einen zweiten Abschnitt konstant bleibt und über einen dritten Abschnitt, welcher zum Beispiel drei Wellenberge umfasst, wieder abnimmt.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung einer erfindungsgemäßen teilcorrugierten Fluidleitung als Betankungsschlauch, insbesondere als Betankungsschlauch, welcher in einem Fahrzeug angeordnet ist. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass die erfindungsgemäße Fluidleitung ein Auftreten von Turbulenzen in dem zu leitenden Fluid beim Durchlaufen der erfindungsgemäßen Fluidleitung erheblich reduzieren kann. Hierdurch kann ermöglicht werden, eine durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit des Fluids zu erhöhen und somit mehr Fluid pro Zeiteinheit leiten zu können. Ferner kann die strömungstechnisch verbesserte Fluidleitung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglichen, dass ein Rückstau oder sogar ein Rückstoß von Fluid in bzw. aus der Fluidleitung reduziert oder sogar verhindert werden kann. Beispielsweise kann die Verwendung der erfindungsgemäßen Fluidleitung als Betankungsschlauch verhindern, dass Kraftstoff, wie Benzin oder Diesel, oder Harnstofflösung entgegen der Strömungsrichtung aus der Fluidleitung spritzt.
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Insbesondere bei der Verwendung einer erfindungsgemäßen Fluidleitung als Betankungsschlauch, aber nicht darauf begrenzt, können an der Fluidleitung besondere zweckgebundene Abschnitte ausgebildet sein, wie beispielsweise ein trichterförmiger Abschnitt an einem Ende der Fluidleitung, welcher einen von dem Übergang des trichterförmigen Abschnitts zu der Fluidleitung hin zu dem freien Ende des trichterförmigen Abschnitts ansteigenden Innendurchmesser aufweist, um beispielsweise ein Einführen einer Betankungsvorrichtung zu erleichtern. Ferner kann an der Fluidleitung ein Behälter ausgebildet oder angebracht werden. Zum Verbinden der Fluidleitung mit einem Behälter kann ein Ende der Fluidleitung ein speziell ausgeformtes Ende aufweisen, welches ein anschließendes Verschweißen der Fluidleitung mit dem Behälter unterstützt. Beispielsweise kann dieses Ende eine Kombination aus einer speziell geneigten Flanke und einem sich gerade erstreckenden Abschnitt umfassen.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
- 1 eine Seitenansicht einer Fluidleitung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 eine weitere Seitenansicht der erfindungsgemäßen Fluidleitung zeigt;
- 3 eine Schnittansicht eines Ausschnitts der Fluidleitung aus 2 entlang der Linie III, III zeigt;
- 4 eine Seitenquerschnittsansicht entlang der Linie IV-IV aus 3 zeigt;
- 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V aus 2 zeigt; und
- 6 eine erfindungsgemäße Fluidleitung darstellt, welche einen Betankungsschlauch ausbildet.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Fluidleitung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Fluidleitung 10 weist ein erstes Ende 12 und ein zweites Ende 14 auf. Dem zweiten Ende 14 direkt benachbart weist die Fluidleitung 10 einen vollumfänglich corrugierten, das heißt mit aufeinanderfolgenden Wellenbergen und Wellentälern versehenen, Abschnitt 16 auf. An den vollumfänglich corrugierten Abschnitt 16 schließt sich ein vollständig glatter Fluidleitungsabschnitt 18 an, welcher in seiner Ausbildung einem üblichen Glattrohr gleicht.
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An den glatten Fluidleitungsabschnitt 18 schließt sich im Verlauf von dem zweiten Ende 14 zu dem ersten Ende 12 der Fluidleitung 10 ein teilcorrugierter Abschnitt 20 an, welcher in der hier dargestellten Ausführungsform lediglich Wellenberge 22 aufweist, welche sich direkt aus einer Wandung der Fluidleitung 10 nach radial außen erheben, wobei sich die Wellenberge 22 in Umfangsrichtung A um die Fluidleitung 10 herum nur abschnittsweise erstrecken. Wie dies in 1 in einem dem ersten Ende 12 der Fluidleitung 10 zugewandten Bereich des teilcorrugierten Abschnitts 20 zu erkennen ist und in 2 deutlicher zu sehen ist, liegt den Wellenbergen 22 des teilcorrugierten Abschnitts 20 diametral ein glatter Abschnitt 24 gegenüber, in welchem eine Wandung der Fluidleitung 10 keine ausgebildeten Wellenberge/Wellentäler aufweist.
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Mit Bezug nun auf 2 ist zu sehen, dass der glatte Abschnitt 24 den Wellenbergen 22 des teilcorrugierten Abschnitts 20 diametral gegenüber liegt. Dabei ist ferner zu erkennen, dass die Enden der Wellenberge 22 des teilcorrugierten Abschnitts 20, das heißt die Punkte, an welchen hier ein jeweiliger Wellenberg in den glatten Abschnitt 24 ausläuft, mit einer imaginären Linie 26 verbunden werden können (als Zweipunkt-Strichlinie dargestellt), welche in Bezug auf eine Mittellinie X der Fluidleitung 10 schraubenlinienförmig verläuft. Durch den derart verlaufenden teilcorrugierten Abschnitt 20 kann daher erreicht werden, dass die Fluidleitung in dem teilcorrugierten Abschnitt 20 ebenfalls im Wesentlichen schraubenlinienförmig gekrümmt werden kann, wie dies in den 1 und 2 zu erkennen ist.
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An den teilcorrugierten Abschnitt 20 schließt sich wiederum ein vollumfänglich corrugierter Fluidleitungsabschnitt 28 an, von welchem sich ein weiterer glatter Fluidleitungsabschnitt 30 zu dem ersten Ende 12 der Fluidleitung 10 erstreckt. Die vollumfänglich corrugierten Fluidleitungsabschnitte 16 und 28 können insbesondere dazu dienen, Toleranzen bei der Fertigung und Montage der Fluidleitung 10 selbst und deren Anordnung in einer übergeordneten Baugruppe auszugleichen.
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In 3 ist nun eine Schnittansicht des zweiten Endes 12 der Fluidleitung 10 und der daran angeschlossenen Abschnitte 30, 28 und 20 dargestellt. Innerhalb der Fluidleitung 10 und definiert durch die Wandung der Fluidleitung 10 ist ein Fluidströmungskanal 32 angeordnet. Dabei ist zum einen nochmals zu erkennen, wie bereits in 2 zu sehen, dass sich ein jeweiliger Wellenberg 22 in der hier dargestellten Ausführungsform über 50% des Umfangs der Fluidleitung in dem teilcorrugierten Abschnitt 20 erstreckt, so dass die geschnittene Wandung der Fluidleitung 10 in dem teilcorrugierten Abschnitt 20 in 3 einen glatten Wandungsverlauf zeigt. Ferner ist in 3 zuerkennen, dass hier ein jeweiliger Wellenberg 22 an seinen Enden in Umfangsrichtung A (das heißt in der Ansicht gemäß 3 an seinen oberen und unteren Enden) allmählich in den glatten Abschnitt 24 ausläuft, so dass eine Erstreckung eines Wellenbergs 22 in Längsrichtung, das heißt parallel zu der Mittellinie X, als auch in radialer Richtung, das heißt orthogonal zu der Mittellinie X, zu seinen beiden Enden in Umfangsrichtung A hin abnimmt.
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Wie dies in den 2 und 3 zu erkennen ist, können die Wellenberge 22 des teilcorrugierten Abschnitts 20 der erfindungsgemäßen Fluidleitung 10 in ihrer Längserstreckung, das heißt parallel zu der Mittellinie X, von einem Wandungsverlauf des teilcorrugierten Abschnitts 20, welcher dem glatten Abschnitt 24 im Wesentlichen gleicht, sprunghaft, das heißt unter Ausbildung einer Kante, nach radial außen vorstehen, dann an einem jeweiligen Wellenberg kreisbogenförmig von einer im Wesentlichen radialen Erstreckung in eine zu der Mittellinie X im Wesentlichen parallelen Erstreckung übergehen, sich dann über eine bestimmte Distanz parallel zu der Mittellinie X in Form eines „Plateaus 34“ an dem Scheitel des Wellenbergs erstrecken und dann analog, insbesondere symmetrisch, zu dem Anstieg der ersten Hälfte des Wellenbergs in Längserstreckung wieder abnehmen.
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Lediglich in einem in Bezug auf die Umfangserstreckung eines jeweiligen Wellenbergs 22 mittleren Abschnitt können hier Verrundungen 36 zu dem zwischen zwei benachbarten Wellenbergen 22 verlaufenden Bereich vorgesehen sein, um eine Kerbwirkung der dort ausgebildeten Kante, wie oben beschrieben, abzuschwächen.
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In 4 ist nun eine relativ zu 3 um 90° gedrehte Schnittansicht der Fluidleitung 10 dargestellt. Dabei ist in 4 auf der rechten Seite der vollumfänglich corrugierte Fluidleitungsabschnitt 28 und links davon ein einzelner Wellenberg 22 dargestellt. Wie in dem geschnittenen Wandungsverlauf der Fluidleitung 10 zu erkennen ist, erhebt sich ein Wellenberg 22 unter Ausbildung eines Radius 36 in eine Flanke 38 nach radial außen, verläuft dann unter Ausbildung eines weiteren Radius 40 in einen abgeflachten und sich parallel zu der Mittelachse X erstreckenden Abschnitt 34 (voranstehend als „Plateau“ bezeichnet) und verläuft dann in einer symmetrischen Weise wieder nach radial innen.
In 4 ist ebenfalls zu erkennen, dass der Radius 36 an einer Mitte der Umfangserstreckung des Wellenbergs 22 maximal ausgeprägt ist und auf ein Ende 42 des Wellenbergs 22 hin ausläuft, wobei dieser Auslauf des Radius 36 um eine vorbestimmte Distanz D vor dem Ende 42 des Wellenbergs 22 angeordnet ist.
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In 4 ist ferner zu erkennen, dass in dem teilcorrugierten Abschnitts 20 dem Wellenberg 22 diametral der glatte Abschnitt 24 gegenüber liegt.
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In 5 ist nun die Schnittansicht gemäß Schnittlinie V-V aus 2 dargestellt. Dieser Schnitt verläuft senkrecht zu der Mittellinie X und mittig durch eine Längserstreckung eines Wellenbergs 22, das heißt durch das Plateau 34 eines Wellenbergs 22. Gemäß der Schnittansicht V-V ist der vollumfänglich corrugierte Fluidleitungsabschnitt 28 als die Fluidleitung 10 umlaufender Ring zu erkennen.
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Ebenfalls ist in 5 die Mittellinie X zu erkennen, welche hier senkrecht zu der Blattebene verläuft und welche in der Schnittansicht gemäß 5 den Mittelpunkt des Fluidströmungskanals 32 bildet. Der Fluidströmungskanal 32 weist hier einen ersten Radius R1 auf. Der in 5 geschnittene Wellenberg 22 bzw. eine dem Fluidströmungskanal 32 zugewandte innere Fläche des Plateaus 34 des Wellenbergs 22 ist ebenfalls kreisförmig (angedeutet durch die gepunktete Linie), wobei ein Mittelpunkt M der Kreisform des Wellenbergs 22 von dem Mittelpunkt X des Fluidströmungskanals 32 versetzt angeordnet und ein Radius R2 dieser Kreisform im Vergleich zum Radius R1 verringert ist. Innerhalb des Fluidströmungskanals 32 wird die Kreisform des Wellenbergs 22 in 5 als Strichlinie dargestellt.
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Der Abstand zwischen dem Mittelpunkt X und dem Mittelpunkt M beträgt hier in etwa den Wert einer Profilhöhe des dargestellten Wellenbergs 22, das heißt dem radialen Abstand von einer radial äußeren Erstreckung des Wellenbergs 22 zu einer radial inneren Erstreckung eines Abstands zwischen zwei benachbarten Wellenbergen 22.
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In 6 ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Fluidleitung 10 als Betankungsschlauch dargestellt, wobei an dem in 6 oberen Ende der Fluidleitung 10 eine Aufnahmevorrichtung 44 für eine Betankungsvorrichtung (nicht dargestellt) ausgebildet ist und an dem in 6 unteren Ende ein Ansatz 46 ausgebildet ist, welcher dazu geeignet ist, mit einem Kraftstoffbehälter verbunden und verschweißt zu werden. In der in 6 dargestellten Ausführungsform der Fluidleitung 10 ist der teilcorrugierte Abschnitt 20 in einem der Aufnahmevorrichtung 44 benachbarten Bereich angeordnet, da hierdurch, wie bereits weiter oben beschrieben, ein Rückstau und ein rückwärtiges Spritzen von Kraftstoff aus der Aufnahmevorrichtung 44 verhindert werden kann.
