DE102021123277A1

DE102021123277A1 - Wickelschlauch sowie Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Wickelschlauchs

Info

Publication number: DE102021123277A1
Application number: DE102021123277.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Bitner; Jörg Ludwig
Original assignee: Witzenmann GmbH
Current assignee: Witzenmann GmbH
Priority date: 2021-09-08
Filing date: 2021-09-08
Publication date: 2023-03-09

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wickelschlauch (3) aus einem profilierten Metallband (21), das in wendelförmigen Windungen (4) zu einem Schlauch gewickelt ist, sodass die Windungen (4) ineinandergreifen, wobei ein Profil des Metallbandes (21) randseitig jeweils mit einem abgebogenen Randbereich versehen ist, und wobei die Profile jeweils zweier benachbarter Windungen (4) mittels ihrer Randbereiche solcherart miteinander verhakt sind, dass diese zwischen einer Stauchlage und einer Strecklage axial gegeneinander bewegbar sind. Der Wickelschlauch (3) zeichnet sich dadurch aus, dass an einem inneren und/oder äußeren Umfang (5, 6) des Wickelschlauchs (3) zumindest eine ovale oder längliche Oberflächenstruktur (7), insbesondere eine Sicke oder eine Erhöhung, ausgebildet ist, welche sich über zumindest zwei benachbarte Windungen (4) hinweg erstreckt. Weiter Betrifft die Erfindung eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Wickelschlauchs (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wickelschlauch nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wickelschlauchs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Wickelschlauches nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Ein Wickelschlauch der vorliegenden Art besteht aus einem profilierten Metallband, das in wendelförmigen Windungen zu einem Schlauch gewickelt ist, sodass die Windungen ineinandergreifen. Das Profil des Metallbandes weist zwei im Wesentlichen axial verlaufende, radial voneinander beanstandete Wandabschnitte auf, die durch einen Steg miteinander verbunden und randseitig jeweils mit einem abgebogenen Randbereich versehen sind. Die Profile jeweils zweier benachbarter Windungen sind mittels ihrer Randbereiche solcher Art miteinander verhakt, dass diese zwischen einer Stauchlage und einer Strecklage axial gegeneinander bewegbar sind.
Wickelschläuche der oben genannten Art sind seit langem bekannt. Die axiale Beweglichkeit der einzelnen Windungen gegeneinander verleiht den Wickelschläuchen große Beweglichkeit bei gleichwohl hoher mechanischer Festigkeit der profilierten Windungen. Zur Herstellung solcher Wickelschläuche wird zunächst ein Metallband durch Profilieren mittels mehrerer Profilwalzenpaare zu einem gewünschten Profil umgeformt, sodass insbesondere die Randbereiche gegensinnig orientiert abgewinkelt sind. Das profilierte Metallband wird dann meist auf einen rotierenden Wickeldorn gewickelt, wobei die gegensinnig orientierten und abgewinkelten Randbereiche jeweils zweier benachbarter Windungen lose ineinandergreifen, um den Wickelschlauch axial zwischen einer Stauchlage und einer Strecklage bewegen zu können.
Wickelschläuche mit einem gehakten Profil zeichnen sich durch eine besonders hohe Flexibilität aus. Daneben gibt es auch Wickelschläuche mit einem gefalzten Profil, insbesondere einem Agraffprofil, welche jedoch insgesamt relativ steif ausgebildet sind und eine deutlich geringere Beweglichkeit in axialer Richtung aufweisen.
Bei Wickelschläuchen, deren Profil nicht gefalzt ist, besteht ein besonderes Problem darin, dass sich die verhakten Profile zweier benachbarter Windungen im Betrieb aushaken können, was letztendlich zu einem Ausfall des Wickelschlauchs bzw. des mit ihm verbundenen Bauteils führt.
Durch ein loses Verhaken der Profile zweier benachbarter Windungen ist nicht nur eine Beweglichkeit der Windungen in axialer Richtung gegeben; vielmehr können die Windungen auch angular und lateral gegeneinander bewegt werden. Im Betrieb kann daher der Wickelschlauch unter bestimmten Lasteinträgen sehr leicht zu Schwingungen angeregt werden, durch welche sich der Wickelschlauch axial wie auch angular und/oder lateral bewegt. Die Windungen können sich in manchen Betriebszuständen unter Umständen auch in Umfangsrichtung gegeneinander bewegen, sodass sich der Wickelschlauch aufdreht und einzelne Windungen die Verhakung mit den benachbarten Windungen verlieren. Dies kann zum Ausfall des Bauteils führen.
Wickelschläuche finden insbesondere Verwendung in Leitungselementen zur Gasführung im Abgasbereich bei PKW und Nutzfahrzeugen. Weitere Verwendungsmöglichkeiten von Wickelschläuchen liegen beispielsweise im Bereich der Schutzschläuche für Glasfasern, Telefonleitungen, Messgeräte-Leitungen oder Alarmanlagen.
Aus der WO 2014/023452 A1 ist ein Verfahren zum Trennen eines Wickelschlauches bekannt, wobei vor dem Trennen des Wickelschlauchs dieser in einem vorbestimmten axialen Bereich entlang einer vorbestimmten Anzahl von Windungen verschweißt wird. Durch das Verschweißen einer vorbestimmten Anzahl von Windungen des Wickelschlauchs vor dem Trennen wird erzielt, dass dieser sich beim Ablängen nicht aufwickeln kann. Ein Aufwickeln des Wickelschlauchs ist nachteilig, da der Wickelschlauch nach einem Aufwickeln nur unter erhöhtem Aufwand oder gar nicht mehr montierbar ist und somit nicht mehr verwendet werden kann.
Durch das Verschweißen der Windungen in einem bestimmten Bereich sind die benachbarten Windungen in diesem Bereich nicht mehr axial zueinander beweglich, sondern fest miteinander verbunden. In der Verwendung des Wickelschlauchs können durch Betriebslasten, insbesondere durch Schwingungsanregung und/oder Verformungen des Wickelschlauchs, auch hohe Kräfte an den verschweißten Windungen anliegen, welche zu einer hohen Biegelast im Bereich der Schweißnaht führen, sodass der Wickelschlauch in diesem Bereich brechen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wickelschlauch der vorliegenden Art, ein Verfahren zur Herstellung eines Wickelschlauchs sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wickelschlauchs vorzuschlagen, mit dem ein Ausfall des Wickelschlauchs unter Betriebslasten verhindert werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Wickelschlauch mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Wickelschlauchs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12. Weiter gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wickelschlauchs gemäß Anspruch 8.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Wickelschlauchs sind in den Ansprüchen 2 bis 7 dargelegt, vorteilhafte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Wickelschlauchs finden sich in den Ansprüchen 13 bis 18. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 9 bis 11 niedergelegt.
Die Vorrichtung zur Herstellung eines Wickelschlauchs ist insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines Wickelschlauchs oder einer vorteilhaften Ausgestaltungsform hiervon ausgebildet. Das Verfahren zur Herstellung eines Wickelschlauchs wird insbesondere auf einer Vorrichtung zur Herstellung eines Wickelschlauchs oder einer vorteilhaften Ausgestaltungsform hiervon ausgeführt. Sowohl die Vorrichtung zur Herstellung eines Wickelschlauchs als auch das Verfahren zur Herstellung eines Wickelschlauchs sind ausgebildet, einen erfindungsgemäßen Wickelschlauch oder eine vorteilhafte Ausgestaltungsform hiervon herzustellen.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich die benachbarten Windungen durch die Betriebslasten derart zueinander bewegen können, insbesondere lateral und angular oder auch in Umfangsrichtung, dass es zu einem Ausfall des Wickelschlauchs kommen kann. Ein Ausfall eines Wickelschlauchs liegt beispielsweise dann vor, wenn sich die benachbarten Windungen aushaken können, der Wickelschlauch sich aufwickeln kann und/oder es zu Brüchen im Wickelschlauch auf Grund der Betriebslasten kommt.
Erfindungsgemäß wird ein Wickelschlauch der vorliegenden Art daher solcher Art verbessert, dass an einem inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs zumindest eine ovale oder längliche Oberflächenstruktur ausgebildet ist, welche sich über zumindest zwei benachbarter Windungen hinweg erstreckt. Insbesondere ist die ovale oder längliche Oberflächenstruktur als eine Sicke oder eine Erhöhung ausgebildet.
Auf Grund der eingebrachten Oberflächenstruktur in den inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs kann ein Ausfalls des Wickelschlauchs insbesondere durch Betriebslasten effektiv verhindert werden. Zudem wird durch das Einbringen der Oberflächenstruktur eine erhöhte Verlustarbeit bei der Bewegung des Wickelschlauchs zwischen seiner Strecklage und seiner Stauchlage erzielt, wodurch eine Dämpfung der Betriebslasten, insbesondere der Schwingungsanregung, erzielt wird und gleichzeitig die Beweglichkeit des Wickelschlauchs in axialer Richtung nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Die Oberflächenstrukturen sind am inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs dabei so ausgebildet, dass der Wickelschlauch seine eigentliche Form, insbesondere seine zylindrische Form, im Wesentlichen beibehält.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die längliche Oberflächenstruktur mit einer von dem Wickelschlauch verschiedenen Steigung. Insbesondere erstreckt sich die längliche Oberflächenstruktur axial entlang des Wickelschlauchs.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Oberflächenstruktur über eine axiale Länge des Wickelschlauchs. Durch die Ausbildung der Oberflächenstruktur über die gesamte axiale Länge des Wickelschlauchs wird über die gesamte Länge des Wickelschlauchs eine Dämpfungswirkung bei Betriebslasten erzielt; ein Ausfall des Wickelschlauchs, insbesondere ein Aufwickeln oder Aushaken der Windungen, wird über die gesamte Länge des Wickelschlauchs effektiv verhindert.
Vorzugsweise sind am inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs mehrere Oberflächenstrukturen ausgebildet. Insbesondere sind die Oberflächenstrukturen über den inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs verteilt, vorzugsweise regelmäßig verteilt ausgebildet. Über die Verteilung der Oberflächenstrukturen über den inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs kann eine gezielte Beeinflussung des Verhaltens des Wickelschlauchs unter Betriebslasten erzielt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind vier längliche Oberflächenstrukturen über den inneren Umfang des Wickelschlauchs in einem Radialwinkel von 90° ausgebildet. Der Wickelschlauch umfasst somit vier Oberflächenstrukturen, wobei zwischen zwei benachbarten länglichen Oberflächenstrukturen jeweils ein Viertelkreisbogen ausgebildet ist. Hierdurch wird durch die Oberflächenstrukturen ein gleichmäßiger Effekt über den Umfang des Wickelschlauchs erzielt.
Alternativ oder vorzugsweise ergänzend sind die Oberflächenstrukturen über die axiale Länge des Wickelschlauchs verteilt, insbesondere regelmäßig verteilt ausgebildet. Die Oberflächenstrukturen können somit auch abschnittsweise über die axiale Länge des Wickelschlauchs ausgebildet sein und insbesondere ein bestimmtes Muster ausbilden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Metallband ein Haken-Profil auf, insbesondere ein in etwa S-förmiges oder Z-förmiges Profil. Durch das Haken-Profil können die benachbarten Windungen entsprechend miteinander verhakt werden, wobei auf ein Falzen der verhakten Windungen, wodurch ein Agraff-Profil entstehen würde, verzichtet wird und wegen der erfindungsgemäßen Vorteile auch verzichtet werden kann.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Wickelschlauchs ist die zumindest eine Oberflächenstruktur in einem Bereich eines Endes des Wickelschlauchs ausgebildet, bevorzugt in einem Bereich, welcher sich an einen Abschnitt anschließt, in welchem die Windungen zumindest punktuell miteinander verschweißt sind. Hierdurch kann gerade in einem Bereich des Endes des Wickelschlauchs eine entsprechende Dämpfungswirkung erzielt werden. Ferner kann die Beweglichkeit des Wickelschlauchs in diesem Bereich vermindert werden, was einen harten Beweglichkeitssprung des Wickelschlauchs zu seinen miteinander verschweißten Windungen vermeidet und einen weichen Übergang von sehr hoher Beweglichkeit zu starrer Unbeweglichkeit schafft. Dies vermindert die mechanische Belastung durch Betriebslasten in diesem Bereich des Wickelschlauchs entscheidend.
Durch die zumindest eine Oberflächenstruktur wird insbesondere die Reibung bei der Bewegung zweier benachbarter Windungen gegeneinander erhöht, wodurch die Verlustarbeit im Wickelschlauch insgesamt erhöht wird und dadurch geringere Kräfte an den Schweißpunkten oder Schweißnahten unter Last anliegen. Insbesondere führt eine Oberflächenstruktur im Bereich eines Endes des Wickelschlauchs zu einer stetigen Erhöhung der Reibungsverluste im Bereich vor dem Abschnitt der zumindest punktuell verschweißten Windungen.
Bei einem bekannten Wickelschlauch sind die Reibungsverluste minimal, insbesondere kleiner 1 Newton pro Meter. Durch das Einbringen der zumindest einen Oberflächenstruktur an einem inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs wird der Reibungsverlust erhöht, wobei dieser dann bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 3 Newton pro Meter liegt.
Als eine weitere Lösung wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wickelschlauchs aus einem profilierten Metallband vorgeschlagen, wobei das Metallband randseitig jeweils mit einem abgebogenen Randbereich versehen ist, mit einer Zuführeinheit zum Zuführen des Metallbandes zu einem Wickelkern, wobei das Metallband auf dem Wickelkern zu einem Wickelschlauch derart wickelbar ist, dass die Profile jeweils zweier benachbarter Windungen mittels ihrer Randbereiche miteinander verhakt werden, sodass diese zwischen einer Stauchlage und einer Strecklage axial gegeneinander bewegbar sind. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass weiter zumindest ein Mittel zum Einbringen zumindest einer, an einem inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs ausgebildeten, ovalen oder länglichen Oberflächenstruktur, insbesondere einer Sicke oder einer Erhöhung, vorhanden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist das Mittel zum Einbringen der Oberflächenstruktur durch ein oder mehrere auf dem Wickelkern ausgebildete und/oder angeordnete Elemente gebildet. Insbesondere kann es sich bei dem zumindest einen auf dem Wickelkern angeordneten und/oder ausgebildeten Element um eine Vertiefung und/oder eine Erhöhung auf dem Wickelkern handeln. Mit der Anordnung von zumindest einem Element und/oder dem Ausbilden von zumindest einem Element auf dem Wickelkern kann die zumindest eine ovale oder längliche Oberflächenstruktur bereits beim Wickeln am inneren Umfang des Wickelschlauchs ausgebildet werden.
Das zumindest eine auf dem Wickelkern ausgebildete und/oder angeordnete Element bewirkt naturgemäß, dass die zumindest eine Oberflächenstruktur über die gesamte axiale Länge des Wickelschlauchs eingebracht werden.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zeichnet aus, dass das Mittel durch einen Manipulator gebildet ist, mittels welchem die zumindest eine Oberflächenstruktur während der Herstellung des Wickelschlauchs oder anschließend ausbildbar ist. Insbesondere ist der Manipulator innerhalb und/oder außerhalb des herzustellenden Wickelschlauchs angeordnet und die zumindest eine Oberflächenstruktur ist durch den Manipulator von innen und/oder außen am inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs ausbildbar. Durch den Manipulator können gezielt an gewünschten Positionen Oberflächenstrukturen am inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs ausgebildet werden. Insbesondere kann hierdurch eine zufällige Verteilung der Oberflächenstrukturen über die axiale Länge wie auch über den inneren und/oder äußeren Umfang erfolgen.
Vorzugsweise ist bei der Verwendung eines Manipulators zur Herstellung der Oberflächenstruktur zumindest ein Stützelement im Bereich der zumindest einen Oberflächenstruktur am äußeren und/oder inneren Umfang des Wickelschlauchs während des Ausbildens der zumindest einem Oberflächenstruktur angeordnet. Durch das Stützelement, das dem Manipulator gegenüberliegend angeordnet ist, wird ein Verbiegen der Oberfläche bzw. jegliche Form der Änderung der Oberfläche an dem der Oberflächenstruktur gegenüberliegenden Umfangen vermieden. Zur Einbringung von zumindest einer Oberflächenstruktur mittels des Manipulators und des Stützelements wird der Wickelschlauch somit zwischen Manipulator und Stützelement angeordnet, wobei das Stützelement eine Veränderung der Oberflächenstruktur an dem Umfang, an welchem das Stützelement anliegt, verhindert.
Als eine noch weitere Lösung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Wickelschlauchs angegeben, wobei ein profiliertes Metallband, welches randseitig jeweils mit einem abgebogenen Randbereich versehen ist, wendelförmig auf einem Wickelkern zu einem Schlauch gewickelt wird, wobei die Profile jeweils zweier benachbarter Windungen mittels ihrer Randbereiche miteinander verhakt werden um den Wickelschlauch axial zwischen einer Stauchlage und einer Strecklage zu bewegen. Das Verfahren zeichnet aus, dass an einem inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs zumindest eine ovale oder längliche Oberflächenstruktur, insbesondere eine Sicke oder eine Erhöhung, ausgebildet wird, welche über zumindest zwei Windungen erstreckend ausgebildet wird.
Bevorzugt wird die zumindest eine Oberflächenstruktur sich über eine axiale Länge des Wickelschlauchs erstreckend ausgebildet.
Alternativ oder vorzugsweise ergänzend werden am inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs mehrere Oberflächenstrukturen ausgebildet.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeichnet aus, dass die Oberflächenstrukturen über den inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs verteilt, insbesondere regelmäßig verteilt ausgebildet werden. Insbesondere werden vier längliche Oberflächenstrukturen über den inneren Umfang des Wickelschlauchs in einem Radialwinkel von 90° ausgebildet.
Insbesondere bevorzugt werden die Oberflächenstrukturen über die axiale Länge des Wickelschlauchs verteilt, insbesondere regelmäßig verteilt ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die zumindest eine Oberflächenstruktur während des Wickelns des Wickelschlauchs und/oder nach dem Herstellen des Wickelschlauchs ausgebildet. Insbesondere regelmäßige Oberflächenstrukturen können bereits während des Wickelns, beispielsweise durch entsprechende Mittel in Form von Elementen auf einem Wickelkern, auf welchem der Wickelschlauch gewickelt wird, ausgebildet werden. Auch das Einbringen von zumindest einer Oberflächenstruktur nach dem Herstellen des Wickelschlauchs ist möglich, insbesondere wenn in Testreihen und/oder der Verwendung des Wickelschlauchs festgestellt wird, dass dieser nicht die gewünschten Eigenschaften aufweist. Insbesondere können auch nach dem Herstellen des Wickelschlauchs zusätzliche Oberflächenstrukturen zu den bereits vorhandenen Oberflächenstrukturen, die beispielsweise bereits während der Herstellung des Wickelschlauchs ausgebildet wurden, am inneren und/oder äußeren Umfang des Wickelschlauchs ausgebildet werden.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform wird die zumindest eine Oberflächenstruktur in einem Bereich eines Endes des Wickelschlauchs ausgebildet, bevorzugt in einem Bereich, welcher sich an einen Abschnitt anschließt, in welchem die Windungen zumindest punktuell miteinander verschweißt sind. Im Bereich der zumindest punktuell verschweißten Windungen, welcher bevorzugt an einem Ende des Wickelschlauchs ausgebildet ist, können während der Verwendung des Wickelschlauchs besonders hohe Kräfte anliegen. Die zumindest eine Oberflächenstruktur im Wickelschlauch führt zu einer erhöhten Verlustarbeit und somit zu einer Reduzierung der Kräfte auf die Schweißpunkte an den zumindest punktuell verschweißten Windungen. Zudem führt die zumindest eine Oberflächenstruktur in diesem Bereich zu einer Verminderung der Beweglichkeit des Wickelschlauchs. Ein abrupter Übergang von einer hohen Beweglichkeit des Wickelschlauchs zu einer starren Unbeweglichkeit des Wickelschlauchs im Bereich der miteinander verschweißten Windungen kann somit vermieden werden. Hierdurch kann die mechanische Belastung durch Betriebslasten in diesem Bereich des Wickelschlauchs entscheidend vermindert werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Wickelschlauchs sowie der Vorrichtung als auch dem Verfahren zur Herstellung eines Wickelschlauchs sind in den folgenden Figuren dargelegt. Es zeigen:

1 einen schematischen Schnitt durch ein Leitungselement mit einem erfindungsgemäßen Wickelschlauch;
2A bis 2E verschiedene Ausgestaltungsform von Oberflächenstrukturen am äußeren Umfang eines Wickelschlauchs;
3A und 3B eine Ausgestaltungsform eines Wickelschlauchs mit Oberflächenstrukturen in Form von Erhöhungen;
4A und 4B eine weitere Ausgestaltungsform eines Wickelschlauchs in einer perspektivischen wie auch in einer Schnittansicht mit Oberflächenstrukturen in Form von Sicken;
5A und 5B eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungsform eines Wickelschlauchs;
6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Wickelschlauchs; und
7A und 7B einen Wickelkern in einer perspektivischen Ansicht wie in einer Schnittansicht.

Im Folgenden bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichwirkende Elemente.
1 zeigt einen Teil einer Querschnittsdarstellung eines Leitungselements 1 für Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren mit einem Wickelschlauch 3, der insbesondere zur Entkopplung der angeschlossenen Abgasanlage von den von einem Motor herrührenden Schwingungen als eine Form von Betriebslasten als Dämpfungselement ausgebildet ist. Der Wickelschlauch 3 ist in an sich bekannter Weise von einem federelastischen Balgabschnitt 2 umgeben, welcher seinerseits mit einer schwingungsdämpfenden Komponente 14, vorliegend einem Metallgeflecht, überzogen ist. Der Wickelschlauch 3, der Balgabschnitt 2 und die schwingungsdämpfende Komponente 14 des Leitungselements 1 sind an den jeweiligen Enden mit einer Endhülse 9, 9' miteinander verpresst und bilden entsprechende Anschlusselemente 10, 10' aus. Über die Anschlusselemente 10,10` wird das Leitungselement 1 mittelbar oder unmittelbar an die Rohre der Abgasanlage angeschlossen.
In den 2A bis 2E sind unterschiedliche Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Wickelschlauchs 3 dargestellt, welche sich insbesondere in der Ausgestaltung, Anordnung und Anzahl der Oberflächenstrukturen 7 unterscheiden. Die hier dargestellten Oberflächenstrukturen 7 sind hierbei an einem inneren Umfang 5 des Wickelschlauchs 3 ausgebildet, können aber auch in entsprechender Weise an einem äußeren Umfang des Wickelschlauches 3 ausgebildet sein.
In 2A ist ein Wickelschlauch 3 mit einer Vielzahl von Windungen 4 dargestellt, wobei die Windungen 4 im Bereich eines Endes des Wickelschlauches 3 über Schweißpunkte 11 fixiert sind, um ein Aufwickeln des Wickelschlauchs 3 zu verhindern. In der dargestellten Schnittansicht des Wickelschlauchs 3 sind über dessen Länge mehrere Oberflächenstrukturen 7 am inneren Umfang 5 des Wickelschlauchs 3 ausgebildet. Die Oberflächenstrukturen 7 sind hierbei gleichmä-ßig sowohl im Bereich des Endes des Wickelschlauchs 3 als auch in der Mitte des Wickelschlauchs 3 ausgebildet. Die Oberflächenstrukturen 7 erstrecken sich jeweils über zwei benachbarte Windungen 4 des Wickelschlauchs 3, wodurch gegenüber einem Wickelschlauch 3 ohne Oberflächenstrukturen 7 eine leicht erhöhte Verlustarbeit im Wickelschlauch 3 erzielt wird, wenn benachbarte Windungen 4 zueinander zwischen einer Stauchlage und einer Strecklage bewegt werden. Vorteilhafterweise erschweren sie auch eine Relativbewegung der beteiligten Windungen 4 in Umfangsrichtung. Wie aus dem Begriff der Oberflächenstrukturen 7 schon hervorgeht bilden diese lediglich eine strukturelle Änderung an der Oberfläche des inneren Umfangs 5 des Wickelschlauchs 3 aus ohne hierbei die eigentliche Form des Wickelschlauchs 3, welche vorliegend im Wesentlichen zylindrisch ist, zu verändern.
In 2B sind die Oberflächenstrukturen 7 regelmäßig über die gesamte Länge des Wickelschlauchs 3 in Form eines Musters durchgängig ausgebildet. Die Oberflächenstrukturen 7 weisen hierbei eine kreisrunde Form auf, die während des Herstellens des Wickelschlauchs 3 durch das Wickeln des auf einem Wickelkern mit entsprechenden Elementen in den Wickelschlauch 3 eingebracht werden.
Neben der kreisrunden Form der Oberflächenstrukturen 7, welche eine besondere Ausführungsform einer ovalen Ausgestaltungsform der Oberflächenstrukturen 7 ist, können die Oberflächenstrukturen 7 auch eine längliche Ausgestaltung aufweisen, wie dies in den 2C bis 2E dargestellt ist.
Die länglichen Oberflächenstrukturen 7 erstrecken sich über benachbarte Windungen 4 des Wickelschlauchs 3, wie in 2C dargestellt, oder sind über die gesamte Länge des Wickelschlauchs 3 ausgebildet, wie in den 2D und 2E dargestellt. So erstrecken sich die Oberflächenstrukturen 7 in 2D axial über die gesamte Länge des Wickelschlauchs 3, wohingegen die Oberflächenstrukturen 7 in 2E gegenüber einer Achse des Wickelschlauchs 3 verdrillt ausgebildet sind. Hierbei verlaufen die länglichen Oberflächenstrukturen 7 senkrecht zum Profil, das die Windungen 4 bildet, was besonders einfach mittels Sicken oder Erhöhungen auf einem Wickelkern 22 erzeugt werden kann.
In den 3 bis 5 sind weitere Ausgestaltungsformen des erfindungsgemä-ßen Wickelschlauchs 3 jeweils in einer perspektivischen Ansicht sowie in einem Querschnitt dargestellt. Die Oberflächenstrukturen 7, welche sich vorliegend über die axiale Länge des Wickelschlauchs 3 erstrecken, sind, wie in den 3A und 3B dargestellt, als Erhöhungen ausgebildet, die an einem inneren Umfang 5 des Wickelschlauchs 3 angeordnet sind. Insgesamt weist der Wickelschlauch 3 vier längliche Oberflächenstrukturen 7 auf, welche gleichmäßig in einem Radialwinkel von 90° über den inneren Umfang 5 verteilt sind. Der äußere Umfang 6 des Wickelschlauchs 3 bleibt durch die Oberflächenstrukturen 7 im Wesentlichen unverändert und ist im Wesentlichen in einer zylindrischen Form ausgebildet.
Neben Erhöhungen können die Oberflächenstrukturen 7 auch als Sicken ausgebildet sein, wie dies in den 4A und 4B dargestellt ist. Wiederum sind die als Sicken ausgebildeten Oberflächenstrukturen 7 gleichmäßig über den inneren Umfang 5 des Wickelschlauchs 3 verteilt ausgebildet, wobei auch hier der äu-ßere Umfang 6 keine unmittelbaren Veränderungen durch die Sicken aufweist und im Wesentlichen seine ursprüngliche Form beibehält.
In einer weiteren Ausführungsform, welche in den 5A und 5B dargestellt ist, sind die Oberflächenstrukturen 7 als längliche Kanten ausgebildet, die sich über die gesamte Länge des Wickelschlauchs 3 erstrecken. Die länglichen Kanten als Oberflächenstrukturen 7 führen lediglich zu einer Veränderung der Oberfläche des inneren Umfangs 5, ohne hierbei jedoch den äußeren Umfang 6 des Wickelschlauchs 3 zu verändern. Somit wird durch das Einbringen von Kanten als Oberflächenstrukturen 7 der Wickelschlauch 3 in seiner Urform erhaltend ausgebildet.
Die in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsformen der Oberflächenstrukturen 7 am inneren Umfang 5 des Wickelschlauchs 3 können entsprechend auch am äußeren Umfang 6 des Wickelschlauchs 3 ausgebildet sein. Der Einfluss der Oberflächenstrukturen 7 auf die Form des äußeren Umfangs 6 des Wickelschlauchs 3 ist, wie dies in den 3 bis 5 auch für am inneren Umfang 5 angeordneten Oberflächenstrukturen 7 dargestellt ist, gering, sodass der Wickelschlauch 3 auch bei am äußeren Umfang 6 angeordneten Oberflächenstrukturen 7 im Wesentlichen seine Urform beibehält.
In 6 ist schematisch eine Vorrichtung 20 zur Herstellung eines Wickelschlauchs 3 dargestellt. Hierzu wird der Vorrichtung 20 ein Metallband 21 über eine Zuführeinheit zugeführt und auf einem Wickelkern 22 zu einem Wickelschlauch 3 gewickelt, sodass die Profile jeweils zweier benachbarter Windungen mittels ihrer Randbereiche miteinander verhakt werden. Mittels einer Abtrennvorrichtung 23 wird der Wickelschlauch 3 auf die gewünschte Länge abgelängt, wobei zuvor im Bereich der Enden des Wickelschlauchs Schweißpunkte gesetzt wurden, um ein Aufwickeln des Wickelschlauchs 3 nach dem Ablängen zu vermeiden.
Zum Einbringen von Oberflächenstrukturen 7 in den Wickelschlauch 3 sind auf dem Wickelkern 22 Mittel 24 in Form von als Vertiefung ausgebildeter Elemente angeordnet, wie dies in den 7A und 7B dargestellt ist. Während des Wickelns des Wickelschlauchs 3 auf dem Wickelkern 22 werden durch die Vertiefungen auf dem Wickelkern 22 entsprechende Oberflächenstrukturen 7 im Wickelschlauch 3 über dessen gesamte Länge ausgebildet.
Alternativ kann auch der Wickelschlauch 3 wie gewöhnlich zunächst ohne Oberflächenstrukturen 7 ausgebildet werden und die Oberflächenstrukturen 7, insbesondere in Form von Sicken oder Erhöhungen nach dem Herstellen des Wickelschlauchs 3 mittels eines Manipulators entsprechend eingebracht werden. Hierzu kann es erforderlich sein, dass auf der dem Manipulator gegenüberliegenden Seite des Wickelschlauchs 3 ein Stützelement angeordnet wird, sodass der Wickelschlauch 3 auch beim nachträglichen Einbringen von Oberflächenstrukturen 7 im Wesentlichen in seiner Urform erhalten bleibt.
Bezugszeichenliste

1: Leitungselement
2: Balgabschnitt
3: Wickelschlauch
4: Windung
5: innerer Umfang
6: äußerer Umfang
7: Oberflächenstruktur
8: Schwingungsdämpfende Komponente
9, 9': Endhülse
10, 10': Anschlusselement
11: Schweißpunkt
20: Vorrichtung
21: Metallband
22: Wickelkern
23: Abtrennvorrichtung
24: Mittel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2014023452 A1 [0008]

Claims

Wickelschlauch (3) aus einem profilierten Metallband (21), das in wendelförmigen Windungen (4) zu einem Schlauch gewickelt ist, sodass die Windungen (4) ineinandergreifen, wobei ein Profil des Metallbandes (21) randseitig jeweils mit einem abgebogenen Randbereich versehen ist, und wobei die Profile jeweils zweier benachbarter Windungen (4) mittels ihrer Randbereiche solcherart miteinander verhakt sind, dass diese zwischen einer Stauchlage und einer Strecklage axial gegeneinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass an einem inneren und/oder äußeren Umfang (5, 6) des Wickelschlauchs (3) zumindest eine ovale oder längliche Oberflächenstruktur (7), insbesondere eine Sicke oder eine Erhöhung, ausgebildet ist, welche sich über zumindest zwei benachbarte Windungen (4) hinweg erstreckt.
Wickelschlauch (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die längliche Oberflächenstruktur (7) mit einer von dem Wickelschlauch (3) verschiedenen Steigung, insbesondere axial, erstreckt.
Wickelschlauch (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Oberflächenstruktur (7) über eine axiale Länge des Wickelschlauchs (3) erstreckt.
Wickelschlauch (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am inneren und/oder äußeren Umfang (5, 6) des Wickelschlauchs (3) mehrere Oberflächenstrukturen (7) ausgebildet sind.
Wickelschlauch (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturen (7) über den inneren und/oder äußeren Umfang (5, 6) des Wickelschlauchs (3) verteilt, insbesondere regelmäßig verteilt, ausgebildet sind, wobei vorzugsweise vier längliche Oberflächenstrukturen (7) über den inneren Umfang (5) des Wickelschlauchs (3) in einem Radialwinkel von 90° ausgebildet sind, und/oder dass die Oberflächenstrukturen (7) über die axiale Länge des Wickelschlauchs (3) verteilt, insbesondere regelmäßig verteilt, ausgebildet sind.
Wickelschlauch (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband ein Haken-Profil, insbesondere ein in etwa S-förmiges oder Z-förmiges Profil aufweist.
Wickelschlauch (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Oberflächenstruktur (7) in einem Bereich eines Endes des Wickelschlauchs (3) ausgebildet ist, bevorzugt in einem Bereich, welcher sich an einen Abschnitt anschließt, in welchem die Windungen (4) zumindest punktuell miteinander verschweißt sind.
Vorrichtung (20) zur Herstellung eines Wickelschlauchs (3) aus einem profilierten Metallband, welches randseitig jeweils mit einem abgebogenen Randbereich versehen ist, mit einer Zuführeinheit zum Zuführen des Metallbandes (21) zu einem Wickelkern (22), wobei das Metallband (21) auf dem Wickelkern (22) zu einem Wickelschlauch (3) derart wickelbar ist, dass die Profile jeweils zweier benachbarter Windungen (4) mittels ihrer Randbereiche miteinander verhakt werden, sodass diese zwischen einer Stauchlage und einer Strecklage axial gegeneinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (20) weiter zumindest ein Mittel (24) zum Einbringen zumindest einer an einem inneren und/oder äußeren Umfang (5, 6) des Wickelschlauchs (3) ausgebildeten ovalen oder länglichen Oberflächenstruktur (7), insbesondere einer Sicke oder einer Erhöhung, umfasst.
Vorrichtung (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (24) durch ein oder mehrere auf dem Wickelkern (22) ausgebildete und/oder angeordnete Elemente gebildet ist, insbesondere durch Vertiefungen und/oder Erhöhungen auf dem Wickelkern (22).
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (24) durch einen Manipulator gebildet ist, mittels welchem die zumindest eine Oberflächenstruktur (7) während der Herstellung des Wickelschlauchs (3) oder anschließend ausbildbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator innerhalb und/oder außerhalb des herzustellenden Wickelschlauchs (3) angeordnet ist und die zumindest eine Oberflächenstruktur (7) durch den Manipulator von innen und/oder außen am inneren und/oder äußeren Umfang (5, 6) ausbildbar ist, wobei vorzugsweise zumindest ein Stützelement im Bereich der zumindest einen Oberflächenstruktur (7) am äu-ßeren und/oder inneren Umfang (5, 6) des Wickelschlauchs (3) während des Ausbildens der zumindest einen Oberflächenstruktur (7) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Wickelschlauchs (3), wobei ein profiliertes Metallband (21), welches randseitig jeweils mit einem abgebogenen Randbereich versehen ist, wendelförmig auf einem Wickelkern (22) zu einem Schlauch gewickelt wird, wobei die Profile jeweils zweier benachbarter Windungen (4) mittels ihrer Randbereiche miteinander verhakt werden um den Wickelschlauch (3) axial zwischen einer Stauchlage und einer Strecklage zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass an einem inneren und/oder äußeren Umfang (5, 6) des Wickelschlauchs (3) zumindest eine ovale oder längliche Oberflächenstruktur (7), insbesondere eine Sicke oder eine Erhöhung, ausgebildet wird, welche über zumindest zwei Windungen (4) erstreckend ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Oberflächenstruktur (7) sich über eine axiale Länge des Wickelschlauchs (3) erstreckend ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass am inneren und/oder äußeren Umfang (5, 6) des Wickelschlauchs (3) mehrere Oberflächenstrukturen (7) ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturen (7) über den inneren und/oder äußeren Umfang (5, 6) des Wickelschlauchs (3) verteilt, insbesondere regelmäßig verteilt, ausgebildet werden, wobei vorzugsweise vier längliche Oberflächenstrukturen (7) über den inneren Umfang (5) des Wickelschlauchs (3) in einem Radialwinkel von 90° ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstrukturen (7) über die axiale Länge des Wickelschlauchs (3) verteilt, insbesondere regelmäßig verteilt, ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Oberflächenstruktur (7) während des Wickelns und/oder nach dem Herstellen des Wickelschlauchs (3) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Oberflächenstruktur (7) in einem Bereich eines Endes des Wickelschlauchs (3) ausgebildet wird, bevorzugt in einem Bereich, welcher sich an einen Abschnitt anschließt, in welchem die Windungen (4) zumindest punktuell miteinander verschweißt sind.