DE2919379A1

DE2919379A1 - Flexibler metallschlauch zur aufnahme von energiefuehrungsleitungen

Info

Publication number: DE2919379A1
Application number: DE19792919379
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: ARNOLD und KURT HENNIG oHG
Current assignee: Gebrueder Hennig GmbH
Priority date: 1979-05-14
Filing date: 1979-05-14
Publication date: 1980-11-27
Also published as: DE2919379C2

Description

Flexibler Metallschlauch zur Aufnahme von Ener-
gieführungsleitungen Die Erfindung betrifft einen zur Aufnahme von Energieführungsleitungen bestimmten flexiblen Metallschlauch mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Ein bekannter Schlauch zur Aufnahme von Energieführungsleitungen (DE-OS 1 675 330) besteht aus einem biegeelastischen Rohr, in dessen obere und/oder untere Rohrwand versteifende Federbänder eingesetzt sind. Nachteilig sind bei dieser Ausführung vor allem die verhältnismäßig hohen Fertigungskosten sowie die vergleichsweise geringe Steifigkeit und Knickfestigkeit.
Es ist weiterhin ein flexibler Metallschlauch zur Aufnahme von Energieführungsleitungen bekannt (DE-OS 26 22 005), der aus einer Reihe ineinandergreifender Rohrglieder besteht, deren eines Ende rinnenartig profiliert ist, wobei die ineinandergreifenden Kanten benachbarter Rohrglieder Anschläge zur Begrenzung der Streck- und Krümmungslage bilden. Die einzelnen Rohrglieder müssen hierbei geteilt ausgebildet werden, wobei die beiden Hälften der Rohrglieder erst nach dem Zusammensetzen benachbarter Rohrglieder miteinander verbunden werden können. Die Fertigung dieses flexiblen Metallschlauches ist demgemäß außerordentlich aufwendig.
Es ist weiterhin ein flexibler Metallschlauch be- kannt (DE-AS 23 41 849), der aus einem schraubenlinienförmig gewundenen Metallband besteht, dessen Kanten der einzelnen Windungen ineinandergreifen, wobei zur Begrenzung der Strecklage des Schlauches ein biegsamer Streifen außen auf den Windungsgängen befestigt ist. Erfolgt die Anbringung dieses biegsamen Streifens durch Kleben, so kommt es in der Praxis gelegentlich vor, daß sich die Klebverbindung unter der Wirkung der ständig wechselnden mechanischen Beanspruchung und dem zusätzlichen Einfluß aggressiver Kühlmedien löst. Auch die Anbringung des biegsamen Streifens erfordert eine sehr sorgfältige Montage, insbesondere eine gute Entfettung der zu verbindenden Metallteile.
Die Entfettung führt andererseits bei der späteren Verwendung des Metallschlauches auf der Werkzeugmaschine vielfach zu Gleitschwierigkeiten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen flexiblen Metallschlauch der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art so auszubilden, daß er sich durch eine besonders einfache Fertigungund eine hohe Stabilität (Knicksteifigkeit in der Strecklage und Biegesteifigkeit in der maximal gekrümmten Lage) auszeichnet.
Weiterhin soll der erfindungsgemäße Metallschlauch so gestaltet sein, daß die Möglichkeit besteht, ausgehend von demselben Grundelement (einem schraubenlinienförmig gewundenen Metallband) sowohl den Krümmungsradius als auch die Vorspannung des Schlauches in weiten Grenzen frei zu ändern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Metallschlauch wird somit die von benachbarten Windungen gebildete, schraubenlinienförmig verlaufende, geschlossene Kammer in einem bestimmten Umfangsbereich des Schlauches gesperrt, indem das in die Kammer in diesem Umfangsbereich eingebrachte Material eine Verkürzung der axialen Länge des Kammerquerschnitts verhindert. Dieses Material wird hierbei auf Druck beansprucht und fixiert die Strecklage des Schlauches.
In analoger Weise läßt sich nach dem erfindungsgemäßen Prinzip auch die Krümmungslage des Schlauches auf einem beliebig gewählten Wert fixieren. Der minimale Krümmungsradius ist dadurch gegeben, daß die Schenkel benachbarter Windungen in einem bestimmten Umfangsbereich des Schlauches aneinanderliegen. Hierbei ist die axiale Länge des Kammerquerschnitts in der Krümmungszone gleich Null. Um nun einen Krümmungsradius einzustellen, der größer als der minimale Krümmungsradius ist, kann man erfindungsgemäß im Bereich einzelner Windungen die von benachbarten Windungen gebildete geschlossene Kammer durch Material gegen jegliche oder teilweise Verkürzung der axialen Länge des Kammerquerschnitts sperren.
Das Material, das die geschlossene Kammer gegen Verkürzung der axialen Länge des Kammerquerschnitts.
sperrt, kann erfindungsgemäß durch eine Zone des Metallbandes selbst gebildet werden, die in den Innenraum der Kammer hinein verformt wird. Neben dieser Verformung durch einen Präge- oder Stanzvorgang kann zugleich eine Punktschweißverbindung zwischen der in den Innenraum der Kammer hinein verformten Zone einer Windung und der die Kammer zur Innenseite des Schlauches hin begrenzenden benachbarten Windung hergestellt werden.
Eine andere Möglichkeit, die schraubenlinienförmig verlaufende geschlossene Kammer in einem bestimmten Umfangsbereich gegen eine Verkürzung der axialen Länge des Kammerquerschnitts zu sperren, besteht im Einbringen eines Füllstoffes, vorzugsweise eines nach Erhärtung druckfesten Kunststoffes in diese Kammer.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden in Verbindung mit der Beschreibung einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen - Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines flexiblen Metallschlauches in der Strecklage; - Fig. 2 eine Seitenansicht des Metallschlauches in der Krümmungslage; - Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch den Metallschlauch längs der Linie 111-111 der Fig. 1; - Fig. 4 einen Längsschnitt durch den oberen Umfangsbereich des Metallschlauches in der Strecklage; - Fig. 5 einen Längsschnitt (längs der Linie IV-IV) jedoch in der Krümmungslage des Schlauches; - Fig. 6 einen Längsschnitt durch den unteren Umfangsbereich'des Schlauches (mit durch Materialverformung gesperrter Kammer); - Fig. 7 eine Aufsicht auf die Unterseite (gesperrter Umfangsbereich) des Schlauches gemäß Fig. 3; - Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Vari ante des erfindungsgemäßen Schlauches; - Fig. 9 eine Variante des Längsschnittes gemäß Fig. 5 (wobei die schraubenlinienförmige Kammer im Bereich einzelner Windungen gegen axiale Verkürzung gesperrt ist).
Der in den Fig. 1 - 3 ganz schematisch veranschaulichte flexible Metallschlauch 1 dient zur Aufnahme von (nicht dargestellten) Energieführungsleitungen und besteht aus einem schraubenlinienförmig um die Schlauchachse gewundenen Metallband 2, das einen im Querschnitt etwa quadratischen Innenraum 3 umschließt (selbstverständlich kann das Metallband 2 auch rechteckig, kreisrund, oval usw.
gewickelt sein).
Das Metallband 2 ist im Querschnitt (vgl. Fig. 4) etwa S-förmig gestaltet. Es besteht aus zwei äußeren Schenkeln 4, 5, einem mittleren Schenkel 6 und zwei Verbindungsstegen 7 und 8. Hierdurch werden zwei Nuten 9, 10 begrenzt, von denen die eine (z.B. 9) nach der Innenseite und die andere (z.B. 10) nach der Außenseite des Schlauches hin offen ist.
Benachbarte Windungen des Bandes 2 (z.B. die Windung 2' und 2", vgl. Fig. 5) greifen mit je einem Schenkel (z.B. 4', 5") verschiebbar ineinander. Sie bilden damit im ganz oder teilweise zusammengeschobenen Zustand eine schraubenlinienförmig verlaufende, geschlossene Kammer 11, deren Querschnitt eine veränderliche axiale Länge (1) besitzt.
Ein Vergleich der Fig. 4 und 5 zeigt, daß im vollständig zusammengeschobenen Zustand des Schlauches (Strecklage gemäß Fig. 1) die axiale Länge des Querschnitts der Kammer 11 einen Maximalwert besitzt, während im auseinandergezogenen Zustand (maximale Krümmung gemäß Fig. 2) die ineinandergreifenden Schenkel benachbarter Windungen an schlagartig aneinanderliegen, so daß die axiale Länge (1) des Kammerquerschnitts in dieser Krümmungszone gleich Null ist.
Um nun die Strecklage (Fig. 1) des Schlauches zu fixieren, so daß der Schlauch auf Knickung bzw. Durchbiegung beansprucht werden kann, ist erfindungsgemäß die schraubenlinienförmig verlaufende Kammer 11 in einem die Unterseite des Schlauches bildenden Umfangsbereich 12 (vgl. Fig. 3) gegen eine Verkür- zung der axialen Länge 1 des Kammerquerschnitts gesperrt. Zu diesem Zweck sind - wie Fig. 6 zeigt -die äußeren Stege 13, 13' benachbarter Windungen 14, 14' in den Innenraum der oben erwähnten schraubenlinienförmigen Kammer 11 hineinverformt. Das dadurch in dieser (nunmehr eingedrückten) Kammer befindliche Material sperrt ein Auseinanderziehen des Schlauches in diesem Umfangsbereich 12 und fixiert damit die Strecklage. Die schraubenlinienförmige Kammer behält daher in diesem Umfangsbereich 12 die maximale axiale Länge 1 des Kammerquerschnitts bei.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 sind die verformten Stege 13, 13' durch eine Punktschweißung 15 mit dem Steg 16, 16' der benachbarten Windung verbunden, die die Kammer zur Innenseite des Schlauches hin begrenzt.
Es sei jedoch hervorgehoben, daß es im Rahmen der Erfindung auch möglich ist, die Sperrung der schraubenförmig verlaufenden Kammer im unteren Umfangsbereich 12 ausschließlich durch Materialverformung (ohne zusätzliche Schweißverbindung) zu bewirken.
Fig. 7 zeigt,eine Ansicht des unteren Umfangsbereiches 12 des Schlauches von außen. Im Bereich der einzelnen Schraubenwindungen sind jeweils einige (beispielsweise 4) Verformungs- und Schweißpunkte 17 vorgesehen. Es versteht sich, daß diese Verformungs-und Schweißpunkte - in Längsrichtung des Schlauches betrachtet - entweder in einer Linie angeordnet oder auf Lücke versetzt sein können.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist die schraubenlinienförmige Kammer im Umfangsbereich 12 des Schlauches durch Füllmaterial 18 gesperrt, das im zusammengeschobenen Zustand des Schlauches in die Kammer eingebracht ist. Zu diesem Zweck wird der vorgefertigte, handelsübliche Metallschlauch im zusammengeschobenen Zustand mit einer oder zwei in Längsrichtung durchgehenden Rillen versehen, die nach außen hin offen sind und deren Tiefe t in Fig. 8 angedeutet ist. Diese Rillen reichen somit nur bis dicht an die Stege 20, 20' der einzelnen Windungen und ermöglichen das Einbringen des Füllmateriales 18 von außen, beispielsweise eines erhärtenden Kunststoffes.
Fig. 9 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen Umfangbereich 21 (Fig. 3) welcher dem Umfangsbereich diametral gegenüberliegt. In diesem oberen Umfangsbereich, der für das bereits erläuterte Ausführungsbeispiel in Fig. 5 dargestellt ist, liegen in der maximal gekrümmten Lage des Schlauches die ineinandergreifenden Schenkel (z.B. 4', 5") benachbarter Windungen (z.B. 2',2") anschlagartig aneinander.
Hierdurch ist der minimale Krümmungsradius R (vgl.
Fig. 2) des Schlauches definiert.
Um nun denselben Schlauch an einen größeren Krümmungsradius anpassen zu können, ist gemäß Fig.9 nur jede zweite Windung im Bereich eines nach außen weisenden Steges in der erläuterten Weise verformt, beispielsweise die Stege 22, 23 der Windungen 24, 25, nicht jedoch die Windungen 26, 27.
Man erkennt leicht, daß es durch entsprechende Wahl der verformten Windungen ohne weiteres möglich ist, jeden Krümmungsradius oberhalb des minimalen Krümmungsradius einzustellen.
Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Metallschlauches findet zweckmäßig ein vorgefertigter,.
handelsüblicher Schlauch als Ausgangsmaterial Verwendung. Er wird im zusammengeschobenen Zustand einem Präge- oder Stanzvorgang unterworfen, bei dem in zumindest einem Umfangsbereich des Schlauches einzelne Zonen des Metallbandes in den Innenraum der geschlossenen Kammer hinein verformt werden.
Zweckmäßig erfolgt dabei die Verformung einzelner Zonen des Metallbandes gleichzeitig in mehreren Windungen. Im unmittelbaren Anschluß an die Verformung kann dabei die Punktschweißverbindung der benachbarten Windungen hergestellt werden.
Der erfindungsgemäße Metallschlauch zeichnet sich damit gegenüber allen bisher bekannten Ausführungen durch eine sehr einfache Fertigung, eine hohe Knicksteifigkeit und Biegefestigkeit sowie eine leichte Anpaßbarkeit an unterschiedliche Abnehmerwünsche aus.
Um den Zusammenhalt benachbarter Windungen,.insbesondere im gestreckten bzw. gekrümmten Zustand des Schlauches zu verbessern, können die ineinandergreifenden Schenkel benachbarter Windungen (z.B.
die Schenkel 4', 5" gemäß Fig.5) einen von 900 etwas abweichenden Winkel gegenüber dem sie tragenden Steg bilden, so daß sie einander hintergreifen.

Claims

Patentansprüche: Flexibler Metallschlauch zur Aufnahme von Energieführungsleitungen, enthaltend ein schraubenlinienförmig um die Schlauchachse gewundenes Metallband, das zwei nebeneinanderliegende Nuten aufweist, von denen die eine nach der Innenseite und die andere nach der Außenseite des Schlauches hin offen ist, wobei benachbarte Windungen des Bandes mit je einem Schenkel verschiebbar ineinandergreifen und dadurch eine schraubenlinienförmige, geschlossene Kammer mit veranderlicher axialer Länge des Kammerquerschnitts bilden, und wobei ferner Mittel zur Fixierung der Strecklage und der gekrümmten Lage des Schlauches vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Strecklage des Schlauches durch Material fixiert ist, das in einem ersten Umfangsbereich (12) des Schlauches die von benachbarten Windungen (14, 14') gebildete geschlossene Kammer (11) im ganz zusammengeschobenen Zustand des Schlauches gegen eine Verkürzung der axialen Länge (1) des Kammerquerschnitts sperrt.
2. Metallschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Lage des Schlauches bei minimalem Krümmungsradius durch Schenkel (4',5") benachbarter Windungen (2' ~2") fixiert ist, die in einem dem ersten Umfangsbereich (12) diametral gegenüberliegenden zweiten Umfangsbereich (21) aneinanderliegen, und daß die axiale Länge des Kammerquerschnitts in der Krümmungszone gleich Null ist.
3. Metallschlauch nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Lage des Schlauches bei einem Krümmungsradius, der größer als der minimale Krümmungsradius ist, durch Material fixiert ist, das im zweiten Umfangsbereich (21) zumindest im Bereich einzelner Windungen (24, 25) die von benachbarten Windungen gebildete geschlossene Kammer (11) im ganz oder teilweise zusammengeschobenen Zustand des Schlauches gegen jegliche oder teilweise Verkürzung der axialen Länge des Kammerquerschnitts sperrt.
4. Metallschlauch nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die geschlossene Kammer (11) gegen Verkürzung der axialen Länge (1) des Kammerquerschnitts sperrende Material durch in den Innenraum der Kammer (11) hinein verformte Zonen des Metallbandes (2) gebildet wird.
5. Metallschlauch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Innenraum der Kammer (11) hinein verformten Zonen einer Windung durch Punktschweißung (15) mit der die Kammer zur Innenseite des Schlauches hin begrenzenden benachbarten Windung verbunden sind.
6. Metallschlauch nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die geschlossene Kammer (11) gegen Verkürzung der axialen Länge des Kammerquerschnitts sperrende Material durch einen bei zusammengeschobenem Zustand des Schlauches in der betreffenden Umfangs zone des Schlauches in die Kammer eingebrachten Füllstoff (18), vorzugsweise einen nach Erhärtung druckfesten Kunststoff, gebildet wird.
7. Verfahren zur Herstellung eines Metallschlauches nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgefertigte, handelsübliche Metallschlauch im zusammengeschobenen Zustand einem Präge- oder Stanzvorgang unterworfen wird, bei dem zumindest im ersten Umfangsbereich einzelne Zonen des Metallbandes in den Innenraum der geschlossenen Kammer hinein verformt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung einzelner Zonen des Metallbandes gleichzeitig in mehreren Windungen erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 zur Herstellung eines Metallschlauches nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im unmittelbaren Anschluß an die Verformung die Punktschweißverbindung der beiden benachbarten Windungen hergestellt wird.
10. Verfahren zur Herstellung eines Metallschlauches nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgefertigte, handelsübliche Metallschlauch im zusammengeschobenen Zustand mit einer vorzugsweise als durchgehende Längsrille ausgebildeten Aussparung versehen wird, durch die anschließend der Füllstoff in die Kammer eingebracht wird.