DE4230278A1 - Agraffschlauch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Agraffschlauch für Abgas­ anlagen von Kraftfahrzeugen mit rundem oder regelmäßig vieleckigem Querschnitt, ohne zusätzliche Dichtung schraubengangförmig gewickelt aus wenigstens einem S-för­ mig vorgeformten, ein- oder mehrlagigen Metallband unter Verfalzen benachbarter Bandkanten mit ihren dort durch die S-Haken der Vorformung gebildeten Schenkeln und end­ ständigen Falzborden.

Von solchen allgemein bekannten Agraffschläuchen, die be­ stimmungsgemäß als bewegliche Leitungselemente für Abgas­ leitungen oder im Zusammenhang mit Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen verwendet werden, werden gleichzeitig angulare, axiale, laterale und torsionale Beweglichkeit und darüber hinaus ein hohes Maß an Dichtigkeit und ge­ ringer Schallabstrahlung gefordert. Diese Forderungen stehen zueinander im Widerspruch. Denn gute Dichtigkeit und geringe Schallabstrahlung erfordern ein festes Wickeln des Agraffschlauches, durch das jedoch seine Be­ weglichkeit zum Teil stark eingeschräkt wird. Dazu kommt, daß die Schläuche bei den in einer Abgasanlage auftreten­ den hohen Temperaturbelastungen im Laufe der Zeit durch Festsetzen einzelner Windungen versteifen können, was seine Ursache vor allem in den im Material befindlichen Eigenspannungen hat, die beim Wickeln des Metallbandes zum Agraffschlauch durch die Verformung des Metallbandes entstehen. Dadurch können sich bezüglich der vorstehend angegebenen Größen die Verstellkräfte erhöhen. Da aber der Schlauch Verstellbewegungen der genannten Art zwangs­ weise unterworfen ist, bedeutet dies entgegen der einge­ tretenen Versteifung ein dauerndes Wiedergängigmachen des Schlauches, was mit einem gewissen Verschleiß verbunden ist. Daraus resultiert letztendlich eine zunehmende Un­ dichtigkeit bzw. eine Erhöhung der Leckrate des Schlau­ ches und damit auch der Schallabstrahlung.

Umwelt- und Lärmschutzauflagen stellen jedoch inzwischen immer strengere Anforderungen an die Dichtigkeit derarti­ ger Agraffschläuche. Größere Nennweiten zur Erlangung niedriger Schallpegel und größerer Beweglichkeit bei be­ engten Einbauverhältnissen werden gefordert. Diese Forde­ rungen können bisher gleichzeitig nur teilweise erfüllt werden. Es gelingt nämlich nicht, einen bestimmten Schlauch der eingangs genannten Art ohne Rückwirkung auf seine Beweglichkeit dichter zu gestalten. Dabei nimmt die Undichtigkeit sowohl mit der Nennweite des Schlauches als auch mit der verarbeiteten Bandbreite zu. Größere Nenn­ weiten 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.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Agraffschlauch der eingangs genannten Art auf einfache Weise dahingehend zu verbessern, daß seine Eigenschaften hinsichtlich angu­ larer, axialer, lateraler und torsionaler Beweglichkeit sowie Dichtigkeit und Schallabstrahlung auch bei langer Betriebsdauer auf einem angenähert gleichen Niveau blei­ ben.

Diese Aufgabe ist ausgehend von einem Agraffschlauch der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an wenigstens einer Bandkante das Band oder minde­ stens eine der in Radialrichtung des Agraffschlauches außen oder innen liegenden Bandlagen im Bereich der Falz­ borde und/oder der Schenkel mit einer Profilierung verse­ hen ist, und daß die jeweilige Profilierung so angeordnet und ausgebildet ist, daß ein Verhaken bzw. Ineinander­ greifen der Profilierung von in Radialrichtung des Agraffschlauches aneinanderliegenden Profilierungen ver­ mieden ist.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen besteht die Mög­ lichkeit, den gegenseitigen Reibungswiderstand und damit den Verschleiß benachbarter Bänder innerhalb des sie ver­ bindenden Falzes herabzusetzen, ohne daß dadurch eine Herabsetzung der Dichtheit des Agraffschlauches eintritt, indem benachbarte Bänder innerhalb des Falzes nun nur noch stellenweise aneinanderliegen zu brauchen. Dabei ist durch die Anordnung der Profilierung an nur einer oder beiden Bandkanten, an den Falzborden und/oder den Schen­ keln eine äußerst breite Variationsmöglichkeit gegeben, wenn man zusätzlich noch berücksichtigt, daß auch über die Art der Profilierung Einfluß auf das Bewegungsverhal­ ten innerhalb des Falzes genommen werden kann. Anderer­ seits wird durch die Profilierung die Parallelität der Bandteile innerhalb des Falzes nicht beeinträchtigt, somit die Dichtwirkung voll aufrechterhalten.

Insgesamt wird auf diese Weise die bei bekannten Agraff­ schläuchen während des Betriebs temperaturbedingt eintre­ tende Versteifung verringert, bzw. vergleichmäßigt, so daß die Parameter des Agraffschlauches bezüglich Beweg­ lichkeit, Dichtheit und Schallabstrahlung auch bei langer Betriebsdauer etwa gleich bleiben, die Streubreite dieser technischen Daten also eingeengt wird. Ein Ansteigen der Leckraten und der Geräuschemission ist vermieden.

Dabei wird die Herstellung des Agraffschlauches durch An­ bringung der Profilierung, die zweckmäßigerweise vor dem S-förmigen Vorformen stattfindet, nicht beeinträchtigt. Es müssen nur zusätzlich beispielsweise Profilrollen vor­ gesehen werden, die die Profilierung in das Bandmaterial prägen, einwalzen, oder eindrücken. Im übrigen bleibt die Herstellung des Agraffschlauches wie bisher, wobei beim Wickelvorgang bzw. beim Schließen des Falzprofils die Wickelwerkzeuge genügend glatte Bandoberflächen zum Kraftangriff vorfinden.

Üblicherweise wird ein Agraffschlauch aus einem ein- oder mehrlagigen Band gewickelt. Gemäß der Gattung der Erfin­ dung besteht aber beispielsweise auch die Möglichkeit, den Agraffschlauch aus zwei parallel nebeneinander laufenden Bändern zu wickeln. In diesem Falle würden sich die Kombinationsmöglichkeiten bezüglich Anbringung der Profilierung oder nicht sowie der Wahl unterschiedlicher Profilierungsformen verdoppeln.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, die Profilierung derart anzubringen, daß sie sich gleichmäßig zu beiden Seiten der Banddickenmitte bzw. Bandlagenmitte erstreckt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die bezüglich des Agraffschlauches radial außen und/oder innen sichtbar liegenden Schenkel des Bandes bzw. der radial äußeren bzw. inneren Bandlage ohne Profilierung sind. Dies kann auf der Außenseite des Agraffschlauches das Ansetzen von Verunreinigungen etc. verhindern. Was die Innenseite des Agraffschlauches betrifft, so wäre eine Erhöhung des Strömungswiderstandes vermieden.

Wird ein Agraffschlauch aus einem oder mehreren mehrlagi­ gen Bändern gewickelt, so ergibt sich die zusätzliche Möglichkeit, die Profilierung von Lage zu Lage unter­ schiedlich auszubilden.

Bezüglich der Gestaltung der Profilierung im einzelnen eröffnen sich praktisch unbegrenzte Möglichkeiten. Im wesentlichen kann vorgesehen sein, daß die jeweilige Pro­ filierung linien-, strich-, punkt-, pfeil- oder gitter­ förmig ausgebildet ist.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs­ beispielen, die auf der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen einlagigen Agraffschlauch im axialen Teil­ schnitt mit einer ersten Ausführungsform der Er­ findung;

Fig. 2 das Band zur Herstellung des Agraffschlauches gemäß Fig. 1 vor der Falzbildung;

Fig. 3 einen einlagigen Agraffschlauch im axialen Teil­ schnitt mit einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 das Band zur Herstellung des Agraffschlauches gemäß Fig. 3 vor der Falzbildung;

Fig. 5 ausschnittweise Banddarstellungen gemäß Fig. 2 zur Darstellung einiger Profilierungsformen;

Fig. 6 einen Agraffschlauch im ausschnittweisen Axial­ schnitt nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 die beiden Bänder zur Herstellung des Agraff­ schlauches gemäß Fig. 6 vor der Falzbildung und

Fig. 8 Banddarstellungen gemäß Fig. 7 zur Veranschau­ lichung weiterer Profilierungsformen.

Zu den Schnittdarstellungen gemäß Fig. 1, 3 und 6 sei vorangestellt, daß deren Oberseite die Außenseite des Agraffschlauches und deren Unterseite die Innenseite des Agraffschlauches darstellen möge.

Fig. 1 zeigt einen ausschnittweisen Axialschnitt eines Agraffschlauches, der drei nebeneinanderliegende Bandwin­ dungen 1, 2 und 3 erkennen läßt. Das Bandmaterial 4 ist S-förmig profiliert, so daß S-Haken mit Schenkeln 5, 6 und Falzborden 7, 8 entstehen, über die benachbarte Band­ kanten hakenförmig ineinandergreifen und miteinander ver­ falzt sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in Fig. 1 die einzelnen Bandlagen innerhalb des Falzes mit radialem Abstand gezeichnet. In Wirklichkeit ist dieser Abstand jedoch gleich Null, so daß die Lagen unmittelbar aneinanderliegen. Dies gilt im übrigen auch für die Dar­ stellungen in den Fig. 3 und 6.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind nun die Falz­ borde 7, 8 mit einer Profilierung 9, 10 ausgestattet, wo­ bei die Profilierungen 9, 10 derart unterschiedlich aus­ gebildet bzw. angeordnet sind, daß sie sich nicht verha­ ken bzw. ineinandergreifen können, so daß ein Formschluß zwischen den Falzborden 7, 8 vermieden ist, die Falzborde vielmehr gegeneinander und selbstverständlich auch gegen­ über dem jeweils benachbarten Schenkel 5, 6 gleiten können. Andererseits verhindert die Profilierung eine flächige Berührung zwischen den Falzborden 7, 8, so daß deren gegenseitiger Reibungswiderstand und Verschleiß herabgesetzt ist, ohne daß dadurch die Dichtigkeit des Agraffschlauches bei erhöhter Flexibilität herabgesetzt ist.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Bandes 4 wie es vor der S-förmigen Vorformung aussieht. Hier sind wieder die bereits hergestellten Profilierungen 9, 10 an den Stellen ersichtlich, die später die Falzborde bilden. Bei der Darstellung in Fig. 2 ist die Profilierung zunächst nur schematisch angedeutet, was ebenso auch für die Darstel­ lungen in den Fig. 4 und 7 gilt.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausbildung eines aus einem Band gewickelten Abgraffschlauches mit drei neben­ einanderliegenden Bandwindungen 11, 12 und 13. Hier ist das Band 14 sowohl im Bereich der Falzborde 15, 16 als auch des jeweils radial innen liegenden Schenkels 17 mit einer Profilierung 18, 19, 20 versehen. Die außen liegen­ den Schenkel 17′ tragen keine Profilierung, um auf der Außenseite des Agraffschlauches das Ansetzen von Verun­ reinigung etc. nach Möglichkeit zu unterbinden.

Fig. 4 zeigt wieder das Band 14, aus dem der Agraff­ schlauch gemäß Fig. 3 hergestellt ist. Es sind ersicht­ lich die Profilierungen 18, 19 der späteren Falzborde sowie 20 des späteren Schenkels 17.

Fig. 5 zeigt untereinander fünf Bandabschnitte in der Darstellung gemäß Fig. 2 zur Veranschaulichung einiger Profilierungsmöglichkeiten.

So zeigt der obere Randabschnitt etwa 45° gegenläufig an­ geordnete Profilierungen 21, 22, die später die Profilie­ rung der durch beide Bandseiten gebildeten Falzborde dar­ stellen. Innerhalb eines Falzes werden sich dann diese beiden gegenläufigen Profilierungen kreuzen, so daß sie jeweils nur an einer größeren Zahl von Punkten miteinan­ der in Berührung kommen. Wie rechts neben dem oberen Bandabschnitt dargestellt, können die Profilierungen im Schnitt zick-zack-förmig, wellenförmig, meanderförmig oder dergleichen sein.

Die nächst tiefer gelegene Darstellung eines Bandab­ schnittes zeigt pfeilförmige Profilierungen 23, 24, die ebenfalls wieder gegenläufig angeordnet sind, so daß sie sich bei der Falzbildung nicht miteinander verhaken bzw. in gegenseitigen Eingriff kommen können.

Die nächste Darstellung zeigt eine quer zur Vorschubrich­ tung des Bandes beim Wickelvorgang sich erstreckende Pro­ filierung 25 und eine Profilierung 26, die zur Vorschub­ richtung des Bandes parallel ist.

Darunter ist ein Beispiel für eine strichförmige Profi­ lierung 27 bzw. 28 ersichtlich, wobei die Striche der Profilierung 27 parallel zur Vorschubrichtung des Bandes beim Wickelvorgang verlaufen, während die Striche der Profilierung 28 quer dazu liegen.

Schließlich zeigt die untere Darstellung gitterförmige Profilierungen 29, 30, wobei die Gitterstruktur verschie­ dene Dichte hat, was aber nicht nötig wäre, da sich auf­ einanderliegende Gitterstrukturen nicht miteinander ver­ haken können.

Auch für die Profilierungen 23 bis 30 können sich ähnli­ che Schnittbilder wie oben rechts in Fig. 5 dargestellt oder auch andere jeweils zweckmäßige Schnittformen erge­ ben.

Fig. 6 zeigt als weitere Ausführungsform den ausschnitt­ weisen Axialschnitt aus einem Agraffschlauch, der aus einem zweilagigen Band mit Bandlagen 31 und 32 gewickelt ist. In Fig. 6 ist eine vollständige Bandwindung mit den beiden sie seitlich abschließenden Falzen dargestellt.

Hier ist die Anordnung so getroffen, daß die Falzborde 33, 34 des Bandes 31, die Falzborde 35, 36 des Bandes 32 sowie die Schenkel 37 des Bandes 31 und 38 des Bandes 32 mit Profilierungen 39 bis 44 versehen sind. Die jeweils liegenden Schenkel 47, 48 weisen keine Profilierung auf.

Fig. 7 zeigt die beiden Bänder 31, 32 vor der Falzbil­ dung mit verallgemeinerter Darstellung der Anordnung der beiderseitigen Profilierungen an den Stellen, die später die Falzborde bzw. die entsprechenden Schenkel bilden. Dabei können die Profilierungen in unterschiedlichsten Kombinationen beispielsweise die aus Fig. 5 ersichtli­ chen Formen aufweisen immer nur unter der Voraussetzung, daß sich benachbarte Profilierungen nicht miteinander verhaken können. Ein Beispiel hierfür zeigt die obere Darstellung in Fig. 8 für die Bänder 31 und 32.

Schließlich zeigt Fig. 8 in der unteren Darstellung noch Bandabschnitte für ein aus einem zweilagigen Band gemäß Fig. 6 hergestellten Agraffschlauch, jedoch mit einer anderen Profilierungsanordnung und -ausbildung. Denn hier ist das eine Band nur an der rechten Seite mit einer Pro­ filierung 45 und das andere Band nur an der linken Seite mit einer Profilierung 46 versehen, wobei die Profilie­ rung punktförmig bzw. noppenförmig ausgebildet ist und bei dem so an beiden Seiten des doppellagigen Bandes gebildeten Falzborden jeweils nur auf deren einer Seite wirksam wird. Diese punktförmige bzw. noppenförmige Pro­ filierung kommt selbstverständlich auch für die Ausfüh­ rungsformen gemäß den Fig. 1 und 3 in Frage.

Vorstehend konnten nur einige denkbare Profilierungsfor­ men herausgegriffen und dargestellt werden. Es versteht sich von selbst, daß hinsichtlich der Profilierungsform unter den erfindungsgemäßen Voraussetzungen praktisch unbegrenzte Variationsmöglichkeiten bestehen.

Claims (6)

1. Agraffschlauch für Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen mit rundem oder regelmäßig vieleckigem Querschnitt, ohne zusätzliche Dichtung schraubengangförmig gewickelt aus wenigstens einem S-förmig vorgeformten, ein- oder mehr­ lagigen Metallband unter Verfalzen benachbarter Bandkan­ ten mit ihren dort durch die S-Haken der Vorformung ge­ bildeten Schenkeln und endständigen Falzborden, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer Bandkante das Band (4, 14) oder mindestens eine der in Radialrichtung des Agraffschlau­ ches außen oder innen liegenden Bandlagen (31, 32) im Be­ reich der Falzborde (7, 8; 15, 16; 33, 34, 35, 36) und/oder der Schenkel (17; 37, 38) mit einer Profilierung (9, 10; 18 bis 20; 21 bis 30; 39 bis 44) versehen ist, und daß die jeweilige Profilierung so angeordnet und ausge­ bildet ist, daß ein Verhaken bzw. Ineinandergreifen der Profilierung von in Radialrichtung des Agraffschlauches aneinanderliegenden Profilierungen vermieden ist.

2. Agraffschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung (9, 10; 18 bis 20; 21 bis 30; 39 bis 44) durch Prägen, Walzen oder Drücken des Bandmaterials erzeugt ist.

3. Agraffschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Profilierung (9, 10; 18 bis 20; 21 bis 30; 39 bis 44) gleichmäßig zu beiden Seiten der Banddicken­ mitte bzw. Bandlagenmitte erstreckt.

4. Agraffschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bezüglich des Agraffschlauches radial außen und/oder innen sichtbar liegenden Schenkel (5, 6; 17′; 47, 48) des Bandes (4, 14) bzw. der radial äußeren (31) bzw. inneren (32) Bandlage ohne Profilierung sind.

5. Agraffschlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrlagigen Bändern (31, 32) die Profilierung (39 bis 44) von Lage zu Lage unterschiedlich ausgebildet ist.

6. Agraffschlauch nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Profilierung linien- (21, 22; 25, 26; 39 bis 44), strich- (27, 28), punkt- (45, 46), pfeil- (23, 24) oder gitterförmig (29, 30) ausgebildet ist.