-
Einseitig abbiegbares Leitungsführungsrohr
-
Die Erfindung betrifft ein einseitig abbiegbares Leitungsführungsrohr
zum Führen flexibler Versorgungsleitungen von einem ortsfesten Anschluß zu einem
beweglichen Verbraucher, bestehend aus einem schraubenförmig aufgewickelten S-Profilband
mit im wesentlichen geraden und unter Bildung zweier Profilrinnen im wesentlichen
rechtwinklig aneinandergrenzenden Profilschenkeln, wobei sich einander benachbarte
Bandwindungen wechselseitig übergreifen und wobei die Bandwindungen in einem die
Krümmungsinnenseite des Leitungsführungsrohres bildenden Umfangsbereich desselben
gegenüber einer Relativbewegung in Rohrlängsrichtung arretiert und im restlichen
Umfangsbereich jeweils um eine begrenzte Strecke relativ zueinander bewegbar sind.
-
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 Leitungsführungsrohr
der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem auf der Krümmungsinnenseite des
Leitungsführungsrohres die einzelnen Windungen durch einen beispielsweise aus Stahlblech
bestehenden biegsamen Streifen miteinander verbunden sind. 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.
-
Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde in der älteren Patentanmeldung
P 29 12 279.0 vorgeschlagen, auf der Krümmungsinnnenseite des Leitungsführungsrohres
die einander wechselseitig übergreifenden Profilabschnitte der einzelnen Windungen
zum
jeweils zugehörigen Profilmittelabschnitt hin unter Bildung
eines Falzes umzubiegen, indem der zur jeweils benachbarten Windung gehörende Profilabschnitt
unbeweglich eingeklemmt ist. Dadurch wird ohne zusätzliche Mittel eine Relativbewegung
zwischen den einzelnen Profilbandwindungen in Richtung der Rohrlängsachse zuverlässig
verhindert, während die Elastizität des Bandmaterials eine Biegung des Leitungsführungsrohres
ermöglicht, wobei der Biegeradius durch die maximal mögliche Relativverschiebung
zwischen zwei Bandwindungen auf der Krümmungsaußenseite des Leitungsführungsrohres
bestimmt wird. Diese Ausführungsform erfordert jedoch unterschiedliche Profilformen
innerhalb einer Profilbandwindung und damit einen relativ hohen Herstellungsaufwand.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leitungsführungsrohr
der eingangs genannten Art anzugeben, das bei hoher Tragfähigkeit mit geringem Material-
und Herstellungsaufwand hergestellt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden
freien Profilschenkel de-s Profilbandes - in einem die Rohrlängsachse enthaltenden
Schnitt betrachtet - gleich lang und unter Bildung eines Falzes im wesentlichen
parallel zur Rohrlängsachse gerichtet sind und daß in den von zwei einander wechselseitig
übergreifenden Profilabschnitten begrenzten Hohlraum ein Sperrband eingewickelt
ist, dessen Breite periodisch so variiert, daß sie auf der Krümmungsinnenseite des
Leitungsführungsrohres im wesentlichen gleich der in Rohrlängsrichtung gemessenen
maximalen Breite des Hohlraumes und auf der Krümmungsaußenseite des Leitungsführungsrohres
kleiner als die Breite des Hohlraumes ist.
-
Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht die Verwendung eines Profilbandes
mit gleichbleibendem Profilquerschnitt, d.h. mit gleichbleibender Höhe und Breite
der Profilrinnen. Dadurch
wird die Herstellung des Profilbandes
vereinfacht und der Herstellungspreis gesenkt. Die erfindungsgemäße Ausbildung des
Profils gewährleistet, daß sich die einzelnen Windungen sowohl in dem gekrümmten
Leitungsabschnitt als auch in dem freitragenden geraden Abschnitt über den gesamten
Leitungsumfang aneinander abstützen.
-
Das Sperrband wird beim Wickeln des Leitungsführungsrohres mit eingewickelt.
Es füllt auf der Krümmungsinnenseite des Leitungsführungsrohres den von den Profilen
begrenzten Hohlraum in dessen Längsrichtung vollständig aus, so daß sich die einzelnen
Bandwindungen in Rohrlängsrichtung nicht voneinander entfernen können. Auf der Krümmungsaußenseite
des Leitungsführungsrohres dagegen ist das Sperrbandso schmal, daß sich die beiden
freien Profilschenkel aufeinander zu bewegen und damit die Bandwindungen voneinander
weg bewegen können, bis zumindest einer der freien Profilschenkel an dem Sperrband
anstößt. Durch eine kontinuierliche Veränderung der Breite des Sperrbandes in den
Ubergangsbereichen zwischen der Krümmungsinnenseite und der Krümmungsaußenseite
des Leitungsführungsrohres wird eine sich über den gesamten Umfang des Leitungsführungsrohres
erstreckende Anschlagfläche geschaffen. Dadurch erhält das Leitungsführungsrohr
in dem jeweils gekrümmten Bereich eine hohe Festigkeit und Tragfähigkeit.
-
Durch eine Veränderung der Breite des Sperrbandes in dem Bereich der
Krümmungsaußenseite des Leitungsführungsrohres kann auf einfachste Weise bei gleichbleibender
Profilform und -größe des Profilbandes der Biegeradius des Leitungsführungsrohres
variiert werden.
-
Die oben genannte Aufgabe wird auch dadurch gelöst, daß die beiden
freien Profilschenkel des Profilbandes - in einem die Rohrlängsachse enthaltenden
Schnitt betrachtet - gleich lang und unter Bildung eines Falzes im wesentlichen
parallel zur
Rohrlängsachse gerichtet sind und daß die freien Profilschenkel
der hakenförmig ineinandergreifenden Profilabschnitte benachbarter Bandwindungen
auf der Krümmungsinnenseite des Leitungsführungsrohres bei oder nach dem Wickeln
desselben erzeugte Verformungen aufweisen, welche eine Re lat ivbewegung der Bandwindungen
auf der Krümmungs innenseite verhindern. Die Verformungen können beim Wickeln des
Leitungsführungsrohres z.B. in Form von Sicken eingerollt oder nachträglich eingepreßt
werden. Der Biegeradius des Leitungsführungsrohres kann in diesem Fall durch eine
Veränderung der Schenkellänge der freien Profilschenkeln verändert werden, wobei
jedoch diese Schenkellänge über die gesamte Bandlänge hin konstant ist. Bei dieser
Ausführungsform kann das Sperrband eingespart werden.
-
Auf die Verwendung eines Sperrbandes kann auch verzichtet werden bei
einem weiteren Vorschlag zur Lösung der oben genannten Aufgabe. Dieser besteht darin,
daß die beiden Profilschenkel des Profilbandes - in einem die Rohrlängsachse enthaltenden
Schnitt betrachtet - gleich lang und unter Bildung eines Falzes im wesentlichen
parallel zur Rohrlängsachse gerichtet sind und daß die quer zur Bandlängsrichtung
gemessene Schenkellänge der freien Profilschenkel des Profilbandes auf der Krümmungsinnenseite
des Leitungsführungsrohres gleich der Breite einer Profilrinne vermindert um die
Materialstärke des Profilbandes ist, auf der KrüYnmungsaußenseite geringer ist als
auf der Krümmungsinnenseite und in dem Übergangsabschnitt zwischen Krümmungsinnenseite
und Krümmungsaußenseite kontinuierlich variiert.
-
Auf der Krümmungsinnenseite füllen also die freien Profilschenkel
den von den einander übergreifenden Profilabschnitten begrenzten Hohlraum so aus,
daß sich die Bandwindungen in Rohrlängsrichtung nicht voneinander entfernen können.
Auf der Krümmungsaußenseite dagegen
sind die freien Profilschenkel
so kurz, daß sich die Windungen um eine begrenzte Strecke voneinander entfernen
können, bis der freie Profilschenkel der einen Bandwindung mit seiner freien Kante
an einem Profilabschnitt der jeweils benachbarten Bandwindung anstößt.
-
Bei dieser Ausführungsform bleibt ebenfalls die Profilform und Prof
ilgröße des Profilbandes erhalten, während die Schenkellänge der freien Profilschenkel
periodisch variiert Der Biegeradius kann durch die Wahl der Schenkellänge auf der
Krümmungsaußenseite des Leitungsführungsrohres eingestellt werden. Auch die Herstellung
eines derartigen Profilbandes ist relativ einfach, da lediglich die freien Profilschenkel
entsprechend zugeschnitten werden müssen. Dies kann vor oder nach dem Formen des
Profils erfolgen.
-
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 zeigen: Fig. 1 eine halbschematische
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Leitungsführungsrohres, Fig. 2 einen Schnitt
längs Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine perspektivische Endansicht eines zur Herstellung
des Leitungsführungsrohres verwendeten Profilbandes,
Fig. 4 einen
Schnitt längs Linie IV-IV in Fig. 2 durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Leitungsführungsrohres, Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines bei der
Ausführungsform gemäß Fig. 4 verwendeten Sperrbandes, Fig. 6 einen der Fig. 4 entsprechenden
Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 einen Schnitt gemäß
Fig. 4 durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung und Fig. 8 eine Draufsicht
auf einen Abschnitt eines bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 verwendeten Profilbandes.
-
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 her bewegbar ist.
-
Das Leitungsführungsrohr 10 besteht aus einem schraubenförmig aufgewickelten
Profilband 18 (Fig. 3), wobei die einzelnen Windungen 20 (Fig. 1) in dem auf der
Krümmungsinnenseite 22 des Leitungsführungsrohres verlaufenden Bereich des Rohrumfanges
so miteinander verbunden sind, daß sie in Längsrichtung des Leitungsführungsrohres
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 24 des Leitungsführungsrohres 10 bildenden
Bereich des Rohrumfangs
dagegen sind die einzelnen Windungen 20
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 10 freitragend und kann nicht durchhängen.
Dabei wird das Leitungsführungsrohr 10 in dem der Krümmungsinnenseite 22 entsprechenden
Umfangsbereich auf Zug und in dem der Krümmungsaußenseite 24 entsprechenden Umfangsbereich
auf Druck beansprucht. Der Biegeradius r wird durch die Größe des Betrages bestimmt,
um den die einzelnen Windungen 20 auf der Krümmungsaußenseite 24 maximal gegeneinander
verschiebbar sind.
-
Das für die Herstellung eines derartigen freitragenden Leitungsführungsrohres
verwendete Profilband 18 weist einen S-förmigen Querschnitt auf, wobei die einzelnen
Profilschenkel 18a bis 18g - im Querschnitt gemäß Fig. 3 betrachtet - im wesentlichen
gerade sind und im wesentlichen rechtwinklig unter Bildung zweier Profilrinnen 26
aneinander anschließen.
-
Die freien Profilschenkel 18a und 18g, die nach Fertigstellung des
Leitungsführungsrohres parallel zur Rohr achse gerichtet sind, dienen mit ihren
freien Kanten 28 zur Begrenzung der Relativbewegung zwischen je zwei Profilbandwindungen
20, wie dies nun anhand der Fig. 4 bis 8 beschrieben werden soll.
-
Dabei wird stets ein Profilband verwendet, dessen Querschnittsform
über die gesamte Bandlänge konstant bleibt. Lediglich die Schenkellänge b der freien
Schenkel 18a und 18g wird ggf.
-
verändert.
-
Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leitungsführungsrohres
ist in Fig. 4 dargestellt. Man erkennt, daß sich einander benachbarte Windungen
20 mit jeweils einer Profilhälfte wechselseitig übergreifen und dabei einen
schlauchförmigen
Hohlraum 30 bilden. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die Schenkellänge b
der freien Profilschenkel 18a und 18g relativ klein und über die gesamte Länge des
Profilbandes 18 konstant. In den Hohraum 30 wird beim Wickeln des Leitungsführungsrohres
10 ein Sperrband 32 mit eingewickelt, dessen Breite periodisch in der Form variiert,
wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Die Breite des Sperrbandes 32 in einem ersten
Abschnitt c ist im wesentlichen gleich oder geringfügig größer als die in Längsrichtung
des Leitungsführungsrohres gemessene Breite des schlauchförmigen Hohlraumes 30.
Der Abschnitt c des Sperrbandes 32 ist so bemessen und das Sperrband 32 wird so
gewickelt, daß der Abschnitt c auf der Krümmungsinnenseite 22 des Leitungsführungsrohres
zu liegen kommt und dabei den Hohlraum 30 auf der Krümmungsinnenseite 22 des Leitungsführungsrohres
10 vollständig austüllt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Der Abschnitt c erstreckt
sich also über den in Fig. 2 ebenfalls mit c bezeichneten Abschnitt. Das Sperrband
32 verhindert somit auf der Krümmungsinnenseite des Leitungsführungsrohres eine
Relativbewegung zwischen den einzelnen Windungen 20, da es den bei völlig zusammengeschobenen
Windungen 20 entstandenen Hohlraum 30 praktisch vollständig ausfüllt.
-
An den Abschnitt c des Sperrbandes 32 schließen sich auf beiden Seiten
Ubergangsabschnitte d an, in denen sich die Breite des Sperrbandes kontinuierlich
verringert und die zu einem Abschnitt e konstanter Breite überleiten, der auf der
Krümmungsaußenseite des Leitungsführungsrohres zu liegen kommt. Die Lage der Abschnitte
d und e ist in Fig. 2 ebenfalls eingezeichnet.
-
Wie man in Fig. 4 erkennt, wird das Sperrband 32 von den Profilschenkeln
18a, 18b und 18c des einen Bandprofils umschlossen, während zwischen dem Sperrband
und der freien Kante 28 des freien Profilschenkels 18g der benachbarten Profilbandwindung
ein Spiel h besteht, das eine Relativbewegung zwische:
einander
benachbarten Profilbandwindungen ermöglicht. Die Größe von h bestimmt dabei den
Biegeradius des Leitungsführungsrohres. Das Spiel h und damit der Biegeradius r
kann sowohl durch die Wahl der Breite des Abschnittes e des Sperrbandes :32 als
auch die Schenkellänge b des freien Profilschenken 18g eingestellt werden.
-
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform ist besonders vorteilha@t@
da das Sperrband 32 auf der gesamten Umfangsfläche des Leitlmgsführungsrohres, d.h.
auch in den Ubergangsbereichen d eine Anschlagfläche für die jeweils zur Anlage
kommende Kante 28 des freien Profilschenkels der benachbarten Windung bietet., Dadurch
wird eine hohe Festigkeit und Tragfähigkeit des Le:i.###gsführungsrohres in dem
gekrümmten Abschnitt erreicht: Bei de Ausführungsform gemäß Fig. 6 wird kein Sperrband
verwendet Auch hier wird ein Profilband 18 verwendet, dessen freie Pro:t#ilschenkel
18a und 18g über die gesamte Bandlänge hin ein. konstante Breite aufweisen. Die
Arretierung der Profilbandwindungen 20 auf dem der Krümmungsinnenseite des Leitungsführungsrohres
entsprechenden Umfangsbereich wird durch eine Verformung der Profilbandwindungen
in diesem Bereich bewirkt, indem während oder nach dem Wickeln des Leitungsführungsrohres
Verformungen nach Art der in Fig. 6 dargestellten Sicken 34 eingerollt oder eingepreßt
werden.
-
Der Bi.egeradius r des Leitungsführungsrohres wird wiederum durch
des Spiel h (Fig. 6), d.h. bei gegebener Abmessung der Profilrinnen 26 durch die
Schenkellänge b der freien Profilschenkel 18a und 18g gegeben.
-
Die Fig. 7 schließlich zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung,
bei welcher die Schenkellänge b der freien Profilschenkel 18a und 18g in der gleichen
Weise variiert, wie dies bei der Breite des Sperrbandes bei der Ausführungsform
gemäß
den Fig. 4 und 5 der Fall ist. Im übrigen bleibt das Querschnittsprofil des Profilbandes
über dessen gesamte Länge hin konstant. Ein solches Profilband ist in einer Draufsicht
in Fig. 8 dargestellt. Der Einfachheit halber sind die für die Krümmungsinnenseite
22, die Krümmungsaußenseite 24 und die Übergangs bereiche zwischen diesen beiden
Seiten bestimmten Abschnitte des Profilbandes wieder mit den Buchstaben c, e bzw.
d bezeichnet. Wie man in Fig. 7 erkennt, erstrecken sich die freien Profilschenkel
18a und 18g zweier hakenförmig ineinandergreifender Profilwindungen bei vollständig
zusammengeschobenen Profilwindungen jeweils bis zur gegenüberliegenden Wand des
von zwei Profilwindungen eingeschlossenen Hohlraumes 30. Dadurch können sich die
Profilbandwindungen auf der Krümmungsinnenseite des Leitungsführungsrohres nicht
in Richtung der Rohrachse gegeneinander bewegen. Allerdings ist ein gewisses Spiel
i zwischen den parallel zueinander verlaufenden freien Schenkeln 18a und 18g ineinandergreifender
Profilwindungen vorhanden, das eine Schwenkbewegung zwischen zwei einander benachbarten
Windungen um eine senkrecht zur Rohrachse verlaufende Achse erlaubt.
-
In dem Abschnitt e ist die Schenkellänge b der freien Profilschenkel
18a und 18g so gering, daß ein Spiel h entsteht, das eine Relativbewegung zwischen
zwei einander benachb#rten Windungen ermöglicht.
-
Die Schenkellänge b der freien Profilschenkel 18a und 18g kann dadurch
verändert werden, daß beispielsweise das zur Herstellung des Profilbandes 18 verwendete
Materialband vor dem Formen des Profils zugeschnitten wird. Es ist jedoch auch möglich,
die freien Schenkel erst nach dem Formen des Profils entsprechend zurecht zu schneiden.
In beiden Fällen kann das Schneiden der freien Profilschenkel in Abhängigkeit des
Wickelvorganges erfolgen, so daß sichergestellt ist, daß die Abschnitte c, d und
e des Profilbandes jeweils in den entsprechenden
Umfangsbereichen
des Leitungsführungsrohres zu liegen kommen.
-
Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Leitungsführungsrohres
liegen darin, daß das verwendete Profilband eine einfache Herstellung ermöglicht
sowie große Stütz- und Anschlagflächen schafft, welche die Festigkeit und Tragfähigkeit
des Leitungsführungsrohres bei einem gegebenen Materialeinsatz gegenüber herkömmlichen
Leitungsführungsrohren wesentlich verbessern.
-
L e e r s e i t e