DE102005014128B4

DE102005014128B4 - Verbundschlauch und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102005014128B4
Application number: DE102005014128A
Authority: DE
Inventors: Motoshige Komaki Hibino; Minoru Komaki Hiramatsu; Yuji Komaki Takagi; Koji Komaki Uchino
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: DE102005014128A1; US20050211326A1

Abstract

Verbundschlauch mit:
einem Außenumfangsabschnitt (43) mit Flexibilität, wobei der Außenumfangsabschnitt (43) eine elastische Schicht (42) und eine Verstärkungsschicht (44) aufweist, die auf einem Außenumfang der elastischen Schicht (42) vorgesehen ist,
einem Innenumfangsabschnitt, der in einem Innenumfang des Außenumfangsabschnitts (43) vorgesehen ist, wobei der Innenumfangsabschnitt ein Wellblechrohr (40) aufweist, das mit einem gewellten Abschnitt (48) versehen ist, der mit Wellenbergen (49) und Wellentälern (51) ausgebildet ist, und Fluidundurchlässigkeit hat und Talzwischenräume (52) zwischen den Wellenbergen (49) des Wellblechrohrs (40) mit der elastischen Schicht (42) gefüllt sind,
wobei das Wellblechrohr (40) durch Druckvorbeaufschlagung expandiert und plastisch verformt ist, um einen Verformungsdruck vor aktivem Gebrauch darauf auszuüben, und
die Wellenberge (49) einen kleineren Krümmungsradius als die Wellentäler (51) vor Druckvorbeaufschlagung haben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr, der zur Installation in Kraftfahrzeuge o. ä. geeignet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbundschlauchs.
Typische Gummischläuche, die z. B. aus einer Mischung aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk und Polyvinylchlorid (NBR/PVC-Mischung) oder Fluorkautschuk (FKM) hergestellt sind, die (der) ausgezeichnete Beständigkeit gegen Benzindurchlässigkeit hat, kommen zum Transport von Kraftstoff (solchem Kraftstoff wie Motorbenzin) für Kraftfahrzeuge o. ä. wegen ihrer hohen Schwingungsdämpfungsfähigkeit, leichten Montage o. ä. zum Einsatz. Zum weltweiten Umweltschutz wurden aber in letzter Zeit die Bestimmungen gegen Permeation von Kraftstoff für Kraftfahrzeuge o. ä. verschärft und werden künftig voraussichtlich noch strenger.
Daher müssen solche Schläuche zum Transport von Kraftstoff o. ä. größere Permeationsbeständigkeit haben.
Ferner müssen Schläuche zum Transport von Fluid, z. B. in Brennstoffzellen verwendetem Wasserstoffgas, oder zum Transport von Kohlendioxidgas als Kältemittel extrem hohe Permeationsbeständigkeit gegenüber solchen transportierten Fluiden wie Wasserstoffgas und Kohlendioxidgas haben.
Im Hinblick auf diese Forderung haben aber ausschließlich aus organischen Materialien, z. B. Gummi oder Harz, aufgebaute Schläuche Schwierigkeiten, eine solche notwendige Beständigkeit zu erfüllen.
Angesichts dessen geht man davon aus, einen Verbundschlauch zu bilden, indem man ihn mit einem Wellblechrohr als Sperrschicht gegen Permeation von transportiertem Fluid kombiniert.

Zum Beispiel offenbaren die US-A-6354332 und JP-A-2001-182872 einen Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr dieser Art. Hierbei sind ein Wellblechrohr und eine elastische Schicht, z. B. eine Gummischicht, kombiniert, und eine Verstärkungsschicht ist auf der elastischen Schicht vorgesehen, um einen Verbundschlauch aufzubauen, der hohe Permeationsbeständigkeit und Druckbeständigkeit sowie hohes Schwingungsdämpfungsvermögen hat und leicht zu montieren oder einzubauen ist. Gewöhnlich ist die Verstärkungsschicht durch Wickeln oder Flechten eines Verstärkungsdrahts oder Verstärkungsfadens um einen Außenumfang der elastischen Schicht oder durch Überziehen des Außenumfangs der elastischen Schicht mit einer Schicht aufgebaut, die mit einem Verstärkungsdraht oder Verstärkungsfaden geflochten ist. In vielen Fällen ist eine Schicht mit Elastizität, z. B. eine Gummischicht, auf einer Außenseite der so aufgebildeten Verstärkungsschicht gebildet.

Ist im übrigen eine z. B. aus Gummi hergestellte elastische Schicht auf einem Außenumfang des Wellblechrohrs vorgesehen, so ist darum ein Gummimaterial z. B. extrudiert oder aufgebracht. Hierbei muß das Gummimaterial eine ordnungsgemäße Dicke haben, um stabile und axial kontinuierliche Verarbeitbarkeit zu gewährleisten. Ist daher die elastische Schicht mit einer bestimmten Dicke zwischen dem Wellblechrohr und der Verstärkungsschicht auch an Positionen der Wellenberge des Wellblechrohrs eingefügt, so ist als Ergebnis ein bestimmter Abstand zwischen den Wellenbergen und der Verstärkungsschicht gebildet. Beim kontinuierlichen Verarbeiten in Axialrichtung wird ferner mitunter ungleichmäßige Dicke in der elastischen Schicht oder ungleichmäßige Spannung in der Verstärkungsschicht verursacht, wodurch die Verstärkungsschicht eine leichte Schlaffheit oder Lockerheit in Radialrichtung im Hinblick auf das Wellblechrohr hat. Das heißt, in vielen Fällen übt die Verstärkungsschicht keine Unterdrückungskraft auf das Wellblechrohr aus, um z. B. Expansion des Wellblechrohrs zu unterdrücken, sobald hoher Druck auf das Wellblechrohr durch ein Innenfluid ausgeübt wird oder wenn gleichzeitig hoher Druck darauf durch das Innenfluid ausgeübt wird. In einer solchen Einsatzumgebung oder Gebrauchsumgebung, in der das Wellblechrohr z. B. einer Spannung jenseits einer Dauerfestigkeit des Wellblechrohrs wiederholt ausgesetzt wird, besteht die Möglichkeit, daß bei Gebrauch eines so aufgebauten Verbundschlauchs mit einem Wellblechrohr das Wellblechrohr Ermüdungsbruch zeigt. Das heißt, ein solcher Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr kann keine zuverlässige Druckbeständigkeit gegenüber dem Innenfluid gewährleisten. Zu einem solchen Problem wie unzureichender Druckbeständigkeit im Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr kommt es auch dann, wenn ein Gummimaterial nicht in Wellentäler des Wellblechrohrs gefüllt ist und dadurch Lücken zwischen den Wellentälern und der Verstärkungsschicht entstehen.

Was Techniken zur Erhöhung der Haltbarkeit eines Wellblechrohrs betrifft, sind die Techniken gemäß der JP-A-57-86688 (1982-86688) und JP-A-11-159616 (1999-159616) bekannt. Die JP-A-57-86688 offenbart, daß ein Metallbalg einem Innendruck ausgesetzt wird und er sich so streckt, daß er einen Wellenabstand in Axialrichtung dehnt, und die Haltbarkeit durch Fließverfestigung in diesem Vorgang erhöht wird. Jedoch führt dies zwangsläufig zu unterschiedlicher Axiallänge, z. B. stark unterschiedlicher Axiallänge unter den Wellblechrohren. Andererseits offenbart die JP-A-11-159616, daß eine Schnittform eines gewellten Abschnitts eines Wellblechrohrs von einer U-Form in eine S-Form geändert wird und diese spezifische Form die Haltbarkeit wirksam erhöht. Schwierig ist, beide dieser Techniken unmittelbar einzusetzen.

Die US-A-2004/0020546 beschreibt einen Schlauch mit metallischem Wellrohr, der über ein metallisches Wellrohr als innerste Schicht und eine Außenschicht auf einer Radialaußenseite verfügt, die elastische Schichten und eine Verstärkungsschicht aufweist.

Angesichts dessen kam die Erfindung zustande. Eine Aufgabe der Erfindung ist, einen Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr bereitzustellen, der ausgezeichnete Druckbeständigkeit gegen ein Innenfluid sowie Schwingungsdämpfungsfähigkeit und Montierbarkeit hat und folglich die Lebensdauer des Verbundschlauchs erhöhen kann, und ein Verfahren zur Herstellung des so aufgebauten Verbundschlauchs mit einem Wellblechrohr bereitzustellen. Zudem ist eine Aufgabe eines Aspekts der Er findung, den Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr bereitzustellen, bei dem die Haltbarkeit sowohl gegen wiederholte Innendrücke als auch gegen wiederholte Biegeverformungen verbessert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe der Erfindung ist ein neuer Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr bereitgestellt. Der Verbundschlauch verfügt über einen Außenumfangsabschnitt, der flexibel ist, und einen Innenumfangsabschnitt, der innerhalb oder in einem Innenumfang des Außenumfangsabschnitts vorgesehen ist. Der Außenumfangsabschnitt weist eine elastische Schicht und eine Verstärkungsschicht auf, die auf einem Außenumfang der elastischen Schicht vorgesehen ist. Der Innenumfangsabschnitt weist ein Wellblechrohr auf, das mit einem gewellten Abschnitt versehen ist, der mit Wellenbergen und Wellentälern ausgebildet ist, und fluidundurchlässig ist. In einem Aspekt der Erfindung ist ein Abstand zwischen der Verstärkungsschicht und Spitzen der Wellenberge des Wellblechrohrs so gestaltet, daß er höchstens 0,27 mm beträgt. Beträgt der Abstand zwischen der Verstärkungsschicht und dem Wellblechrohr, insbesondere der Abstand zwischen der Verstärkungsschicht und Spitzen der Wellenberge des Wellblechrohrs, höchstens 0,27 mm, hindert bei Ausübung eines Innendrucks auf das Wellblechrohr die Verstärkungsschicht unmittelbar das Wellblechrohr an Verformung auf expandierende Weise. Das heißt, es kommt nicht zu den im folgenden beschriebenen Erscheinungen. Die Wellenberge drücken, schieben oder pressen die elastische Schicht zuerst nach außen, wonach das Wellblechrohr an Expansion durch die Verstärkungsschicht gehindert ist. Um den Abstand zwischen der Verstärkungsschicht und den Spitzen der Wellenberge des Wellblechrohrs höchstens 0,27 mm betragen zu lassen, ist es z. B. vorteilhaft, das Wellblechrohr in einem Zustand zu expandieren und plastisch zu verformen, in dem der Abstand dazwischen etwa 0,3 mm beträgt. Hat die Verstärkungsschicht eine leichte Schlaffheit oder Lockerheit in Radialrichtung im Hinblick auf das Wellblechrohr, kann die Schlaffheit oder Lockerheit dadurch beseitigt werden. Alternativ wird z. B. die elastische Schicht zusammengedrückt. Bei expandierender Verformung des Wellblechrohrs vor aktivem Gebrauch wird der Abstand zwischen der Verstärkungsschicht und den Spitzen der Wellenberge des Wellblechrohrs höchstens 0,27 mm beim expandierenden Verformen. Je nach den Umständen kann der Abstand zwischen der Verstärkungsschicht und den Spitzen der Wellenberge des Wellblechrohrs z. B. berechnet werden, indem man einen Außenflächenradius der Spitzen der Wellenberge des Wellblechrohrs von einem Radius zu einer Umfangslänge der Verstärkungsschicht (Umfangslänge eines Inneren der Verstärkungsschicht) subtrahiert.

In einem Aspekt der Erfindung ist eine elastische Schicht in die Wellentäler des Wellblechrohrs oder in Talzwischenräume zwischen Wellenbergen des Wellblechrohrs gefüllt, z. B. bis zu den Spitzen der Wellenberge oder vollständig. Ferner sind die Wellenberge in der Breite (oder im Krümmungsradius) größer oder wesentlich größer als die Wellentäler des Wellblechrohrs gestaltet. Beispielsweise kann die Breite (oder Krümmungsradius) der Wellenberge so gestaltet sein, daß sie gleich oder größer als die 1,5-fache Breite (oder Krümmungsradius) von Wellentälern ist. Erhalten läßt sich ein solcher Aufbau des Wellblechrohrs durch Anordnen der elastischen Schicht mit ordnungsgemäßer Dicke auf einem Außenumfang des Wellblechrohrs, das die Wellenberge und Wellentäler mit gleicher Breite (oder gleichem Krümmungsradius) oder allgemein gleicher Breite (oder gleichem Krümmungsradius) hat, damit sie in die Wellentäler gefüllt wird, Bereitstellen der Verstärkungsschicht auf einem Außenumfang der elastischen Schicht und Ausüben eines solchen Verformungsdrucks innerhalb des Wellblechrohrs, daß das Wellblechrohr plastisch nach außen verformt wird (Druckvorbeaufschlagungsvorgang). Der Verformungsdruck hat einen solchen Wert, daß er das Wellblechrohr plastisch nach außen verformt, bis z. B. die Schlaffheit oder Lockerheit in der Verstärkungsschicht im Hinblick auf die elastische Schicht beseitigt ist. Auch wenn hier die elastische Schicht nicht in die Wellentäler gefüllt ist, dringt beim Verformen der Wellentäler, so daß sie die elastische Schicht darin einschließen, die elastische Schicht schließlich in die Wellentäler ein, ohne Hohlräume zu hinterlassen.

Nachdem im Rahmen der Erfindung das Wellblechrohr auf Ermüdungsbruch hin genau untersucht wurde, stellte sich im übrigen heraus, daß wiederholte Innendrücke in der Tendenz Risse auf den Spitzen der Wellenberge verursachen, die zu Ermüdungsbruch des Wellblechrohrs führen, während wiederholte Biegeverformungen auf der Grundlage der Flexibilität des Wellblechrohrs in der Tendenz Risse in den Sohlen der Wellen täler verursachen, die zu Ermüdungsbruch des Wellblechrohrs führen.

Überdies wurde in anschließenden Untersuchungen festgestellt, daß bei Anwendung des Druckvorbeaufschlagungsvorgangs auf einen Verbundschlauch vor aktivem Gebrauch gemäß der vorstehenden Beschreibung die Haltbarkeit gegen wiederholte Innendrücke verbessert wird, aber andererseits als Tatsache gilt, daß die Haltbarkeit gegen wiederholte Biegevorgänge dennoch sinkt. In einigen Fällen bewirkt verringerte Haltbarkeit gegen wiederholte Biegevorgänge Probleme.

Bei der Ursachenforschung wurde festgestellt, daß verringerte Haltbarkeit gegen solche wiederholte Biegeverformungen dadurch zustande kommt, daß die Wellentäler ihre Form so ändern, daß sich der Krümmungsradius R der Wellentäler geringer als ihr ursprünglicher oder anfänglicher Krümmungsradius R als Ergebnis des Druckvorbeaufschlagungsvorgangs ändert.

Der Druckvorbeaufschlagungsvorgang vor aktivem Gebrauch verbessert die Haltbarkeit gegen wiederholte Innendrücke wie folgt: Beispielsweise wird die elastische Schicht oder die Gummifüllschicht, die in Talzwischenräume eindringt, in einer Außenumfangsseite gedrückt oder gepreßt, wenn die Wellenberge expandierend verformt werden, wodurch die Verstärkungsschicht in einen stärker gespannten Zustand als im Ausgangszustand kommt und die Schlaffheit oder Lockerheit eines Verstärkungsdrahtteils oder -filamentteils, die die Verstärkungsschicht anfangs hat, beseitigt wird. Dies veranlaßt die Verstärkungsschicht, einen Verstärkungseffekt auf das Wellblechrohr zu erzeugen, sobald ein Innendruck ausgeübt wird. Als Ergebnis wird aber der Krümmungsradius der Wellentäler klein, und bei wiederholter Biegeverformung des Wellblechrohrs wird eine große Spannung in Sohlen der Wellentäler bewirkt, wodurch in der Tendenz Risse in den Sohlen der Wellentäler auftreten. Festgestellt wurde, daß dies zu verringerter Haltbarkeit gegen wiederholte Biegeverformungen führt.

Im Wellblechrohr bewirkt ein Innendruck maximale Spannung an den Spitzen der Wellenberge, während Biegeverformung maximale Spannung in den Sohlen der Wellentäler verursacht.

Somit ist es beim Verbessern der Haltbarkeit gegen wiederholte Innendrücke und wiederholte Biegeverformungen wesentlich, diese Ermüdungsbrüche auf den Spitzen der Wellenberge und in den Sohlen der Wellentäler zu unterdrücken.

In einem Aspekt der Erfindung ist ein Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr bereitgestellt, der ausgezeichnete Gesamthaltbarkeit hat, indem die Haltbarkeit gegen wiederholte Biegeverformungen sowie die Haltbarkeit gegen wiederholte Innendrücke erhöht sind. Außerdem verfügt der Verbundschlauch über einen Außenumfangsabschnitt, der flexibel ist, und einen Innenumfangsabschnitt, der innerhalb oder in einem Innenumfang des Außenumfangsabschnitts vorgesehen ist. Der Außenumfangsabschnitt weist eine elastische Schicht (elastische Füllschicht) und eine Verstärkungsschicht auf, die auf einem Außenumfang der elastischen Schicht z. B. durch Flechten eines Verstärkungsdrahtteils oder -filamentteils vorgesehen ist. Zudem weist der Innenumfangsabschnitt das Wellblechrohr auf, das einen gewellten Abschnitt hat, der mit Wellenbergen und Wellentälern ausgebildet und fluidundurchlässig ist.

Das Wellblechrohr bildet eine Sperrschicht gegen Permeation von transportiertem Fluid. Ferner sind die Talzwischenräume zwischen den Wellenbergen des Wellblechrohrs mit der elastischen Schicht z. B. vollständig gefüllt.

Bei diesem Verbundschlauch wird vor aktivem Gebrauch oder Einsatz ein Druckvorbeaufschlagungsvorgang auf das Wellblechrohr oder auf den Verbundschlauch so angewendet, daß das Wellblechrohr expandiert und plastisch verformt wird, indem Verformungsdruck (Innendruck) ausgeübt wird, der z. B. höher als ein Druck (Innendruck) ist, der durch ein Innenfluid z. B. in einer Gebrauchs- oder Einsatzumgebung (im aktiven Zustand) auszuüben ist, um die Verstärkungsschicht in einen gespannten Zustand zu versetzen. Die Wellenberge im Wellblechrohr sind so gestaltet, daß sie kleinere Krümmungsradien als ein Krümmungsradius der Wellentäler haben, bevor sie druckvorbeaufschlagt werden oder der Druckvorbeaufschlagungsvorgang angewendet wird. Zum Beispiel ist der Krümmungsradius der Wellenberge so gestaltet, daß er gleich oder kleiner als zwei Drittel des Krümmungsradius der Wellentäler, stärker bevorzugt gleich oder kleiner als ein Drittel davon ist.

Im Wellblechrohr, das bisher zur Installation geeignet war, haben die Wellenberge und Wellentäler anfangs die gleiche Form, z. B. im Herstellungszustand. Dagegen sind in einem Aspekt der Erfindung die Wellenberge so ausgebildet, daß sie einen Krümmungsradius haben, der im Herstellungszustand kleiner als der Krümmungsradius der Wellentäler ist, insbesondere vor Anwendung des Druckvorbeaufschlagungsvorgangs. Werden bei diesem Aufbau die Wellenberge expandierend verformt, indem z. B. der Druckvorbeaufschlagungsvorgang auf einen Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr später angewendet wird, nähert sich der Krümmungsradius der Wellenberge dem Krümmungsradius der Wellentäler an, wird mit diesem identisch oder allgemein identisch, d. h. die Form der Wellenberge wird ähnlich wie die der Wellentäler. Dadurch kann die Haltbarkeit gegen wiederholte Biegeverformungen sowie gegen wiederholte Innendrücke wirksam erhöht werden.

Anders ausgedrückt ist der Krümmungsradius der Wellentäler im Herstellungszustand größer als der Krümmungsradius der Wellenberge. Dies verbessert das Eindringen oder die Einbringbarkeit der elastischen Füllschicht in die Talzwischenräume und ermöglicht, die elastische Füllschicht sicher in die Talzwischenräume zu füllen, ohne Hohlräume zu hinterlassen. Dadurch lassen sich Effekte einer stärkeren Verbesserung und Stabilisierung der Produktqualität erhalten.

In der Erfindung gehört zu dieser Form von Wellenbergen und Wellentälern eine Form, die im wesentlichen als Kreisbogen sowie genau als Kreisbogen beschrieben werden kann. Das heißt, Wellenberge und Wellentäler können im wesentlichen als Kreisbogen oder allgemein als Kreisbogen geformt sein.

Wie bereits erwähnt, ist in der Erfindung der Krümmungsradius der Wellenberge vorzugsweise so gestaltet, daß er gleich oder kleiner als zwei Drittel des Krümmungsradius der Wellentäler und stärker bevorzugt gleich oder kleiner als ein Drittel davon ist.

Diese Form ermöglicht dem Krümmungsradius der Wellenberge stärkere Annäherung an den Krümmungsradius der Wellen täler, wenn ein so hoher Druck darauf ausgeübt wird, daß die Wellenberge des Wellblechrohrs im späteren Druckvorbeaufschlagungsvorgang plastisch verformt werden.

Erfindungsgemäß ist weiterhin ein neues Verfahren zur Herstellung eines Verbundschlauchs bereitgestellt, der ein Wellblechrohr in einem Innenumfangsabschnitt hat. Das Verfahren zur Herstellung eines Verbundschlauchs verfügt über einen ersten Schritt des Herstellens eines Wellblechrohrs, das einen gewellten Abschnitt aufweist, der mit Wellenbergen und Wellentälern ausgebildet ist, einen zweiten Schritt des Aufbauens eines Außenumfangsabschnitts mit Flexibilität auf einem Außenumfang des Wellblechrohrs durch Bilden einer elastischen Schicht auf einem Außenumfang des Wellblechrohrs und Bereitstellen einer Verstärkungsschicht auf einem Außenumfang der elastischen Schicht und einen dritten Schritt des plastischen Verformens des Wellblechrohrs nach außen durch Ausüben eines Verformungsdrucks im Inneren oder Innenumfangsabschnitt des Wellblechrohrs, der jenseits einer Fließgrenze des Wellblechrohrs liegt oder diese übersteigt. Auch wenn im Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr, der auf diese Weise hergestellt oder gefertigt ist, das Wellblechrohr einem Druck jenseits eines Verformungsdrucks durch ein Innenfluid in einer Gebrauchs- oder Einsatzumgebung ausgesetzt wird, wird die Unterdrückungskraft der Verstärkungsschicht unmittelbar auf das Wellblechrohr ausgeübt, weshalb es kaum zu Ermüdungsbruch kommt. Allerdings besteht hierbei die Befürchtung, daß das Wellblechrohr die elastische Schicht zusammendrückt und etwas expandiert. Um also eine zuverlässigere Unterdrückungswirkung von der Verstärkungsschicht zu erhalten, wird der auf das Innere des Wellblechrohrs auszuübende Verformungsdruck vorzugsweise höher als ein Druck eingestellt, der durch ein Innenfluid in einer Gebrauchs- oder Einsatzumgebung auszuüben ist.

Die Erfindung betrifft z. B. einen Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr als Sperrschicht gegen Permeation von transportiertem Fluid, der vorzugsweise zum Kraftstofftransport in Kraftfahrzeugen, Kühlmitteltransport, Brennstofftransport für Zellen, z. B. in einer Brennstoffzelle verwen detem Wasserstoffgas, oder andere Anwendungen nutzbar ist. Ferner verleiht eine gewellte Form oder ein Leistungsmerkmal aufgrund der Form ein Wellblechrohr mit einer Flexibilitätswirkung. Ein Material des Wellblechrohrs selbst ist ein Metall und hat keine Elastizität, die sich von Gummi o. ä. unterscheidet. Somit beinhaltet ein solcher Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr ein Problem, daß der Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr im aktiven Gebrauch wiederholt verformt wird, was dazu führt, daß das Wellblechrohr leicht Ermüdungsbruch zeigt.

Im erfindungsgemäßen Verbundschlauch oder im Verbundschlauch, der im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, kommt es zu keiner solchen Beschädigung wie Platzen, auch wenn er lange Zeit in der Umgebung verwendet wird, in der hoher Druck durch ein Innenfluid wiederholt ausgeübt wird. Ferner hat das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Verbundschlauchs einen Vorteil, die ungleichmäßie Haltbarkeit der Verbundschläuche zu reduzieren, da Unterdrückungsfunktionen gleichmäßig bleiben, wenn die Wellblechrohre plastisch verformt werden, auch wenn die Verstärkungsschichten ungleichmäßige Unterdrückungsfunktionen haben.

Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
1 ist eine Schnittansicht eines ersten erfindungsgemäßen Verbundschlauchs mit einem Wellblechrohr (wobei das Wellblechrohr noch nicht plastisch verformt ist).
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines gewellten Abschnitts des Wellblechrohrs des ersten Verbundschlauchs.
3 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Außenumfangsabschnitts des ersten Verbundschlauchs.
4 ist eine Schnittansicht einer Form des gewellten Abschnitts des ersten Verbundschlauchs, der durch Druckvorbeaufschlagung plastisch verformt ist.
5 ist eine erläuternde Ansicht einer Beziehung zwischen Druckvorbeaufschlagungswert und Vickers-Härte.
6 ist eine erläuternde Ansicht einer Beziehung zwischen Druckvorbeaufschlagungswert und Durchmesseränderungs rate und einer Beziehung zwischen dem Druckvorbeaufschlagungswert und einem Abstand zwischen dem Wellblechrohr und einer Verstärkungsschicht.
7 ist eine Ansicht einer Beziehung zwischen Druckvorbeaufschlagungswert und Haltbarkeit unter wiederholten Drücken.
8 ist eine Schnittansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Verbundschlauchs mit einem Wellblechrohr (wobei das Wellblechrohr noch nicht plastisch verformt ist).
9 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Endabschnitts des zweiten Verbundschlauchs mit einem Wellblechrohr.
10 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Mittelabschnitts des zweiten Verbundschlauchs mit einem Wellblechrohr.
11 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Wellblechrohrs des zweiten Verbundschlauchs.
12 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Mittelabschnitts des zweiten Verbundschlauchs mit einem Wellblechrohr nach Druckvorbeaufschlagung vor aktivem Gebrauch.
13 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Wellblechrohrs des zweiten Verbundschlauchs nach Druckvorbeaufschlagung vor aktivem Gebrauch.
14 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Verfahrens einer Haltbarkeitsprüfung.
1 zeigt einen ersten erfindungsgemäßen Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr (wobei das Wellblechrohr noch nicht plastisch verformt ist). Ein erster Verbundschlauch 1 mit einem Wellblechrohr (im folgenden einfach erster Schlauch 1 genannt) verfügt über ein Wellblechrohr 7 als Innenumfangsabschnitt, einen Außenumfangsabschnitt 9, der auf einer Außenseite des Wellblechrohrs 7 vorgesehen ist, und einen Metalleinsatzanschluß 11, der rohrförmig ist. Das Wellblechrohr 7 hat einstückig einen gewellten Abschnitt 3, der mit Wellenbergen und Wellentälern ausgebildet ist, und geradwandige Abschnitte 5, 5, die an entgegengesetzten Enden des gewellten Abschnitts 3 gebildet sind. Der Einsatzanschluß 11 ist in jeden der geradwandigen Abschnitte 5, 5 des Wellblech rohrs 7 eingesetzt. Ferner verfügt der erste Schlauch 1 über hülsenartige Muffenanschlüsse 19, 19. Jeder Muffenanschluß 19 hat einstückig einen rohrförmigen Abschnitt 13 und einen nach innen gerichteten Flansch 15, der an einem Endabschnitt des rohrförmigen Abschnitts 13 gebildet ist. Der Muffenanschluß 19 ist so angeordnet, daß sich der nach innen weisende Flansch 15 in eine Ringnut 17 einpaßt, die auf einem Außenumfang des Einsatzanschlusses 11 gebildet ist, und der rohrförmige Abschnitt 13 ist auf einen Endabschnitt des Außenumfangsabschnitts 9 sicher aufgepreßt und aufgepaßt. Zum Beispiel ist ein Einsatzanschluß 11 mit einem Kraftstoffanlagenteil (nicht gezeigt) verbunden, während der andere Einsatzanschluß 11 mit einem weiteren Kraftstoffanlagenteil (nicht gezeigt) verbunden ist, wodurch der erste Schlauch 1 als Kraftstoffleitungssystem verwendet wird. Das Wellblechrohr 7 und der Außenumfangsabschnitt 9 bilden einen Schlauchkörper, und der Einsatzanschluß 11 und der Muffenanschluß 9 bilden einen Verbindungsanschluß.
Das Wellblechrohr 7 wird wie folgt hergestellt: Ein Streifen oder ein längliches Material, das aus SUS304 hergestellt ist, mit 0,23 mm Dicke und 25 mm Breite wird zu einer einfachen Rundform geformt, und Gegenkanten des Streifens werden durch TIG-(Wolfram-Inertgas-) Schweißen verschweißt, um ein dünnwandiges Rohr mit einfacher Zylinderform zu bilden. Danach wird das dünnwandige Rohr durch Ziehen oder Tiefziehen auf einer Außenumfangsseite bearbeitet, gefolgt von einem Blankglühvorgang bei 1100 °C in einer sauerstofffreien Atmosphäre, um verfahrensinduzierte Dehnung zu beseitigen (erster Schritt). Im Wellblechrohr 7 hat jeder geradwandige Abschnitt 5 eine Länge von 20 mm, und der gewellte Abschnitt 3 hat eine Länge von 430 mm. Gemäß 2 hat der gewellte Abschnitt 3 des Wellblechrohrs 7 einen Außendurchmesser OD von 9,45 mm (gleich einem Außendurchmesser des geradwandigen Abschnitts 5), einen Innendurchmesser ID von 4,25 mm, einen Wellenabstand Pi von 2,0 mm und eine Wanddicke t von 0,23 mm (gleich einer Wanddicke des geradwandigen Abschnitts 5). Im gewellten Abschnitt 3 sind Wellenberge 21 und Wellentäler 23 mit gleicher Breite oder allgemein gleicher Breite gebildet.
Das heißt, gemäß 2 ist der Krümmungsradius R der Wellenberge 21 gleich dem Krümmungsradius R der Wellentäler 23. Als Materialien für das Wellblechrohr 7 sind Eisen, Stahleisen, rostfreier Stahl oder anderer Legierungsstahl, Aluminium oder Aluminiumlegierung, Kupfer oder Kupferlegierung, Nickel oder Nickellegierung, Titan oder Titanlegierung, Zinn oder Zinnlegierung o. ä. anwendbar.
Gemäß 3 hat der Außenumfangsabschnitt 9, der auf einer Außenseite des Wellblechrohrs 7 vorgesehen ist, eine Innengummischicht (Gummifüllschicht) 25, die einen Außenumfang des Wellblechrohrs 7 bedeckt, eine Verstärkungsschicht 27, die auf einem Außenumfang der Innengummischicht 25 vorgesehen ist, und eine Außengummischicht (Gummideckschicht) 29 mit einer Dicke von z. B. 1,5 mm, die einen Außenumfang der Verstärkungsschicht 27 bedeckt. Die Innengummischicht 25 hat eine Dicke von z. B. etwa 0,3 mm (300 μm) an Positionen von Spitzen der Wellenberge 21 und ist aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) hergestellt. Freilich können vielfältige Kautschukmaterialien, z. B. Silikonkautschuk, Butylkautschuk und Acrylkautschuk, für die Innengummischicht 25 geeignet sein. Außerdem kann die Innengummischicht 25 aus einem Vollgummi hergestellt sein, der ein nicht verschäumtes Material ist. Vorzugsweise hat Gummimaterial für die Innengummischicht 25 eine geringe Viskosität, um in die Wellentäler 23 des Wellblechrohrs 7 im nicht vulkanisierten Zustand eingefüllt zu werden und in sie einzudringen. Die Außengummischicht 29 ist auch aus EPDM hergestellt. Allerdings können vielfältige Kautschukmaterialien, z. B. Silikonkautschuk, Butylkautschuk und Acrylkautschuk, auch für die Außengummischicht 29 geeignet sein. Vorzugsweise hat Gummimaterial für die Außengummischicht 29 eine ausgezeichnete Wetterbeständigkeit. Die Verstärkungsschicht 27 ist durch Flechten von Aramidfäden hergestellt. Allerdings kann ein Draht (z. B. ein Metalldraht) oder ein Polyethylenterephthalat-(PET-) Faden o. ä. für die Verstärkungsschicht 27 geeignet sein.
Der Außenumfangsabschnitt 9 eines solchen Aufbaus wird wie folgt ausgebildet: Zuerst wird nicht vulkanisierter EPDM für die Innengummischicht 25 auf den Außenumfang des Well blechrohrs 7 durch Extrusion laminiert, und die Verstärkungsschicht 27 wird durch Aramidfäden auf dem Außenumfang des nicht vulkanisierten EPDM gebildet. Danach wird nicht vulkanisierter EPDM für die Außengummischicht 29 weiter auf den Außenumfang der aus den Aramidfäden gebildeten Verstärkungsschicht 27 laminiert. Im Anschluß daran wird der EPDM der Innengummischicht 25 und der Außengummischicht 29 30 Minuten bei 160 °C vulkanisiert. Der EPDM für die Innengummischicht 25 kann auf das Wellblechrohr 7 durch Spritzgießen o. ä. laminiert werden. Die Innengummischicht 25 ist eine Schicht die in Zwischenräume oder Talzwischenräume 28 zwischen benachbarten Wellenbergen 21, 21 des gewellten Abschnitts 3 auf einer Außenumfangsseite davon eindringt, um das Wellblechrohr 7 an übermäßiger Verformung oder die Wellenberge 21 an expandierender Verformung zu hindern, wenn ein Innendruck auf den gewellten Abschnitt 3 ausgeübt wird.
Danach wird gemäß 1 der Einsatzanschluß 11 in jeden der geradwandigen Abschnitte 5, 5 an entgegengesetzten Enden des Wellblechrohrs 7 eingesetzt, und der Muffenanschluß 19 wird jeweils auf entgegengesetzte Enden des Außenumfangsabschnitts 9 aufgepaßt. Ferner wird der rohrförmige Abschnitt 13 des Muffenanschlusses 19 sicher auf den Außenumfangsabschnitt 9 aufgepreßt, so daß der rohrförmige Abschnitt 13 sicher am Außenumfangsabschnitt 9 an einer Position des geradwandigen Abschnitts 5 befestigt ist, und der nach innen gerichtete Flansch 15 wird in die Ringnut 17 eingepaßt, die im Außenumfang des Einsatzanschlusses 11 gebildet ist. Hierbei wird der geradwandige Abschnitt 5 sicher zusammengedrückt, damit er in Kontakt mit dem Einsatzanschluß 11 gepreßt oder dagegen gepreßt ist oder ihn eng kontaktiert. Auf diese Weise kann der erste Schlauch 1 (in dem das Wellblechrohr 7 noch nicht plastisch verformt ist) als Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr hergestellt werden, der mit einer elastischen Gummischicht laminiert ist (zweiter Schritt). Der erste Schlauch 1 weist einen flexiblen Abschnitt zwischen den rohrförmigen Abschnitten 13, 13 der Muffenanschlüsse 19, 19 auf, die an seinen entgegengesetzten Enden liegen. Der flexible Abschnitt hat eine Länge von 400 mm. Das Wellblechrohr 7 und die Innengummischicht 25, die Verstärkungsschicht 27 und die Innen- und Außengummischicht 25, 29 werden vorzugsweise jeweils mit Kleber zusammengefügt. Hierbei werden sie mit einer Kleberkomponente zusammengefügt, die im EPDM als Material für die Innen- und Außengummischicht 25, 29 zugegeben ist. Allerdings kann gesonderter Kleber geeignet sein, sie zusammenzufügen.
Danach wird das Wellblechrohr 7 plastisch nach außen verformt, indem ein Verformungsdruck (Druckvorbeaufschlagung) im Inneren des ersten Schlauchs 1 (in dem das Wellblechrohr 7 noch nicht plastisch verformt ist) ausgeübt wird, wodurch der erste erfindungsgemäße Schlauch 1 zustande kommt (dritter Schritt). Insbesondere wird ein Einsatzanschluß 11 mit einem Stopfen verschlossen, Wasser, Luft oder Öl wird in das Innere des ersten Schlauchs 1 oder des Wellblechrohrs 7 durch den anderen Einsatzanschluß 11 geführt, und ein Druck wird im Inneren des Wellblechrohrs 7 mit einer vorbestimmten Druckanstiegsgeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Druck oder vorbestimmten Druckwert gesteigert. Sobald im Inneren des Wellblechrohrs 7 der Druck den vorbestimmten Druckwert erreicht, wird der vorbestimmte Druckzustand während der vorbestimmten Zeitdauer beibehalten, wonach der Druck reduziert wird. Ist hierbei der vorbestimmte Druckwert gleich oder kleiner als eine Streckgrenze oder Fließgrenze des Wellblechrohrs 7, kehrt bei Druckwegfall das Wellblechrohr 7 in den vorherigen Zustand zurück, d. h. in den vor Druckausübung. Übersteigt der vorbestimmte Druckwert die Fließgrenze, wird der gewellte Abschnitt 3 durch Druckvorbeaufschlagung plastisch verformt, Spitzen der Wellenberge 21 des gewellten Abschnitts 3 werden radial nach außen etwas angehoben, und ein Abstand zwischen den Spitzen der Wellenberge 21 und der Verstärkungsschicht 27 wird verkleinert. Liegt Schlaffheit oder Lockerheit in der Verstärkungsschicht 27 im Hinblick auf die Innengummischicht 25 vor, wird eine solche Schlaffheit oder Lockerheit somit beseitigt. Außerdem wird z. B. die Innengummischicht 25 etwas zusammengedrückt. Im ersten erfindungsgemäßen Schlauch 1 wird der Abstand zwischen den Spitzen der Wellenberge 21 und der Verstärkungsschicht 27 oder eine Wanddicke oder Radialdicke der Innengummischicht 25 zwischen den Spitzen der Wellenberge 21 und der Verstärkungsschicht 27 schließlich so gestaltet, daß er höchstens 0,27 mm beträgt. Gemäß 4 läßt hierbei die Druckvorbeaufschlagung die Wellenberge 21 des gewellten Abschnitts 3 in ihrer Breitenrichtung expandieren (in Axialrichtung des gewellten Abschnitts 3), wogegen sich die Wellentäler 23 in ihrer Breitenrichtung verengen, um die Innengummischicht 25 in den Wellentälern 23 einzuschließen. Gemäß 4 ist der Krümmungsradius R der Wellenberge 21 größer als der Krümmungsradius R der Wellentäler 23. Die Wellenberge 21 haben eine Breite, die wesentlich größer als die der Wellentäler 23 ist. Ferner ist die Breite (oder der Krümmungsradius) der Wellenberge 21 etwa 1,5 mal größer als die der Wellentäler 23 an der Position maximaler Breite (siehe die maximale Breitenposition A des Wellenbergs 21 und die maximale Breitenposition B des Wellentals 23). Auch wenn z. B. ein geringer Spalt zwischen den Wellentälern 23 und der Innengummischicht 25 erzeugt ist, wird er danach geschlossen, wenn sich die Wellentäler 23 in ihrer Breite verengen.
Proben des ersten Schlauchs 1 werden aufgebaut (hergestellt), indem vorbestimmte Drücke oder vorbestimmte Drücke von 10 MPa, 20 MPa, 30 MPa, 40 MPa bzw. 60 MPa eingestellt werden. Ferner kommt eine weitere Probe des ersten Schlauchs dadurch zustande, daß ein vorbestimmter Druck von 0 MPa eingestellt wird, d. h. ohne Druckausübung. Zur Herstellung der Proben wird eine vorbestimmte Druckanstiegsgeschwindigkeit auf 10 MPa/min eingestellt, und die vorbestimmte Zeitdauer wird auf 5 Minuten eingestellt. Die Zunahmerate der Vickers-Härte (prozentualer Anstieg der Vickers-Härte) der Spitzen der Wellenberge 21 der Wellblechrohre 7 ist für jede der Proben in 5 dargestellt. 6 zeigt die Änderungsrate des Außendurchmessers OD (Änderungsrate des Außendurchmessers) jedes Wellblechrohrs 7 der Proben des ersten Schlauchs 1, wenn jede der Proben des ersten Schlauchs 1, die U-förmig mit einem Radius von 100 mm gebogen ist, an Prüftechnik befestigt und dann ein Innendruck von 20 MPa darauf wiederholt mit 30 Zyklen/min (Zyklen pro Minute) durch Öldruck bei Raumtemperatur ausgeübt wird (Stoßprüfung, d. h. eine Prüfung zur Ermittlung der Anzahl von Stoßhaltbarkeitszyklen oder Haltbarkeitsprüfung). Überdies zeigt 6 einen Abstand oder eine Beziehung zwischen der Verstärkungsschicht 27 und den Spitzen der Wellenberge 21 des Wellblechrohrs 7 (d. h. einen Abstand oder eine Gummidicke zwischen dem Wellblechrohr 7 und der Verstärkungsschicht 27) für jede Probe, die abhängig vom Vordruck variiert. Hierbei werden ein Teilstück des Wellblechrohrs 7 u. a. vor und nach Druckvorbeaufschlagung, d. h. bei Anwendung des Druckvorbeaufschlagungsvorgangs und bei Nichtanwendung des Druckvorbeaufschlagungsvorgangs, sowie das Teilstück des Wellblechrohrs 7, an dem die Stoßprüfung durchgeführt wird, durch Beobachtung gemessen, und die Ergebnisse werden protokolliert. Ein Berstdruck des Wellblechrohrs 7 ist auf 80 MPa eingestellt. Die Zunahmerate der Vickers-Härte (%) berechnet sich wie folgt: [{(Vickers-Härte des Wellblechrohrs 7 des ersten Schlauchs 1, druckvorbeaufschlagt) minus (Vickers-Härte des Wellblechrohrs 7 des ersten Schlauchs 1, nicht druckvorbeaufschlagt)} dividiert durch (Vickers-Härte des Wellblechrohrs 7 des ersten Schlauchs 1, nicht druckvorbeaufschlagt)] multipliziert mit 100. Ferner wird eine Außendurchmesser-Änderungsrate (%) jeweils für die ersten Schläuche 1, die druckvorbeaufschlagt sind, und den ersten Schlauch 1, der nicht druckvorbeaufschlagt ist, wie folgt berechnet [{(Außendurchmesser der Spitzen der Wellenberge 21 des Wellblechrohrs 7 des ersten Schlauchs 1 nach Durchführung der Stoßprüfung) minus (Außendurchmesser der Spitzen der Wellenberge 21 des Wellblechrohrs 7 des ersten Schlauchs 1 vor Durchführung der Stoßprüfung)} dividiert durch. (Außendurchmesser der Spitzen der Wellenberge 21 des Wellblechrohrs 7 des ersten Schlauchs 1 vor Durchführung der Stoßprüfung)] multipliziert mit 100. Beträgt gemäß 5 der vorbestimmte Druck höchstens 20 MPa, gibt es kaum eine Änderung der Vickers-Härte zwischen der Probe oder dem ersten Schlauch 1, der druckvorbeaufschlagt ist, und der Probe oder dem ersten Schlauch 1, der nicht druckvorbeaufschlagt ist. Daher ist verständlich, daß eine Spannung jenseits der Fließgrenze nicht im Wellblechrohr 7 erzeugt wird, d. h. daß es nicht zu plastischer Verformung im Wellblechrohr 7 kommt, wenn der vorbestimmte Druck höchstens 20 MPa beträgt. Dagegen stellt man fest, daß bei Druckvorbeaufschlagung mit dem vorbestimmten Druck über 20 MPa bei zunehmender Vickers-Härte eine Spannung über der Fließgrenze im Wellblechrohr 7 erzeugt wird, d. h. daß es zu plastischer Verformung im Wellblechrohr 7 kommt. Somit ist verständlich, daß eine Fließgrenze des Wellblechrohrs 7 etwa 20 MPa beträgt. Das Wellblechrohr 7, auf das Innendruck durch Druckvorbeaufschlagung ausgeübt wird, expandiert radial oder axial, die Verstärkungsschicht 27 wird gedehnt, wenn das Wellblechrohr 7 expandiert, und Schlaffheit oder Lockerheit in der Verstärkungsschicht 27 wird reduziert, oder der Abstand zwischen der Verstärkungsschicht 27 und den Spitzen der Wellenberge 21 des Wellblechrohrs 7 wird verkleinert. Kommt plastische Verformung im Wellblechrohr 7 zustande, bleibt auch bei Drucklosmachen der Probe des ersten Schlauchs 1 die Schlaffheit oder Lockerheit in der Verstärkungsschicht 27 oder der Abstand zwischen der Verstärkungsschicht 27 und den Spitzen der Wellenberge 21 des Wellblechrohrs 7 in einem reduzierten Zustand. Dies geht aus 6 hervor. Zum Beispiel wird bei Druckvorbeaufschlagung der Probe des ersten Schlauchs 1 mit dem vorbestimmten Druck von 150 % der Fließgrenze (z. B. 30 MPa) oder mit dem vorbestimmten Druck, der gleich der Summe aus der Fließgrenze und 10 MPa ist, z. B. 30 MPa, der Abstand zwischen der Verstärkungsschicht 27 und den Spitzen der Wellenberge 21 des Wellblechrohrs 7 0,15 mm, und die Änderungsrate eines Außendurchmessers des Wellblechrohrs 7 beträgt nur 1,7 % in der Stoßprüfung. Ferner wird bei Druckvorbeaufschlagung der Probe des ersten Schlauchs 1 mit dem vorbestimmten Druck von 200 % der Fließgrenze (z. B. 40 MPa) oder 300 % (z. B. 60 MPa) oder mit dem vorbestimmten Druck, der gleich der Summe aus der Fließgrenze und 20 MPa ist oder der gleich der Summe aus der Fließgrenze und 40 MPa ist, z. B. 40 MPa oder 60 MPa, der Abstand zwischen der Verstärkungsschicht 27 und den Spitzen der Wellenberge 21 des Wellblechrohrs 7 0,1 mm oder 0,075 mm, und die Änderungsrate des Außendurchmessers des Wellblechrohrs 7 beträgt nur 1,2 % oder 0,8 % in der Stoßprüfung. Beispielsweise gilt ein Druck von 20 MPa als Druck, der durch ein In nenfluid in der Gebrauchs- oder Einsatzumgebung auszuüben ist. Beträgt ferner z. B. der durch das Innenfluid in der Gebrauchsumgebung auszuübende Druck 30 MPa, kann ein Vorbeaufschlagungsdruck von 40 MPa oder 60 MPa ausgeübt werden.
Proben des ersten Schlauchs 1, die so aufgebaut (hergestellt) werden, daß vorbestimmte Vorbeaufschlagungsdrücke von 0 MPa, 10 MPa, 20 MPa, 30 MPa, 40 MPa und 60 MPa, die vorbestimmte Druckanstiegsgeschwindigkeit von 10 MPa/min und die vorbestimmte Zeitdauer von 5 Minuten eingestellt sind, werden mit einem Radius R von 100 mm U-förmig gebogen und an Prüftechnik zur Stoßprüfung befestigt. Danach wird ein Innendruck von 20 MPa auf die Proben mit 30 Zyklen/min durch Öldruck bei Raumtemperatur wiederholt ausgeübt. Die Anzahl von Wiederholungszyklen bis zum Bruch jeder Probe des ersten Schlauchs 1 oder des Wellblechrohrs 7 jeder Probe (die Anzahl von Stoßhaltbarkeitszyklen) wird protokolliert und ist in 7 gezeigt. Wie aus 7 hervorgeht, gibt es beim vorbestimmten Vorbeaufschlagungsdruck bis 20 MPa nahezu keinen Unterschied in der Anzahl der Wiederholungszyklen bis zum Bruch (etwa 6.000 Zyklen) zwischen den Proben, die druckvorbeaufschlagt sind, und der Proben, die nicht druckvorbeaufschlagt ist. Beträgt also der vorbestimmte Vorbeaufschlagungsdruck bis 20 MPa, tritt keine Spannung jenseits der Fließgrenze in den Wellblechrohren 7 der Proben auf, und deutlich wird, daß eine Druckbeständigkeit des ersten Schlauchs 1 in diesem Fall nicht verbessert wird. Ist dagegen der vorbestimmte Druck höher als 20 MPa, stellt man eine Differenz der Anzahl von Wiederholungszyklen bis zum Bruch im Vergleich zur Probe fest, die nicht druckvorbeaufschlagt ist. Somit ist klar, daß sich die Druckbeständigkeit im ersten Schlauch 1 verbessert, wenn eine Spannung jenseits der Fließgrenze in den Wellblechrohren 7 im Druckvorbeaufschlagungsvorgang auftritt. Beträgt zudem der vorbestimmte Vorbeaufschlagungsdruck 20 MPa, so beträgt der Abstand zwischen der Verstärkungsschicht 27 und den Spitzen der Wellenberge 21 des Wellblechrohrs 7 oder eine Gummiwanddicke der Innengummischicht 25 an Positionen der Spitzen der Wellenberge 21 oder zwischen der Verstärkungsschicht 27 und den Spitzen der Wellenberge 21 des Wellblechrohrs 7 etwa 0,28 mm, während bei einem höheren vorbestimmten Vorbeaufschlagungsdruck als 20 MPa der Abstand dazwischen oder ihre Gummiwanddicke unter 0,28 mm liegt, d. h. höchstens 0,27 mm beträgt. Insbesondere verbessert sich bei Einstellung des vorbestimmten Vorbeaufschlagungsdrucks auf 30 MPa oder höher die Anzahl von Wiederholungszyklen bis zum Bruch auf 9.000 Zyklen (bei Ausübung von 30 MPa Vorbeaufschlagungsdruck), 20.000 Zyklen (bei Ausübung von 40 MPa Vorbeaufschlagungsdruck) und 110.000 Zyklen (bei Ausübung von 60 MPa Vorbeaufschlagungsdruck).
Übersteigt der vorbestimmte Vorbeaufschlagungsdruck die Fließgrenze des Wellblechrohrs 7, steigen mit Zunahme des vorbestimmten Vorbeaufschlagungsdrucks die Zunahmerate der Vickers-Härte und die Anzahl der Stoßhaltbarkeitszyklen, während die Änderungsrate eines Außendurchmessers und der Abstand zwischen der Verstärkungsschicht 27 und den Spitzen der Wellenberge 21 des Wellblechrohrs 7 abnehmen. Übersteigt also der vorbestimmte Vorbeaufschlagungsdruck, der auf den ersten Schlauch 1 oder das Wellblechrohr 7 auszuüben ist, die Fließgrenze, ist es möglich, günstige Beständigkeit gegen ein Innenfluid zu gewährleisten. Ist zudem der vorbestimmte Druck auf 150 % der Fließgrenze oder gleich einer Summe aus der Fließgrenze und 10 MPa eingestellt, beginnen die Zunahmerate der Vickers-Härte und die Anzahl der Stoßhaltbarkeitszyklen merklich zu steigen, während die Außendurchmesser-Änderungsrate und der Abstand zwischen der Verstärkungsschicht 27 und den Spitzen der Wellenberge 21 des Wellblechrohrs 7 merklich zu sinken beginnen. Zudem ist es effektiver, den vorbestimmten Druck auf 200 % oder 300 % der Fließgrenze oder den vorbestimmten Druck gleich einer Summe aus der Fließgrenze und 20 MPa oder 40 MPa einzustellen.
8 zeigt einen zweiten erfindungsgemäßen Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr (wobei das Wellblechrohr noch nicht plastisch verformt ist). In 8 bezeichnet die Bezugszahl 30 den zweiten Verbundschlauch mit einem Wellblechrohr (im folgenden einfach zweiter Schlauch 30 genannt), die Bezugszahl 32 einen Schlauchkörper und die Bezugszahl 34 einen Metallverbindungsanschluß, der an einem Endabschnitt des Schlauchkörpers 32 befestigt ist. Besser verständlich wird der Aufbau des zweiten Schlauchs 30 anhand des ersten Schlauchs 1. Außerdem kann der Aufbau des ersten Schlauchs 1 besser anhand des zweiten Schlauchs 30 verstanden werden.
Der Verbindungsanschluß 34 hat einen rohrartigen Metalleinsatzanschluß 36 und einen hülsenartigen Metallmuffenanschluß 38. Der Einsatzanschluß 36 und Muffenanschluß 38 sind am Endabschnitt des Schlauchkörpers 32 unbeweglich befestigt, indem der Muffenanschluß 38 auf den Schlauchkörper 32 in Radialkontraktionsrichtung sicher verpreßt ist.
Der zweite Schlauch 30 hat ein Wellblechrohr 40 als innerste Schicht. Eine Radialaußenseite des Wellblechrohrs 40 ist in der Reihenfolge mit einer Gummifüllschicht 42 (Innengummischicht) als elastische Füllschicht, einer ersten Verstärkungsschicht 44, einer mittleren Gummischicht 47, einer zweiten Verstärkungsschicht 45 und einer Außenflächen-Gummischicht 46 (Gummideckschicht) als äußerste Schicht abgedeckt oder laminiert. Die Gummifüllschicht 42, die erste Verstärkungsschicht 44, die mittlere Gummischicht 47, die zweite Verstärkungsschicht 45 und die Außenflächen-Gummischicht 46 bilden einen Außenumfangsabschnitt 43, der auf einer Außenseite des Wellblechrohrs 40 als Innenumfangsabschnitt vorgesehen ist.
Gemäß 9 hat das Wellblechrohr 40 einen gewellten Abschnitt 48 und einen mit gerader Wand versehenen Abschnitt oder geradwandigen Abschnitt 50 mit Geradrohrform an einem Endabschnitt des Wellblechrohrs 40. Der o. g. Einsatzanschluß 36 ist in den geradwandigen Abschnitt 50 eingesetzt.
Das Wellblechrohr 40 einer innersten Schicht dient als Sperrschicht gegen Permeation von transportiertem Fluid und erhält Flexibilität durch den gewellten Abschnitt 48.
Die Gummifüllschicht 42 (aus einem Vollgummi hergestellte Schicht, der ein nicht verschäumtes Material ist) ist eine Schicht, die in Zwischenräume oder Talzwischenräume 52 zwischen benachbarten Wellenbergen 49, 49 des gewellten Abschnitts 48 auf einer Außenumfangsseite davon gemäß 10 eindringt, um die Wellenberge 49 an expandierender Verformung zu hindern, wenn Innendruck auf den gewellten Abschnitt 48 ausgeübt wird. Die Gummifüllschicht 42 kann aus EPDM o. ä. ähnlich wie die Innengummischicht 25 hergestellt sein.
In dieser Ausführungsform ist die Gummifüllschicht 42 vollständig in die Talzwischenräume 52 bis zu Spitzen der Wellenberge 49 gefüllt. Eine Radialdicke oder Wanddicke der Gummifüllschicht 42 in der Messung zwischen den Spitzen der Wellenberge 49 des gewellten Abschnitts 48 und der Verstärkungsschicht 44 ist so gestaltet, daß sie höchstens 0,5 mm beträgt.
Die erste und zweite Verstärkungsschicht 44, 45 sind vorgesehen, um Druckbeständigkeit zu gewährleisten. Die mittlere Gummischicht 47 zwischen der ersten und zweiten Verstärkungsschicht 44, 45 dient dazu, die erste und zweite Verstärkungsschicht 44, 45 z. B. an Verschiebung in Längsrichtung zueinander und an Verschleiß zu hindern, und dazu, diese Schichten zu vereinigen. Ferner dient die Außenflächen-Gummischicht 46 als äußerste Schicht dazu, die zweite Verstärkungsschicht 45 zu schützen.
In dieser Ausführungsform hat das Wellblechrohr 40 vorzugsweise eine Wanddicke von höchstens 0,5 mm angesichts der erforderlichen Flexibilität und Elastizität.
Mit Blick auf die Verformbarkeit oder Bearbeitbarkeit eines Metallrohrs beträgt andererseits die Wanddicke des Wellblechrohrs 40 vorzugsweise mindestens 0,1 mm.
Als Material des Wellblechrohrs 40 kann Eisen, Stahleisen, rostfreier Stahl oder anderer Legierungsstahl, Aluminium oder Aluminiumlegierung, Kupfer oder Kupferlegierung, Nickel oder Nickellegierung, Titan oder Titanlegierung, Zinn oder Zinnlegierung o. ä. verwendet werden. Das Material des Wellblechrohrs 40 kann aus diesen Materialien ordnungsgemäß ausgewählt sein, beachtet man Beständigkeit gegen transportiertes Fluid, Haltbarkeit unter Schwingung/Druck, Bearbeitbarkeit eines Metallrohrs o. ä. Vorzugsweise kommt insbesondere rostfreier Stahl zum Einsatz. Gleiches gilt für das Wellblechrohr 7.
Als Verstärkungsdrahtteile oder -filamentteile der ersten Verstärkungsschicht 44 und zweiten Verstärkungsschicht 45 sind aus organischer Faser gebildete Verstärkungsfäden nutz bar, z. B Aramidfäden, und als Material oder Rohmaterial für die Verstärkungsdrahtteile sind verschiedene andere Materialien nutzbar. Gleiches gilt für die Verstärkungsschicht 27. Je nach Bedarf kann ein Metalldraht verwendet werden.
In dieser Ausführungsform ist ferner die elastische Füllschicht die Gummifüllschicht 42. Je nach den Umständen können aber auch andere elastische Materialien als Gummi verwendet werden, z. B. thermoplastisches Elastomer. Gleiches gilt für die Innengummischicht 25.
Wie 11 näher zeigt, ist in dieser Ausführungsform das Wellblechrohr 40, insbesondere der gewellte Abschnitt 48, so geformt, daß die Wellenberge 49 einen Krümmungsradius R2₀ haben, der kleiner als ein Krümmungsradius R1₀ der Wellentäler 51 vor dem später anzuwendenden Druckvorbeaufschlagungsvorgang sind.
In 11 bezeichnet OD einen Außendurchmesser des gewellten Abschnitts 48, ID bezeichnet einen Innendurchmesser, Pi bezeichnet einen Wellenabstand, und t bezeichnet eine Wanddicke.
Hierbei wird der Druckvorbeaufschlagungsvorgang so angewendet, daß die Wellenberge 49 unter einem Druck expandierend verformt werden, der höher als ein Innendruck ist, der durch transportiertes Fluid im aktiven Gebrauch des zweiten Schlauchs 30 auszuüben ist, insbesondere ein solcher hoher Druck jenseits der Fließgrenze, daß die Wellenberge 49 des Wellblechrohrs 40 plastisch verformt werden. Dadurch wird eine Preßkraft auf die in die Talzwischenräume 52 eindringende Gummifüllschicht 42 nach außen (radial nach außen) ausgeübt, um die erste Verstärkungsschicht 44 vorab in einen gespannten Zustand zu versetzen. Das heißt, der Druckvorbeaufschlagungsvorgang kommt zum Einsatz, um die erste Verstärkungsschicht 44 in den gespannten Zustand zu bringen, indem Schlaffheit und Lockerheit beseitigt werden, die anfangs in der ersten Verstärkungsschicht 44 auftraten. Durch diesen Druckvorbeaufschlagungsvorgang kann der zweite Schlauch 30 zum aktiven Gebrauch angewendet werden, während die erste Verstärkungsschicht 44 in voll gespanntem Zustand bleibt.
Befindet sich die erste Verstärkungsschicht 44 im voll gespannten Zustand, sind die Wellenberge 49 zu einer Seite der ersten Verstärkungsschicht 44 auf die Berghöhe gemäß 12 angehoben, die Gummifüllschicht 42 ist aus dem Raum zwischen den Wellenbergen 49 und der ersten Verstärkungsschicht 44 herausgedrückt, und ein Teil der herausgedrückten Gummifüllschicht 42 dringt zwischen den Wellenberg 49 und den benachbarten Wellenberg 49 ein, deren Berghöhe angehoben ist. Dies ist auch mit dem ersten Schlauch 1 der Fall.
Durch Anwendung des Druckvorbeaufschlagungsvorgangs auf diese Weise wird, sobald ein Innendruck auf das Wellblechrohr 40 im aktiven Gebrauch des zweiten Schlauchs 30 ausgeübt wird, der Innendruck unmittelbar zur ersten Verstärkungsschicht 44 übertragen, und der Innendruck wird durch die erste Verstärkungsschicht 44 getragen. Dieser durch die erste Verstärkungsschicht 44 vorgesehene Verstärkungseffekt hindert das Wellblechrohr 40 an Verformung im aktiven Gebrauch des zweiten Schlauchs 30.
In dieser Ausführungsform ist das Wellblechrohr 40 so geformt, daß die Wellenberge 49 den Krümmungsradius R2₀ haben, der kleiner als der Krümmungsradius R1₀ der Wellentäler 51 ist, bevor der zuvor erwähnte Druckvorbeaufschlagungsvorgang angewendet wird. Bei späterer Anwendung des Druckvorbeaufschlagungsvorgangs werden dadurch die Wellenberge 49 angehoben verformt, wodurch der Krümmungsradius R2 der Wellenberge 49 dem Krümmungsradius R1 der Wellentäler 51 gemäß 13 nahekommt.
Gemäß dieser Ausführungsform nehmen also die Wellenberge 49 eine Form an, die den Wellentälern 51 ähnelt oder ihnen nahekommt, indem der Druckvorbeaufschlagungsvorgang angewendet wird. Damit läßt sich die Haltbarkeit gegen Wiederholungszyklen von Biegeverformung sowie die Haltbarkeit gegen Wiederholungszyklen von Innendruck im Hinblick auf den zweiten Schlauch 30 wirksam erhöhen. Die Haltbarkeit gegen wiederholte Innendrücke verbessert sich aus dem gleichen Grund wie beim ersten Schlauch 1.
Ferner haben anfangs die Wellentäler 51 den Krümmungsradius R1₀, der größer als der Krümmungsradius R2₀ der Wellen berge 49 ist. Dies erleichtert das Eindringen der Gummifüllschicht 42 in die Talzwischenräume 52 bei Herstellung des zweiten Schlauchs 30, wodurch sich die Produktqualität stärker verbessert und stabilisiert.
In dieser Ausführungsform ist der Krümmungsradius R2₀ der Wellenberge 49 vorzugsweise so gestaltet, daß er gleich oder kleiner als zwei Drittel des Krümmungsradius R1₀ der Wellentäler 51 oder stärker bevorzugt gleich oder kleiner als ein Drittel davon ist.
Durch diese Gestaltung können die Wellenberge 49 den Krümmungsradius R2 haben, der enger oder näher am Krümmungsradius R1 der Wellentäler 51 liegt, wenn ein solcher hoher Druck ausgeübt wird, daß die Wellenberge 49 des Wellblechrohrs 40 im späteren Druckvorbeaufschlagungsvorgang plastisch verformt werden.
Eine Probe 1 für den zweiten Schlauch 30 wird wie folgt aufgebaut (hergestellt): Zuerst wird das Wellblechrohr 40 aus Material SUS304 gebildet. Hierbei wird das Wellblechrohr 40 mit 9,7 mm Außendurchmesser OD, 4,5 mm Innendurchmesser ID, 0,23 mm Wanddicke t und 2,0 mm Wellenabstand Pi geformt oder dimensioniert (erster Schritt).
Die Wellenberge 49 und Wellentäler 51 haben anfangs den gleichen Krümmungsradius von 0,5 mm, bevor der Druckvorbeaufschlagungsvorgang angewendet wird.
Danach wird Gummimaterial (EPDM kommt zum Einsatz) auf den Außenumfang des Wellblechrohrs 40 durch Extrusion laminiert, um die Gummifüllschicht 42 zu bilden. Gebildet werden anschließend die erste und zweite Verstärkungsschicht 44, 45 durch Flechten von Verstärkungsgarnen aus Aramidfäden um sie, wobei die mittlere Gummischicht 47 zwischen der ersten und zweiten Verstärkungsschicht 44, 45 eingefügt wird.
Hierbei sind die Verstärkungsschichten 44, 45 so ausgelegt, daß sie eine Druckbeständigkeit von etwa 80 MPa haben. Danach wird die Außengummischicht 46 auf die zweite Verstärkungsschicht 45 durch Extrusion laminiert oder aufgebracht.
Ein Produkt wird durch 30-minütiges Vulkanisieren bei 150 °C behandelt, um den Schlauchkörper 32 zu bilden.
Im Anschluß daran werden die Metallverbindungsanschlüsse 34 an entgegengesetzten Endabschnitten des Schlauchkörpers 32 befestigt. Die Metallverbindungsanschlüsse 34 werden am Schlauchkörper 32 so angeordnet und montiert, daß sie eine Druckbeständigkeit über 80 MPa haben (zweiter Schritt).
Dann wird in der gleichen Betriebsart zur Druckvorbeaufschlagung wie beim ersten Schlauch 1 ein Innendruck auf ein zusammengebautes Produkt mit einer vorbestimmten Druckanstiegsgeschwindigkeit von 10 MPa/min bis auf einen vorbestimmten Druck von 60 MPa ausgeübt, wonach der Innendruck langsam oder allmählich reduziert wird (dritter Schritt).
Vor dem Druckvorbeaufschlagungsvorgang beträgt im gewellten Abschnitt 48 das Verhältnis des Krümmungsradius R der Wellenberge zum Krümmungsradius R der Wellentäler 0,5 mm zu 0,5 mm, also 1:1. Nach dem Druckvorbeaufschlagungsvorgang mit dem vorbestimmten Druck von 60 MPa beträgt das Verhältnis des Krümmungsradius R der Wellenberge zum Krümmungsradius R der Wellentäler 0,75 mm zu 0,25 mm, also 3:1. Das heißt, der Krümmungsradius R der Wellenberge wird größer, während der Krümmungsradius R der Wellentäler kleiner wird.
Eine Probe 2 des zweiten Schlauchs 30 wird allgemein auf die gleiche Weise wie zuvor hergestellt.
Allerdings betragen im gewellten Abschnitt 48 der Probe 2 der Krümmungsradius R der Wellenberge und der Krümmungsradius R der Wellentäler 0,4 mm bzw. 0,6 mm im Anfangsstadium vor dem Druckvorbeaufschlagungsvorgang. Nach dem Druckvorbeaufschlagungsvorgang wird in der Probe 2 das Verhältnis des Krümmungsradius R der Wellenberge zum Krümmungsradius R der Wellentäler 0,6 mm zu 0,4 mm, also 3:2. Der Krümmungsradius R der Wellenberge wird etwas größer als der Krümmungsradius R der Wellentäler.
Eine Probe 3 des zweiten Schlauchs 30 wird allgemein auf die gleiche Weise wie zuvor hergestellt.
Allerdings betragen im gewellten Abschnitt 48 der Probe 3 der Krümmungsradius R der Wellenberge und der Krümmungsradius R der Wellentäler 0,25 mm bzw. 0,75 mm im Anfangsstadium vor dem Druckvorbeaufschlagungsvorgang. Nach dem Druckvorbeaufschlagungsvorgang wird in der Probe 3 das Verhältnis des Krümmungsradius R der Wellenberge zum Krümmungsradius R der Wellentäler 0,5 mm zu 0,5 mm, also 1:1. Das heißt, der Krümmungsradius R der Wellenberge wird der gleiche oder allgemein der gleiche wie der Krümmungsradius R der Wellentäler.
Zur Haltbarkeitsbewertung kommt eine komplexe Prüfausrüstung mit Biege-Schwingungs-Funktion gemäß 14 im Hinblick auf die Schwingungsbeständigkeit eines Schlauchs zum Einsatz, der in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist.
In 14 bezeichnet die Bezugszahl 54 einen Halterungstisch. Der Halterungstisch 54 ist mit einem waagerechten Abschnitt 56 und einem senkrechten Abschnitt 58 versehen, die zueinander lotrecht stehen.
Eine Drehscheibe 60 ist auf einer Drehwelle 62 an einem oberen Endabschnitt des senkrechten Abschnitts 58 drehbar vorgesehen.
Hierbei haben alle Proben des zweiten Schlauchs 30 eine freie Länge L = 300 mm mit Ausnahme der Metallverbindungsanschlüsse 34, 34. Jede Probe ist mit einem Biegeradius R = 120 mm gebogen. Bei jeder Probe ist der Metallverbindungsanschluß 34 an einem Ende der Probe in einem Kreuzungswinkel von 90° zum waagerechten Abschnitt 56 des Halterungstischs 43 nicht drehbar sicher befestigt, während der Metallverbindungsanschluß 34 am anderen Ende der Probe in einem Kreuzungswinkel von 90° zur Drehscheibe 60 an einer außermittigen Position an einem Außenumfangsabschnitt der Drehscheibe 60 sicher befestigt ist (allerdings ist der Metallverbindungsanschluß 34 relativ zur Drehscheibe 60 drehbar). Anschließend wird durch Drehen der Drehscheibe 60 mit 450 Umdrehungen pro Minute Schwingung auf einen Endabschnitt jeder Probe für den zweiten Schlauch 30 mit einer Amplitude von +/– 15 mm (insgesamt 30 mm) in waagerechter Richtung und senkrechter Richtung ausgeübt.
Diese Schwingungsprüfung erfolgt an den Proben für den zweiten Schlauch 30, auf die ein Innendruck von 10 MPa ausgeübt wird, und die Haltbarkeit wird entsprechend der Rißbildung im Wellblechrohr 40 bewertet. Insbesondere geht man davon aus, daß ein Riß im Wellblechrohr 40 dann auftritt, wenn festgestellt wird, daß ein Innendruck reduziert ist, wodurch die Haltbarkeit beurteilt wird. Die Zeit bis zur Reduzierung des Innendrucks gilt als Haltbarkeitszeit.
Zur abschließenden Bestätigung wird jede Probe des zweiten Schlauchs 30 demontiert, und durch Sichtprüfung wird bestätigt, ob ein Riß im Wellblechrohr 40 aufgetreten ist.
In einer Kraftfahrzeuganwendung ist eine Haltbarkeitszeit (eine Zeit, in der die Drehscheibe 60 eine Million Umdrehungen vollführt) von mindestens 37 Stunden erforderlich. Überdies sinkt eine Spannung des Wellblechrohrs 40 im Zeitverlauf unter Schwingungsbelastung und erreicht einen Sättigungspunkt in 370 Stunden (eine Zeit, in der die Drehscheibe 60 zehn Millionen Umdrehungen vollführt). Angesichts dessen werden die Proben ausgewertet. Ein Kreis bezeichnet die Zeitdauer von mindestens 37 Stunden, während ein Doppelkreis die Zeitdauer von mindestens 370 Stunden bezeichnet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1
Gemäß den Ergebnissen in Tabelle 1 sind alle Proben für den zweiten Schlauch 30 mindestens 37 Stunden haltbar. Die Proben 2 und 3 haben eine stark verbesserte Haltbarkeit verglichen mit der Probe 1, bei der die Wellenberge die gleiche Form wie die Wellentäler vor dem Druckvorbeaufschlagungsvorgang haben. Insbesondere ist bei der Probe 3 die Haltbarkeit dramatisch verbessert, und selbst nach 400 Stunden wird kein Riß im Wellblechrohr 40 festgestellt. Die Probe 3 ist mindestens 370 Stunden haltbar. Daher läßt sich beurteilen, daß die Probe 3 nahezu permanent haltbar ist.
Für die Haltbarkeitszeit in Tabelle 1 sind drei Werte für jede Probe angegeben. Dies bedeutet, daß die Prüfung dreimal je Probe durchgeführt wird und drei Ergebnisse jeweils erhalten werden.
Während die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte klar sein, daß diese nur zur Veranschaulichung dienen. Die Erfindung kann in vielfältigen Abwandlungen ausgeführt sein, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann die Erfindung an andere Verbundschläuche als die zuvor beschriebenen angepaßt werden.
Wie zuvor erläutert wurde kann der erfindungsgemäße Verbundschlauch oder der Verbundschlauch, der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wird, für Leitungen, z. B. Kraftstoffleitungen, in Kraftfahrzeugen mit ausgezeichneter Haltbarkeit geeignet sein.

Claims

Verbundschlauch mit: einem Außenumfangsabschnitt (43) mit Flexibilität, wobei der Außenumfangsabschnitt (43) eine elastische Schicht (42) und eine Verstärkungsschicht (44) aufweist, die auf einem Außenumfang der elastischen Schicht (42) vorgesehen ist, einem Innenumfangsabschnitt, der in einem Innenumfang des Außenumfangsabschnitts (43) vorgesehen ist, wobei der Innenumfangsabschnitt ein Wellblechrohr (40) aufweist, das mit einem gewellten Abschnitt (48) versehen ist, der mit Wellenbergen (49) und Wellentälern (51) ausgebildet ist, und Fluidundurchlässigkeit hat und Talzwischenräume (52) zwischen den Wellenbergen (49) des Wellblechrohrs (40) mit der elastischen Schicht (42) gefüllt sind, wobei das Wellblechrohr (40) durch Druckvorbeaufschlagung expandiert und plastisch verformt ist, um einen Verformungsdruck vor aktivem Gebrauch darauf auszuüben, und die Wellenberge (49) einen kleineren Krümmungsradius als die Wellentäler (51) vor Druckvorbeaufschlagung haben.
Verbundschlauch nach Anspruch 1, wobei der zur Druckvorbeaufschlagung auszuübende Verformungsdruck höher als ein Druck ist, der durch ein Innenfluid in einer Einsatzumgebung auszuüben ist.
Verbundschlauch nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verstärkungsschicht (44) durch Flechten eines Verstärkungsdrahtteils gebildet ist und der Verformungsdruck ausgeübt ist, um die Verstärkungsschicht (44) in einen gespannten Zustand zu versetzen.
Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wellenberge (49) einen Krümmungsradius haben, der gleich oder kleiner als zwei Drittel des Krümmungsradius der Wellentäler (51) vor Druckvorbeaufschlagung ist.
Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Krümmungsradius der Wellenberge (49) des Wellblechrohrs (40) gleich oder allgemein gleich dem Krümmungsradius seiner Wellentäler (51) nach Druckvorbeaufschlagung ist.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundschlauchs mit: einem ersten Schritt des Herstellens eines Wellblechrohrs (7, 40) mit einem gewellten Abschnitt (3, 48), der mit Wellenbergen (21, 49) und Wellentälern (23, 51) ausgebildet ist, einem zweiten Schritt des Aufbauens eines Außenumfangsabschnitts (9, 43) mit Flexibilität auf einem Außenumfang des Wellblechrohrs (7, 40) durch Bilden einer elastischen Schicht (25, 42) auf einem Außenumfang des Wellblechrohrs (7, 40) und Bereitstellen einer Verstärkungsschicht (27, 44) auf einem Außenumfang der elastischen Schicht (25, 42) und einem dritten Schritt des plastischen Verformens des Wellblechrohrs (7, 40) nach außen durch innerhalb des Wellblechrohrs (7, 40) erfolgendes Ausüben eines Verformungsdrucks jenseits einer Fließgrenze des Wellblechrohrs (7, 40).
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der innerhalb des Wellblechrohrs (7, 40) auszuübende Verformungsdruck höher als ein Druck ist, der durch ein Innenfluid in einer Einsatzumgebung auszuüben ist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei im dritten Schritt ein Abstand zwischen der Verstärkungsschicht (27) und Spitzen der Wellenberge (21) des Wellblechrohrs (7) so gestaltet ist, daß er höchstens 0,27 mm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei im zweiten Schritt die elastische Schicht (25) in die Wellentäler (23) des Wellblechrohrs (7) gefüllt ist und die Wellenberge (21) des Wellblechrohrs (7) so gestaltet sind, daß sie eine größere Breite als seine Wellentäler (23) haben.