WO2011036245A1 - Streckbarer wickelschlauch - Google Patents

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WO2011036245A1
WO2011036245A1 PCT/EP2010/064134 EP2010064134W WO2011036245A1 WO 2011036245 A1 WO2011036245 A1 WO 2011036245A1 EP 2010064134 W EP2010064134 W EP 2010064134W WO 2011036245 A1 WO2011036245 A1 WO 2011036245A1
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WO
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tube
winding
winding tube
bands
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Application number
PCT/EP2010/064134
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Weiss
Karl-Heinz MÜNKER
Dietmar Baumhoff
Andreas Gerhard
Karsten Schenk
Oliver Selter
Stefan Hauk
Michael Henkelmann
Original Assignee
Westfalia Metallschlauchtechnik Gmbh & Co. Kg
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Filing date
Publication date
Application filed by Westfalia Metallschlauchtechnik Gmbh & Co. Kg filed Critical Westfalia Metallschlauchtechnik Gmbh & Co. Kg
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Priority to DE112010003781T priority patent/DE112010003781A5/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/14—Hoses, i.e. flexible pipes made of rigid material, e.g. metal or hard plastics
    • F16L11/16—Hoses, i.e. flexible pipes made of rigid material, e.g. metal or hard plastics wound from profiled strips or bands
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F01N13/1811—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration
    • F01N13/1816—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration the pipe sections being joined together by flexible tubular elements only, e.g. using bellows or strip-wound pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2530/00—Selection of materials for tubes, chambers or housings
    • F01N2530/26—Multi-layered walls

Definitions

  • the invention relates to an extensible winding tube of at least two spirally wound bands and rigid and flexible conduit elements, in particular exhaust pipes of motor vehicles, which contain such a winding tube.
  • Winding tubes made of metal are often used in decoupling elements for
  • the stretchable winding tube according to the invention consists of at least two spirally wound bands, for example profiled metal bands. Seen in longitudinal section (along the hose or rotation axis), the winding hose should have at least three so-called “telescope sections" for which the following conditions apply:
  • Telescope sections arranged axially next to each other. Typically, they are arranged axially consecutively, d. H. without (axial) gaps.
  • the considered telescopic sections are hooked together with respect to an axial extension.
  • the telescopic sections thus have (typically radially projecting) hook elements, which abut one another at certain extensions of the winding tube and thereby limit the minimum and / or maximum possible extension. Without such entanglement of the winding tube in the axial direction could be arbitrarily pulled apart and thereby lose its cohesion cohesion.
  • Telescope sections it is possible to increase the stretch of the winding tube almost arbitrarily.
  • the telescopic sections namely contribute in the compressed state of the winding tube only to its axial length, since they are all housed parallel to each other in the same axial section due to their telescopic arrangement. Only when stretching the winding tube, the telescopic sections are transferred from the axially overlapping positioning in an axially sequential positioning, so that each telescope section contributes individually to the axial extent. With a correspondingly large number of telescopic sections can be realized in this way virtually any extension of the winding tube.
  • the winding tube has exactly three of the described telescope sections, but otherwise is designed differently.
  • the winding tube has a similar structure over its entire axial length, ie. H. in longitudinal section has a plurality of telescopic sections, each of which (at least) are arranged telescopically.
  • this contains at least two bands with different cross-sectional profiles.
  • all of these bands are axially sequentially arranged and co-wound (ie, all the different bands are juxtaposed as a wide "multiband” and this "multiband" is wound into the tube.)
  • at least three telescopically arranged telescoping portions are on at least two different bands distributed (on different tape turns, ie 360 ° rounds, they have to be anyway, to be axially movable to each other).
  • the cross-sectional profile of the bands of the winding tube (which shows in a longitudinal section of the winding tube) is preferably composed of individual webs.
  • the webs can parallel, perpendicular and / or oblique to the tube axis.
  • the telescopic sections are preferably formed by parallel webs, entanglements between the telescopic sections by radially or obliquely extending webs.
  • the bands forming the winding tube may optionally be coupled together by an agraffraum bond.
  • At least one of the bands of the winding tube may have inner scales and / or outer scales. Under a "scale” is an im
  • the bands from which the winding tube is wound in the simplest case can be strip-like structures made of a homogeneous material. According to a preferred embodiment of the invention, however, at least one of the bands is multi-ply, d. H. consisting of at least two layers of different materials and / or different structure. By such a multi-layered design, the band can be equipped on its inside or outside each with optimum properties.
  • the multilayer tape may preferably be at least one metallic and one thermally insulating
  • the metallic band layer is arranged so that it protects the thermally insulating band layer, for example against attack by engine exhaust.
  • Winding hose contains this solder material, which connects band windings at least in places. By solder material thus the relative Mobility of the connected tape turns repealed, whereby the wound hose can be formed as needed selectively, in sections or over its entire length rigid.
  • the brazing material is preferably a high-temperature solder, which is only at a
  • the invention further relates to a conduit element, in particular for
  • the above-mentioned piping element can be flexible overall if it contains no other hose-like components other than the winding hose or if all these components are also flexible. Due to the high axial extension of the winding tube such a flexible conduit element can realize a high axial and lateral movement.
  • Said conduit member may also be formed as a rigid, in the preferred embodiment, curved conduit member.
  • a rigid conduit element can be realized for example by (coaxially to the winding tube) a rigid tube is arranged (outside or inside).
  • the (initially flexible) winding tube according to the invention can be stiffened, for example by soldering tape turns, to produce a rigid conduit element.
  • the radius of curvature is optionally smaller than twice the diameter of the conduit element, in particular smaller than the simple diameter.
  • Rigid, curved tubes with such tight bending radii are often used in exhaust pipes to realize compact configurations. Only by the high stretchability of the
  • winding tube according to the invention it is possible to coat such pipes.
  • 1 shows a first winding tube of two different bands.
  • Fig. 2 shows a modification of the winding tube of Figure 1, wherein the
  • FIG. 3 shows a modification of the winding tube of FIG. 2, wherein the profile of the outer band is supplemented by an inner scale;
  • FIG. 4 shows a modification of the winding tube of FIG. 3, wherein the profile of the outer band is further supplemented by an outer scale;
  • 5 shows a winding tube of three different bands.
  • Fig. 6 shows a modification of the winding tube of Figure 1, wherein the
  • Strip profiles have obliquely to the tube axis standing webs
  • Fig. 7 shows a modification of the winding tube of Figure 6, wherein the
  • Ribbons are multi-layered with an inner insulating layer and optionally at least one of the outer band layers may consist wholly or partly of a solder material;
  • FIG. 8 shows a winding tube with agraffartiger entanglement of two bands.
  • Winding hose produced by helical, multi-layer winding of profiled strip material with preferably hooked or
  • Decoupling elements of exhaust systems known. They are placed in gas-tight metal bellows to additional turbulence in the exhaust stream to
  • a simple embodiment of the metal hoses used as a decoupling element is the so-called Agraff hose.
  • exhaust systems will increasingly be equipped with after-treatment modules, such as Soot particle filters and SCR systems equipped.
  • the functionality of the exhaust aftertreatments depends to a large extent on the temperature of the exhaust gas, with which it enters the aftertreatment. This applies in the case of the SCR systems for the catalytic reaction, which should lead to an almost complete reduction of the nitrogen oxides as soon as possible after the starting process.
  • passive regeneration can only take place when a minimum exhaust gas temperature is exceeded.
  • Active regeneration e.g. is initialized by the injection of unburned diesel into the exhaust system, also works the more effectively, the higher the exhaust gas temperatures are. This results in the requirement that the temperature losses in the exhaust gas from its path from the turbo output to the input to the aftertreatment are to be minimized.
  • Standardization and industrialization is to be striven for since in the future the predominant part of the exhaust systems between the turbo outlet and the entrance to the after-treatment in the field of commercial vehicles will have thermal insulation.
  • winding tubes according to the invention shown in the figures consist of several strips preformed in different profile geometries, which are alternately wound into one another in the further production process.
  • Figure 1 shows a first embodiment of such a winding tube 100. It consists of two different pre-profiled metal bands 1 10 and 120. In this case, a first of the two bands 1 10 ( Figure 1 a left) has the profile of a
  • Bandes 1 10 consists of the radially to the tube axis X standing webs on the left profile edge (web 1 16), in the middle region of the profile (web 1 14) and on the right profile edge (web 1 12).
  • the sum of the lengths of the left radial ridge 1 16 and the right radial ridge 1 12 correspond to the described profile 1 10 approximately the length of the central radial ridge 1 14.
  • In the axial direction ie parallel to the tube axis X
  • the outer and inner Axialsteg 1 1 1 and 1 13 hereinafter also as "first telescope section "TA1 or” third telescope section "TA3 designates.
  • the configuration is extended with a second profile 120.
  • the second profile 120 (FIG. 1a) in the middle consists of a left-hand radial web 126.
  • a second radial web 124 directly adjoins this with a 180 ° sheet folding.
  • the profile is bounded by a radially inwardly projecting web 122.
  • the radial webs 124 and 122 are connected by the axially located web 121. The latter is also referred to below as the "second telescope section" TA2.
  • the second or third profile 120 or 120 ' may alternatively be used in combination with the first profile 1 10 and lead to one of two
  • Figure 1 b are each three "telescopic sections" TA1, TA2 and TA3 of the bands 1 10 and 120 arranged axially overlapping, while they are arranged axially successively in the extended state ( Figure 1 c). Neglecting the (small) axial thickness of radial webs, so the telescopic sections TA1, TA2 and TA3 can be considered substantially equal in axial length.
  • the axial extension of a period length of the winding tube 100 is thus approximately equal to the length of a telescopic section in the compressed and equal to the length of three telescopic sections in the extended state.
  • the axial extent of the Wickeischlauchs 100 in the compressed state corresponds to the sum of the axial lengths of the first profile 1 10.
  • the axial length of the second profile 120 is made up of the sum of the axial
  • FIG. 2 shows a variant of the winding hose of FIG. 1. Again, a simply hooked profile 210 is used, the first
  • Profile 1 corresponds to 10 of Figure 1.
  • the second profile geometry 220 is modified from the band 120 of FIG. 1 by the fact that the metal fold between the radial webs 224 and 226 is located radially outward.
  • the compressed state (FIG. 2 b) and the stretched state (FIG. 2 c) of the winding tube 200 show the same stretch values as the configuration in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a variant of the winding hose of FIG. 2.
  • the second profile 320 of this winding hose 300 corresponds to the second profile 220 of FIG. 2.
  • the single-hooked profile 1 10 already described in FIG. 1 is extended to the first profile 310.
  • the inner scale 315 consists of a first inner hose scale 315a, a radial web 315b in the length of the sheet thickness, and a second inner hose scale 315c.
  • the attached inner scale 315 ensures an approximately smooth inner surface of the winding tube 300 in the extended state. Furthermore, the completion of the inner scale 315 causes the formation of hollow chambers HK1, HK2 in the stretched state to improve the insulating effect. In the compressed state, the inner scale 315 makes no contribution to the axial length.
  • FIG. 4 shows an example of a winding tube 500, the three
  • the first band 510 consists of an axial web 51 1 (first telescopic section TA1) with adjacent, inwardly pointing, different lengths
  • the second web 520 corresponds to the second web
  • Band 120 of Figure 1 and includes the second telescopic section TA2.
  • the third band 530 consists of an axial web 531 (third telescope section TA3) with adjacent, outwardly facing, equally long radial webs 532 and 534.
  • the telescoping sections TA1, TA2 and TA3 which are adjacent in the compressed state and lie next to each other in the extended state are thus located on the distributed over three different bands.
  • the compressed profile geometry and the extended profile geometry show that the elongation values are comparable to those of the profile configurations already described and are in any case over 100%.
  • FIG. 6 shows a further variant of the Wickeischlauchs from Figure 1 is shown. Comparing the first profile 610 with the first profile 110 of FIG. 1, it can be seen that the radial webs 616 and 612 on the left and right profile edges in the variant from FIG. 6 have no right angle with respect to the axis of rotation X.
  • the angle ⁇ of the left radial web 616 in the winding tube 600 to the axis of rotation X is between 60 ° and 90 °.
  • the web of this 622 opposite radial web 622 on the second profile 620 is parallel to a maximum in the extended state
  • Rotation axis X between 60 ° and 90 °.
  • the web 612 opposite this radially upper, right web 624 on the second profile 620 again runs parallel to achieve the greatest possible contact area in the extended state.
  • FIG. 7 shows the geometry of FIG. 6 in a multilayer construction of FIG
  • the first band 710 is in the form shown
  • the middle layer 710b describes a thermally insulating tape layer.
  • the outer layers 720a and 720c of the second profile geometry 720 are metallic.
  • the middle tape ply 720b is insulating in the preferred embodiment.
  • At least one of the outer layers (710a, 710c, 720a, 720c) consists wholly or partly of one
  • solder material The produced by integration of a solder material
  • Embodiment of the stretchable winding tube can be brought in a subsequent manufacturing step in an arbitrarily curved shape.
  • a subsequent thermal treatment for example in an inert atmosphere soldering oven, converts the originally stretchable winding tube into a rigid, curved conduit element.
  • the first profile 810 differs from the first profile 110 of FIG. 1 essentially in that axial sections 813 'and 81', which are still directed towards the terminal radial webs 816 and 812, are parallel to the axial sections 813 and 81, respectively 1 and extend over about half their length.
  • the second profile 820 differs from the (alternative) second profile 120 'of Figure 1 essentially in that the
  • terminal radial webs 824 and 822 each still to the profile center directed axial sections 821 "and 821 'connect, which extend parallel to the axial section 821 and extending on the outside or inside about half its length.
  • Figure 9 shows schematically the use of an inventive
  • Winding hose (eg in the embodiment of the winding tube 100 off FIG. 1) in a line element 1.
  • the duct element 1 contains an inner (preferably rigid) tube 10, which has a tight bending radius R, which is bent approximately equal to the pipe diameter D. Due to its high stretchability, the winding tube 100 can adapt to this tight bend and thus form a thermally insulating air gap around the tube 10 around.
  • All of the bands or profiles 1 10, 120, 120 ', 210, 220, 310, 320, 410, 420, 510, 520, 530, 610, 620, 710, 720, 810, 820 shown in the exemplary embodiments can be used to improve the Isolation effect consist of several metallic and non-metallic tape layers, which are helically wound together.
  • the insulating tape layer (s) are in a preferred
  • Embodiment arranged centrally in a multilayer composite see.
  • Wickeischlauchs have in common that they consist of several, preferably two different profiles, one of the two telescopically retracted in a compressed state in a second, so that the compressed length substantially by a single profile, the stretched, however, by both profiles is determined.
  • the winding tube consists of at least two different profiles in their geometry, preferably from two, three, four, five, or six profiles.
  • the axial length of the Wickeischlauchs in the compressed state is determined essentially by one of the profiles involved and its axial length in the stretched state by all involved profiles.
  • the profiles of the Wickeischlauchs are simply hooked, a part of the individual profile webs is axially and the remaining part of the profile webs includes with the hose axis an angle between 60 ° and 90 °.
  • the profiles of the winding tube are simply hooked, or agraffartig, or combinations of simply hooked and agraffraumn profiles.
  • the profiles of the winding tube partially have inner scales, which ensure a relatively smooth inner surface in the stretched state.
  • the profiles of the winding tube partially outer shed, which ensure a relatively smooth outer surface in the stretched state.
  • At least one profile of the winding tube consists of a single metallic band layer.
  • At least one profile of the winding tube consists of several tape layers.
  • the profiles of the winding tube all consist either of one band layer or all of several band layers.
  • the profiles of the winding tube are multi-layered and consist only of metallic tape layers, or of metallic and thermally insulating tape layers.
  • the winding tube is arranged outside or inside in an assembly with a rigid tube or a flexible conduit element.
  • the winding tube is arranged in an assembly with straight and curved, rigid conduit elements inside or outside.
  • a profile or a band layer of the winding tube consists wholly or partly of a solder material, so that it brought into any curved shape and by a subsequent soldering into a rigid
  • Conduit can be transferred.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen streckbaren Wickelschlauch (200) aus mindestens zwei spiralförmig gewickelten Bändern (210, 220), der im Längsschnitt mindestens drei Teleskopabschnitte (TA1, TA2, TA3) aufweist. Diese Teleskopabschnitte sind im gestauchten Zustand des Wickelschlauches axial überlappend angeordnet, im gestreckten Zustand des Wickelschlauches axial nebeneinander angeordnet, und miteinander in Bezug auf einen axialen Auszug verhakt. Der Wickelschlauch kann eine Streckung von über 100% erreichen. Seine axiale Länge im gestauchten Zustand wird im Wesentlichen durch eines der beiden Bänder und seine axiale Länge im gestreckten Zustand durch alle in der Schlauchgeometrie enthaltenen Bänder bestimmt. Um dies zu erreichen, fahren die unterschiedlichen Profile beim Stauchen und Strecken teleskopartig ineinander. Der Wickelschlauch findet beispielsweise in Abgasanlagen zur Isolierung von Rohrleitungen mit kleinen Biegeradien Anwendung.

Description

Streckbarer Wickelschlauch
Die Erfindung betrifft einen streckbaren Wickelschlauch aus mindestens zwei spiralförmig gewickelten Bändern sowie starre und flexible Leitungselemente, insbesondere Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen, welche einen derartigen Wickelschlauch enthalten.
Wickelschläuche aus Metall werden häufig in Entkopplungselementen für
Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. So ist beispielsweise aus der DE 10 2007 016 784 A1 ein einfach eingehakter Wickelschlauch bekannt, welcher eine für Wickelschläuche verhältnismäßig hohe axiale Streckung von bis zu 70 % ermöglicht. Die "Streckung" gibt dabei definitionsgemäß an, um wie viel Prozent der auf ein Minimum gestauchten Länge Lmin der auf maximale Länge Lmax gestreckte Schlauch länger ist als der gestauchte Schlauch, d. h. Streckung = (Lmax -Lmin)/Lmin. Für die Ummantelung von gebogenen Rohrleitungen mit engen Biegeradien ist die erwähnte Streckung allerdings immer noch nicht ausreichend.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel zur Vergrößerung der axialen Streckung von Wickelschläuchen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch einen streckbaren Wickelschlauch nach Anspruch 1 sowie durch ein Leitungselement nach den Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Der erfindungsgemäße streckbare Wickelschlauch besteht aus mindestens zwei spiralförmig gewickelten Bändern, zum Beispiel profilierten Metallbändern. Im Längsschnitt (entlang der Schlauch- bzw. Rotationsachse) gesehen soll der Wickelschlauch dabei mindestens drei so genannte "Teleskopabschnitte" aufweisen, für die folgende Bedingungen gelten:
a) Im gestauchten Zustand des Wickelschlauches sind die Teleskopabschnitte axial überlappend angeordnet (d. h. sie erstrecken sich parallel zueinander über dieselbe axiale Strecke). b) Inn gestreckten Zustand des Wickelschlauches sind die betrachteten
Teleskopabschnitte axial nebeneinander angeordnet. Typischerweise sind sie dabei axial aufeinanderfolgend angeordnet, d. h. ohne (axiale) Lücken. c) Die betrachteten Teleskopabschnitte sind miteinander in Bezug auf einen axialen Auszug verhakt. Die Teleskopabschnitte weisen also (typischerweise radial abstehende) Hakenelemente auf, die bei bestimmten Streckungen des Wickelschlauches aneinanderstoßen und dadurch die minimal und/oder maximal mögliche Streckung begrenzen. Ohne eine derartige Verhakung könnte der Wickelschlauch in axialer Richtung beliebig auseinander gezogen werden und dadurch seinen gewickelten Zusammenhalt verlieren.
Durch das Bereitstellen von drei oder mehr teleskopierbar angeordneten
Teleskopabschnitten ist es möglich, die Streckung des Wickelschlauches quasi beliebig zu erhöhen. Die Teleskopabschnitte tragen nämlich im gestauchten Zustand des Wickelschlauches nur einfach zu dessen axialer Länge bei, da sie aufgrund ihrer teleskopierbaren Anordnung alle parallel zueinander im selben axialen Abschnitt untergebracht sind. Erst beim Strecken des Wickelschlauches werden die Teleskopabschnitte von der axial überlappenden Positionierung in eine axial aufeinander folgende Positionierung überführt, so dass jeder Teleskopabschnitt einzeln zur axialen Erstreckung beiträgt. Mit einer entsprechend großen Anzahl von Teleskopabschnitten kann auf diese Weise quasi eine beliebig große Streckung des Wickelschlauches realisiert werden.
Im allgemeinsten Fall reicht es, wenn der Wickelschlauch genau drei der beschriebenen Teleskopabschnitte aufweist, im Übrigen jedoch beliebig anders gestaltet ist. Vorzugsweise wird es indes so sein, dass der Wickelschlauch über seine gesamte axiale Länge gleichartig aufgebaut ist, d. h. im Längsschnitt eine Vielzahl von Teleskopabschnitten aufweist, von denen je (mindestens) drei teleskopierbar angeordnet sind. Typischerweise ist der Aufbau des
Wickelschlauches in Axialrichtung periodisch.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des streckbaren Wickelschlauches enthält dieser mindestens zwei Bänder mit unterschiedlichen Querschnittsprofilen. Typischerweise sind alle diese Bänder axial aufeinanderfolgend angeordnet und gemeinsam gewickelt (d. h. alle unterschiedlichen Bänder sind nebeneinander als breites "Multiband" angeordnet, und dieses "Multiband" wird zum Schlauch gewickelt.) In der Regel sind in diesem Falle die mindestens drei teleskopierbar angeordneten Teleskopabschnitte auf mindestens zwei verschiedene Bänder verteilt (auf verschiedenen Bandwindungen, d. h. 360° Umläufen, müssen sie ohnehin liegen, um zueinander axial beweglich zu sein).
Das Querschnittprofil der Bänder des Wickelschlauches (welches sich in einem Längsschnitt des Wickelschlauches zeigt) ist vorzugsweise aus einzelnen Stegen zusammengesetzt. Die Stege können dabei parallel, senkrecht und/oder schräg zur Schlauchachse verlaufen. Die Teleskopabschnitte werden vorzugsweise durch parallel verlaufende Stege gebildet, Verhakungen zwischen den Teleskopabschnitten durch radial bzw. schräg verlaufende Stege.
Die den Wickelschlauch bildenden Bänder können optional durch eine agraffartige Bindung miteinander gekoppelt sein.
Mindestens eines der Bänder des Wickelschlauches kann Innenschuppen und/oder Außenschuppen aufweisen. Unter einer "Schuppe" wird ein im
Längsschnitt des Wickelschlauches im Wesentlichen parallel zur Schlauchachse liegender Steg verstanden, welcher ein endständiger Steg eines Bandes ist und welcher auf seiner Erstreckungslänge keine Einhakung in ein anderes Band hat. "Innenschuppen" sind dabei im Inneren des Wickelschlauches angeordnet, "Außenschuppen" an der Außenseite. Des Weiteren können die Schuppen typischerweise stufig bzw. leicht schräg zur Schlauchachse ausgerichtet sein, so dass benachbarte Schuppen sich je nach Streckung des Schlauches quasi beliebig (schuppenartig) überlagern können.
Die Bänder, aus denen der Wickelschlauch gewickelt ist, können im einfachsten Fall streifenförmige Gebilde aus einem homogenen Material sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch mindestens eines der Bänder mehrlagig, d. h. aus mindestens zwei Lagen unterschiedlicher Materialien und/oder unterschiedlicher Struktur bestehend. Durch eine solche mehrlagige Ausführung kann das Band an seiner Innen- bzw. Außenseite jeweils mit optimalen Eigenschaften ausgestattet werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann das mehrlagige Band vorzugsweise mindestens eine metallische und eine thermisch isolierende
Bandlage enthalten. Typischerweise ist die metallische Bandlage dabei so angeordnet, dass sie die thermisch isolierende Bandlage schützt, zum Beispiel vor einem Angriff durch Motorabgase.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen streckbaren
Wickelschlauches enthält dieser einen Lotwerkstoff, welcher Bandwindungen zumindest stellenweise verbindet. Durch den Lotwerkstoff wird somit die relative Beweglichkeit der verbundenen Bandwindungen aufgehoben, wodurch der gewickelte Schlauch nach Bedarf punktuell, abschnittsweise oder auf seiner gesamten Länge starr ausgebildet werden kann. Bei dem Lotwerkstoff handelt es sich vorzugsweise um ein Hochtemperaturlot, welches sich erst bei einer
Temperatur von typischerweise mehr als 500° Celsius verflüssigt. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass der Lotwerkstoff während der üblichen
Betriebstemperaturen eines Wickelschlauches, der in einem Abgassystem eingesetzt wird, fest bleibt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Leitungselement, insbesondere für
Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen, welches einen Wickelschlauch der oben beschriebenen Art enthält.
Das vorstehend genannte Leitungselement kann insgesamt flexibel sein, wenn es keine weiteren schlauchartigen Bestandteile außer dem Wickelschlauch enthält oder wenn alle diese Bestandteile ebenfalls flexibel sind. Durch die hohe axiale Streckung des Wickelschlauches kann ein solches flexibles Leitungselement eine hohe axiale und laterale Bewegung verwirklichen.
Das genannte Leitungselement kann auch als ein starres, in der bevorzugten Ausführungsform gekrümmtes Leitungselement ausgebildet sein. Ein solches starres Leitungselement lässt sich beispielsweise verwirklichen, indem (außen oder innen) koaxial zum Wickelschlauch ein starres Rohr angeordnet wird. Des Weiteren kann der (anfänglich flexible) erfindungsgemäße Wickelschlauch versteift werden, beispielsweise durch Verlöten von Bandwindungen, um ein starres Leitungselement zu erzeugen.
Bei einem starren gekrümmten Leitungselement ist der Krümmungsradius optional kleiner als der doppelte Durchmesser des Leitungselementes, insbesondere kleiner als der einfache Durchmesser. Starre, gekrümmte Rohre mit derartig engen Biegeradien werden häufig in Abgasleitungen eingesetzt, um kompakte Konfigurationen zu verwirklichen. Nur durch die hohe Streckbarkeit des
erfindungsgemäßen Wickelschlauches wird es möglich, solche Rohre zu ummanteln.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft näher erläutert. Die Figuren 1-8 zeigen verschiedene Ausführungsformen von
erfindungsgemäßen Wickelschläuchen, wobei die jeweiligen Figurenteile
Folgendes beinhalten: a) Querschnitte durch die Bänder, aus denen der jeweilige Wickelschlauch zusammengesetzt ist;
b) einen Längsschnitt durch den mit den Bändern des Figurenteils a) zusammengesetzten Wickelschlauch im vollständig gestauchten Zustand (nur eine Schnittfläche ist dargestellt, die zweite liegt spiegelsymmetrisch zur Rotationsachse X);
c) den Wickelschlauch des Figurenteils b) im vollständig gestreckten
Zustand.
Im Einzelnen zeigt:
Fig. 1 einen ersten Wickelschlauch aus zwei verschiedenen Bändern;
Fig. 2 eine Abwandlung des Wickelschlauches von Figur 1 , wobei das
innere Band durch eine alternative Biegekonfiguration erzielt wird;
Fig. 3 eine Abwandlung des Wickelschlauches von Figur 2, wobei das Profil des äußeren Bandes um eine Innenschuppe ergänzt ist;
Fig. 4 eine Abwandlung des Wickelschlauches von Figur 3, wobei das Profil des äußeren Bandes weiterhin um eine Außenschuppe ergänzt ist;
Fig. 5 einen Wickelschlauch aus drei verschiedenen Bändern;
Fig. 6 eine Abwandlung des Wickelschlauches von Figur 1 , wobei die
Bandprofile schräg zur Schlauchachse stehende Stege aufweisen;
Fig. 7 eine Abwandlung des Wickelschlauches von Figur 6, wobei die
Bänder mehrlagig mit einer inneren Isolierschicht ausgebildet sind und optional mindestens eine der äußeren Bandlagen ganz oder teilweise aus einem Lotwerkstoff bestehen kann;
Fig. 8 einen Wickelschlauch mit agraffartiger Verhakung von zwei Bändern;
Fig. 9 ein Leitungselement mit einem Rohr von engem Biegeradius.
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele betreffen einen
Wickelschlauch, hergestellt durch schraubengangformiges, mehrlagiges Wickeln von profiliertem Bandmaterial mit vorzugsweise eingehakter oder aber
agraffartiger Bindung der Wickellagen. Gleiche Bezugszeichen oder um Vielfache von 100 verschiedene Bezugszeichen beziehen sich in den Figuren auf gleiche oder ähnliche Komponenten. Vor allem im PKW-Bereich, aber auch bei Nutzfahrzeugen sind solche
Wickelschläuche als so genannte Liner zur Abgasführung in
Entkopplungselementen von Abgasanlagen bekannt. Sie werden in gasdichte Metallbälge eingebracht, um zusätzliche Turbulenzen im Abgasstrom zu
vermeiden und um gleichermaßen die thermischen und akustischen
Isolationseigenschaften des Entkopplungselements zu verbessern.
Im Nutzfahrzeugbereich werden Wickelschläuche oftmals alleine, d.h. mit
Anschlusstechnik jedoch ohne umhüllenden Metallbalg als Entkopplungselement in den Abgasanlagen eingesetzt. Aufgrund einer zwar geringen, aber dennoch zulässigen Restleckage ist hier in vielen Fällen keine gasdichte Hülle erforderlich. Ein einfaches Ausführungsbeispiel für die als Entkopplungselement eingesetzten Metallschläuche ist der so genannte Agraff-Schlauch. Weitere
Ausführungsbeispiele, die gegenüber dem Agraff-Schlauch noch geringere Abgas- Leckagen aufweisen, sind durch die Schriften DE 344 1064 C2 sowie
DE 101 13 180 C2 bekannt geworden. Alle bekannten Ausführungsformen der Wickelschläuche sind in ihrer Endkontur mehrlagig, werden jedoch stets aus einem einzigen, in der Ursprungsform ebenen Metallband hergestellt.
Da weltweite gesetzliche Vorschriften den Schadstoff-Ausstoß von
Nutzfahrzeugen zukünftig deutlich nach unten regulieren, werden Abgasanlagen zukünftig vermehrt mit Nachbehandlungsmodulen wie z.B. Russpartikel-Filtern und SCR-Systemen ausgestattet. Die Funktionsfähigkeit der Abgas- Nachbehandlungen ist in starkem Maß von der Temperatur des Abgases abhängig, mit der es in die Nachbehandlung eintritt. Dies gilt im Fall der SCR- Systeme für die katalytische Reaktion, die möglichst kurz nach dem Startvorgang zu einer nahezu vollständigen Reduktion der Stickoxide führen soll. Im Fall des Partikelfilters kann die passive Regenerierung nur beim Überschreiten einer Mindest-Abgastemperatur erfolgen. Die aktive Regenerierung, die z.B. durch das Einspritzen von unverbranntem Diesel in die Abgasanlage initialisiert wird, arbeitet ebenfalls umso effektiver, je höher die Abgastemperaturen sind. Daraus ergibt sich die Forderung, dass die Temperaturverluste im Abgas von seinem Weg vom Turbo-Ausgang bis hin zum Eingang in die Nachbehandlung zu minimieren sind.
Von dieser Forderung sind alle Teile der Abgasleitung betroffen, dies sind in der Regel gerade und gebogene Rohrstücke sowie in vielen Fällen ein flexibles Leitungselement. Alle genannten Komponenten werden im Idealfall thermisch isoliert. Vorzugsweise geschieht dies im PKW-Bereich durch eine sogenannte Luftspalt- Isolierung. D.h. die Abgasleitungen direkt hinter dem Motor und bis hin zum Katalysator werden doppelwandig ausgeführt. Eine ökonomische Alternative zur doppelwandigen Ausführung ist das Aufbringen von Abschirmblechen auf eine einwandige Abgasleitung.
Im Nutzfahrzeugbereich werden flexible Leitungselemente in vielen Fällen mit einer Luftspalt-Isolierung versehen. Starre Rohrleitungen hingegen, vor allem gebogene Rohre, werden in der Regel nicht doppelwandig ausgeführt. Dies vor allem, da das Biegen doppelwandiger Rohre im relevanten Durchmesserbereich von 77 mm bis hin zu 140 mm technisch aufwändig bis hin zu schwierig ist. Dies insbesondere, da in diesem Durchmesserbereich kleinste Biegeradien von 1 *D (Biegeradius = Rohrdurchmesser) inzwischen der industrielle Standard sind und in der überwiegenden Anzahl der Fälle nur aus einem einwandigen Rohr
prozesssicher hergestellt werden können.
Deshalb ist das manuelle Aufbringen von Isolationen nach der schweißtechnischen Fertigstellung der Abgasführungen im Nutzfahrzeug-Bereich heute die Regel. Oftmals werden vorkonfektionierte Isolationskissen um die
Rohrleitungen gewickelt oder aber E-Glas Gewebe unter einer hermetisch verschweißten Verkleidung aus dünnen, vorgeformten Blechen auf den geraden und gebogenen Rohrabschnitten angebracht.
Dieser große manuelle Arbeitsaufwand steht einer Standardisierung bzw.
Industrialisierung des Aufbringens thermischer Isolationen entgegen. Die
Standardisierung und Industrialisierung ist anzustreben, da zukünftig der überwiegende Anteil der Abgasführungen zwischen Turbo-Ausgang und Eingang in die Nachbehandlung im Bereich der Nutzfahrzeuge eine thermische Isolierung haben wird.
Eine Möglichkeit zur Erzeugung eines mehrlagigen Aufbaus bzw. zur Erzeugung einer Luftspalt-Isolierung ist die Ummantelung einer starren Abgasleitung mit einem Wickelschlauch. Grenzen dieser Anwendung sind die Biegeradien der gebogenen Rohrleitungen bis hin zu 1 *D (Biegeradius = Rohrdurchmesser). Diese kleinen Biegeradien können nicht mit den bekannten Agraff-Wickelschläuchen erzielt werden. Auch die bereits zitierten Ausführungen DE 344 1064 C2 und DE 101 13 180 C2 sind dazu nicht geeignet, da die Streckung der Agraff- Wickelschläuche sowie aller ihrer Varianten im wesentlichen auf ca. 35% begrenzt ist. Selbst ein mit einer hohen Streckung von bis zu 70% versehener, einfach eingehakter Wickelschlauch, beispielsweise in einer Ausführungsform gemäß DE 10 2007 016 784 A1 , ist für die Ummantelung von gebogenen Rohrleitungen mit industrieüblichen, engsten Biegeradien von 1 *D (Biegeradius =
Rohrdurchmesser) nicht geeignet.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Wickelschlauch mit hoher Streckbarkeit bzw. Flexibilität bereitzustellen.
Vorzugsweise sollte mit diesem eine Ummantelung gebogener Rohrleitungen bis hin zum einem heute üblichen Biegeradius von 1 *D (Biegeradius =
Rohrdurchmesser) realisiert werden können. Dies vor allem, um die
Voraussetzungen für die industrielle Aufbringung von Isolationen auf starren, gebogenen Abgasleitungen zu schaffen. Geometrische Überlegungen zeigen, dass die Streckung eines solchen Wickeischlauchs größer gleich 100% sein muss.
Die in den Figuren dargestellten Beispiele für erfindungsgemäße Wickelschläuche bestehen aus mehreren, in unterschiedlichen Profilgeometrien vorgeformten Bändern, die im weiteren Herstellungsprozess abwechselnd ineinander gewickelt werden.
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines solchen Wickelschlauches 100. Er besteht aus zwei unterschiedlich vorprofilierten Metallbändern 1 10 und 120. Dabei weist ein erstes der beiden Bänder 1 10 (Figur 1 a links) das Profil eines
konventionellen, eingehakten Schlauches auf. Die S-förmige Kontur dieses
Bandes 1 10 besteht aus den radial zur Schlauchachse X stehenden Stegen am linken Profilrand (Steg 1 16), im Mittenbereich des Profils (Steg 1 14) sowie am rechten Profilrand (Steg 1 12). Die Summe der Längen des linken Radialstegs 1 16 und des rechten Radialstegs 1 12 entsprechen bei dem beschriebenen Profil 1 10 circa der Länge des mittleren Radialstegs 1 14. In axialer Richtung (d. h. parallel zur Schlauchachse X) verbindet der innen liegende Axialsteg 1 13 den linken Radialsteg 1 16 mit dem mittleren Radialsteg 1 14. Ferner verbindet der außen liegende Axialsteg 1 1 1 die Radialstege 1 14 und 1 12. Aus unten näher erläuterten Gründen werden der äußere und der innere Axialsteg 1 1 1 und 1 13 im Folgenden auch als "erster Teleskopabschnitt" TA1 bzw. "dritter Teleskopabschnitt" TA3 bezeichnet.
Da das konventionelle Profil eines einfach eingehakten Schlauchs, den man aus dem Band 1 10 bilden könnte, aus physikalischen sowie aus Plausibilitätsgründen stets Streckungen wesentlich kleiner 100% aufweist, wird die Konfiguration mit einem zweiten Profil 120 erweitert. Das zweite Profil 120 (Figur 1 a Mitte) besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem linksseitigen radialen Steg 126. An diesen schließt mit einer 180°-Blechfaltung ein zweiter radialer Steg 124 direkt an. Rechtsseitig wird das Profil durch einen radial nach innen stehenden Steg 122 begrenzt. Die radialen Stege 124 und 122 sind durch den axial liegenden Steg 121 verbunden. Letzterer wird im Folgenden auch als "zweiter Teleskopabschnitt" TA2 bezeichnet.
Eine zum zweiten Profil 120 alternative Profilgeometrie ist in dem dritten Profil 120' in Figur 1 a rechts dargestellt. Diese halbiert den linken Radialsteg in seiner radialen Ausdehnung, so dass die Blechfaltung sowie der untere radiale
Steg (126) entfallen. Die geometrisch einfachere, jedoch fertigungstechnisch nicht vorteilhafte Geometrie des Profils 120' besteht im Ergebnis aus dem radial nach außen stehenden linken Steg 124' und dem radial nach innen stehenden rechten Steg 122', die durch den axial liegenden Steg 121 ' verbunden sind.
Das zweite oder dritte Profil 120 bzw. 120' können alternativ in Kombination mit dem ersten Profil 1 10 Anwendung finden und führen zu einem aus zwei
unterschiedlichen Vorprofilen gewickelten Metallschlauch, dessen Streckung deutlich größer 100% ist. Dies zeigt der Vergleich zwischen der gestauchten Profilkonfiguration (Figur 1 b) und der gestreckten Profilkonfiguration (Figur 1 c) für die Kombination des ersten Profils 1 10 mit dem zweiten Profil 120.
Die große Streckung wird dabei durch einen Effekt erzielt, der dem eines
Teleskops ähnlich ist. Im gestauchten Zustand des Wickelschlauches 100
(Figur 1 b) sind nämlich jeweils drei "Teleskopabschnitte" TA1 , TA2 und TA3 der Bänder 1 10 und 120 axial überlappend angeordnet, während sie im gestreckten Zustand (Figur 1 c) axial aufeinanderfolgend angeordnet sind. Vernachlässigt man die (geringe) axiale Dicke von Radialstegen, so können die Teleskopabschnitte TA1 , TA2 und TA3 im Wesentlichen als axial gleich lang angesehen werden. Die axiale Erstreckung einer Periodenlänge des Wickelschlauches 100 ist damit ungefähr gleich der Länge eines Teleskopabschnittes im gestauchten und gleich der Länge von drei Teleskopabschnitten im gestreckten Zustand.
Genauer formuliert entspricht die axiale Ausdehnung des Wickeischlauchs 100 im gestauchten Zustand der Summe der axialen Längen des ersten Profils 1 10. Die axiale Länge des zweiten Profils 120 setzt sich aus der Summe der axialen
Längen seiner Stege 121 , 122, 124, 126 zusammen. Im gestauchten Zustand entspricht diese Summe der Summe der axialen Längen der Stege 1 1 1 und 1 12. Dies bedeutet, dass das zweite Profil 120 linksseitig vom Steg 1 14 berandet wird und unterhalb der Stege 1 1 1 , 1 12 liegt. Somit hat das zweite Profil 120 keinen Beitrag zur axialen Länge im gestauchten Zustand. Im gestreckten Zustand hingegen wird der Wickelschlauch 100 teleskopartig ausgefahren. Somit verlängert sich die gesamte Streckung der Profilkonfiguration im Wesentlichen um die axiale Ausdehnung des Teleskopabschnittes TA2.
Figur 2 zeigt eine Variante des Wickelschlauchs von Figur 1 . Dabei kommt wiederum ein einfach eingehaktes Profil 210 zum Einsatz, das dem ersten
Profil 1 10 von Figur 1 entspricht. Die zweite Profilgeometrie 220 ist gegenüber dem Band 120 von Figur 1 dadurch modifiziert, dass die Blechfaltung zwischen den Radialstegen 224 und 226 hier radial außen liegt. Der gestauchte Zustand (Figur 2b) und der gestreckte Zustand (Figur 2c) des Wickelschlauches 200 zeigen die gleichen Streckwerte wie die Konfiguration in Figur 1 .
Figur 3 zeigt eine Variante des Wickelschlauchs von Figur 2. Das zweite Profil 320 dieses Wickelschlauches 300 entspricht dem zweiten Profil 220 von Figur 2. Das in Figur 1 bereits beschriebene, einfach eingehakte Profil 1 10 wird indes zu dem ersten Profil 310 erweitert. An diesem ersten Profil 310 ist linksseitig eine radiale Blechfaltung mit einem anschließenden radialen Steg 316 und einer
Innenschuppe 315 ergänzt. Die Innenschuppe 315 besteht aus einer ersten innen liegenden Schlauchschuppe 315a, einem radialen Steg 315b in der Länge der Blechdicke, sowie einer zweiten innen liegenden Schlauchschuppe 315c. Die angefügte Innenschuppe 315 stellt eine näherungsweise glatte Innenfläche des Wickelschlauches 300 im gestreckten Zustand sicher. Weiterhin bewirkt die Ergänzung der Innenschuppe 315 die Bildung von Hohlkammern HK1 , HK2 im gestreckten Zustand, um den Isolationseffekt zu verbessern. Im gestauchten Zustand leistet die Innenschuppe 315 keinen Beitrag zur axialen Länge.
Bei dem Wickelschlauch 400 von Figur 4 ist das erste Profil 410 des
Wickelschlauches gegenüber dem aus Figur 3 rechtsseitig eine radial einwärts gerichtet Blechfaltung, einem direkt anschließenden radialen Steg 412, und eine Außenschuppe 417 erweitert. Die Außenschuppe 417 besteht aus einer ersten außen liegende Schlauchschuppe 417a, einem radialen Steg 417b in der Länge der Blechdicke, sowie einer zweite außen liegende Schlauchschuppe 417c. Die Außenschuppe 417 leistet wiederum im gestauchten Zustand keinen Beitrag zur axialen Länge. Im gestreckten Zustand entsteht durch die Außenschuppe 417 eine näherungsweise glatte Außenfläche des Wickelschlauches 400. Ferner wird eine zusätzliche Hohlkammer HK3 erzeugt, um den Isolationseffekt zu verbessern. Figur 5 zeigt beispielhaft einen Wickelschlauch 500, der aus drei
unterschiedlichen, vorprofilierten Bändern 510, 520, und 530 besteht. Das erste Band 510 besteht dabei aus einem Axialsteg 51 1 (erster Teleskopabschnitt TA1 ) mit angrenzenden, nach innen weisenden, unterschiedlich langen
Radialstegen 512 bzw. 514. Das zweite Band 520 entspricht dem zweiten
Band 120 aus Figur 1 und beinhaltet den zweiten Teleskopabschnitt TA2. Das dritte Band 530 besteht aus einem Axialsteg 531 (dritter Teleskopabschnitt TA3) mit angrenzenden, nach außen weisenden, gleich langen Radialstegen 532 bzw. 534. Die im gestauchten Zustand überlappenden und im gestreckten Zustand nebeneinander liegenden Teleskopabschnitte TA1 , TA2 und TA3 sind somit auf die drei verschiedenen Bänder verteilt. Die gestauchte Profilgeometrie sowie die gestreckte Profilgeometrie zeigen, dass die Streckungswerte mit denen der bereits beschriebenen Profilkonfigurationen vergleichbar sind und in jedem Fall über 100% liegen.
In Figur 6 ist eine weitere Variante des Wickeischlauchs aus Figur 1 abgebildet. Im Vergleich des ersten Profils 610 mit dem ersten Profil 1 10 von Figur 1 zeigt sich, dass die Radialstege 616 bzw. 612 am linken und rechten Profilrand in der Variante aus Figur 6 bezüglich der Rotationsachse X keinen rechten Winkel aufweisen. In bevorzugten Ausführungsformen beträgt der Winkel α des linken Radialstegs 616 im Wickelschlauch 600 zur Rotationsachse X zwischen 60° und 90°. Der diesem Steg 616 gegenüberliegende Radialsteg 622 am zweiten Profil 620 verläuft parallel, um im gestreckten Zustand eine größtmögliche
Kontaktfläche zu erzielen.
Des Weiteren beträgt der Winkel ß des rechten Radialstegs 612 zur
Rotationsachse X zwischen 60° und 90°. Der diesem Steg 612 gegenüberliegende radial obere, rechte Steg 624 am zweiten Profil 620 verläuft wiederum parallel, um im gestreckten Zustand eine größtmögliche Kontaktfläche zu erzielen.
Die gezeigte Winkelstellung der Radialstege kann sich für alle dargestellten Profile der Figuren 1 bis 5 Festigkeit steigernd auswirken. Somit ist dieses
Gestaltungselement für alle gezeigten Varianten relevant. Die Streckung des Wickeischlauchs wird dadurch nicht limitiert, wie der Vergleich der Figuren 6b und 6c zeigt. Figur 7 stellt die Geometrie aus Figur 6 in einem mehrlagigen Aufbau der
Bänder 710, 720 dar. Das erste Band 710 besteht in der gezeigten Form
beispielsweise aus drei Lagen 710a, 710b und 710c, wobei in dieser bevorzugten Ausführungsform die äußeren Lagen 710a und 710c metallisch sind. Die mittlere Lage 710b beschreibt eine thermisch isolierende Bandlage. In gleicher weise sind die äußeren Lagen 720a und 720c der zweiten Profilgeometrie 720 metallisch. Die mittlere Bandlage 720b ist in der bevorzugten Ausführungsform isolierend.
Beliebige Kombinationen aus Profilen mit und ohne isolierende Bandlagen sind technisch realisierbar.
In einer alternativen Ausführungsform gemäß Figur 7 besteht mindestens eine der äußeren Lagen (710a, 710c, 720a, 720c) ganz oder teilweise aus einem
Lotwerkstoff. Die unter Integration eines Lotwerkstoffs hergestellte
Ausführungsform des streckbaren Wickelschlauchs kann in einem anschließenden Fertigungsschritt in eine beliebig gekrümmte Form gebracht werden. Eine folgende thermische Behandlung, beispielsweise in einem Lötofen mit inerter Atmosphäre, überführt den ursprünglich streckbaren Wickelschlauch in ein starres, gekrümmtes Leitungselement.
Neben den beschriebenen einfach eingehakten Wickelschläuchen sind
Profilkonfigurationen aus Agraffprofilen mit ebenfalls signifikant erhöhter
Streckung technisch prinzipiell machbar. Dies ist in Figur 8 für einen
Wickelschlauch 800 schematisch illustriert, welcher aus einem ersten Agraff- Profil 810 und einem zweiten Agraff-Profil 820 besteht. Das erste Profil 810 unterscheidet sich vom ersten Profil 1 10 der Figur 1 im Wesentlichen dadurch, dass an die endständigen Radialstege 816 und 812 jeweils noch zur Profilmitte gerichtete Axialabschnitte 813' bzw. 81 1 ' anschließen, die parallel zu den Axialabschnitten 813 bzw. 81 1 verlaufen und sich über etwa deren halbe Länge erstrecken.
In ähnlicher Weise unterscheidet sich das zweite Profil 820 vom (alternativen) zweiten Profil 120' der Figur 1 im Wesentlichen dadurch, dass an die
endständigen Radialstege 824 und 822 jeweils noch zur Profilmitte gerichtete Axialabschnitte 821 " bzw. 821 ' anschließen, die parallel zum Axialabschnitt 821 verlaufen und sich auf dessen Außenseite bzw. Innenseite über etwa seine halbe Länge erstrecken.
Figur 9 zeigt schematisch den Einsatz eines erfindungsgemäßen
Wickelschlauches (z. B. in der Ausführungsform des Wickelschlauches 100 aus Figur 1 ) in einem Leitungselement 1 . Das Leitungselement 1 enthält ein inneres (vorzugsweise starres) Rohr 10, das mit einem engen Biegradius R, der ungefähr gleich dem Rohrdurchmesser D gebogen ist. Aufgrund seiner hohen Streckbarkeit kann der Wickelschlauch 100 sich dieser engen Biegung anpassen und so einen thermisch isolierenden Luftspalt um das Rohr 10 herum ausbilden.
Alle in den Ausführungsbeispielen gezeigten Bänder bzw. Profile 1 10, 120, 120', 210, 220, 310, 320, 410, 420, 510, 520, 530, 610, 620, 710, 720, 810, 820 können zur Verbesserung der Isolationswirkung aus mehreren metallischen und nichtmetallischen Bandlagen bestehen, die miteinander schraubengangförmig gewickelt sind. Die isolierende(n) Bandlage(n) sind in einer bevorzugten
Ausführungsform mittig im mehrlagigen Verbund angeordnet (vgl.
DE 10 2009 040 072.9).
Weitere Ausführungsformen des Wickeischlauchs sehen unterschiedliche
Anzahlen und Kombinationen der in den Figuren beschriebenen Profilgeometrien vor.
Alle Ausführungsformen des Wickeischlauchs haben gemeinsam, dass sie aus mehreren, vorzugsweise zwei unterschiedlichen Profilen bestehen, wobei eines der beiden im gestauchten Zustand teleskopartig in ein zweites eingefahren wird, so dass die gestauchte Länge im Wesentlichen durch ein einzelnes Profil, die gestreckte hingegen durch beide Profile bestimmt wird.
Weitere optionale Eigenschaften des erfindungsgemäßen Wickeischlauchs sowie der damit herstellbaren flexiblen und starren Leitungselemente werden in der folgenden Aufzählung noch einmal zusammengefasst:
Der Wickelschlauch besteht aus mindestens zwei in ihrer Geometrie unterschiedlichen Profilen, vorzugsweise aus zwei, drei, vier, fünf, oder sechs Profilen.
Die axiale Länge des Wickeischlauchs im gestauchten Zustand wird im Wesentlichen durch eines der beteiligten Profile und seine axiale Länge im gestreckten Zustand durch alle beteiligten Profile bestimmt.
Die Profile des Wickeischlauchs sind einfach eingehakt und die einzelnen Profilstege stehen axial und radial zur Schlauchachse.
Die Profile des Wickeischlauchs sind einfach eingehakt, ein Teil der einzelnen Profilstege steht axial und der verbleibende Teil der Profilstege schließt mit der Schlauchachse einen Winkel zwischen 60° und 90° ein. Die Profile des Wickelschlauchs sind einfach eingehakt, oder agraffartig, oder Kombinationen aus einfach eingehakten und agraffartigen Profilen.
Die Profile des Wickelschlauchs haben teilweise Innenschuppen, die im gestreckten Zustand eine relativ glatte Innenfläche sicherstellen.
Die Profile des Wickelschlauchs haben teilweise Außenschuppen, die im gestreckten Zustand eine relativ glatte Außenfläche sicherstellen.
Mindestens ein Profil des Wickelschlauchs besteht aus einer einzigen metallischen Bandlage.
Mindestens ein Profil des Wickelschlauchs besteht aus mehreren Bandlagen.
Die Profile des Wickelschlauchs bestehen alle entweder aus einer Bandlage oder alle aus mehreren Bandlagen.
Die Profile des Wickelschlauchs sind mehrlagig und bestehen nur aus metallischen Bandlagen, oder aus metallischen und thermisch isolierenden Bandlagen.
Der Wickelschlauch ist in einem Zusammenbau mit einem starren Rohr oder einem flexiblen Leitungselement außen oder innen angeordnet.
Der Wickelschlauch ist in einem Zusammenbau mit geraden und gebogenen, starren Leitungselementen innen oder außen angeordnet.
Ein Profil oder eine Bandlage des Wickelschlauchs besteht ganz oder teilweise aus einem Lotwerkstoff, so daß er in eine beliebige gebogene Form gebracht und durch einen anschließenden Lötvorgang in ein starres
Leitungselement überführt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1 . Streckbarer Wickelschlauch (100-800) aus mindestens zwei spiralförmig gewickelten Bändern (1 10-810, 120-820, 530), der im Längsschnitt mindestens drei Teleskopabschnitte (TA1 , TA2, TA3) aufweist, welche a) im gestauchten Zustand des Wickelschlauches axial überlappend
angeordnet sind;
b) im gestreckten Zustand des Wickelschlauches axial nebeneinander angeordnet sind;
c) miteinander in Bezug auf einen axialen Auszug verhakt sind.
2. Wickelschlauch (100-800) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei
Bänder (1 10-810, 120-820, 530) mit unterschiedlichen Querschnittsprofilen enthält.
3. Wickelschlauch (100-800) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder (1 10-810, 120-820, 530) ein aus Stegen zusammengesetztes Querschnittsprofil haben, wobei die Stege parallel, senkrecht oder schräg zur Schlauchachse (X) verlaufen.
4. Wickelschlauch (800) nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder (810, 820) durch eine agraffartige Bindung gekoppelt sind.
5. Wickelschlauch (300, 400) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Bänder
Innenschuppen (315, 415) und/oder Außenschuppen (417) aufweist.
6. Wickelschlauch (700) nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Bänder (710, 720) mehrlagig ist, wobei es vorzugsweise mindestens eine metallische
Bandlage (710a, 710c, 720a, 720c) und eine thermisch isolierende
Bandlage (710b, 720b) enthält.
7. Wickelschlauch nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bandwindungen zumindest stellenweise durch einen Lotwerkstoff verbunden sind.
8. Leitungselement, insbesondere für Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen, enthaltend einen Wickelschlauch (100-800) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Leitungselement (1 ) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein koaxial zum
Wickelschlauch (100-800) angeordnetes starres Rohr (10) enthält.
10. Leitungselement (1 ) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (10) eine Biegung aufweist, vorzugsweise mit einem Krümmungsradius (R), der kleiner als der doppelte Rohrdurchmesser (D) ist.
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