DE102011116768A1

DE102011116768A1 - Profilschelle mit Dichtelement

Info

Publication number: DE102011116768A1
Application number: DE102011116768A
Authority: DE
Inventors: Detlef Henrich; Mathias Krauss; Manfred Krüger
Original assignee: Norma Germany GmbH
Current assignee: Norma Germany GmbH
Priority date: 2011-10-22
Filing date: 2011-10-22
Publication date: 2013-04-25
Also published as: US9568130B2; US20130097815A1; RU2509946C1; PL2584240T3; JP5739392B2; HUE031124T2; EP2584240B1; CN103062539A; JP2013087952A; EP2584240A1; ES2612878T3; CN103062539B; KR101539251B1; KR20130044163A; RS55694B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Profilschelle (1) mit einem Profilband (2), an dem ein Dichtelement (10) verliersicher gehalten ist. Um das Dichtelement (10) ohne großen Aufwand verliersicher mit dem Profilband (2) zu verbinden, sind an einer radialen Umfangsfläche (12) des Dichtelements (10) verformbare Abstandshalter (11a–11d) angeordnet, die an einer Innenseite (13) des Profilbands (2) anliegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Profilschelle mit einem Spannelement und einem Profilband, an dem ein Dichtelement verliersicher gehalten ist.
Derartige Profilschellen dienen beispielsweise zum fluiddichten Verbinden von zwei Rohrenden, die radial nach außen gerichtete Verbindungsflansche haben. Die Profilschelle wird dann auf diese Flansche aufgesetzt, wobei durch Spannen der Profilschelle axiale und radiale Haltekräfte eingebracht werden können. Ein Querschnitt des Profilbands ist dafür in der Regel V-förmig oder U-förmig ausgebildet.
Um eine fluiddichte Verbindung zu erreichen, wird häufig ein Dichtelement eingesetzt, das axial zwischen den Verbindungsflanschen der Rohrenden positioniert werden muss. Wenn das Dichtelement nicht an der Profilschelle befestigt ist, müssen mindestens zwei unabhängige Bauteile, nämlich die Profilschelle und das Dichtelement, gehandhabt werden mit der Folge, dass der Einbau der Profilschelle relativ kompliziert ist. Der Monteur muss dann sowohl das Dichtelement als auch die Profilschelle bezüglich der Rohre korrekt positionieren.
Es ist daher beispielsweise aus DE 602 10 142 T2 bekannt, das Dichtelement, das als ringförmige Scheibe ausgebildet ist, mit Hilfe von verformbaren Befestigungsklammern formschlüssig mit dem Profilband zu verbinden. Die Befestigungsklammern können dabei einstückig mit dem Dichtelement ausgebildet sein.
Eine derartige Haltekonstruktion ist relativ aufwändig. In der Regel ist dafür Spezialwerkzeug erforderlich.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine verliersichere Befestigung des Dichtelements am Profilband anzugeben, die einfach gestaltet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Profilschelle der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Dichtelement über einen Umfang verteilte elastisch verformbare Abstandshalter aufweist, die an einer radialen Innenseite des Profilbandes kraftschlüssig anliegen.
Das kraftschlüssige Anliegen wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Abstandshalter mit einer Vorspannung an der Innenseite anliegen. Dabei sollten mindestens zwei Abstandshalter vorgesehen sein, die am Umfang des Dichtelements angeordnet sind, also an einer radialen Außenseite des Dichtelements sind. Bei einer kraftschlüssigen Halterung kann die Haltekraft relativ genau eingestellt werden. Es ist dadurch möglich, die Haltekraft derart zu wählen, dass das Dichtelement werkzeuglos in die Profilschelle eingebracht werden kann, dass also per Hand eine ausreichende Verformung der Abstandshalter erzielbar ist. Gleichzeitig ist die durch die elastische Verformung der Abstandshalter bzw. deren Vorspannung eingebrachte Kraft dann ausreichend groß, um das Dichtelement sicher in der Profilschelle zu halten. Da auf eine formschlüssige Verbindung verzichtet werden kann, ergibt sich damit eine sichere, einfach gestaltete Verbindung zwischen dem Dichtelement und dem Profilband.
Vorzugsweise weisen die Abstandshalter ein festgelegtes Ende, mit dem sie mit dem Dichtelement verbunden sind, einen Kontaktbereich, mit dem sie an der Innenseite des Profilbands anliegen, und ein freies Ende auf. Das freie Ende ist dann also durch eine elastische Verformung des Abstandshalters gegenüber dem Dichtelement radial bewegbar. Dies stellt eine relativ einfache Ausgestaltung dar, um die erforderliche Elastizität der Abstandshalter zu erreichen, die der beim Spannen der Profilschelle erfolgenden Durchmesserverringerung folgen müssen.
Bevorzugterweise ist das Dichtelement als Metalldichtung ausgebildet. Eine derartige Dichtung ist gegenüber vielen Chemikalien widerstandsfähig. Gleichzeitig ist sie relativ elastisch, so dass eine ausreichende Dichtwirkung erzielt werden kann.
Vorzugsweise sind die Abstandshalter einstückig mit dem Dichtelement ausgebildet. Die Gefahr, dass sich die Abstandshalter vom Dichtelement unbeabsichtigt lösen, wird damit sehr gering gehalten. Gleichzeitig wird der Herstellungsaufwand klein gehalten, da die Abstandshalter einfach gleichzeitig mit dem Dichtelement hergestellt werden können. Ein zusätzlicher Verbindungsschritt kann dann entfallen.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Abstandshalter parallel zur Umfangsrichtung. Die Abstandshalter sind also in Umfangsrichtung orientiert, was bedeutet, dass eine Längserstreckung der Abstandshalter parallel zur Umfangsrichtung verläuft. Die Enden der Abstandshalter sind dann auf gleicher axialer Position, aber in Umfangsrichtung und in radialer Richtung beabstandet. Der Kontaktbereich kann dabei am weitesten radial außen angeordnet sein, was bedeutet, dass das freie Ende nach innen umgebogen ist. Die Abstandshalter können beispielsweise aus einem Metall gebogen sein. Durch das Umbiegen entstehen dabei relativ runde Kanten, die ein Gleiten der Abstandshalter in Umfangsrichtung auf der Innenseite des Profilbandes ermöglichen, so dass die zusätzliche Reibung, die beim Spannen der Profilschelle überwunden werden muss, klein gehalten werden kann.
Vorzugsweise ist das freie Ende eingerollt, wobei eine Biegeachse parallel zur Umfangsrichtung ist. Die Biegeachse muss natürlich nicht streng parallel sein, sondern wird in der Regel geradlinig verlaufen. Durch das Einrollen des freien Endes wird eine relativ gute Elastizität der Abstandshalter erhalten. Gleichzeitig ergibt sich ein abgerundeter Kontaktbereich und damit eine relativ glatte und flächige Anlage an der Innenseite des Profilbandes. Die Belastung des Innenbandes wird damit klein gehalten.
Vorzugsweise sind an der Innenseite des Profilbandes radiale Vorsprünge ausgebildet. Die Vorsprünge ragen dabei radial nach innen und sind beispielsweise durch Sicken gebildet, die in das Profilband eingedrückt sind. Durch diese Vorsprünge wird eine lose radiale Vorpositionierung des Dichtelements innerhalb der Profilschelle erreicht. Ein Verdrehen des Dichtelements innerhalb der Profilschelle wird damit unterbunden.
Vorzugsweise weist das Profilband zwei Spannköpfe auf, mit denen das Spannelement zusammenwirkt. Das Spannelement ist beispielsweise als Spannschraube ausgebildet, die durch Öffnungen in den Spannköpfen geführt ist. Dadurch können relativ hohe Spannkräfte eingebracht werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Hierin zeigen:
1 eine Profilschelle in ungespanntem Zustand,
2 die Profilschelle in gespanntem Zustand,
3 die Profilschelle im Querschnitt,
4 eine Schnittansicht einer gesetzten Profilschelle,
5 ein Dichtelement einer ersten Ausführungsform,
6 einen Querschnitt des Dichtelements nach 5 und
7 einen Querschnitt eines Dichtelements einer zweiten Ausführungsform.
In 1 ist eine Profilschelle 1 in ungespanntem Zustand dargestellt. Die Profilschelle 1 weist ein Profilband 2 auf, das an seinen sich gegenüberliegenden Enden jeweils einen Spannkopf 3, 4 aufweist. Die Spannköpfe 3, 4 sind über ein Spannelement 5 miteinander verbunden, das als Spannschraube ausgebildet ist. Durch Einschrauben der Spannschraube 5 wird ein Durchmesser der Profilschelle 1 verringert und damit eine Spannkraft erzeugt.
Das Profilband 2 weist einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt mit zwei Profilwänden 6, 7 auf. In den Profilwänden 6, 7 sind jeweils sich gegenüberliegende Unterbrechungen 8, 9 ausgebildet. Durch diese Unterbrechungen 8, 9 werden im Profilband 2 stoffschlüssige Gelenke gebildet, die ein einfaches Aufweiten bzw. Spannen der Profilschelle 1 ermöglichen.
Radial innerhalb der Profilschelle 1 ist ein gestrichelt dargestelltes Dichtelement 10 angeordnet, das ringförmig ausgebildet ist. Das Dichtelement 10 weist verformbare Abstandshalter 11a, 11b, 11c, 11d auf, die an einer radialen Außenseite 12 des Dichtelements angeordnet sind. Dabei liegen die Abstandshalter 11a bis 11d unter einer Vorspannung kraftschlüssig an einer radialen Innenseite 13 des Profilbandes 2 an.
An der radialen Innenseite 13 des Profilbands 2 sind radial nach innen ragende Vorsprünge 14a, 14b in Form von Sicken ausgebildet. Die Abstandshalter 11b, 11c liegen in Umfangsrichtung an den Vorsprüngen 14a, 14b an, wodurch eine Vorpositionierung in Umfangsrichtung erfolgt.
In 2 ist die Profilschelle 1 in gespanntem Zustand dargestellt. Die Spannschraube 5 ist vollständig eingeschraubt worden, so dass die Spannköpfe 3, 4 aneinander anliegen. Ein freier Innendurchmesser D des Dichtelements ist nun innerhalb des Profilbandes 2 aufgenommen worden. Dabei haben sich die Abstandshalter 11a bis 11d entsprechend verformt.
In 3 ist nun ein Querschnitt der Profilschelle 1 nach 2 gezeigt. Das Dichtelement 10 ist zwischen den Profilwänden 6, 7 des Profilbandes 2 angeordnet und liegt mit seiner radialen Außenseite 12 an der Innenseite 13 des Profilbandes an. Die Abstandshalter 11a, 11b sind dabei derartig verformt, dass sie glatt an der radialen Außenseite 12 und an der Innenseite 13 anliegen. In gespanntem Zustand der Profilschelle 1 beanspruchen die Abstandshalter 11a bis 11d also nur einen Platz entsprechend ihrer Materialstärke. Dieser zusätzliche Bauraumbedarf ist aber unerheblich.
Das Dichtelement 10 weist mehrere Stufen 15, 16 auf. Durch diese Stufen wird beim Verbinden der Profilschelle 1 mit Rohrenden 17, 18 (4) eine Spannung eingebracht, die die Dichtigkeit erhöht.
Dabei erfolgt beim Montieren der Profilschelle 1 auf den Rohrenden 17, 18 nicht nur eine elastische Verformung der Abstandshalter 11a bis 11d, sondern auch des Dichtelements 10. Durch die Profilschelle 1 wird aufgrund der Gestaltung des Profilbandes 2 dann eine axiale und radiale Haltekraft auf die Rohrenden 17, 18 ausgeübt.
In 5 ist das Dichtelement 10 in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Das Dichtelement 10 ist mit insgesamt vier verformbaren Abstandshaltern 11a bis 11d versehen, die an der Außenseite 12 des Dichtelements angeordnet sind. Die Abstandshalter 11a bis 11d können dabei einstückig mit dem Dichtelement 10 ausgebildet sein, aber beispielsweise auch aufgelötet oder angeschweißt sein. Die Abstandshalter 11a bis 11d weisen jeweils ein festgelegtes Ende 19, einen Kontaktbereich 20 und ein freies Ende 21 auf. Dabei erstrecken sich die Abstandshalter 11a bis 11d parallel zum Umfang des Dichtelements 10. Das festgelegte Ende 19 und das freie Ende 21 können sich also auf gleicher axialer Höhe befinden. Die axiale Erstreckung des Dichtelements 10 wird durch die Abstandshalter 11a bis 11d also nicht unbedingt vergrößert. Dennoch können die Abstandshalter 11a bis 11d mit einer relativ großen Längserstreckung ausgebildet sein, wodurch eine hohe Elastizität erhalten wird. Da das freie Ende 21 zunächst von der Außenseite 12 beabstandet ist, erfolgt eine erste Verformung des Abstandshalters 11a bis 11d mit relativ geringen Kräften, bis das freie Ende 21 an der Außenseite 12 des Dichtelements anliegt. Bei einer weiteren Verformung der Abstandshalter 11a bis 11d, wie sie beim Spannen der Profilschelle 1 erfolgt, sind etwas höhere Kräfte erforderlich, da das freie Ende 21 dann auf der Außenseite 12 gleitet und der Abstandshalter 11a bis 11d beidseitig des Kontaktbereichs 20 verformt werden muss. Die erforderlichen Verformungskräfte nehmen also zu. Dadurch ist es möglich, das Dichtelement 10 mit relativ geringem Krafteinsatz in die Profilschelle 1 einzusetzen und dennoch einen sicheren Halt des Dichtelements in der Profilschelle 1 zu erreichen.
In 6 ist ein Querschnitt des Dichtelements 10 nach 5 dargestellt.
7 zeigt eine weitere Ausbildung des Dichtelements 10, bei dem der Abstandshalter 11 nicht in Umfangsrichtung gerichtet ist, sondern ein eingerolltes freies Ende 21 aufweist. Auch bei einer derartigen Ausgestaltung wird ein Abstandshalter 11 mit einer ausreichenden Elastizität erreicht, durch den gleichzeitig ausreichende Vorspannkräfte eingebracht werden können, so dass das Dichtelement 10 kraftschlüssig in der Profilschelle 1 bzw. dem Profilband 2 gehalten werden kann.
Die Profilschelle bzw. das Profilband ist in der Regel aus einem metallischen Werkstoff hergestellt. Das Dichtelement kann ebenfalls ein Metall aufweisen. Durch die kraftschlüssige Halterung des Dichtelements 10 in dem Profilband 2 mit Hilfe der elastisch verformbaren Abstandshalter 11, die von einer radialen Außenseite 12 des Dichtelements 10 ausgehen und an einer radialen Innenseite 13 des Profilbandes 2 anliegen, wird ein sicherer Halt des Dichtelements 10 auch in ungespanntem Zustand der Profilschelle 1 erreicht, ohne dass eine formschlüssige Verbindung erforderlich ist. Diese Verbindung ist daher sehr einfach herstellbar und verwendbar. Durch die Vorspannung der Abstandshalter und die optionalen radialen Vorsprünge an der Innenseite des Profilbandes ist ein Verdrehen des Dichtelements vor der Endmontage ausgeschlossen. Erst beim abschließenden Montieren der Profilschelle mit dem Dichtelement an Rohrenden bzw. entsprechenden Flanschen wird das Moment zwischen der Profilschelle und dem Dichtelement so groß, dass eine leichte Verdrehung zwischen Dichtelement und Profilband auftreten kann. Dadurch ist ein perfektes Ausrichten und Setzen von Dichtelement und Profilschelle zueinander gesichert. Gleichzeitig werden optimale Dichteigenschaften erreicht. Dabei kann das Dichtelement ohne Spezialwerkzeuge mit der Profilschelle verbunden werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 60210142 T2 [0004]

Claims

Profilschelle mit einem Spannelement und einem Profilband, an dem ein Dichtelement verliersicher gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement an seiner radialen Außenseite (12) elastisch verformbare Abstandshalter (11a–11d) aufweist, die kraftschlüssig an einer Innenseite (13) des Profilbands (2) anliegen.
Profilschelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (11a–11d) ein festgelegtes Ende (19), mit dem sie mit dem Dichtelement (10) verbunden sind, einen Kontaktbereich (20), mit dem sie an der Innenseite (13) anliegen, und ein freies Ende (21) aufweisen.
Profilschelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) als Metalldichtung ausgebildet ist.
Profilschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (11a–11d) einstückig mit dem Dichtelement (10) ausgebildet sind.
Profilschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abstandshalter (11a–11d) parallel zur Umfangsrichtung erstrecken.
Profilschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (21) eingerollt ist, wobei eine Biegeachse parallel zur Umfangsrichtung ist.
Profilschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite (13) des Profilbands (2) radiale Vorsprünge (14a, 14b) ausgebildet sind.
Profilschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilband (2) zwei Spannköpfe (3, 4) aufweist, mit denen das Spannelement (5) zusammenwirkt.