TUBE WITH A FOLDED SPIRAL SEAM HAVING A POLYGONAL SECTION

Abstract: 1. Clasped flexible tube with regularly polygonal cross-section, wound in helical form without additional sealing from a pre-profiled metal strip with clasp-jointing of adjacent strip edges, characterized in that all layers (12, 13) of the clasp-joint (3) between adjacent tube corners (5), lying mutually parallel and uniformly closely against one another, have a curvature directed to the outside of the tube and in that the radius of this curvature is greater than the mean tube radius.

Description: Agraffschlauch mit vieleckigem Querschnitt Die Erfindung betrifft einen Agraffschlauch mit regelmässig vieleckigem Querschnitt, ohne zusätzliche Dichtung gewickelt aus einem vorprofilierten Metallband unter Verfalzen benachbarter Bandkanten. Bei derartigen Agraffschläuchen geschieht die Verfalzung benachbarter Kanten dadurch, dass das Band im wesentlichen S-förmig profiliert wird, wobei in der Mitte des Profils ein Steg entsteht, der später im wesentlichen radial zum Schlauch liegt, und wobei die S-Haken benachbarter Bandkanten in hintergreifenden Eingriff gebracht werden, so dass der Falz in Radialrichtung des Schlauches gesehen aus vier Lagen des Bandmateria)sbesteht. Von solchen Agraffschläuchen, die bestimmungsgemäss als bewegliche Leitungselemente verwendet werden, werden gleichzeitig angulare, axiale, laterale und torsionale Beweglichkeit und darüber hinaus ein hohes Mass an Dichtigkeit und Verdrehfestigkeit gefordert. Diese Forderungen stehen zueinander im Widerspruch. Denn gute Dichtigkeit und Verdrehfestigkeit erfordern ein festes Wickeln des Agraffschlauches, durch das jedoch seine Beweglichkeit zum Teil stark eingeschränkt wird. Derartige Schläuche waren daher bislang auch relativ undicht bzw. unbeweglich. Umwelt- und Lärmschutzauflagen stellen inzwischen immer strengere Anforderungen an die Dichtigkeit der Agraffschläuche. Grössere IIennweiten zur Erlangung niedriger Schallpegel und grössere Beweglichkeit bei beengten Einbauverhältnissen werden gefordert. Diese Forderungen konnten bisher gleichzeitig nicht erfüllt werden. Es gelang nämlich nicht, einen bestimmten Schlauch ohne Rückwirkung auf seine Beweglichkeit dichter zu gestalten. Dabei nimmt die Undichtigkeit sowohl mitder Nennweite des Schlauches als auch mit der verarbeiteten Bandbreite zu. Grössere Nennweiten werden jedoch in zunehmendem Masse erforderlich und eine grössere Bandbreite ist deshalb notwendig, weil sie dem Schlauch eine grössere Beweglichkeit gibt, indem der Anteil der Totzonen im Falz verringert wird, die durch die radialen Falzteile gegeben sind. Die Undichtigkeit nimmt aber auch mit kleiner werdender Kantenzahl zu. Um die Dichtigkeit des Agraffschlauches zu verbessern, hat man zwar bereits versucht, die Kantenzahl des Schlauchquerschnittes erheblich zu vergrössern, um insbesondere für grosse Nennweiten zwischen benachbarten Kanten zu möglichst kleinen Strecken zu kommen. Damit lässt sich aber nicht die Parallelität der einzelnen Falzlagen des Bandes gewährlei- sten und es treten erhöhte Schwierigkeiten bei der Schlauchherstellung auf. Ausserdem stellte sich heraus, dass sich die Undichtigkeiten nur unwesentlich verringern liessen und die Verdrehfestigkeit stark abnahm. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Agraff schlauch der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die Parallelität aller Materiallagen über den gesamten Falz gleichmassig gewährleistet und damit eine äusserst hohe Dichtigkeit des Agraffschlauches erreicht wird, wobei gleichzeitig die Beweglichkeit des Schlauches erhöht und der Herstellungsaufwand verringert werden. Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass bisher der Verlauf des Falzes zwischen benachbarten Ecken bzw. Kanten des Schlauchquerschnitten nicht geradlinig ist. Vielmehr haben die äusseren Lagen bedingt durch innerhalb des Bandes verbleibende Spannungen einen etwas nach aussen gewölbten, bogenförmigen Verlauf. Dies trifft jedoch für insbesondere die innerste Lage des Falzes nicht zu. Letztere weicht vielmehr ausgehend von der die genannten Ecken verbindenden Geraden unter den genannten Spannungen nach radial innen aus, so dass sie eine sowohl in Axialrichtung des Schlauches als auch in Umfangsrichtung nach innen gerichtete und damit kissenförmige Wölbung annimmt. Hiervon ausgehend, ist die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass alle Lagen des Falzes zwischen benachbarten Schlauchecken zueinander parallel und gleichma-#ssig eng an einanderliegend eine zur Schlauchaussenseite hin gerichtete Wölbung aufweisen und dass der Radius dieser Wölbung grösser als der mittlere Schlauchradius ist. Durch diese erfindungsgemässen Massnahmen ist also der bisher beschrittene Weg verlassen, der sich bemüht, jegliche Wölbung des Falzes zwischen benachbarten Ecken des Schlauchquerschnittes zu vermeiden, indem nunmehr allen Lagen des Falzes bewusst durch entsprechende Werkzeuge mit der Herstellung eine in Umfangsrichtung verlaufende, gleichmässig nach aussen gerichtete Wölbung gegeben bzw. aufgezwungen wird, in deren Richtung sich auch die nach der Herstellung in den Innenlagen verbleibenden Materialspannungen auswirken müssen, da nunmehr die Innenlagen aufgrund dieser Spannungen nicht mehr entgegen der aufgeprägten Wölbung unter Überschreitung der die Ecken verbindenden Geraden eine nach innen gerichtete Wölbung annehmen und sich damit von den äusseren Lagen lösen können. Denn diese Überschreitung der genannten Geraden würde eine Materialverkürzung und damit Spannungserhöhung bedeuten, der das Material der Falzinnenlagen selbstverständlich in entgegengesetzter Richtung ausweicht. Die erfindungsgemässen I¯lassnahmen ¯wehren" sich also nicht mehr wie bisher dagegen, dass sich der Falz zwischen benachbarten Ecken des Schlauchquerschnittes nicht genau geradlinig ausbilden lässt, sondern sie untersttitzen diesen Umstand noch, um so zu untereinander parallelen Falzlagen zu kommen, wenn deren Verlauf zwischcn berachbarten Ecken des Schlauchquerschnittes auch in Umfangsrichtung leicht bogenförmig ist. Dabei ist jedoch, und das ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, das Material der Falzlagen in Längsrichtung des Schlauches nunmehr genau achsparallel bzw. geradlinig. Hiermit ist eine Dichtigkeit erreicht, die diejenige ver gleichbarer bekannter Schläuche um Grössenordnungen überschreitet. So konnte beispielsweise die Leckrate eines vergleichbaren Schlauches durch Anwendung der Erfindung herabgesetzt werden auf weniger als ein Zehntel. Andererseits ist aber trotzdem die Beweglichkeit des Schlauches verbessert, da nunmehr die einzelnen Falzlagen nicht mehr unter der material spannung sbedingten, gegenläufigen Wölbungstendenz gegeneinander verspannt sind. Durch die Erfindung ist es ausserdem möglich geworden, die Zahl der Ecken bzw. Kanten des Schlauchquerschnittes herabzusetzen, wodurch der Wickelvorgang erheblich erleichtert wird, und es können jetzt auch ohne Schwierigkeiten grössere Bandbreiten bei gleicher Banddicke verarbeitet werden, durch die zusätzlich die Beweglichkeit des Schlauches erhöht, andererseits aber die vorhandenen Totzonen innerhalb des Falzes verringert werden. Als zweckmässig hat es sich erwiesen, dass der Wölbungsradius zwischen 20 V# und 100 0 grösser als der mit lere Schlauchradius ist. Im Ergebnis ist für den Wölbungsradius das Eineinhalbfache des mittleren Schlauchradius vorteilhaft, wobei sich jedoch die endgültige Wahl in Abhängigkeit vom verarbeiteten Material der Bandbreite, der Eckenzahl des Schlauchquerschnittes etc. ergibt. Bezüglich des Ausgangsmaterials für die Herstellung des erfindungsgemässen Schlauches hat sich ein Verhältnis der Banddicke zur unprofilierten Bandbreite im Bereich von 1:40 bis 1:80 als besonders vorteilhaft erwiesen. Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender Beschreibung anhand der Zeichnung in Gegenüberstellung zu einem bekannten Agraffschlauch. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht eines Agraffschlauches, teil weise geschnitten; Fig. 2 die Schnittansicht eines bekannten Agraffschlau ches gemäss der Schnittlinie II-II in Fig. 1 in vereinfachter Darstellung; Fig. 3 die Einzelheit #II aus Fig. 2 in vergrösserter Darstellung; Fig. 4 eine auszugsweise Schnittdarstellung gemäss der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3; Fig. 5 die Schnittansicht des neuen Agraffschlauches gemäss der Schnittlinie II-II in Fig. 1 in vereinfachter Darstellung; Fig. 6 die Einzelheit VI in Fig. 5 in vergrösserter Darstellung und Fig. 7 eine auszugsweise Schnittdarstellung gemäss der Schnittlinie VII-VII in Fig. 6. Fig. 1 zeigt ein Stück eines mehrkantigen Agraffschlauches 1, der durch schraubengangförmiges Wickeln eines Bandes 2 entstanden ist, dessen Kanten durch einen vierlagigen Falz 3 miteinander verbunden sind, wobei das Band zwischen den Falzen einen im wesentlichen radial verlaufenden Steg 4 bildet. Die über den Umfang gleichmässig verteilten Ecken oder Kanten des Schlauchquerschnittes sind mit 5 bezeichnet. Fig. 2 zeigt gemäss der Schnittlinie II-II in Fig. 1 in vereinfachter Form den Schlauchquerschnitt, aus dem ersichtlich ist, dass die äussere Falzlage 6 zwischen benachbarten Ecken 5 nicht geradlinig, sondern leicht nach aussen gewölbt bogenförmig verläuft, während die innere Falzlage 9 dem entgegengesetzt leicht nach innen gewölbt ist. Diese an einem bekannten Agraffschlauch festgestellten Verhältnisse sind genauer aus der vergrösserten Einzeldar- stellung gemäss Fig. 3 ersichtlich, die ausserdem die Falzlagen 7 und 8 zeigt, die zwischen der äusseren Lage 6 und der inneren Lage 9 liegen. Hier kann man sehen, dass auch die Lage 7 noch leicht nach aussen gewölbt ist, während die Lage 8 praktisch geradlinig zwischen den Ecken 5 erläuft, wie dies für alle Lagen 6 bis 9 wünschenswert wäre und bisher angestrebt wurde. In Verbindung mit Fig. 4 ist auch ersichtlich, dass insbesondere die innere Lage 9 nicht nur in der Ebene der Fig. 3 nach innen gewölbt ist, sondern auch senkrecht dazu. Dieser Umstand tritt um so stärker auf, je grösser der Abstand benachbarter Ecken 5 ist und je grösser die Breite des verarbeiteten Bandes ist, d. h. je grösser der bezogen auf Fig. 4 waagerechte Querschnitt des Falzes ist. Durch die insbesondere aus den Fig. 3 und 4 ersichtliche Gestaltung des bekannten Falzes zwischen bena Ibarten Ecken 5 des Schlauchquerschnittes ergibt sich eine erhebliche Undichtigkeit des Agraffschlauches, da die durch den Falz gebildete Labyrinthdichtung nicht voll zur Geltung kommen kann. Andererseits sind die verschiedenen Lagen 6 bis 9 des Falzes unterschiedlich verspannt, wodurch sich eine Beeinträchtigung der Beweglichkeit des Schlauches ergibt. Fig. 5 zeigt einen vereinfachten wuerschnitt des neuen Agraffschlauches entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1, aus der ersichtlich ist, dass nunmehr die äussere Falzlage 10 und die innere Falzlage 13 genau zueinander parallel sind. Dies gilt auch für die übrigen Falzlagen 11 und 12, wie aus der vergrösserten Darstellung der Einzelheit VI in Fig. 6 ersichtlich ist. Dies ist dadurch erreicht, dass bei der Herstellung des Agraffschlauches durch Verwendung geeigneter Werkzeuge den Lagen 10 bis 13, insbesondere den inneren Lagen 12, 13 des Falzes eine nach aussen gerichtete Wölbung aufgeprägt wurde, die dafür sorgt, dass sich die in diesen Lagen nach der Schlauchherstellung noch befindende Material spannung nur in der Weise auswirken kann, dass sie die Lagen 12, 15 weiter nach aussen zu drängen sucht, also eine zu den Lagen 10, 11 parallele Position. Die zu diesem Zweck insbesondere den Lagen 12, 13 aufzuprägende Wölbung ist bezüglich des zu ihrer Herstellung zu verwendenden Krümmungsradius abhängig vom verarbeiteten Material und dessen Stärke, wobei der bei der Herstellung verwendete Wölbungsradius von dem beim Fertigprodukt vorhandenen und in Fig. 6 dargestellten abweichen kann, um Federungen zu kompensieren, die das Bandmaterial nach dem Verlassen des Herstellungswerkzeuges ausführt. Wie Fig. 7 zeigt, liegen die Bandlagen 10 bis 13 des jeweiligen Falzes auch in Achsrichtung des Schlauches parallel zueinander. Damit ist ein Falz geschaffen, der sich durch ein äusserst hohes Ilass an Dichtigkeit auszeichnet, wie aus einem unmittelbaren Vergleich der Fig. 3 und 6 ersichtlich ist, und zwar auch für aus breiten Bändern hergestellte Agraffschläuche und bezogen auf Fig. 7 entsprechend breite Falze. Andererseits hat die Herstellung des anhand der Fig. 5 bis 7 geschilderten Agraffschlauches keinen Einfluss auf den für seine Herstellung erforderlichen Aufwand mit Ausnahme des Umstandes, dass entsprechend vorbereitete Werkzeuge verwendet werden müssen, was jedoch eine einmalige, für die Schlauchherstellung an sich erforderliche Massnahme ist. Bezüglich des für die Herstellung der Bogenförmigkeit insbesondere der inneren Falzlagen zu verwendenden Radius liegt dieser zweckmässig in seiner Grösse unterhalb der Grösse des mittleren Schlauchdurchmessers, wobei im Mittel der Fälle ein Radius in der Grössenordnung von 75 % des Schlauchdurchmessers zweckmässig ist.

Claims: Patentansprüche 1. Agraffschlauch mit regelmässig vieleckigem Querschnitt, ohne zusätzlich Dichtung schraubengangförmig gewickelt aus einem vorprofilierten Metallband unter Verfalzen benachbarter Bandkanten, dadurch gekennzeichnet, dass alle Lagen (12, 13) des Falzes (3) zwischen benachbarten Schlauchecken (5) zueinander parallel und gleichmässig eng aneinanderliegend eine zur Schlauchaussenseite hin gerichtete Wölbung aufweisen und dass der Radius dieser Wölbung grösser als der mittlere Schlauchradius ist. 2. Agraffschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wölbungsradius 20 bis 100 , grösser als der mittlere Schlauchradius ist. 3. Agraffschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wölbungsradius 40 bis 70 SÓ grösser als der mittlere Schlauchradius ist. 4. Agraffschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wölbungsradius dem Eineinhalbfachen des mittleren Schlauchradius entspricht. 5. Agraffschlauch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Banddicke zur unprofilierten Bandbreite im Bereich von 1:40 bis 1:80 liegt.

Inventors: FORSTER, WALTER, Förster, Walter
Applicants: WITZENMANN GMBH METALLSCHLAUCH-FABRIK PFORZHEIM
Application year: 1986
Main classification: F16L11
IPC codes: F16L11