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Die Erfindung betrifft eine Schlauchschelle mit einem Schellenband und einem Schellengehäuse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Schlauchschellen kommen vielfältig zum Einsatz, insbesondere zum Befestigen von Fluidleitungen an Anschlussstutzen. Dabei wird die Schlauchschelle radial außen um das Ende der Fluidleitung angeordnet und nach Aufstecken der Fluidleitung auf den Anschlussstutzen gespannt. Zum Spannen dient dabei in der Regel eine Spannschraube, die mit ihrem Gewinde in einer außenseitig im Schellenband eingebrachten Gewindestruktur zusammenwirkt. Die Spannschraube ist dabei drehbeweglich, aber axial fest im Schellengehäuse gehalten. Dementsprechend wird bei Betätigung der Spannschraube die Schlauchschelle zusammengezogen bzw. aufgeweitet. Eine derartige Schlauchschelle wird auch als Schneckengewindeschelle bezeichnet.
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Zur Sicherstellung einer fluiddichten Verbindung ist ein gewisses Mindestanzugsmoment erforderlich, mit dem die Spannschraube angezogen werden muss. Allerdings darf dieses Anzugsmoment auch nicht zu groß sein, um eine Beschädigung der Fluidleitung durch die Schlauchschelle zu verhindern. Dementsprechend werden häufig vom Hersteller entsprechende Anzugsmomente vorgegeben, die beispielsweise mit Hilfe eines Drehmomentschlüssels eingehalten werden können.
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Um nun auch ohne einen Drehmomentschlüssel sicherstellen zu können, dass die Schlauchschelle bzw. die Spannschraube mit dem richtigen Anzugsmoment angezogen wird, sind aus dem Stand der Technik Lösungen bekannt, bei denen eine Deformation des Schraubenkopfes oder ein Abreißen eines Teils der Spannschraube erfolgt. So ist in
DE 42 11 132 C2 eine aufsteckbare Vorrichtung zur Sicherstellung eines vorbestimmten Drehmoments beim Anziehen einer Schraube oder dergleichen beschreiben, der einen auf einem Schraubenkopf aufsetzbaren Endabschnitt und einen über eine Sollbruchstelle mit diesem Endabschnitt verbundenen zweiten Endabschnitt aufweist, der mit einer Art Drehmomentangriffsfläche versehen ist. Über diese Vorrichtung wird mit einem handelsüblichen Werkzeug die Schraube eingeschraubt, bis der zweite Endabschnitt vom ersten Endabschnitt an der Sollbruchstelle abschert. Dies ist ein Zeichen dafür, dass die Schraube mit dem gewünschten Anzugsmoment eingeschraubt worden ist.
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In
DE 42 31 003 A1 ist eine Spannschraube für eine Schlauchschelle beschrieben, die einen inneren Kopfteil und einen äußeren Kopfteil aufweist, die über eine Sollbruchstelle miteinander verbunden sind. Beim Überschreiten eines gewünschten Anzugsmomentes reißt der äußere Kopfteil vom inneren Kopfteil ab. Am inneren Kopfteil verbleibt eine Angriffsfläche für einen Schraubenzieher mit Angriffsflächen, die derart geneigt sind, dass ein weiteres Einschrauben der Spannschraube nicht möglich ist, die Spannschraube aber herausgedreht werden kann.
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Allen diesen Lösungen ist gemeinsam, dass nach Erreichen bzw. Überschreiten eines vorgegebenen Momentes ein einer Kraftübertragung dienendes Element abgeschert wird und damit verloren geht. Eine Wiederverwendung dieser Vorrichtungen ist damit nicht möglich. Vielmehr ist nach jedem Lösen der Spannschraube vor einem erneuten Verwenden der Vorrichtung eine neue Spannschraube erforderlich. In der Regel führt dies in Zusammenhang mit Schlauchschellen dazu, dass die gesamte Schlauchschelle inklusive Spannschraube ersetzt werden muss.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schlauchschelle bereitzustellen, die eine mehrmalige Verwendung zulässt, wobei ein definiertes Anzugsmoment begrenzt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schlauchschelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
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Bei einer Schlauchschelle mit einem Schellenband und einem Schellengehäuse, wobei das Schellenband eine außenseitige Gewindestruktur aufweist, die mit einem Außengewinde einer Spannschraube zusammenwirkt, die im Schellengehäuse gelagert ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Spannschraube in zumindest einer Radialrichtung nach außen beweglich entgegen einer Federkraft im Schellengehäuse geführt ist.
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Die Radialrichtung bezieht sich dabei auf eine Radialrichtung bezüglich der Spannschraube. Die Spannschraube kämmt beim Spannen der Schlauchschelle nur mit einer Seite ihres Gewindes in der Gewindestruktur des Schellenbandes. Dementsprechend wirkt auf die Spannschraube zum einen eine axiale Spannkraft, zum anderen aber aufgrund eines Flankenwinkels des Gewindes der Spannschraube und/oder der Gewindestruktur auch eine Radialkraft, die bemüht ist, die Spannschraube vom Schellenband radial nach außen zu drücken. Entgegen dieser nach außen gerichteten Radialrichtung wirkt nun eine Federkraft. Beim Anziehen der Schlauchschelle und dementsprechend weiterem Ansteigen des auf die Spannschraube wirkenden Anzugsmomentes steigt nicht nur die Spannkraft an, sondern auch die in Radialrichtung nach außen auf die Spannschraube wirkende Kraft, bis diese Kraft die Federkraft übersteigt. Dann bewegt sich die Spannschraube radial nach außen, und es kommt zum Überspringen eines Gewindegangs. Ein weiteres Anziehen der Spannschraube wird somit verhindert. Bei geeigneter Wahl der Federkraft wird die Spannschraube also nach Erreichen des gewünschten Anzugsmoments, aber vor Erreichen eines Bruchdrehmomentes, gezielt über die Gewindestruktur überspringen. Damit wird die Funktion einer Drehmomentkupplung erreicht, die auch nach mehrmaliger Betätigung unverändert aufrechterhalten wird. Insbesondere ist ein Lösen und nochmaliges Spannen der Spannschraube problemlos möglich. Ferner entstehen dabei keine abfallenden Teile, die aufgefangen werden müssen. Dies ist insbesondere bei beengten Raumverhältnissen oder wenn es auf eine hohe Reinheit ankommt vorteilhaft.
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Vorzugsweise verläuft die Radialrichtung im Eingriffsbereich der Spannschraube in die Gewindestruktur senkrecht zum Schellenband. Eine Bewegung der Radialrichtung senkrecht zum Schellenband ermöglicht bereits nach sehr kurzer Strecke, nämlich nach Überschreiten der Gewindetiefe, ein Überspringen und damit eine Drehmomentbegrenzung. Damit muss für die Bewegung der Spannschraube in der Radialrichtung nur relativ wenig Raum zur Verfügung stehen.
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Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Spannschraube ein Trapezgewinde aufweist. Ein Trapezgewinde ermöglicht zum einen ein gutes Zusammenwirken mit der Gewindestruktur des Schellenbandes, da ein Gewindegrund relativ breit ausgestaltet werden kann. Ferner kann ein Flankenwinkel relativ einfach derartig eingestellt werden, dass entsprechende Radialkräfte auftreten. Beispielsweise liegt ein bevorzugter Flankenwinkel zwischen 45° und 60° zum Nutgrund, der parallel zur Axialrichtung verläuft.
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Ferner ist besonders bevorzugt, dass die Spannschraube ein Feingewinde aufweist. Damit wird ein Weg, um den sich die Schlauchschelle beim Ansprechen der Drehmomentbegrenzung durch das Überspringen der Spannschraube wieder löst, gering gehalten. Der Begriff Feingewinde ist dabei nicht streng nach DIN-Norm zu verstehen, sondern soll allgemein ein Gewinde mit geringer Steigung bezeichnen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist im Schellengehäuse ein Federelement angeordnet, das federnd auf die Spannschraube wirkt. Dieses Federelement kann beispielsweise in Form einer Blattfeder ausgebildet sein, das auf der vom Schellenband abgewandten Seite der Spannschraube im Schellengehäuse positioniert ist und mit Vorspannung an der Spannschraube anliegt.
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In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Gehäusewandung des Schellengehäuses derart ausgebildet ist, dass es federnd auf die Spannschraube wirkt. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Elastizität im oberen Bereich des Schellengehäuses erreicht werden, wobei die Spannschraube mit einer Innenseite der Gehäusewandung zumindest teilweise in Kontakt steht. Dies betrifft insbesondere eine von der Federbandschelle abgewandte Innenseite der Gehäusewandung.
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Dabei ist besonders bevorzugt, dass in der vom Schellenband abgewandten Seite der Gehäusewandung mindestens eine Ausnehmung eingeformt ist. Über eine Ausnehmung oder Materialschwächung lässt sich relativ einfach eine gezielte Elastizität in das Schellengehäuse an der gewünschten Stelle einbringen. So lässt sich eine Federkraft und damit ein gewünschtes Anzugsmoment relativ genau einstellen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung sind dabei in der Gehäusewandung mehrere Ausnehmungen in Axialrichtung nebeneinander eingeformt. Mit mehreren Ausnehmungen lässt sich eine gleichmäßigere Verformung des Schellengehäuses erreichen und damit das gewünschte Anzugsmoment genauer festlegen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer Schlauchschelle in teilgeschnittener Darstellung und
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2 einen Ausschnitt einer Schlauchstelle in Draufsicht.
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In 1 ist eine Schlauchschelle 1 mit einem Schellenband 2 dargestellt. An einem ersten Ende 3 des Schellenbands 2 ist ein Schellengehäuse 4 befestigt, durch das ein zweites Ende 5 des Schellenbands 2 hindurchgeführt ist. An einer Außenseite des Schellenbands 2 ist zumindest im Bereich des zweiten Endes 5 eine Gewindestruktur 6 eingeprägt.
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Im Schellengehäuse 4 ist eine Spannschraube 7 mit einem Außengewinde 8 drehbeweglich und axialfest derart angeordnet, dass das Außengewinde 8 mit der Gewindestruktur 6 des Schellenbands 2 zusammenwirkt. Ein Drehen der Spannschraube 7 bewirkt demnach ein weiteres Einziehen des zweiten Endes 5 des Schellenbands 2 und damit ein Zusammenziehen der Schlauchschelle 1 oder fördert das zweite Ende 5 aus dem Schellengehäuse 4 heraus, so dass die Schlauchschelle 1 aufgeweitet wird.
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Auf einer vom Schellenband 2 abgewandten Seite der Spannschraube 7 ist ein Federelement 9 im Schellengehäuse 4 angeordnet, das eine radial nach innen gerichtete Kraft auf die Spannschraube 7 ausübt. In entgegengesetzter Richtung, also in einer Radialrichtung 10 nach außen, ist die Spannschraube 7 im Schellengehäuse 4 beweglich gelagert, wobei insbesondere eine Bewegung entsprechend einer Gewindetiefe des Außengewindes 8 der Spannschraube 7 möglich ist. Durch das Federelement 9 wird die Spannschraube 7 aber an das Schellenband angedrückt, sodass das Außengewinde 8 üblicherweise mit der Gewindestruktur 6 des Schellenbands 2 zusammenwirkt.
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Beim Anziehen der Spannschraube 7 treten zunehmende Spannkräfte auf, bis ein gewünschtes Anzugsmoment in die Spannschraube 7 eingebracht ist und die Schlauchschelle entsprechend gespannt ist. Aufgrund der Neigung von Gewindeflanken des Außengewindes 8 treten dabei nicht nur Spannkräfte in Axialrichtung auf, die auf die Spannschraube 7 wirken, sondern auch eine Kraft in Radialrichtung 10, die bemüht ist, die Spannschraube 7 vom Schellenband 2 wegzubewegen. Sobald diese Kraft eine Kraft des Federelements 9 übersteigt, bewegt sich die Spannschraube 7 nach außen, sodass das Außengewinde 8 außer Eingriff mit der Gewindestruktur 6 gelangt. Es kommt zu einem Überspringen um einen Gewindegang, der ein weiteres Anziehen auch bei einer Steigerung des Anzugsmoments verhindert.
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Damit wird eine Begrenzung des Anzugsdrehmoment über eine Drehmomentkupplung bereitgestellt, die ein wiederholtes Lösen und Setzen der Schlauchschelle 1 ermöglicht und sicherstellt, dass auch ohne Drehmomentschlüssel immer das erforderliche Anzugsmoment erreicht werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, die Schlauchschelle 1 durch ein zu starkes Moment zu überlasten. Auf den Einsatz eines Drehmomentschlüssels kann dadurch verzichtet werden.
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In 2 ist ein Ausschnitt der Schlauchschelle 1 gezeigt, bei der das Schellengehäuse 4 mittels Ausnehmungen 11, die in einer von dem Schellenband 2 abgewandten Oberseite einer Gehäusewandung 12 des Schellengehäuses 4 eingebracht sind, federelastisch verformbar gestaltet ist. Innenseitig liegt die Spannschraube 7 direkt an der Gehäusewandung 12 an und bewirkt eine elastische Verformung, sobald die in Radialrichtung 10 wirkende Kraft ausreicht, die Gehäusewandung 12 elastisch zu verformen, bis ein Gewindegang der Spannschraube 7 übersprungen wird. Durch diese Ausgestaltung wird eine Drehmomentkupplung erreicht, ohne dass zusätzliche Elemente erforderlich sind. Vielmehr dient das Schellengehäuse selbst als Federelement.
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Durch entsprechende Wahl der Steifigkeit des zusätzlichen Federelementes bzw. der Gehäusewandung kann das gewünschte Anzugsmoment relativ genau eingestellt werden, sodass ein Ansprechen vor Erreichen eines Bruchdrehmomentes sichergestellt werden kann. Dabei erfolgt nach Erreichen des gewünschten Anzugsdrehmoments gezielt ein Überspringen eines Gewindeganges, wodurch ein weiteres Anziehen verhindert wird. Vielmehr ist ein präzises Festziehen der Schlauchschelle auch nach erneutem Öffnen ohne Drehmomentschlüssel möglich.
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Die Erfindung ist nicht auf eines der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. So kann beispielsweise das Federelement auch als Druckfeder ausgebildet sein. Ferner ist es denkbar, alleine die Elastizität des Schellengehäuses auszunutzen, sodass keine Ausnehmungen erforderlich sind. Auch kann beispielsweise nur eine einzige Ausnehmung ausreichend sein.
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Um nur einen kleinen Einbruch der eingestellten Spannkraft beim Ansprechen bzw. Überspringen eines Gewindegangs zu erhalten, sollte eine Steigung des Gewindes relativ klein sein. Hier kann aber je nach erforderlichem Anwendungszweck relativ frei gewählt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung ist kein zusätzliches Bauteil erforderlich, welches nach Festziehen der Schlauchschelle entsorgt werden muss. Ferner ist ein mehrmaliges Nutzen der Schlauchschelle bei weiterhin vollständiger Funktionalität der Drehmomentbegrenzungen möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schlauchschelle
- 2
- Schellenband
- 3
- Ende
- 4
- Schellengehäuse
- 5
- zweites Ende
- 6
- Gewindestruktur
- 7
- Spannschraube
- 8
- Außengewinde
- 9
- Federelement
- 10
- Radialrichtung
- 11
- Ausnehmung
- 12
- Gehäusewandung
