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Die Erfindung betrifft ein einseitig abbiegbares Lei-
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tungsführungsrohr zum Führen flexibler Versorgungsleitungen von einem
ortsfesten Anschluß zu einem bewegten Verbraucher, bestehend aus einem schraubenförmig
aufgewickelten Profilband mit einem Mittelabschnitt und gegensinnig umgebogenen
Randabschnitten, wobei sich die Randabschnitte einander benachbarter Windungen wechselseitig
übergreifen und wobei die Windungen in einem sich parallel zur Rohrachse erstreckenden
ersten Teilbereich des Rohrumfanges gegenüber einer Relativbewegung in Rohrlängsrichtung
arretiert und im restlichen Umfangsbereich des Rohres um eine begrenzte Strecke
in Rohrlängsrichtung relativ zueinander beweglich sind.
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Aus Profilbändern gewickelte Rohre oder Schläuche sind im allgemeinen
vollkommen flexibel, d.h nach allen Seiten abbiegbar. Bei ihrer Verwendung zum Führen
von flexiblen Versorgungsleitungen von einem ortsfesten Anschluß zu einem beweglichen
Verbraucher ergibt sich dabei die Schwierigkeit, daß horizontal verlaufende Rohrabschnitte
bei fehlender Unterstützung durchhängen. Um dies zu vermeiden, wurde in der DE-OS
23 41 849 ein einseitig abbiegbares selbsttragendes Iseitungsführungsrohr der eingangs
genannten Art vorgeschlagen. Das dort beschriebene Leitungsführungsrohr besteht
aus einem Profilband mit mäanderftrmigem Querschnitt, so daß bei dem gewickelten
Rohr die Randabschnitte des Profilbandes im wesentlichen in einer senkrecht zur
Rohrachse verlaufenden Ebene liegen. Gemäß einer ersten Lösung wurden in den die
Umfangswand des Rohres bildenden Profilabschnitten in dem genannten ersten Teilbereich
Einkerbungen ausgebildet, welche verhindern, daß sich die aneinander anliegenden
Randabschnitte zweier benachbarter Windungen voneinander
entfernen
können. Gemäß einem zweiten Lösungsvorschlag wird das gleiche Ziel dadurch erreicht,
daß in dem Profilband Abstandselemente ausgeformt sind, die bei dem fertiggewickelten
Rohr oder Schlauch die nebeneinanderliegenden Windungen auf Abstand halten.
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In beiden Fällen ist es kaum möglich, eine Bewegung der Windungen
in der Rohrlängsrichtung relativ zueinander zuverlässig zu verhindern. Die Schwenkbewegung
der Windungen relativ zueinander, die notwendigist, um ein Abbiegen des Rohres oder
Schlauches zu ermöglichen, wirkt im Sinne einer Vergrößerung des Spieles zwischen
den einzelnen Windungen. Dies dürfte bereits nach kurzer Gebrauchszeit dazu führen,
daß das Leitungsführungsrohr in seinen horizontalen Abschnitten durchhängt.
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Ferner ist es aus der DE-OS 23 41 849 bekannt, die einzelnen Windungen
in dem genannten Teilbereich durch einen beispielsweise aus Stahlblech bestehenden
biegsamen Streifen miteinander zu verbinden. Es hat sich jedoch herausgestellt,
daß ein derartiger Streifen nach einiger Zeit bricht. Zudem ist die Befestigung
des Streifens an den einzelnen Windungen relativ aufwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leitungsführungsrohr
der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem zuverlässig eine Relativbewegung
in Rohrlängsrichtung zwischen benachbarten Windungen in dem genannten ersten Teilbereich
des Rohrumfanges verhindert werden kann, so daß das Leitungsführungsrohr auch nach
längerer Gebrauchszeit in freitragenden, Abschnitten nicht durchhängt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
in dem ersten Teilbereich des Rohrumfangs die einander wechselseitig übergreifenden
Randabschnitte der einzelnen Windungen zum jeweils zugehörigen Mittelabschnitt hin
unter Bildung eines Falzes umgebogen sind, in den der zur jeweils benachbarten Windung
gehörende Randabschnitt unbeweglich eingeklemmt ist.
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Das Falzen der Profilabschnitte in dem genannten Teilbereich des Rohrumfanges
schaltet jegliches Bewegungsspiel in Rohrlängsrichtung zwischen den Profilbandwindungen
in diesem Teilbereich des Rohrumfanges aus. Die zum Abbiegen des Rohres notwendige
Schwenkbewegung zwischen einander benachbarten Windungen wird durch die Elastizität
des Materials des Profilbandes gewährleistet. Damit ist sichergestellt, daß das
erfindungsgemäße Leitungsführungsrohr auch nach längerer Gebrauchszeit noch freitragend
ist.
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Besonders klar werden die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausbildung
des Leitungsrohres bei einer Ausführungsform, bei der der genannte Teilbereich auf
der Seite des Rohres liegt, welche beim Biegen des Rohres den kleineren KrUmmungsradius
hat, d.h. wenn der genannte Teilbereich auf der Krümmungsinnenseite liegt. In einem
horizontal verlaufenden freitragenden Rohrabschnitt werden bei dieser Ausführungsform
die Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Windungen auf Zug beansprucht, während
die auf der gegenüberliegenden Rohrseite liegenden Verbindungsstellen zwischen den
Rohrwindungen auf Druck beansprucht werden.
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Da in dem genannten ersten Teilbereich die Randabschnitte des Profilbandes
durch das Falzen parallel zur Rohrachse und damit auch zu den Zugkräften gerichtet
sind, können die Falze durch die auftretenden Zugkräfte nicht aufgebogen werden.
Das gewährleistet, daß auch bei längerem
Gebrauch kein Spiel an
den betrachteten Verbindungsstellen zwischen den Windungen auftritt.
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Prinzipiell ist jede beliebige Querschnittsform für das Leitungsführungsrohr
denkbar. Bei einem kreisförmigen Querschnitt ergibt sich jedoch die Schwierigkeit,
daß der Falzbereich in Umfangsrichtung des Rohres nur eine sehr geringe Breite besitzen
kann, da sonst eine Schwenkbewegung zwischen den einzelnen Windungen wegen des gewölbten
Falzes nicht mehr möglich ist. Aus diesem Grunde ist ein polygonaler Querschnitt
für das Leitungsführungsrohr vorzuziehen, wobei sich der Falzbereich längs einer
Polygonseite erstreckt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist
das Leitungsführungsrohr einen ovalen Querschnitt auf, wobei sich der Falzbereich
längs einer ovalen Längsseite erstreckt. Diese Querschnittsform erleichtert das
Wickeln des Profilbandes, da bei dieser Querschnittsform nicht wie bei einem polygonalen
Querschnitt das Profilband um Ecken zu wickeln ist. An solchen Ecken muß eine erhebliche
Kraft und Sorgfalt aufgewendet werden, um das Umknicken der im wesentlichen senkrecht
zur Rohrachse verlaufenden Profilabschnitte zu verhindern.
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Ublicherweise besteht das Profilband aus Metall. Es sind jedoch auch
andere Materialien denkbar, die sich entsprechend verformen lassen.
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Ein vorstehend beschriebenes Lei tungs führungsrohr läßt sich erfindungsgemäß
in der Weise herstellen, daß das Profilband aus einem flachen Materialband in Abhängigkeit
der Querschnittsform und der Querschnittsabmessungen des
zu wickelnden
Leitungsführungsrohrs mit periodisch variierendem Profilquerschnitt geformt wird,
wobei jede der Umfangslänge einer Windung entsprechende Periode einen ersten Profilabschnitt
mit im wesentlichen Z-förmigem Querschnitt und einer der Breite des ersten Teilumfangsbereiches
entsprechenden Länge sowie einen mit dem ersten Profilabschnitt durch ein Übergangsprofil
verbundenen zweiten Profilabschnitt mit im wesentlichen mäanderförmigem Querschnitt
umfaßt, an den sich wiederum ein Ubergangsprofil anschließt, und daß beim Aufwickeln
des Profilbandes auf einen Dorn die Randabschnitte der Profilbandwindungen im Bereich
des ersten Profilabschnittes unter Bildung eines die Randabschnitte der jeweils
benachbarten Profilbandwindungen einklemmenden Falzes gegen den Dorn angepreßt werden.
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Im Idealfall könnte das Profilband entsprechend dem herzustellenden
Leitungsführungsrohr vorgefertigt und dann über den Dorn gewickelt werden. In der
Praxis würde jedoch die geringste Unregelmäßigkeit oder auch ein geringfügiger Verschleiß
der Wickelvorrichtung dazu führen, daß nach einer größeren Anzahl von Windungen
die einzelnen Profilabschnitte des Profilbandes nicht mehr an den gewünschten Stellen
liegen. Um solche Fehler zu vermeiden, wird erfindungsgemäß die Profilierung des
Profilbandes in Abhängigkeit des Wickelvorganges gesteuert. Das bedeutet, daß die
Profilabschnitte beim Vorprofilieren des Materialbandes in einem bestimmten Abstand
zu den Profilabschnitten hergestellt werden, die gerade auf den Dorn aufgewickelt
werden. Diese Steuerung kann durch eine mechanische Kopplung der Wickelvorrichtung
und der Profilformvorrichtung oder durch irgendeine geeignete Meß- und Steuervorrichtung
erfolgen.
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Da in der Regel für ein Profil mit mäanderförmigem Querschnitt ein
breiteres Materialband benötigt wird als für ein Profil gleicher Breite mit Z-förmigem
Querschnitt, kann vorgesehen sein, daß die Breite des Materialbandes im Bereich
des ersten Profilabschnittes vor dem Formen desselben verringert wird, beispielsweise
mittels einer Stanz- oder Schneidevorrichtung.
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Die Übergangsprofile werden vorzugsweise so geformt, daß sie die Querschnittsformen
der beiden Profilabschnitte kontinuierlich ineinander überführen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung, welche in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen die Erfindung
anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 eine halb schematische,
teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Leitungsführungsrohres,
Fig. 2 einen Schnitt längs Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt in vergrößertem
Maßstab längs Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil eines
zum Wickeln des Leitungsführungsrohres verwendeten Profilbandes, Fig. 5 einen schematischen
Querschnitt durch das Profilband längs Linie V-V in Fig. 4,
Fig.
6 einen schematischen Querschnitt durch das Profilband längs Linie VI-VI in Fig.
4, Fig. 7 eine schematische Darstellung des Wickelvorganges, und Fig. 8A bis D verschiedene
Querschnittsformen des Leitungsführungsrohres.
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In Fig. 1 erkennt man ein Leitungsführungsrohr 10 zum Führen von flexiblen
Versorgungsleitungen 12 (Fig. 2) von einem schematisch dargestellten ortsfesten
Anschluß 14 zu einem schematisch dargestellten Verbraucher 16, der in Richtung des
Doppelpfeiles A relativ zum ortsfesten Anschluß 14 hin- und herbeweglich ist.
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Das Leitungsführungsrohr lo besteht aus einem schraubenförmig aufgewickelten
Profilband 18 (Fig. 4), wobei die einzelnen Windungen 20 (Fig. 1) in dem auf der
Krümmungsinnenseite des in Fig. 1 dargestellten Leitungsführungsrohres verlaufenden
Teilbereich des Rohrumfanges so miteinander verbunden sind, daß sie in Längsrichtung
des Rohres relativ zueinander unbeweglich sind und lediglich um einen bestimmten
Winkelbetrag um eine quer zur Rohrlängsrichtung verlaufende Achse gegeneinander
verschwenkt werden können. In dem die Krümmungsaußenseite des in Fig. 1 dargestellten
Leitungsführungsrohres bildenden Teilbereich des Rohrumfanges dagegen sind die einzelnen
Windungen um einen bestimmten Betrag in Längsrichtung des Leitungsführungsrohres
relativ zueinander bewegbar. Damit kann das Leitungsführungsrohr nur in der einen,
in Fig. 1 dargestellten Richtung umgebogen werden, während es in der
entgegengesetzten
Richtung starr ist. Somit ist der in Fig. 1 mit a bezeichnete obere horizontal gerichtete
Abschnitt des Leitungsführungsrohres lo freitragend und kann nicht durchhängen.
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Die vorstehend beschriebene Eigenschaft des Leitungsführungsrohrs
1o wird dadurch erreicht, daß das Profilband 18 periodisch wiederkehrend unterschiedliche
Querschnittsformen aufweist. In einem ersten in Fig. 4 mit b bezeichneten Abschnitt
weist das Profilband 18 einen zweirinnigen mäanderförmigen Profilquerschnitt mit
einem Mittelabschnitt 22 und nacheinander entgegengesetzten Richtungen umgebogenen
Randabschnitten 24 auf (vgl. Fig. 5). Zu beiden Seiten des Profilabschnittes b schließt
sich jeweils ein Abschnitt c mit einem Übergangsprofil an, welches die in Fig. 5
dargestellte mäanderförmige Querschnitts form in den in Fig. 6 dargestellten Z-förmigen
Querschnitt mit einem Mittelteil 26 und Randabschnitten 28 überführt. Diesen Querschnitt
besitzt das Profilband 18 in dem in Fig. 4 mit d bezeichneten Abschnitt. An den
Abschnitt d schließt sich in Fig. nach rechts wiederum ein Abschnitt c und an diesen
ein Abschnitt b,und so weiter,an.
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Die Länge der Abschnitte b, c und d ist jeweils so gewählt, daß sich
beim Wickeln des Leitungsführungsrohres 1o mit dem in Fig. 2 dargestellten im wesentlichen
rechteckigen Querschnitt die Abschnitte b, c und d des Profilbandes 18 in der in
Fig. 2 dargestellten Weise über den Umfang einer Windung 20 verteilen: Der Abschnitt
b erstreckt sich über die der Krümmungsaußenseite des Leitungsführungsrohres 1o
entsprechende obere Rechtecksseite sowie die Hälfte der vertikalen Rechtecksseiten.
Der Abschnitt d erstreckt sich über den geraden Teil der unteren Rechtecksseite
und die Abschnitte c stellen die Verbindung
zwischen dem Abschnitt
b und dem Abschnitt d her.
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Zur Herstellung des Leitungsführungsrohrs 1o wird das Profilband 18
schraubenförmig derart aufgewickelt, daß die Randabschnitte 24 bzw. 28 einander
benachbarter Windungen 20 sich wechselseitig übergreifen,wie man dies in den Fig.
1 und 3 erkennt. Im Bereich des Abschnittes d des Profilbandes 18 werden die Randabschnitte
28 unter Bildung eines Falzes fest gegen den Mittelabschnitt 26 des Profilbandes
18 gedrückt, wobei sie den Randabschnitt 28 einer jeweils benachbarten Windung einklemmen.
In Fig. 3 wurden diese Falze der Deutlichkeit halber auseinandergezogen dargestellt.
In der Praxis sind diese Falze so miteinander verpreßt, daß kein Spiel zwischen
den ineinandergreifenden Profilabschnitten vorhanden ist und sich die einzelnen
Windungen 20 im Bereich ihrer Abschnitte d daher in Rohrlängsrichtung nicht gegeneinander
bewegen können. Dagegen können sie aufgrund der Elastizität des für das Profilband
18 verwendeten Material um eine in Fig. 3 senkrecht zur Zeichenebene verlaufende
Achse 30 jeweils gegeneinander verschwenkt werden. Der zwischen zwei Windungen 20
mögliche Schwenkwinkel wird durch die Breite einer Profilrinne in dem Mäanderprofil
des Abschnittes b des Profilbandes 18 bestimmt, wie dies der Schnitt in Fig. 1 zeigt.
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In dem freitragenden Abschnitt a des Leitungsführungsrohres 1o wird
die von den Abschnitten d der einzelnen Windungen 20 gebildete Krtimmungsinnensei
te des Leitungsführungsrohres 1o auf Zug beansprucht. Die entgegengesetzte, von
den Abschnitten b der einzelnen Windunen 20 gebildete Krümmungsaußenseite
des
Leitungsführungsrohres lo wird dagegen auf Druck beansprucht. Da aufgrund der Falzung
auf der Krümmungsinnensei#te die Randabschnitte 28 des Profilbandes 18 praktisch
parallel zur Richtung der Zugkräfte liegen, besteht keine Gefahr, daß die Randabschnitte
28 beim Gebrauch des Leitungsführungsrohres aufgebogen werden und damit allmählich
ein Spiel zwischen den einzelnen Windungen in diesem Bereich auftritt, der zu einem
Durchhang des Leitungsführungsrohres in dem Abschnitt a führen würde. Gleichzeitig
ist das Mäanderprofil außerordentlich stabil hinsichtlich der Aufnahme von in Rohrlängsrichtung
wirkenden Druckkräften. Die erfindungsgemäße Herstellung des Leitungsführungsrohres
aus einem Profilband mit periodisch variierendem Querschnitt ermöglicht also die
Herstellung eines einseitig abbiegbaren und in einem horizontal verlaufenden Abschnitt
freitragenden Leitungsführungsrohres ohne Frendteile, die bei bekannten Leitungsführungsrohren
zur Aussteifung notwendig sind. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß diese Eigenschaften
des Leitungsführungsrohres nicht durch einen allmählichen Verschleiß verloren gehen.
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In Eig. 7 ist die Herstellung eines Leitungsführungsrohres in schematischer
Weise dargestellt. Von einer Vorratsrolle 32 wird ein flaches Metallband 34 abgezogen
und über eine Umlenkrolle 36 einer durch ein gestricheltes Rechteck angedeuteten
Profilformvorrichtung 38 zugeführt. Diese besitzt zwei Sätze von Profilrollen 40
bzw. 42 zur Erzeugung des mäanderförmigen Profilquerschnittes bzw. des Z-förmigen
Profilquerschnittes. Diese Profilrollensätze 40 und 42 können abwechselnd zur Wirkung
gebracht werden, wie dies durch einen um eine Achse 44 schwenkbaren zweiarmigen
Hebel 46 schematisch angedeutet ist, mit dessen
Enden die Profilrollensätze
40 bzw. 42 verbunden sind.
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Das aus der Profilformeinheit 38 austretende Profilband 18 wird mit
Hilfe von Druck- und Führungsrollen 48 über einen Dorn 50 gewickelt. Diese Druck-
und Führungsrollen 48 sorgen dafür, daß beim Aufwickeln des Profilbandes 18 dieses
seine Querschnittsform beibehält und daß nicht beispielsweise die Randabschnitte
24 und 28 des Profilbandes beim Umbiegen um die Kanten des Domes 50 einknicken.
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Ein wesentliches Merkmal des Verfahrens besteht darin, daß die Herstellung
des Profilbandes 18, d.h. der Einsatz der Profilrollensätze 40 und 42 in Abhängigkeit
des Wickelvorganges gesteuert wird. Würde man beispielsweise ein Profilband unabhängig
von dem Wickelvorgang in der erfindungsgemäßen Weise vorprofilieren, so bestünde
beim Aufwickeln die Gefahr, daß durch geringfügige Unregelmäßigkeiten im Wickelvorgang
oder durch einen Verschleiß der Wickelvorrichtung die Abschnitte b, c und d des
Profilbandes nicht mehr an den in der Fig. 2 bezeichneten Stellen zu liegen kommen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dagegen werden die Profilrollensätze 40 und
42 in Abhängigkeit des Wickelvorganges derart zum Einsatz gebracht, daß die Profilabschnitte
b, c und d des Profilbandes 18 beim Eintreffen an dem Aufwickeldorn 50 exakt in
dem für sie vorgesehenen Umfangsbereich des Leitungsführungsrohres zu liegen kommen.
Die Steuerung des Einsatzes der Profilrollensätze 40 und 42 kann durch eine mechanische
Kopplung mit der Aufwickelvorrichtung 48, 50 oder durch eine sonstige geeignete
Steuerung erfolgen.
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In den Fig. 8A bis 8D sind vier verschiedene Querschnittsformen für
ein erfindungsgemäßes Leitungsführungsrohr dargestellt, wobei jeweils der eingezeichnete
Abschnitt d
den Teilbereich des Rohrumfanges bezeichnet, in dem
die einzelnen Windungen des Profilbandes 18 durch Falze fest miteinander verbunden
sind. Man erkennt, daß bei einem kreisförmigen Querschnitt dieser Bereich in Umfangsrichtung
nur sehr schmal sein kann, da andernfalls ein gewölbter Falzbereich entstehen würde,
der ein Abbiegen des Leitungs führungsrohres verhindern würde. Vorzuziehen sind
daher Querschnittsformen gemäß den Fig. 8A, 8C und 8D, in denen sich der Abschnitt
d über einen geraden Teil des Rohrquerschnittes erstreckt.