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Spannschelle, insbesondere Schlauchschelle
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannschelle, insbesondere auf eine Schlauchschelle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spannelement zu schaffen, das billig in der Herstel- lung, leicht zu montieren, sowie zuverlässig und handlich ist. Vor allem aber sollte das Spannelement für die heutzutage immer mehr zur Anwendung kommenden Kunststoffschläuche verwendbar sein.
Es ist bekannt, dass gerade für Kunststoffschläuche bisher noch keine wirklich zuverlässige Schlauch- schelle vorgeschlagen wurde. Alle bisher bekannten Schlauchschellen versagen bei Kunststoffschläuchen, weil sie zu wenig biegsam sind, nicht am ganzen Umfang anliegen, oder in einigen Fällen unter dem
Schloss oder unter den Klemmstellen einen zu geringen oder überhaupt keinen Klemmdruck auf den
Schlauch ausüben.
Kunststoffschläuche haben neben ihren sonstigen vielen Vorteilen durchwegs den Nachteil, unter einer Druckspannung wegzufliessen, u. zw. fliessen sie so ab, dass entweder ihre Oberflächemöglichst klein wird, oder dass sie möglichst nahe an ihre ursprüngliche Herstellungsform herankommen. Wird daher zum Klemmen eines Kunststoffschlauches eine Schelle verwendet, die unter dem Schloss nicht satt anliegt, also einen kleinen Hohlraum frei lässt, so füllt sich dieser Hohlraum zunächst mit dem plastischen Kunststoff infolge des Klemmdruckes auf, so dass die Verbindung zunächst dicht ist. Nach einiger Zeit fliesst jedoch das Kunststoffmaterial aus diesem Hohlraum wieder ab und es entsteht an dieser Stelle eine Undichtheit.
Es werden daher zum Befestigen von Kunststoffschläuchen, wenn eine zuverlässige Abdichtung unerlässlich ist, teure und umständliche Schraubverbindungen mit Überwurfmuttern und konischen Einsätzen verwendet, die aber mit dem Nachteil eines erheblichen Preises und Aufwandes verbunden sind.
Bei der Verbindung eines Schlauches mit einem Nippel ist zu beachten, dass, die übliche Methode, nämlich den Schlauch über einen Nippel zu schieben, dessen Aussendurchmesser etwas grösser ist als der Innendurchmesser des Schlauches, und dann den Schlauch mittels einer Schlauchschelle zusammenzuziehen, bei Kunststoffschläuchen mit besonderen Nachteilen verbunden ist. Zunächst besteht die Gefahr, dass derSchlauch am Nippelende infolge Kerbbeanspruchungen reisst. Weiter neigen Kunststoffschläuche wegen ihrerFliesseigenschaften dazu, sich unter Druck aufzublähen und vom Nippel abzuheben, was dazu führt, dass der unter der Schelle befindliche Kunststoff langsam herausgezogen wird, bis sich schliesslich das ganze Schlauchende mitsamt der darauf befindlichen Schelle vom Nippel ablöst.
Daraus folgt, dass es günstiger wäre, Kunststoffschläuche in einen geeignet ausgebildeten Nippel einzuschieben und darin zu befestigen. Der Schlauch wäre dann an der kritischen Stelle, nämlich am Nippelende, vor mechanischen Beschädigungen besser geschützt und der im Schlauch befindliche Druck würde den Schlauch, je grösser dieser Druck ist, um so stärker gegen den Nippel pressen.
Bisher ist aber für diese Art einer Schlauchverbindung noch keine Schlauchschelle bekanntgeworden.
Keine der bekannten Schellen lässt sich für diesen Zweck anwenden. Ein für diesen Verwendungszweck ge- eignetes Spannelement muss nämlich noch die zusätzlichen Bedingungen erfüllen, so flach wie nur irgend möglich zu sein, und es muss ausserdem so fein wie möglich einstellbar sein.
Diese Aufgabe wird nun durch die Erfindung auf einfache Weise gelöst. Zu diesem Zweck weist die erfindungsgemässe Spannschelle die folgenden an sich bekannten Kombinationsmerkmale auf :
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a) Die Spannschelle besteht aus einem steifen, federnden Metallband von einheitlicher Breite und
Dicke ; b) das Band ist in seinem mittleren Bereich über seine ganze Länge in gleichmässigen Abständen mit ausschliesslich rechtwinklig zur Bandlängsrichtung verlaufenden Schlitzen versehen ; c) die quer zur Bandlängsrichtung verlaufenden Schlitze sind als Stanzschnitte ausgebildet ;
d) die durch die Stanzschnitte begrenzten Stege sind wenigstens im Bereiche einer Seitenkante aus der Oberfläche des im übrigen flachen Bandes herausgehogen, so dass im mittleren Bereiche dieses
Bandes auf wenigstens einer Bandseite sperrzahnartige Erhöhungen gebildet sind, die auf der an- dern Bandseite als Vertiefungen des Bandes in Erscheinung treten, wobei bei gestrecktem Band alle
Sperrzähne in die gleiche Richtung weisen : e) die beiden Bandenden überlappen sich gegenseitig, so dass dieSperrzähne ineinander rasten ; f) die sich überlappenden Bandenden sind gegebenenfalls durch eine Halteklammer, ein Schloss od. dgl. gegen selbsttätiges Lösen gesichert.
Bekannt sind mitStanzschnitten versehene Metallbänder, insbesondere zum Verschnüren bzw. Umrei- fen von Ballen. Bei diesen Metallbändern ist das Bandmaterial zwischen den Stanzschnitten aus der Bandebene herausgebogen, wodurch Sperrzähne gebildet werden, die beim Übereinanderlegen der Bandenden ineinander einrasten. Bei diesen Spannbändern verlaufen die Stanzschnitte jedoch in der Hauptsache parallel zur Bandlängsrichtung, woraus sich für die Sperrzähne eine sehr grobe Teilung ergibt, weshalb derartige Spannbänder für die Herstellung von Schlauchschellen nicht geeignet sind.
Weiter sind insbesondere für-die Verwendung als Gürtel gedachte Spannbänder bekannt, die im Bereiche des Verschlusses bzw. der Überlappung auf beiden Bandseiten mit verhältnismässig weit ausladenden Haken versehen sind. Auch diese Gürtelbänder sind für die Herstellung von Schlauchschellen ihrer sehr groben Teilung wegen nicht geeignet. Auch wäre es praktisch nicht möglich, derartige auf beiden Seiten mit weit vorstehenden Haken versehene Spannbänder in Rollenform zu magazinieren und bei Bedarf von der Rolle abzuziehen.
Bei einer weiteren bekannten Schlauchschelle sind ebenfalls nur an den überlappenden Enden zum gegenseitigen Eingriff bestimmte Verzahnungen vorgesehen, wobei diese Verzahnungen bei gestrecktem
Band jedoch in einander entgegengesetzte Richtungen weisen. Ausserdem wird die Verzahnung nicht durch rechtwinklig zur Bandlängsrichtung verlaufende Stanzschnitte und Ausbiegungen der zwischen den Stanz- schnitten befindlichen Stege gebildet, sondern durch Giessen oder Pressen. Derart hergestellte Zähne eignen sich aber ebenfalls nicht für die Herstellung einer fortlaufenden Verzahnung an zwecks bequemer La- gerhaltung zu Rollen gewickelten Bändern.
Der Gedanke, Metallbänder in Rollenform zu magazinieren und für die Herstellung einer Schlauchverbindung ein entsprechendes Band von der Rolle abzuziehen, ist zwar bekannt. Doch sind diese bekannten Bänder nicht mit durch Stanzschnitte gebildeten-Zähnen, sondern mit glatten rechteckigen Löchern versehen. In zwei dieser Löcher an den Enden des vorher abzuschneidenden Bandstückes werden dann die hakenförmigen Enden einer Klammer eingesteckt, wonach die Enden des um den Schlauch herumgelegt'en Bandes mittels dieser Klammer zusammengezogen werden. Es ist ein Nachteil derartiger Schlauchschellen, dass in jedem Falle eine Klammer benötigt wird, und dass sie nur für Aussen-, nicht aber auch für Innenmontage verwendet werden können.
Bei einer andern bekannten Spannschelle erstrecken sich die sperrzahnartigen Ausbuchtungen nicht über die ganze Länge des Bandes. Sie sind nur an dem einen Bandende vorgesehen und wirken nicht als Sperrzähne, sondern als Teile eines Muttergewinde für eine am andern Bandende befestigte Spannschraube. Die das Muttergewinde bildenden Ausbuchtungen verlaufen zudem auch nicht rechtwinklig zur Bandmittelachse, sondern in einem der Steigung der Spannschraube entsprechenden Winkel gegen die Bandachse.
Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. u. zw. zeigt Fig. l den Grundriss eines Teilstückes der Spannschelle, die Fig. 2 und 3 Schnitte nach den Linien 2-2 bzw. 3-3, Fig. 4 eine als Schlauchverbindung dienende Spannschelle im Querschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 5, Fig. 5 eine Ansicht der Spannschelle in Richtung des Pfeiles 5 in Fig. 4, mit auf das Band aufgeschobener Verbindungsklammer, die Fig. 6-9 verschiedene wahlweise mögliche elastische Klammern in perspektivischer Darstellung, Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine Klammer, welche die sich überlappenden Enden der Spannschelle zusammenhält, Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Teilstückes einer Spannschelle mit an dieser angeordneten, als Klammerelemente dienende Lappen, und Fig.
12 einen Schnitt durch eine Spannschelle, angeordnet im Inneren eines kompressiblen Schlauches, der an der Innenwand einer Röhre oder einer Hülse anliegt.
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Im Ausführungsbeispiel nachFig. 1 besteht die Spannschelle 10 aus einem 10 mm breiten, steifen, federnden Stahlband 11, das eine ungefähre Dicke von 0, 3 mm aufweist. Das Band ist in seiner Längs- mittelzone mit rechtwinklig zur Bandlängsrichtung verlaufenden Querschlitzen 12 versehen, die in gleichmässigen Abständen voneinander angeordnet sind und dazwischenliegende geschränkte Stege 15 begrenzen, die gegenüber der Bandebene geneigt sind, so dass sie sowohl auf der Unterseite wie auch auf der Oberseite des Bandes aus den Bandoberflächen heraustretende Vorsprünge 13 und 14 und auf der je- weiligen Rückseite entsprechende Vertiefungen bilden.
Die Schlitze 12 sind etwa 2 mm voneinander entfernt und ihre Länge beträgt ungefähr ein Drit- tel der Breite des Bandes 11, d. h. zirka 3 - 4 mm. Zweckmässigerweise werden die Schlitze 12 fort- laufend aus dem Band herausgestanzt und die dazwischenliegenden Stege 15 durch Pressen verformt.
Hiezu kann zweckmässig ein rundes schnitt-und Stanzwerkzeug verwendet werden. Dabei werden gleich- mässige, einander gegenüberliegende Vorsprünge 13 und 14 auf den beiden Bandflächen mit entspre- chenden Vertiefungen auf der Rückseite gebildet, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Vorsprünge stehen in der
Bandmitte um eine ganze Banddicke 11 über die Oberflächen des Bandes vor.
Ohne von der Erfindung abzuweichen, können die Abstände, die Lage und die Form der Vorsprünge stark variiert werden und die vorstehend beispielsweise erwähnten Abmessungen usw. haben nur illustrai- ven Charakter. In einzelnen Fällen ist es vorteilhaft, die Vorsprünge 13 nur auf der einen Bandseite vor- zusehen, wobei bei gestrecktem Band sämtliche Zähne 13 in die gleiche Richtung weisen.
Sollen grosse Gegenstände mit derartigen Bändern versehen oder gebündelt werden, so können die Schlitzabstände vergrössert werden ; umgekehrt weisen Bänder für kleine Umreifungsdurchmesser, wie z. B.
Spannschellen, auf die Längeneinheit bezogen, mehr schlitze auf. Die Schlitze 12 können länger oder kürzer sein und müssen auch nicht unbedingt in der Mitte des Bandes angeordnet sein, obwohl die Anordnung nachFig. 1 zu bevorzugen ist, da. sie ein Maximum an Stärke mit einem Minimum an Abmes- sungen (Materialaufwand) verbindet.
Die verformten Stege 15 zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Schlitzen besitzen mit Vorteil einen flachen Mittelteil, wie dargestellt, doch kann dieser auch eine andere Form, z. B. diejenige eines langgezogenen "S" aufweisen, je nach der Profilwahl des Schnitt- und Stanzwerkzeuges.
Bei grösseren Banddicken können die Vorsprünge 13 und 14 über die Fläche des Bandes weniger vorstehen und trotzdem genügend stark sein bzw. eine genügende Sperrwirkung besitzen, obwohl die vorerwähnten Masse in den meisten Fällen vorzuziehen sind.
Die Vorsprünge 13, 14 können auch bogenförmig verlaufen und zu diesem Zwecke mit einem Zirkularschnittwerkzeug von halbelliptischer oder einer andern Form hergestellt sein. Auf jeden Fall müssen sie unter sich gleiche Abstände aufweisen und so angeordnet sein, dass sie ineinandergreifen, wenn das Band mit überlappenden Enden zum Ring geformt wird, so dass die Vorderkanten der Vorsprünge auf der Bandoberseite hinter die Hinterkanten der Vorsprünge auf der Unterseite des Bandes zu liegen kommen und die beiden Vorsprungkanten aneinander anliegen.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Spannschelle, die einen kompressiblen Schlauch 16 umfasst, der auf ein Metallrohr 17 gesteckt ist. In Fig. 4 geben die Pfeile 18 und 19 die Richtungen der beim Spannen an den Bandenden 20 und 21 angreifenden Kräfte an, wobei das Bandende 20 frei über das Ende 21 gleiten, und die Spannschelle gespannt werden kann, so dass eine dichte Verbindung erzielt wird, wobei das Band aber infolge der Sperrwirkung der ineinandergreifenden Vorsprünge gehindert wird sich zu öffnen, wenn der die Schelle unter Spannung haltende Zug nachlässt. In Wirklichkeit wird dieser Zug nach vollzogener Montage der Spannschelle ersetzt durch die vom kompressiblen Schlauch 16 erzeugte radiale Spannung. Beim Spannen wird der Schlauch 16 zusammengedrückt und dichtend an das Rohr 17 angepresst.
Fig. 5 zeigt noch eine elastische Halteklammer 22, die über die sich überlappenden Enden des Bandes 11 geschoben ist und die Bandenden zusätzlich daran hindert, sich voneinander zu lösen.
Die Klammer 22 weist, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, im Querschnitt die Form eines Rechteckes auf, mit zwei in der Mitte aufeinander gegenüberliegenden Seiten angeordneten Ausbuchtungen. Die Klammer 22 liegt satt an den sich überlappenden Bandenden an. Die Kombination von Klammer und Band ist genügend lose und elastisch, um einerseits ein Aufeinandergleiten der überlappenden Bandenden in der Spannrichtung zu ermöglichen, anderseits aber ein unbeabsichtiges Lösen der Spannschelle zu verhindern.
Zusätzliche mögliche Formen von Halteklammern sind in den Fig. 7 - 9 dargestellt. Die vorgeformteKlammer 23 nach Fig. 7 ist etwas leichter herzustellen als die Klammer 22 ; siekannaber in der gleichen Weise über den überlappenden Enden des Bandes 11 angebracht werden. Die Halteklammer
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24 nach Fig. 8 kann vorgängig, d. h. bevor die Spannschelle zusammengezogen wird, unter das Ende des Bandes gelegt werden, wobei die seitlichen Lappen 25 nach dem Zusammenziehen der Spann- schelle zum Schliessen der Klammer umgebogen oder gegeneinander geschlagen werden.
Die Klammer 26 nach Fig. 9 ist. aus eng gewundenem Federdraht hergestellt. Wie die Klammer
22, muss auch die Klammer 26 über die sich überlappenden Bandenden geschoben werden, bevor die Spannschelle zusammengezogen wird. Die Klammer 26 hat jedoch den Vorteil, elastisch zu sein und sich so den übereinanderliegenden Bandenden anzupassen. ungeachtet des Durchmessers des zu befe- stigenden Schlauches oder andern mit der Spannschelle zu versehenden Gegenständen. Für Spannschellen kleinerer Durchmesser'können die Klammern 22 und 23 selbstverständlich in geeigneter Weise gebo- gen sein.
Fig. 10 zeigt in gegenüber den Fig. 4 und 5 etwas grösserem Massstab die Sperrstellung der Bandenden und die ineinandergreifenden. Vorsprünge, die durch die Halteklammer 22 in der Sperrlage bzw. in
Eingriff miteinander gehalten werden. Die Elastizität der Klammer 22 und der Vorsprünge 15 des
Bandes ist genügend gross, um zu gestatten, dass die Bandenden beim Spannen übereinander gezogen werden können, da die schrägliegenden Stege beim Spannen des Bandes 15 teils die Vorsprünge zu- sammendrücken und teils die Klammer ausdehnen. In der zu dem Pfeil 18 entgegengesetztenRich- tung ist eine solche die Bandenden auseinandertreibende Kraftkomponente nicht vorhanden, weshalb die
Spannschelle wirkungsvoll daran gehindert wird sich zu öffnen.
In einer abgeänderten Ausführungsart gemäss Fig. 11 sind an Stelle einer gesonderten Halteklammer an den Seitenkanten der Spannschelle, mit ihr aus einem Stück bestehende, in bestimmten Abständen angeordnete seitliche Lappen 28 vorgesehen, die über die einander überlappenden Enden der Spann- schelle als Halteklemmen niederbiegbar sind.
Fig. 12 zeigt eine weitere mögliche Anwendungsform, bei welcher ein Bandstück 28'unter Druck im Inneren eines Schlauches 29 steht, über den ein festes Rohr 30 geschoben ist. Wenn die bei 32 übereinanderliegenden Enden in der Richtung der Pfeile 31 und 33 geschoben werden, erfolgt eine Aus- weitung des zur Spannschelle geformten Bandes. Die Stärke und der Biegewiderstand des Bandes 28'ist ebenfalls gross genug, um die übereinanderliegenden bzw. sich überlappenden Enden des Bandes in der
Sperrstellung zu halten, u. zw. ohne Verwendung einer Halteklammer, obwohl eine solche, wenn gewünscht, verwendet werden kann.
Spannschellen, die wie vorstehend beschrieben, hergestellt und montiert werden, lassen sich durch Aufschneiden des Bandes oder, wo angebracht, durch Öffnen der Halterklammer und Lösen der Bandenden öffnen ; Halterklammem wie in Fig. 6 dargestellt, können auch unter Kraftanwendung über das freie Ende des Bandes abgezogen werden, um die überlappenden Bandenden zu lösen, wozu z. \ein hackenförmiges Instrument verwendet werden kann.
Die Montage solcher Spannschellen kann mit Hilfe sehr einfacher Werkzeuge erfolgen. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 z. B. kann das Bandende 20 beispielsweise mit einer Zange, oder mittels andern geeigneten Mitteln, die an den Vorsprüngen 14 angreifen, in Richtung des Pfeiles 18 gezogen werden, während das Ende 21 gleichzeitig durch Festhalten oder Schieben in Richtung des Pfeiles 19, z. B. mit Hilfe eines Schraubenziehers, der gegen einen der Vorsprünge 13 gedrückt wird, an Ort und Stelle gehalten wird. Spezialwerkzeuge, die es ermöglichen, in der vorgeschriebenen Weise einen Zug auf das Band auszuüben, sind zwar praktischer, aber nicht unbedingt nötig.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 kann das Band 28'zusätzlich mit einer Anzahl von Löchern oder Schlitzen versehen sein, um das Band festhalten, und in Richtung des Pfeiles 31 spannen zu können, falls die normale Reibung zwischen dem Band und dem Schlauch 29 zu gering sein sollte, um das Gleiten des Bandes auf dem Schlauch zu verhindern. Es ist aber auch möglich, das Band lose in den Schlauch einzuführen und das Band dann durch eine radial wirkende Kraft über den ganzen Umfang bis auf den endgültigen Durchmesser auszuweiten.
Um bei stärkerem Zug ein Einreissen des Bandes an den Enden der Schlitze 12, welche Stellen besonders gefährdet sind, zu verhüten, ist es zweckmässig, die Schlitze 12 an ihren Enden inz. B. kreisförmige Erweiterungen 12' (Fig. l) übergehen zu lassen, oder aber das Bandmaterial im Bereiche der Enden der Schlitze zusätzlich zu verdichten. Dies kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, dass das Band im Bereiche der Enden der Schlitze 12 nachträglich oder gleichzeitig mit dem Ausstanzen der Schlitze gewalzt wird. Es entstehen dann, wie in Fig. l angedeutet, in der Bandlängsrichtung verlaufende Walzspuren 12".
Die Montage der Spannschelle kann beispielsweise nach dem folgenden Verfahren rasch und einfach durchgeführt werden. Zuerst wird ein Stück eines längeren, zu einer Rolle gewickelten und für eine
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grössere Anzahl von Spannschellen ausreichenden Bandes von der Rolle abgezogen und mit einer Halteklammer versehen. Wird eine offene Halteklammer verwendet, wie z. B. in Fig. 8 dargestellt, so wird die Klammer von unten her an das Ende des von der Rolle abgezogenen Bandteiles angesteckt.
Die Klammern sind dabei zweckmässig so ausgebildet bzw. in der lichten Breite so bemessen, dass die Klammerschenkel 25 reibungsschlüssig am Band anliegen, derart, dass die an das Band angesteckte Klammer von Hand längs des Bandes verschoben werden kann. Der von der Rolle abgezogene Bandteil wird nun um das zu umreifende Gut herumgeschlungen, u. zw. bis das Band überlappt, worauf das Band durch Zugwirkung auf den vom umreiften Gut ablaufenden Bandteil bei gleichzeitigem Festhalten des um das einzufassende Gut herumgeschlungenen Bandteils gespannt wird, wonach die seitlichen Lappen 25 der Klammer 24 über dieUberlappungsstelle eingebogen werden. Hienach wird der von der Umreifung ablaufende Bandteil unmittelbar hinter der Klammer abgetrennt, d. h. abgeschnitten oder abgebrochen.
Bei Verwendung von geschlossenen oder halbgeschlossenen Klammern, wie solche beispielsweise in den Fig. 6, 7 und 9 dargestellt sind, wird die Klammer zunächst ebenfalls auf das von der Rolle abgezogene Band aufgesteckt und nach Herstellung der Überlappung an die Überlappungsstelle weitergeschoben, wonach die Spannschelle gespannt werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
EMI5.1
gender an sich bekannter Merkmale : a) die Spannschelle (10) besteht aus einem steifen, federnden Metallband (11) von einheitlicher
Breite und Dicke : b) das Band (11) ist in seinem mittleren Bereich über seine ganze Länge in gleichmässigen Abständen mit ausschliesslich rechtwinklig zur Bandlängsrichtung verlaufenden Schlitzen (12) versehen ; c) die quer zur Bandlängsrichtung verlaufenden Schlitze (12) sind als Stanzschnitte ausgebildet ;
d) die durch die Stanzschnitte begrenzten Stege (15) sind wenigstens im Bereiche einer Seitenkante (15') aus der Oberfläche des im übrigen flachen Bandes herausgebogen, so dass im mittleren Be- reiche des Bandes (11) auf wenigstens einer Bandseite sperrzahnartige Erhöhungen (13) gebildet sind, die auf der andern Bandseite als Vertiefungen des Bandes in Erscheinung treten, wobei bei gestrecktem Band alle Sperrzähne in die gleiche Richtung weisen ; e) die beiden Bandenden (20, 21) überlappen sich gegenseitig, so dass die Sperrzähne (13) ineinan- der rasten ; f) die sich überlappenden Bandenden (20, 21) sind gegebenenfalls durch eine Halteklammer (22-26), ein Schloss od. dgl. gegen selbsttätiges Lösen gesichert.