DE3622428C2 - Klemmschelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmschelle zur Verbindung von ineinander gesteckten rohrförmigen Elementen durch Umschließen und Zusammenziehen des äußeren Elementes, bestehend aus einem geschlitzten Ring, der durch U-förmiges Aufeinanderfalten von zwei ringförmigen Abschnitten eines aus einem ebenen Stück ausgeschnittenen, brillenartigen Grundkörpers gebildet ist, und der an seinem inneren Umfang eine bandförmige Klemmfläche aufweist, die durch eine einwärts gerichtete Umbiegung des inneren Randes jedes der ringförmigen Abschnitte gebildet ist, wobei die Enden des geschlitzten Ringes einander überlappen und Aufnahmekammern für ein, diese verbindendes tangentiales, zur Faltachse des ebenen Grundkörpers koaxiales Spannelement bilden, das aus einem Gewindebolzen mit Schraubmutter besteht.

Eine derartige Klemmschelle ist aus der GB 882 038 bekannt. Bei ihr ist der Schlitz S-förmig konturiert. Über eine Steigung des Schlitzes ist in diesem Dokument nichts gesagt. Die Querschnittsform der Aufnahmekammern für die Spannschraube ist als kreisförmig anzusprechen. Über den Schaft der Spannschraube sagt das Dokument ebenfalls nichts weiter aus. Der Fachmann nimmt an, daß es sich um eine herkömmliche kreiszylindrische Schraube handelt.

Die US 4,275,489 zeigt eine andersartige Klemmschelle insofern als sie sich nicht mit Stützflanschen am Rohr abstützt. Nicht die Innenränder, sondern die Außenränder der ringförmige Abschnitte sind abgebogen und auch nicht nach innen, wie beim gattungsgemäßen Gegenstand, sondern nach außen. Der Schlitz ist mehrfach abgewinkelt, wobei auch hier die Schlitzbreite im Mündungsbereich kleiner ist als im mittleren Breitenbereich der Klemmschelle. Wegen der Winkelform kann nicht von einer Steigung des Schlitzes gesprochen werden. Die Aufnahmekammern für das Spannorgan haben zwar an den Außenseiten der Klemmschelle einen ovalen Querschnitt, dieser Querschnitt verjüngt sich aber und ist im Mündungsbereich des Schlitzes kreisförmig. Dieser kreisförmige kleinste Querschnitt der Aufnahmekammer entspricht dem Durchmesser der Spannschraube. Eine Formschlußverbindung zwischen den gebogenen Enden der Klemmschelle und der Spannschraube derart, daß eine Drehverhinderung erreicht wird, ist nicht nahegelegt.

Eine breitflächige Abstützung der Klemmschelle am zu klemmenden Rohr fehlt, so daß die Klemmschelle zur Verbindung von Auspuffrohren an Auspufftöpfen ungeeignet ist, da die Innenränder keine Dichtungsfunktion übernehmen können, vielmehr eine keinesfalls hinnehmbare Verformung des einzuklemmenden Rohres bewirken. Die Schlitzmündungen sind zwar etwas umfangsversetzt, jedoch findet keine vollständige Überlappung statt. Die Klemmkraftverteilung im Schlitzbereich ist sogar ungünstiger als beim eingangsgenannten Stand der Technik. Die Montage dieser Klemmschelle ist umständlich.

Die DE-GM 82 30 835 zeigt eine Klemmschelle, die in Ihrem Aufbau völlig anders ist als die gattungsgemäße Klemmschelle, und die auch nicht in der Lage ist, thermisch hochbeanspruchte Rohre über ihren gesamten Umfang gleichmäßig und damit abdichtend zu verbinden. Die Kopfschraube hat eine Vierkantanstauchung für eine komplementäre Aufnahmekammer der Klemmschelle. Die Schraube ist somit gegen Drehung gesichert. Allerdings setzt die bekannte Schraubendrehsicherung voraus, daß in der Blechwandung der Klemmschelle ein dem Anstauchungsquerschnitt entsprechendes Vierkantloch ausgestanzt wird. Eine solche Möglichkeit besteht bei der gattungsgemäßen Klemmschelle nicht. Das Widerlagermoment ist nur sehr begrenzt, da das Vierkantloch in der Blechwand sich schon bei mittleren Spannmomenten in der ersten Phase des Montagevorganges ausrunden würde, weil das dünnwandige Blech keinen genügenden Verformungswiderstand besitzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Klemmschelle der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß Ungleichmäßigkeiten der radialen Klemmkräfte im Bereich des Schlitzes minimiert werden und die Montage der Klemmschelle erleichtert wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Klemmschelle mit den Merkmalen der eingangsgenannten Art dadurch gelöst, daß der zwischen den Enden des geschlitzten Ringes bestehende Schlitz schraubenförmig verläuft, daß die Steigung der schraubenförmig verlaufenden Schlitzes größer ist als dessen Spannweite, daß eine der Aufnahmekammern einen ovalen Querschnitt aufweist, und daß der Schaft des Gewindebolzens im Bereich dieser ovalen Aufnahmekammer zur Drehverhinderung einen dazu komplementären Querschnitt aufweist.

Im Gegensatz zum eingangsgenannten Stand der Technik verläuft der Schlitz auf schraubenförmiger Bahn; seine Konturen werden also in der Abwicklung von Geraden gebildet. Die beiden Geraden laufen parallel, so daß die Schlitzbreite und damit die Spannweite konstant ist. Beim erstgenannten Stand der Technik hat die dort vorgeschlagene S-Form den Nachteil, daß die Schlitz breite sich über die Schlitzlänge verändert. Sie ist im Bereich der Mündungen an den ringförmigen Abschnitten am kleinsten und vergrößert sich allmählich, wobei die größte Schlitzbreite auf halber Klemmschellenbreite herrscht. Die geradlinige Verbindung der beiden Schlitzmündungen in der Abwicklung bei der erfindungsgemäßen Ausbildung führt zu dem Vorteil, daß die größtmögliche Überlappung der Klemmschellenenden erzielbar ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Steigung des schraubenförmig verlaufenden Schlitzes größer ist als dessen Spannweite. Je größer aber die gegenseitige Überlappung in den Mündungsbereichen ist, umso gleichmäßiger kann die Klemmschelle die radialen Klemmkräfte im Schlitzbereich und den anschließenden Nachbarbereichen auf das zu klemmende Rohr übertragen. Bei der bekannten Klemmschelle erstrecken sich die Schlitzmündungen sehr nahe an die Längsmittellinie des brillenförmigen Grundkörpers heran, was zu einer minimalen Überlappung führt. Dank der geradlinigen Kontur des Schlitzes gemäß der Erfindung erhalten die, der Längsmittellinie benachbarten Mündungsränder einen größeren Abstand von dieser Längsmittellinie, so daß das Überlappungsmaß dem doppelten Abstand eines Mündungsrandes von der Längsmittellinie entspricht.

Bei Toleranzabweichungen der zu klemmenden Rohre kommt es in der Praxis vor, daß die Klemmschelle bei der Montage etwas aufgeweitet werden muß. Auch dann bleibt die Überlappung bei der erfindungsgemäßen Klemmschelle erhalten, was beim eingangsgenannten Stand der Technik nicht der Fall ist.

Die neue Klemmschelle bringt eine erhebliche Montageerleichterung, da das Festziehen der Klemmschelle mit einer Hand und nur einem Werkzeug möglich ist, denn das Stützmoment wird - im Gegensatz zum Stand der Technik - von der Klemmschelle selbst aufgenommen.

Um eine 100%ige Abdichtung zweier ineinander gesteckter thermisch hoch beanspruchter Rohre mittels einer Klemmschelle zu erzielen, muß diese mit sehr hoher tangentialer Kraft gespannt werden. Das Gegenmoment wird durch die Formschlußlagerung des Gewindebolzens in der ovalen Aufnahmekammer der Klemmschelle aufgenommen. Im Lagerbereich füllt also der Schaft des Gewindebolzens die Aufnahmekammer längs einer maßgeblichen Axialerstreckung aus, die in jedem Fall größer ist als die Bleckstärke. Beim Festziehen der Klemmschelle werden die Seitenwände der Aufnahmekammer stabilisiert, so daß auch bei noch so großem Widerlagermoment eine Verdrehung des Schraubbolzens ausscheidet, denn da der Ovalschaft des Schraubbolzens die Aufnahmekammer ausfüllt, kann diese sich nicht in Richtung einer runden Querschnittsbildung verformen und schon gar nicht auf die Längserstreckung des Ovals vergrößern.

Anhand der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmschelle,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Durchmesserlinie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Klemmschelle mit demontiertem Spannorgan und

Fig. 4 eine schematische Darstellung des ausgeschnittenen Grundkörpers und der erforderlichen Blechfaltung für die Herstellung der erfindungsgemäßen Klemmschelle.

Fig. 1 zeigt eine Klemmschelle 1 die in der Industrie angewendet wird, hauptsächlich um Metallrohre zu verbinden, wie beispielsweise in der Automobilindustrie Auspuffrohre mit Auspufftöpfen. Die Klemmschelle 1, besteht aus einem geschlitzten Ring 2, dessen Enden 3 und 4 durch ein tangentiales Spannelement 5 miteinander verbunden sind. Dank des Schlitzes kann die Geometrie der Klemmschelle 1 durch Wirkung des tangentialen Spannelements 5 so verändert werden, daß sich die Enden 3 und 4 des Ringes 2 einander annähern.

Die Klemmschelle 1 wird um ineinandergesteckte Rohre herumgelegt, um diese dicht aneinander zu befestigen. Durch Anziehen des tangentialen Spannelementes 5 wird eine Spannung auf den Umfang der Klemmschelle übertragen, welche die umschlossenen Rohre fest zusammenklemmt. Der Ring 2 wird dadurch gebildet, daß zwei ringförmige Abschnitte gegeneinander gefaltet werden, die in brillenartiger Anordnung aus einem ebenen Materialstück ausgeschnitten worden sind, derart, daß die Faltachse 6 das tangentiale Spannelement 5 umschließt. Außerdem weist der Ring 2 eine bandförmige Klemmfläche 7 auf, die sich längs seines inneren Umfangs erstreckt. Die Klemmfläche 7 verläuft über den gesamten Umfang, woraus eine vollständige Dichtheit resultiert, weil die Klemmspannung gleichförmig über den Umfang der Rohrverbindung verteilt ist. Diese Gleichförmigkeit der Spannung bietet außerdem den Vorteil, daß jede Verformung der Rohrverbindung in Richtung auf ein ovales Profil vermieden wird, wie sie entstehen könnte, wenn die Spannung nicht gleichförmig wäre. Die Klemmfläche 7 reduziert die durch die Klemmschelle ausgeübten örtlichen Spannungen auf die umschlossenen Rohre auf ein Minimum, weil aufgrund der Breite der Klemmfläche der Anpreßdruck nur mäßig ist. Die Klemmschelle kann daher auch in problematischen Situationen eingesetzt werden, insbesondere auch bei schwachen Materialien, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung besteht.

Fig. 2 läßt erkennen, daß durch den, die Enden 3 und 4 des geschlitzten Ringes 2 trennenden Schlitz 8 keine Unterbrechung der Klemmwirkung eintritt. Vielmehr besteht eine Überdeckung der Enden 3 und 4 des Ringes 2, welche die Kontinuität des inneren Umfanges des Ringes 2 sicherstellt. Fig. 2 zeigt auch, daß die bandförmige Klemmfläche 7 durch Umbiegen des inneren Randes der ursprünglich brillenförmig angeordneten, ringförmigen Abschnitte 9, 10 gebildet wird. Diese innere Umfaltung vergrößert die Berührungsfläche, die dadurch die Form eines kontinuierlichen Bandes annimmt, welches um den gesamten inneren Umfang des Ringes 2 verläuft.

Die Überdeckung der Enden 3 und 4 des Ringes 2 wird durch die Schraubenform des zwischen den Enden 3 und 4 des geschlitzten Ringes 2 ausgebildeten Schlitzes 8 ermöglicht. Die Steigung der durch den Schlitz 8 gebildeten Schraubenlinie ist größer als die Spannweite im Schlitz 8, so daß die Enden 3 und 4 des geschlitzten Ringes 2 einander überlappen.

Die Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Klemmschelle 1 nach Fig. 1 ohne das Spannelement 5, mit Darstellung der Faltung des die zwei ringförmigen Abschnitte 9 und 10 aufweisenden brillenförmigen Grundkörpers 14 um die Faltachse 6, wobei eine Aufnahmekammer 11 für das tangentiale Spannelement 5 entsteht. Die in Höhe der Faltachse 6 ausgebildete Aufnahmekammer 11 besitzt ein ovales Profil.

Das tangentiale Spannelement 5 ist ein Schraubbolzen, dessen dem Kopf 13 benachbarter Schaft 12 eine zur ovalen Form der Aufnahmekammer 11 des Ringes 2 komplementäre ovale Form aufweist. Auf diese Weise wird die in die Aufnahmekammer 11 eingesetzte Schraube drehfest gehalten. Beim Festziehen einer Mutter 17 auf dem Schraubengewinde der Schraube braucht diese nicht festgehalten zu werden. Für den Monteur reicht ein einziges Spannwerkzeug aus.

Die ovale Querschnittsform des Schraubenschaftes 12 in der Nähe des Kopfes 13 läßt sich durch Anformen eines Vorsprunges erreichen.

Die inneren Ränder 15 und 16 der ringförmigen Abschnitte 9 und 10 werden nach dem Ausschneiden des Grundkörpers 14 umgebogen und bilden nach dessen Faltung die bandförmige Klemmfläche 7.

Claims (1)

1. Klemmschelle zur Verbindung von ineinander gesteckten rohrförmigen Elementen durch Umschließen und Zusammenziehen des äußeren Elementes, bestehend aus einem geschlitzten Ring (2), der durch U-förmiges Aufeinanderfalten von zwei ringförmigen Abschnitten (9, 10) eines aus einem ebenen Stück ausgeschnittenen, brillenartigen Grundkörpers (14) gebildet ist, und der an seinem inneren Umfang eine bandförmige Klemmfläche (7) aufweist, die durch eine einwärts gerichtete Umbiegung des inneren Randes jedes der ringförmigen Abschnitte (9, 10) gebildet ist, wobei die Enden (3, 4) des geschlitzten Ringes (2) einander überlappen und Aufnahmekammern (11) für ein, diese verbindendes tangentiales, zur Faltachse (6) des ebenen Grundkörpers (14) koaxiales Spannelement (5) bilden, das aus einem Gewindebolzen mit Schraubmutter besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Enden (3, 4) des geschlitzten Ringes (2) bestehende Schlitz (8) schraubenförmig verläuft, daß die Steigung des schraubenförmig verlaufenden Schlitzes (8) größer ist als dessen Spannweite, daß eine der Aufnahmekammern (11) einen ovalen Querschnitt aufweist, und daß der Schaft (12) des Gewindebolzens im Bereich dieser ovalen Aufnahmekammer (11) zur Drehverhinderung einen dazu komplementären Querschnitt aufweist.