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Die
Erfindung betrifft eine Rohrschelle zum Verbinden zweier Rohrenden
gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Rohrschellen
der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen insbesondere
dazu, Rohre eines Abgassystems eines Kraftfahrzeugs miteinander
zu verbinden. Dabei können
zwei Rohrenden aneinander befestigt werden oder ein Rohrende an
einem rohrförmigen
Anschlussstutzen. Die zu verbindenden Teile können aufeinander geschoben
oder aneinander stoßend
miteinander verbunden werden. Das Aufeinanderschieben der Teile
ist dadurch möglich,
dass eines einen Außendurchmesser
aufweist, der dem Innendurchmesser des anderen etwa entspricht.
Bekannte Rohrschellen haben einen Spannring, der die miteinander
zu verbindenden Rohrenden umgibt. Der Spannring ist – in Umfangsrichtung gesehen – nicht
geschlossen, sondern weist eine Lücke auf. Daher kann die Rohrschelle
grundsätzlich auch
aufgeweitet und seitlich über
die Verbindungsstelle der Rohrenden geschoben werden. In entspanntem
Zustand sind die Enden des Spannrings in einem Abstand zueinander
angeordnet. Im Bereich der Enden des Spannrings sind Laschen vorgesehen,
die radial nach außen
abstehen und von mindestens einem Spannelement, vorzugsweise einem Schraubenbolzen,
durchgriffen werden, der einerseits einen Schraubenkopf und andererseits
ein Außengewinde
aufweist, auf das eine Mutter geschraubt werden kann. Zum Verbinden
der beiden Rohrenden wird eine etwa tangential zum Spannring wirkende
Kraft auf die Laschen ausgeübt,
so dass diese aufeinander zu bewegt werden. Damit werden auch die
Enden des Spannrings einander angenähert und eine Spannkraft auf die
Rohrenden ausgeübt.
Es hat sich herausgestellt, dass die dem Spannring abgewandten äußeren Enden
der Laschen beim Anziehen des Spannelements aufeinander so zu bewegt
werden, dass sich zwischen den Laschen ein V-förmiger Spalt bildet, der sich
von den äußeren Enden
in Richtung zum Spannring öffnet.
Liegen die äußeren Enden
aneinander an, können
die Spannkräfte nicht
wesentlich erhöht
werden. Bei bekannten Rohrschellen ist vorgesehen, dass die Laschen
einen außen
auf dem Spannring aufliegenden Haltebereich aufweisen, der mit dem
Spannring verschweißt
ist. Werden die äußeren Enden
der Laschen aufeinander zu bewegt, verkippen die Haltebereiche derart,
dass deren freie Enden etwa radial nach außen bewegt werden. Damit wird
der Spannring bereichsweise quasi abgehoben, zumindest entlastet.
Insgesamt zeigt sich, dass die mit bekannten Rohrschellen aufzubringenden
Spannkräfte
in vielen Fällen
nicht ausreichend sind, insbesondere nicht für Anwendungsbereiche, die hohen
thermischen und mechanischen Belastungen, insbesondere Vibrationen,
ausgesetzt sind.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Rohrschelle zu schaffen, die verbesserte
Spanneigenschaften aufweist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird eine Rohrschelle vorgeschlagen, die die in Anspruch
1 genannten Merkmale aufweist. Sie weist einen Spannring auf, der
einen die zu verbindenden Rohrenden aufnehmenden Freiraum umgibt.
An den Enden den Spannrings sind gegenüber dem Freiraum im Wesentlichen
radial nach außen
abstehende Laschen vorgesehen, die von mindestens einem Spannelement
durchgriffen werden. Die Rohrschelle zeichnet sich dadurch aus,
dass mindestens eine, vorzugsweise beide Laschen von dem Spannring
entkoppelt ist/sind. Werden durch das Spannelement in etwa tangential
zum Spannring verlaufende Kräfte
ausgeübt,
werden die Laschen aufeinander zu bewegt, damit auch die Enden des
Spannrings. Dies führt
dazu, dass in den Freiraum eingebrachte Rohrenden miteinander verspannt
werden. Durch die Entkopplung wird sichergestellt, dass beim Zusammenziehen
der Laschen keine entlastenden Kräfte auf den Spannring wirken
und somit die Spannwirkung der Rohrschelle verbessert wird. Die
Entkopplung führt
auch dazu, dass die von dem Spannelement aufgebrachten Kräfte die
mindestens eine entkoppelte Lasche so verschwenken, dass deren dem
Freiraum zugewandtes Ende zusätzliche
Kräfte
zum Verspannen der Rohrenden aufbringt.
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Bevorzugt
wird ein Ausführungsbeispiel
der Rohrschelle, das sich dadurch auszeichnet, dass in dem Verbindungsbereich
zwischen dem Spannring und der mindestens einen Lasche wenigstens
ein von dem Freiraum ausgehender Schlitz vorgesehen ist. Dieser
ermöglicht
eine Kippbewegung der zugehörigen
Lasche beim Aufbringen von Spannkräften tangential zum Spannring.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Rohrschelle zeichnet sich dadurch aus, dass die Laschen praktisch
zwischen den Enden des Spannrings angeordnet sind; die Enden setzen
also an den Außenseiten
der Laschen an. Diese können
also keine Kräfte
mehr ausüben,
die den Spannring von den miteinander zu verbindenden Rohrenden
abheben oder zumindest entlasten.
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Weiterhin
wird ein Ausführungsbeispiel
bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die dem Freiraum zugewandten
inneren Enden der Laschen diesen gemeinsam mit der Innenseite des
Spannrings begrenzen. Damit bewirken die Laschen selbst unmittelbar
eine Ver spannung der Rohrenden und nicht nur dadurch, dass sie Spannkräfte in den Spannring
einleiten.
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Bevorzugt
wird weiterhin ein Ausführungsbeispiel,
das sich dadurch auszeichnet, dass die Dicke der Laschen so gewählt ist,
dass diese sich bei üblichen
Spannkräften
praktisch nicht verbiegen. Die mittels des Spannelements in die
Lasche eingeleiteten Spannkräfte
bewirken damit praktisch nur eine Verkippung und Verspannung der
Laschen, ohne dass diese verformt würden.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
zeichnet sich dadurch aus, dass die dem Freiraum abgewandten äußeren Enden – in Richtung
der Mittelachse des Spannrings gesehen – sich von außen nach
innen bogenförmig
verjüngen.
Wodurch eine Versteifung der mit dem Spannelement zusammenwirkenden
Flächen
erzielt und somit ein Durchbiegen der Laschen verhindert wird.
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Bei
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass der Spannring auf seiner Innenseite mit mindestens
zwei in einem Abstand zueinander angeordneten Ringwülsten versehen
ist, die die Auflagefläche
des Spannrings auf der Umfangsfläche
der miteinander zu verspannenden Rohrenden bilden. Damit werden
die in den Spannring eingeleiteten Spannkräfte auf den Bereich der Ringwülste konzentriert,
so dass sich die Reibungs- und Haltekräfte wesentlich erhöhen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Rohrschelle in Draufsicht;
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2 einen
Schnitt entlang der in 1 wiedergegebenen Linie II-II;
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3 eine
Detailvergrößerung aus 2;
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4 eine
Rohrschelle im Längsschnitt;
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5 eine
Seitenansicht der Rohrschelle und
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6 eine
Hälfte
einer bekannten Rohrschelle.
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Die
in 1 dargestellte Rohrschelle 1 weist einen
offenen Spannring 3 auf, der einen Freiraum 5 umgibt.
An den Enden 7 und 9 des Spannrings 3 sind gegenüber dem
Freiraum 5 im Wesentlichen radial nach außen abstehende
Laschen 11 und 13 angebracht, die mit quer durch
diese verlaufende Ausnehmungen 15 und 17 versehen
sind. Durch diese greift ein im Wesentlichen parallel zu einer tangential
zum Spannring 3 verlaufenden gedachten Linie angeordnetes
Spannelement 19, das hier als Spannschraube 21 mit
einem Kopf 23, einem Schaft 25 und einer auf diesen
aufgeschraubten Mutter 27 ausgebildet ist. Je nach Größe der Rohrschelle 1 können ein
oder mehrere Spannelemente 19 vorgesehen werden, die bei der
Darstellung gemäß 1 hintereinander
liegen würden.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
wird davon ausgegangen, dass ein Spannelement 19 vorhanden
ist.
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Die
Darstellung gemäß 1 zeigt
die Rohrschelle in entspanntem Zustand, das heißt, die Laschen 11 und 13 sind
in einem Abstand zu einer gedachten Mittellinie 29 angeordnet
und schließen
mit ihren Innenflächen
einen sich vom Freiraum 5 nach außen öffnenden spitzen Winkel miteinander
ein.
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Die
Laschen 11 und 13 befinden sich zwischen den Enden 7 und 9 des
Spannrings 3, der an den Außenseiten 31, 33 der
Laschen 11 und 13 angesetzt ist. In Seitenansicht
gesehen sind die Grundkörper
der Laschen 11 und 13 im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet,
wobei allerdings deren dem Freiraum 5 abgewandten äußeren Enden 35 und 37 sich
von außen
nach innen, also in Richtung auf die Mittellinie 29, bogenförmig verjüngen. Vorzugsweise ist
hier eine kreisbogenförmige
Verjüngung
vorgesehen, die, vom Freiraum 5 aus gesehen, außerhalb des
Spannelements 19 liegt, hier also gemäß 1 oberhalb
der Spannschraube 21. Die Laschen 11 und 13 sind übrigens,
in Richtung des Spannelements 19 gesehen, also in Seitenansicht,
im Bereich ihrer äußeren Enden 35 und 37 abgerundet
ausgebildet.
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Die
Dicke der Laschen 11 und 13, gemessen in Richtung
der Mittelachse 39 des Spannelements 19, ist wesentlich
größer als
die des Spannrings 3. Sie wird so gewählt, dass sich die Laschen 11, 13 bei den üblichen
mittels der Spannschraube 21 aufgebrachten Spannkräfte praktisch
nicht verbiegen.
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Die
Laschen 11 und 13 sind so zwischen den Enden 7 und 9 des
Spannrings 3 angeordnet, dass ihre inneren Enden 41 und 43 gemeinsam
mit der Innenseite 45 des Spannrings 3 den Freiraum 5 begrenzen.
Dazu sind die inneren Enden 41 und 43 konkav ausgebildet,
vorzugsweise kreisbogenförmig gewölbt, wobei
der Krümmungsradius
der inneren Enden 41, 43 dem Radius des geschlossenen Spannrings 3 entspricht,
so dass die Innenseite 45 des Spannrings 3 in
die inneren Enden 41, 43 übergeht.
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Die
zwischen den Enden 7 und 9 des Spannrings 3 angeordneten
Laschen 11 und 13 sind von diesem entkoppelt.
Das heißt,
wird auf die Laschen 11 und 13 mittels des Spannelements 19 eine
Spannkraft ausgeübt,
so werden die Enden 9 und 7 des Spannrings 3 aufeinander
zu bewegt, ohne dass Kippmomente auf den Spannring 3 wirken
würden.
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Die
Entkopplung zwischen den Enden 7 und 9 des Spannrings 3 und
den Laschen 11 und 13 wird dadurch erreicht, dass
zwar eine Verbindung zwischen den Enden 7, 9 und
den Laschen 11, 13 hergestellt wird, dass diese
aber die Enden 7, 9 auf ihrer Außenseite
nicht übergreifen.
Auf die Anbindung der Enden 7, 9 an die Laschen 11, 13 wird
unten anhand von 4 näher eingegangen.
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Zur
Verbesserung der Entkopplung ist hier vorgesehen, dass im Verbindungsbereich
zwischen mindestens einer Lasche 11, 13 und Spannring 3 bei mindestens
einer, vorzugsweise bei beiden Laschen 11 und 13 ein
vom Freiraum ausgehender, sich nach außen erstreckender Schlitz 47, 49 vorsehen
ist. Dieser ist hier zwischen den Enden 7, 9 und
der/den Außenfläche(n) 31, 33 der
Laschen 11, 13 angeordnet und definiert einen
Freiraum zwischen den Enden 7 und 9 des Spannrings 3 und
den inneren Enden 41 und 43 der Laschen 11 und 13.
Diese können
daher bei Einleitung von Spannkräften
mittels des Spannelements 19 eine Kippbewegung durchführen. Zur Entkopplung
einer oder vorzugsweise beider Laschen 11, 13 können anstelle
der hier beschriebenen Schlitze 47, 49 oder zusätzlich zu
diesen einer der beiden Laschen 11, 13 oder beiden
zugeordnete Schlitze in die Enden 7, 9 des Spannrings 3 eingebracht
werden, die sich über
einen Teil seiner Dicke vom Freiraum 5 aus nach außen erstrecken.
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Werden
Spannkräfte
mit Hilfe des Spannelements 19 in einem Bereich oberhalb
der Schlitze 47 und 49 in die Laschen 11, 13 eingeleitet,
verkippen diese gegeneinander, die linke Lasche 11 im Uhrzeigersinn
und die rechte Lasche 11 gegen den Uhrzeigersinn. Dadurch
werden die der Mittellinie 29 zugewandten Innenkanten 51 und 53 in
Richtung auf den Freiraum 5 verlagert, so dass beim Verspannen
der Rohrschelle 1 hier zusätzliche Spannkräfte aufgebaut
werden.
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In 1 sind
die Schlitze 47 und 49 mit einer von innen nach
außen
kontinuierlichen Breite ausgebildet. Denkbar ist es aber auch, hier
keilförmige Schlitze
vorzusehen, die in ihrem dem Freiraum 5 zugewandten Bereich
breiter sind als in ihrem oberen dem Spannelement 19 zugewandten
Bereich. Dadurch wird der Freiraum zwischen dem inneren Ende 41, 43 der
Laschen 11 und 13 und den Enden 7 und 9 des
Spannrings 3 vergrößert und
eine Kippbewegung der Laschen 11 und 13 um einen
größeren Kippwinkel
ermöglicht.
Der Grad der Entkopplung zwischen Spannring 3 und einer
oder beiden Laschen 11, 13 kann also durch die
Breite und/oder die Kontur des oder der Schlitze 47, 49 vorgegeben
werden.
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Die
Schlitze 47, 49 können auf beliebige, geeignete
Weise eingebracht werden, vorzugsweise mittels eines Laserverfahrens.
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Der
Spannring 3 weist in seinem den Laschen 11 und 13 gegenüberliegenden
Bereich eine Öffnung 55 auf,
die der Befestigung des Spannrings 3 an den zu verbindenden
Rohren dient.
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2 zeigt
einen Querschnitt durch den Spannring 3. Gleiche Teile
sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass insofern auf die
Beschreibung zu 1 verwiesen wird.
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Aus
der Schnittdarstellung ist ersichtlich, dass der Spannring 3 auf
seiner Innenseite 45 mindestens einen in den Freiraum 5 vorspringenden
Vorsprung 57 aufweist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
sind entlang der Seitenkanten des Spannrings 3 verlaufende
durchgehende Ringwülste 59 und 61 vorgesehen.
Grundsätzlich
ist es auch möglich,
je zwei derartige entlang der Seitenkanten verlaufende Ringwülste vorzusehen.
Anstelle der Ringwülste
können
auch entlang einer gedachten Kreislinie angeordnete ringsegmentförmige oder punktförmige Vorsprünge vorgesehen
werden. Der mindestens eine Vorsprung 57, hier also die
Ringwülste 59 und 61,
können
durch in die Außenseite 63 der
Wand 65 des Spannrings 3 eingebrachte Vertiefungen 67 und 69 realisiert
werden, was eine einfache Herstellung erlaubt.
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3 zeigt
eine Detailvergrößerung aus 2,
nämlich
die linke obere Ecke des im Querschnitt dargestellten Spannrings 3.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass
insofern auf die Beschreibung zu den vorangegangenen Figuren verwiesen
wird.
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Deutlich
wird hier, dass mindestens ein Vorsprung 57, nämlich ein
Ringwulst 61 vorgesehen ist, der von der Innenseite 45 des
Spannrings 3 entspringt und damit in den Freiraum 5 hineinragt.
Er wird dadurch realisiert, dass von der Außenseite 63 der Wand 65 her
gesehen eine Vertiefung 69 in den Spannring 3 eingebracht
wird.
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4 zeigt
die Rohrschelle 1 im Längsschnitt.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass
insofern auf die vorangegangenen Erläuterungen verwiesen wird.
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Die
Rohrschelle 1 weist einen Spannring 3 auf, der über seine
Enden 7 und 9 an den Laschen 11 und 13 angesetzt
ist. Diese können aus
Vollmaterial bestehen, oder aber, wie aus 4 ersichtlich,
hohl ausgebildet sein. Bei Laschen 11, 13 aus
Vollmaterial werden die Enden 7 und 9 des Spannrings 3 im
Bereich der inneren Enden 41, 43 der Laschen 11, 13 an deren
Außenseiten 31, 33 angesetzt
und auf geeignete Weise befestigt, sei es durch Schweißen, Löten oder
auf sonstige Weise.
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Werden
die Laschen 11, 13, wie in 4 wiedergegeben,
hohl ausgebildet, so werden sie, wie in 4 dargestellt,
so einander gegenüberliegend angeordnet,
dass der Hohlraum 73 der Lasche 11 dem Hohlraum 75 der
Lasche 13 gegenüberliegt
und sich die Hohlräume
zur Mittellinie 29 hin öffnen.
Vorzugsweise werden die Laschen 11 und 13 aus
einem ebenen Ausgangsmaterial geformt, beispielsweise in einem Präge- und/oder
Biegeverfahren. Die Laschen 11, 13 erhalten dadurch
den Hohlraum 73, 75 umgebende Wände, die
vorzugsweise im Wesentlichen U-förmig
ausgebildet sind. Ausgehend von einer Außenwand 79, 81,
die auch die Außenseite 31, 33 der Laschen 11, 13 bildet,
ist im Bereich der äußeren Enden 35, 37 eine
Stirnwand 83 beziehungsweise 85 vorgesehen, die
in von den äußeren Enden 35, 37 zu den
inneren Enden 41, 43 verlaufende Seitenwände übergeht,
von denen bei der Längsschnittdarstellung gemäß 4 lediglich
die hinteren Seitenwände 87 der
Lasche 11 und 89 der Lasche 13 erkennbar
sind. Der Hohlraum 75 der Lasche 11 wird also
durch deren Stirnwand 83, die sich daran anschließenden Seitenwände 87 und
die zugehörige
zweite Seitenwand sowie durch die Außenwand 79 begrenzt.
Entsprechend wird der Hohlraum 77 der Lasche 13 durch
deren Stirnwand 85, die davon ausgehende Seitenwand 89 und
die zugehörige
zweite Seitenwand sowie durch die Außenwand 81 begrenzt.
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Die
Laschen 11 und 13 sind auf geeignete Weise mit
den Enden 7, 9 des Spannrings 3 verbunden,
wobei die Enden 7, 9 im Bereich der Außenwand 79, 81 der
Laschen 11, 13 angesetzt sind. Die Enden 7, 9 können beispielsweise
an die Außenwände 79, 81 angeschweißt, -gelötet oder
auch angeschraubt sein. Vorzugsweise gehen die Enden 7, 9 nahtlos
in die Außenwände 79, 81 der
Laschen 11, 13 über, so dass sich ein optimaler
Kraftfluss von den Laschen 11, 13 in die Enden 7, 9 des
Spannrings 3 ergibt.
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Die
Seitenwände
der Laschen 11, 13 erstrecken sich von deren Stirnwänden 83, 85 so
weit zum Innenraum 5, dass deren inneren Enden 41, 43 den Freiraum 5 begrenzen.
Sie sind, wie oben anhand von 1 erläutert, im
Bereich des Freiraums 5 konkav ausgebildet und weisen vorzugsweise
eine kreisbogenförmige
Innenfläche
auf, deren Radius dem des Spannrings 3 in geschlossenem
Zustand entspricht, so dass die Innenseite 45 des Spannrings sich
praktisch in die inneren Enden 41, 43 der Laschen 11, 13 fortsetzt.
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Die
in 4 abgeschnittenen Seitenwände der Laschen 11 und 13 sind
entsprechend den hinteren Seitenwänden 87, 89 ausgebildet,
so dass das zu diesen Gesagte entsprechend gilt.
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Die
Seitenwände 87 und 89 der
Laschen 11 und 13 weisen, ausgehend von den Außenwänden 79, 81 in
Richtung der Mittellinie 29 eine Breite auf, durch die
die Dicke der Laschen 11 und 13 definiert wird.
Die Breite der Seitenwände 87, 89 und
damit die Dicke der Laschen 11, 13 wird so gewählt, dass diese
wesentlich größer ist
als die Dicke des Spannrings 3 und dass sich die Laschen 11, 13,
also deren Seitenwände 87, 89 sowie
die zugehörigen,
in 4 nicht dargestellten Seitenwände der Laschen 11, 13, bei
den üblichen, mittels
des Spannelements 19 aufgebrachten Spannkräften praktisch
nicht verbiegen. Der Grundkörper
der Laschen 11, 13 ist also durch die den Hohlraum 75, 77 umgebenden
Wände so
stabil, dass beim Festziehen der Rohrschelle 1 keine Verformung
der Laschen 11, 13 erfolgt.
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Auch 4 ist
zu entnehmen, dass der Grundkörper
der Laschen 11, 13 im Bereich der äußeren Enden
abgeflacht ist. In Abweichung zu dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist hier allerdings keine bogenförmige,
in Richtung der Mittellinie 29 verlaufende Verjüngung vorgesehen.
Vielmehr gehen die Außenwände 79, 81 über einen
gekrümmten
Bereich in die – im
Querschnitt gesehen weniger gekrümmten
Stirnwände 83, 85 über. Die
Ausgestaltung der Laschen 11, 13 in diesem Bereich
kann also variabel sein.
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Die
Grundkörper
der Laschen 11 und 13 sind so stabil, dass diese
beim Festziehen eines in 4 nicht dargestellten Spannelements 19 (siehe 1) aufeinander
zu und dabei in Richtung der Mittelachse 29 verkippt werden,
so dass sich der im entspannten zustand der Rohrschelle 1 vom
Freiraum 5 nach oben öffnende
V-förmige Spalt
verjüngt.
Schließlich liegen
die äußeren Enden 35, 37 der
Laschen 11, 13 aneinander, wobei ein sich nach
unten in Richtung des Freiraums 5 öffnender V-förmig ausgebildeter Spalt
entsteht.
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Die
Laschen 11, 13 gemäß 4 sind – wie in 1 – von dem
Spannring 3 entkoppelt. Die Entkopplung wird dadurch bewirkt,
dass die Laschen 11, 13 sich nicht auf die Außenseite 63 des
Spannrings 3 fortsetzen, also keine Kräfte auf diese ausüben können, wenn
eine Verkippung derselben erfolgt. Der Übergangsbereich zwischen den Laschen 11, 13 und den
Enden 7, 9 des Spannrings 3 ist außerdem gegenüber Biegekräften weich,
so dass bei einer Verkippung der Laschen 11, 13 praktisch
keine Biegekräfte
in den Spannring 3 eingeleitet werden. Allerdings ist dieser Übergangsbereich
fest genug, um bei einer Annäherung
der inneren Enden 41, 43 in Richtung auf die Mittellinie 29 Zugkräfte auf
den Spannring 3 übertragen
zu können.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass dieser Übergangsbereich
verstärkt
ist, um Zugkräfte
besonders gut aufnehmen zu können.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
werden von innen Verstärkungssicken 91, 93 in
den Übergangsbereich
eingebracht, so dass dieser höhere
Zugkräfte
aufnehmen kann, ohne dass die Entkopplung zwischen Sperrring 3 und
Laschen 11, 13 aufgehoben würde. Insbesondere in dem Fall,
wenn die Schlitze 47, 49 vorgesehen sind, ist
eine Beeinträchtigung
der Entkopplung durch die Verstärkungssicken 91, 93 nicht anzunehmen.
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Aus
den 1 und 4 ist ersichtlich, dass die
Laschen 11, 13 zwischen den Enden 7 und 9 des Spannrings
so angeordnet sind, dass eine Entkopplung gegeben ist: Eine Verschwenkung
der Laschen 11, 13 beim Verspannen der Rohrschelle 1 führt gerade
nicht zu einer Entlastung des Spannrings 3 und zu einer
Verminderung von dessen Spannkräften. Die
Laschen 11, 13 können aus Vollmaterial oder hohl
ausgebildet sein. In beiden Fällen
ist außerdem vorgesehen,
die Laschen 11, 13 so zwischen den Enden 7, 9 des
Spannrings 3 anzuordnen, so dass diese den Freiraum 5 gemeinsam
mit dem Spannring 3 begrenzen. Die beim Festziehen des
Spannelements 19 auftretenden Spannkräfte wirken bei aus Vollmaterial
bestehenden oder hohlen Laschen eine Verkippung, so dass die Innenkanten 51, 53 der
inneren Enden 41, 43 der Laschen 11, 13 in
den Innenraum 5 verschwenkt und damit die Spannkräfte der
Rohrschelle 1 erhöht
werden.
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Die
Entkopplung der Laschen 11, 13 gegenüber dem
Spannring 3 kann durch die Anbindung der Enden 7, 9 an
den Laschen erfolgen, nämlich
dadurch, dass diese an den Außenseiten 31, 33 der
Laschen 11, 13 angesetzt sind. Sie kann noch dadurch erhöht werden,
dass Schlitze 47, 49 vorgesehen werden, die vom
Innenraum 5 nach außen
verlaufen und die Kippbeweglichkeit der Laschen 11, 13 erhöhen.
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Zur
Verbesserung der Entkopplung zwischen den Laschen 11, 13 und
den Enden 7, 9 ist vorgesehen, dass mindestens
ein, vorzugsweise zwei von dem Freiraum 5 nach außen verlaufende
Schlitze 47, 49 in die Rohrschelle 1 eingebracht
werden. Diese entkoppeln die Laschen 11, 13 gegenüber dem Spannring 3 dergestalt,
dass eine Kippbewegung der Laschen 11, 13 nicht
zu einer radialen Verlagerung der Enden 7, 9 des
Spannrings 3 führt,
so dass eine Entlastung desselben und damit eine Reduzierung der
Spannkräfte
vermieden wird.
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Die
hier und in 1 erläuterten Schlitze 47, 49 können sowohl
bei aus Vollmaterial bestehenden Laschen als auch bei hohlen Laschen
vorgesehen werden. Vorzugsweise werden beide Laschen eines Spannrings
entkoppelt. Eine Verbesserung der Spannwirkung wird allerdings auch
erreicht, wenn auch in geringerem Umfang, wenn nur eine der Laschen
entkoppelt ist.
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Die
in 5 dargestellte Seitenansicht der Rohrschelle 1 zeigt
die in Richtung des Spannelements 19 gesehene Außenkontur
der La sche 13. Diese ist identisch ausgebildet wie die
der Lasche 11. Deutlich erkennbar ist, dass die Lasche 13 bei
diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel
nahtlos in den Spannring 3 übergeht und dass im Übergangsbereich
zwischen den Enden 7, 9, hier also zwischen dem
Ende 9 und der Lasche 13, eine Verstärkung vorgesehen
werden kann. Anhand von 4 wurde eine Verstärkungssicke 93 angesprochen. 5 zeigt,
dass zwei nebeneinander liegende Verstärkungssicken 93 und 93' vorgesehen
werden können.
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Im Übrigen sind
gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass insofern
auf die Beschreibung zu den vorangegangenen Figuren verwiesen wird.
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Aus
der Seitenansicht gemäß 5 wird deutlich,
dass die äußeren Enden 35, 37 der
Laschen 11, 13 abgerundet sind.
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Bei
der Ausgestaltung der Laschen 11, 13 wird eine
ebene Anlagefläche
für das
Spannelement 19 beziehungsweise den Kopf 23 und
die Mutter 27 der Spannschraube 21 gebildet, damit
die Spannkräfte
optimal in die Laschen 11, 13 einleitbar sind. Es
gilt sowohl für
die hier in 5 dargestellte Lasche 13 als
auch für
die in den 1 und 4 gezeigten
Laschen.
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Im
Folgenden wird auf die Funktion der anhand der 1 bis 5 erläuterten
Rohrschelle 1 näher
eingegangen:
Die Rohrschelle 1 wird in ihrem entspannten
Zustand, wie er in 1 dargestellt wird, über zwei
miteinander zu verbindenden Rohrenden angeordnet. Die Rohrenden
können
die Enden zweier Rohre sein aber auch ein rohrförmiger Anschlussstutzen und
ein daran anzubringendes Rohr. Die zu verbindenden Teile werden
mit ihren En den aneinander gelegt oder ineinander geschoben und
mittels der Rohrschelle 1 miteinander verbunden. Dazu wird
das Spannelement 19, hier also die Spannschraube 21,
angezogen, so dass die in den 1 und 4 dargestellten
Laschen 11 und 13 und damit auch die Enden 7, 9 des
Spannrings 3 in Richtung auf die Mittellinie 29 verlagert
werden. Da die Laschen 11 und 13 eine vorgegebene,
auf die auftretenden Spannkräfte
abgestimmte Dicke aufweisen, verbiegen sie sich nicht, wenn das
Spannelement 19 angezogen wird.
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Zum
Festspannen der Rohrschelle 1 ist Folgendes festzuhalten:
Die Laschen 11, 13 der Rohrschelle 1 befinden
sich in entspanntem Zustand in einer Position, wie sie aus den 1 und 4 ersichtlich
ist. Sie sind praktisch symmetrisch zur Mittellinie 29 angeordnet
und schließen
mit ihren einander zugewandten Innenseiten einen spitzen Winkel ein,
der sich vom Innenraum 5 nach außen öffnet. Beim Betätigen des
Spannelements 19, also beim Festziehen der Spannschraube 21,
werden die äußeren Enden 35, 37 der
Laschen 11, 13 aufeinander zu bewegt, bis diese
sich berühren.
Dabei entsteht zwischen den Laschen 11, 13 ein
V-förmiger
Spalt, der sich nun in Richtung zum Freiraum 5 öffnet, in
dem die zu verbindenden Rohrenden angeordnet sind. Beim weiteren
Festziehen der Spannschraube 1 können sich die äußeren Enden 35, 37 nicht
weiter auf einander zu bewegen, so dass nun die inneren Enden 41, 43 aufeinander
zu bewegt werden. Dabei werden Zugkräfte in die Enden 7, 9 des
Spannrings eingeleitet. Während
sich die inneren Enden 41, 43 aufeinander zu bewegen, ändert sich
der Winkel α, den
die Laschen 11, 13 mit den Enden 7, 9 des Spannrings 3 einschließen: Er
wird kleiner. Dabei verformt sich der Übergangsbereich zwischen den Enden 7, 9 und
den Laschen 11, 13. Durch die Entkopplung der
Laschen 11, 13 gegenüber den Enden 7, 9 wird
diese Verformung und damit dieser Spannvorgang erleichtert. Andererseits
stellt die Entkopplung sicher, dass die Verkippung der Laschen 11, 13 gegenüber den
Enden 7, 9 während
dieser Verspannphase nicht zu einer radialen Auswärtsverlagerung
der Enden 7, 9 oder sonstiger Bereiche des Spannrings 3 führt, was
zu einer Entlastung des Spannrings 3 und damit zu einer
Reduzierung der Spannkräfte
führen
könnte.
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Der Übergangsbereich
zwischen den Enden 7, 9 und den Laschen 11, 13 ist
aufgrund der Entkopplung relativ weich, so dass die Kippbewegung der
Laschen 11, 13 gegenüber dem Spannring 3 möglich ist.
Andererseits ist sichergestellt, dass ausreichend große Spannkräfte auf
die Enden 7, 9 ausgeübt werden, um den Spannring 3 zusammenzuziehen.
Gegebenenfalls können
Verstärkungssicken 93, 93' und entsprechend 91, 91' diesen Bereich
so verstärken,
dass erhöhte
Zugkräfte übertragen
werden können.
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Die
Laschen 11 und 13 sind von den Enden 7 und 9 des
Spannrings 3 also so entkoppelt, dass die beim Festziehen
des Spannelements 19 bewirkte Winkelverlagerung der Laschen 11 und 13 nicht
zu einer ungewollten Verbiegung des Spannrings 3 führt. Insbesondere
sind die inneren Enden 41 und 43 der Laschen 11 und 13 so
von den Enden 7 und 9 des Spannrings 3 entkoppelt,
dass die Laschen 11 und 13 beim Festpannen der
Rohrschelle 1 gegenüber
den Enden 7 und 9 relativ leicht eine Kippbewegung
ausführen
können,
bei der sich die inneren Enden 41, 43 einander
annähern.
Die Weite der Kippbewegung hängt
von der Breite der der Entkopplung dienenden Schlitze 47 und 49 sowie
von deren Kontur ab, außerdem
von der vom Freiraum 5 aus gemessenen Tiefe der Schlitze 47 und 49.
Die von dem Spannelement 19 aufgebrachten Spannkräfte werden
in einen Bereich der Laschen 11 und 13 eingeleitet,
der, vom Freiraum 5 aus gesehen, oberhalb der Schlitze 47 und 49 liegt.
Daher kippen also die Laschen 11 und 13 aufeinander
zu, wenn Spannkräfte durch
das Spannelement 19 bewirkt werden. Damit werden die im
Bereich der inneren Enden 41 und 43 vorhandenen,
der Mittellinie 29 zugewandten Innenkanten 51 und 53 der
Laschen 11 und 13 in Richtung auf den Freiraum 5 bewegt.
Dies führt
zu einer Verstärkung
der auf die im Freiraum 5 angeordneten Rohrenden wirkenden
Spannkräfte.
Bei der Kippbewegung der Laschen 11 und 13 verringert
sich die in Umfangsrichtung des Spannrings 3 gemessene
Breite der Schlitze 47 und 49, wobei die Breite
den möglichen
Kippweg mitbestimmt. Daher ist es auch möglich, keilförmige Schlitze
vorzusehen, um den Kippwinkel vergrößern zu können.
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Dadurch,
dass die Laschen 11 und 13 zwischen den Enden 7 und 9 des
Spannrings 3 angeordnet sind, wobei die inneren Enden 41 und 43 gemeinsam
mit der Innenseite 45 des Spannrings 3 den Freiraum 5 begrenzen,
wird sichergestellt, dass auch die Laschen 11 und 13 selbst
die Verspannung der Rohrenden verbessern.
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Es
ist möglich,
die Innenfläche
der inneren Enden 41 und 43 von aus Vollmaterial
bestehenden Laschen 11, 13 mit mindestens einem
Vorsprung zu versehen, wobei mindestens ein, vorzugsweise zwei ringsegmentförmige Vorsprünge vorgesehen
werden können,
die im Bereich der Seitenkanten der Laschen 11 und 13 angeordnet
sind und in Umfangsrichtung des Spannrings 3 verlaufen.
Denkbar ist es aber auch, anstelle dieser oder zusätzlich zu
diesen einen senkrecht zur Bildebene gemäß 1 verlaufenden
Vorsprung im Bereich der Innenkante 51 und 53 der
Laschen 11 und 13 vorzusehen, um die beim Verspannen
derselben auftretenden Spannkräfte
auf diesen Bereich zu konzentrieren.
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Wird
der Vorsprung ringsegmentartig ausgebildet, so ist vorzugsweise
vorgesehen, dass in den Seitenbereichen der Laschen 11 und 13 Ringsegmente
vorgesehen sind, die sich in die Ringwülste 59, 61 des
Spannrings 3 praktisch fortsetzen, beziehungsweise in diese übergehen.
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Auch
die Innenseite 45 des Spannrings 3 kann, wie oben
dargestellt, mit mindestens einem Vorsprung 57, vorzugsweise
mit entlang der Außenkante
des Spannrings 3 verlaufenden Ringwülsten 59, 61 versehen
werden, die die beim Verspannen der Laschen 11 und 13 auftretenden
Spannkräfte
erhöhen,
indem diese auf einen kleineren Flächenbereich einwirken. Vorzugsweise
ist die Wand 65 des Spannrings 3 zwischen den
Ringwülsten 59 und 61, vom
Freiraum 5 aus gesehen, nach außen gewölbt, um sicherzugehen, dass
die Spannkräfte
des Spannrings 3 ausschließlich auf die Ringwülste 59 und 61 konzentriert
werden.
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Die
Außenseite
der Rohrenden, die mit dem Spannring 3 in Berührung treten,
können
mit in Umfangsrichtung umlaufenden Nuten versehen werden, in die
die Ringwülste 59, 61 oder
auch zusätzliche Ringwülste eingreifen.
Auf diese Weise wird eine axiale Verlagerung der Rohrschelle 1 auf
den Rohrenden vermieden. Außerdem
können
bei stumpf aneinander anliegenden Rohrenden erhöhte Kräfte aufgebracht werden, die
ein Auseinanderziehen der Rohrenden verhindern.
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Aus
den Erläuterungen
wird deutlich, dass beim Verspannen der Laschen 11 und 13 die
Enden 7 und 9 des Spannrings 3 aufeinander
zu bewegt werden, so dass sich der Innendurchmesser des Freiraums 5 reduziert
und hier eingebrachte Rohrenden miteinander verspannt werden. Dadurch,
dass die Laschen 11 und 13 gegenüber dem
Spannring 3 entkoppelt sind, wird sichergestellt, dass
bei der Bewegung der Laschen 11 und 13 aus der
in 1 dargestellten entspannten Position in Richtung
auf die Mittellinie 29 der Spannring 3 nicht von
der Außenfläche der
miteinander zu verspannenden Rohrenden abgehoben wird. Vielmehr
wird gewährleistet,
dass die zwischen den Enden 7 und 9 angeordneten
und den Freiraum 5 ebenfalls begrenzenden Laschen 11 und 13 die
Spannwirkung mit bewirken und darüber hinaus durch die wegen
der Entkopplung mögliche Kippbewegung
die Spannkräfte
noch vergrößern, indem
deren Innenkanten 51 und 53 in den Freiraum 5, also
auf die zu verbindenden Rohrenden zu verschwenkt werden.
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Durch
die Verrundung der Kontur der Laschen 11 und 13 im
Bereich ihrer äußeren Enden 35 und 37 wird
eine Versteifung der Anschraubflächen erzielt,
also der mit dem Spannelement 19 zusammenwirkenden Bereich
der Laschen 11 und 13. Dies verhindert ein Durchbiegen
der Laschen 11 und 13 beim Verspannen der Rohrschelle 1 und
verbessert damit deren Spannwirkung.
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In 6 ist
zur Erläuterung
der verbesserten Spannwirkung der erfindungsgemäßen Rohrschelle 1 der
rechte Teil einer herkömmlichen
Rohrschelle 1' dargestellt.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass
insofern auf die Erläuterung zu
den vorangegangenen Figuren verwiesen wird.
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Die
herkömmliche
Rohrschelle 1' umfasst
einen Spannring 3',
an dessen Enden Laschen angebracht sind. Hier ist lediglich das
Ende 9' mit
der Lasche 13' dargestellt,
die von einem Spannelement 19' durchgriffen wird, das als Spannschraube 21' mit einem Kopf 23, einem
Schaft 25' und
einer Mutter 27' ausgebildet
ist. Das Spannelement 19' weist
eine Mittelachse 39' auf,
die, wie bei der erfindungsgemäßen Rohrschelle
gemäß 1,
im Wesentlichen parallel zu einer Tangente des Spannrings 3' angeordnet
ist.
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Die
Lasche 13' ist
mittels eines Haltbereichs 71' auf der Außenseite 63' der Wand 65' des Spannrings 3' befestigt. 4 zeigt
den Spannring 3' in
entspannter Position.
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Wird
das Spannelement 19',
also die Spannschraube 21',
angezogen, so wird die Lasche 13' in Richtung auf die Mittellinie 29' verlagert und
dabei gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt. Ihr äußeres Ende 37' wird also in
Richtung auf das hier nicht dargestellte äußere Ende der gegenüberliegenden
Lasche gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt. Damit wird der auf der
Außenseite 63' liegende Haltebereich 71' der Lasche 13' ebenfalls gegen
den Uhrzeigersinn verschwenkt, was durch einen Pfeil 73' angedeutet
ist. Der mit dem Haltebereich 71' verbundene Abschnitt des Spannrings 3' wird also vom
Freiraum 5' aus
gesehen nach außen
abgehoben, zumindest entlastet, so dass die im Haltebereich 71' gegebenen Spann-
und Anlagekräfte
des Spannrings 3' an
den zu verspannenden Rohrenden reduziert wird. Es zeigt sich, dass
die Rohrschelle 1' allenfalls
unter Aufwendung hoher Kräfte
festgezogen werden kann, weil es dazu einer Verformung der Laschen
bedarf.
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Ein
Vergleich der erfindungsgemäßen Rohrschelle
gemäß 1 und
einer herkömmlichen Rohrschelle 1' gemäß 6 zeigt
also eindeutig die positive Wirkung der Entkopplung der Laschen
gegenüber
dem Spannring 3, wie sie anhand der 1 bis 5 erläutert wurde.