Technisches Gebiet
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Diese Erfindung bezieht sich auf die Befestigung von
verformbaren Schläuchen an starren, zylindrischen Armaturen,
wie etwa an solchen, die man in Motoren von Automobilen
antrifft. Noch spezifischer bezieht sich die Erfindung auf
eine Anordnungsvorrichtung für eine Schlauchklemme, um eine
Klemme auf einem Schlauch derart spannungsfrei anzubringen
und zu orientieren, daß man in der Lage ist, die Klemme zu
betätigen, um eine radiale zusammenpressende Kraft auf den
Schlauch zu übertragen.
Technischer Hintergrund
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Schlauchklemmen sind in einer großen Vielfalt von
Formen entworfen worden, die sich in drei allgemeine
Typformen aufteilen. Ein erster dieser Typen ist ein
kontinuierliches Band, das einen hervorstehenden Teil oder
ein "Ohr" aufweist, das nach dem Zusammenbau verformt werden
kann, um das Band rund um den Schlauch herumzuspannen.
Solche Klemmen werden manchmal nach ihrem Erfinder als
"Oertiker"-Klemmen bezeichnet. Die Klemmen werden auf einem
Schlauch in Eingriff gebracht, indem ein spezielles Werkzeug
verwendet wird, um das Ohr zu verformen und um auf diese
Weise das Band zu spannen, damit eine zusammenpressende
radiale Spannung auf den Schlauch aufgebracht wird.
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Ein zweiter Typ von Klemmen weist ein mechanisches
Stellglied auf, wie etwa eine Schneckenschraube, die direkt
auf das Band wirkt, um das Band in einen festen Eingriff mit
dem Schlauch zu bringen. Schließlich besteht der dritte Typ
aus einer Klemme aus Federstahl, die mit einem Durchmesser
ausgelegt ist, der etwas kleiner als der Außendurchmesser
des Schlauches ist, so daß, wenn die Klemme mit dem Zweck
sich selbst zu erweitern verformt wird, die in der Klemme
dann gespeicherte Energie enthalten wird, die frei- bzw.
abgegeben werden kann, um eine radiale zusammenpressende
Kraft auszuüben, so daß die Klemme auf dem Schlauch
festgehalten wird.
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Eine allgemein gebräuchliche Praxis bei Anwendungen in
dem Automobilbereich ist es geworden, solche Teile zum
Einsatz zu bringen, welche die Arbeit auf der Montagekette
minimieren. Aus diesem Grund ist die vorgespannte Klemme aus
Federstahl in einer Vielzahl von Formen entwickelt worden.
Eine dieser Formen, die beträchtlich akzeptiert wurde,
besteht aus einer Klemme, die zum Zeitpunkt der Herstellung
erweitert worden ist und die in diesem Zustand gehalten
wird, entweder durch eine eingebaute Struktur oder durch
einen Halter in der Form einer Schelle. Auf typische Weise
wird die Klemme dann auf einem Schlauch angeordnet und in
einer Position festgeklebt, die diametral gegenüber der
zurückhaltenden Struktur oder der Schelle liegt, so daß der
Schlauch in seiner Position angeordnet werden kann und die
Klemme einfach dadurch in Eingriff gebracht werden kann, daß
sie losgelassen wird. Dies ist sehr vorteilhaft, wenn die
Klemme bei dem Zusammenbau auf einer Produktionskette im
Automobilbereich eingesetzt wird.
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Die Verwendung eines Klebers, der dazu dient, die
offene Klemme in ihrer Position auf dem Schlauch zu halten,
zieht eine Anzahl von Schwierigkeiten nach sich. Erstens
neigt ein Kleber dazu, unerwünscht zu sein, einfach wegen
der natürlichen Probleme beim Handhaben und Auftragen des
Klebers. Die durch Kleben hergestellten Verbindungen können
auch bei der Überführung zur Montageeinrichtung versagen,
und dies ist wahrscheinlich noch viel bedeutsamer.
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Aus diesen Gründen ist es wünschenswert, einen
alternativen Ansatz an das Problem zu liefern, das darin
besteht, die Klemmen an den Schläuchen anzuordnen und zu
gewährleisten, daß dieser Zusammenbau intakt ist, wenn
derselbe an das Montagewerk geliefert wird. Einen Ansatz für
die Bereitstellung einer Anordnung für eine vorgespannte
Klemme auf einem Schlauch findet man in dem amerikanischen
Patent mit der Seriennummer U. S. No. 4,882,814. Dieses
Patent lehrt die Verwendung einer Halteplatte, die im Innern
der Klemme im Eingriff steht, um die Klemme an einem Punkt,
der diametral gegenüber einer Halteschelle liegt, in
Eingriff mit dem Schlauch zu drängen. Solch eine Struktur
wird zu einer ungleichmäßigen Verteilung der radialen
Beanspruchung führen, wenn sie auf dem Schlauch zum Einsatz
gelangt, dies infolge der Brüche an den Stellen, an denen
sich die Enden der Halteplatte befinden. Diese Brüche sind
normalerweise in unter Druck gesetzten Systemen von der Art,
wie sie in Automobilen verwendet werden, nicht akzeptabel.
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Das gleiche Patent lehrt einen anderen Ansatz. Eine
Schelle, die um die Klemme in einem belasteten Zustand zu
halten eingesetzt wird, wird über die Seiten der Klemme
hinaus ausgedehnt, um nach unten auf den Schlauch
vorzustehen, wodurch die Klemme ausgerichtet und angeordnet
wird. Bei dieser Struktur liegen ebenfalls Schwierigkeiten
vor, weil die reaktive Belastung auf die Schelle dazu neigt,
dieselbe vorzeitig abzustreifen.
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Das U. S. Patent 5,234,233 lehrt einen anderen Ansatz,
wie man einen Zusammenbau einer Klemme und eines Schlauches
liefert. Dieses Patent führt eine Reihe von Gummibändern
vor, die dazu neigen, die Klemme auf einem Schlauch
anzuordnen und zu orientieren, wenn sie um eine Klemme herum
angelegt werden. Diese Bänder müssen an der Schlauchklemme
befestigt werden, wahrscheinlich nachdem die Klemme auf dem
Schlauch angeordnet worden ist. Diese in dem Patent
gelehrten Strukturen verlangen eine beträchtliche
Gewandtheit für den Zusammenbau und stellen daher keine
wünschenswerten Strukturen dar.
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Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
eine verbesserte Vorrichtung zu liefern, die zum Einsatz
gebracht werden kann, um eine unter Vorspannung stehende
Schlauchklemme auf einem Schlauch anzuordnen und ganz
besonders um eine unter Vorspannung stehende Schlauchklemme
auf einem Schlauch festzuhalten.
Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung liefert eine Vorrichtung für die
Anordnung und Befestigung einer Schlauchklemme auf einem
zylindrischen Schlauch, der einen ausgewählten
Krümmungsradius aufweist. Gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die
Vorrichtung ein federndes, vorzugsweise C-förmiges, mit der
Klemme im Eingriff stehendes Element auf, das
entgegengesetzte freie Enden aufweist, die einen
Zwischenraum definieren, wobei das im Allgemeinen
zylindrische Element um eine erste Achse herum verläuft und
der Zwischenraum kleiner als ein innerer Durchmesser des
Elements ist, so daß die Klemme durch den Zwischenraum
gestoßen werden kann und von dem Element mit den radialen
Vorsprüngen auf der Klemme, die sich durch den Zwischenraum
hindurch erstrecken, gegriffen werden kann. Ein Paar
federnde, mit dem Schlauch im Eingriff stehende Elemente
sind an dem mit der Klemme im Eingriff stehenden Element
befestigt und sind auf dem mit der Klemme im Eingriff
stehenden Element zwischen den mit dem Schlauch im Eingriff
stehenden Elementen axial voneinander entfernt, welche so
proportioniert sind, daß sie eine Last auf den in der
Vorrichtung enthaltenen Schlauch aufbringen, um den Schlauch
weg von dem Zwischenraum und hin in Kontakt mit der Klemme
unter Vorspannung zu setzen, an einem Ort, der diametral
gegenüber den radialen Vorsprüngen gelegen ist.
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In einem ihrer Aspekte liefert der Erfindung eine
Anordnungsvorrichtung für die spannungsfreie Anordnung einer
Schlauchklemme auf einem zylindrischen, einen ausgewählten
Krümmungsradius aufweisenden Schlauch, wobei die Klemme sich
in einer offenen Position befindet und die Vorrichtung eine
Struktur aufweist, um den Schlauch und die Klemme ineinander
greifen zu lassen, so daß die Klemme in einer orthogonalen
Beziehung zu dem Schlauch im Hinblick auf die anschließende
Betätigung zum Klemmen des Schlauches vorgespannt wird,
wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die
Vorrichtung ein im Allgemeinen zylindrisches mit den Klemmen
im Eingriff stehendes Element umfaßt, das über eine erste
Achse herum angeordnet ist, und ein Paar von im Allgemeinen
zylindrischen mit dem Schlauch im Eingriff stehenden
Elementen, die an dem mit der Klemme im Eingriff stehenden
Element befestigt sind, wobei das mit der Klemme im Eingriff
stehende Element zwischen den mit dem Schlauch im Eingriff
stehenden Elementen angeordnet ist, wobei die mit dem
Schlauch im Eingriff stehenden Elemente um eine zweite Achse
herum angeordnet sind, die parallel zu der ersten Achse
verläuft, und räumlich von der ersten Achse entfernt
angeordnet ist, wobei die Elemente federnd sind und mit
freien Endstücken enden, so daß die Elemente freistehend an
dem mit der Klemme im Eingriff stehenden Element einseitig
eingespannt sind, woraufhin im Anschluß an die Schaffung
eines Zusammenbaus der Vorrichtung und der Schlauchklemme
mit der Klemme, die zwischen den mit dem Schlauch im
Eingriff stehenden Elementen und im Innern des mit der
Klemme im Eingriff stehenden Elementes enthalten ist, der
Zusammenbau über den Schlauch hinweg in Eingriff gebracht
werden kann, wobei sich der Schlauch im spannungsfreien
Zustand in der offenen Klemme befindet und wobei die mit dem
Schlauch im Eingriff stehenden Elemente radial nach außen
abgebogen sind, wodurch eine reaktive Belastung auf beiden
Seiten der Klemme erzeugt wird, um den Zusammenbau
orthogonal in Bezug auf den Schlauch zu halten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Diese und andere Aspekte der Erfindung werden besser
verstanden, wenn man auf die folgende Beschreibung in
Verbindung mit den Zeichnungen Bezug nimmt, welche folgende
Darstellungen wiedergeben:
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer
Anordnungsvorrichtung für eine Schlauchklemme gemäß einer
bevorzugten Ausführung der Erfindung;
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Fig. 2 ist eine Endansicht der Vorrichtung, die mit
einer vorbildlichen Schlauchklemme gezeigt wird (die in
einem kleineren Maßstab als in Fig. 1 gezeichnet ist); und
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Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich derjenigen der Fig. 2,
nachdem die Vorrichtung und die Schlauchklemme auf einem
Schlauch in Position gebracht worden sind und bevor die
Klemme freigegeben worden ist, um mit dem Schlauch in
Eingriff zu treten.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
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Es wird Bezug auf Fig. 1 genommen, die eine Darstellung
einer Anordnungsvorrichtung für einen Schlauch zeigt, die
allgemein mit der Referenznummer 20 bezeichnet wird und die
im Wesentlichen aus einem federnden, C-förmigen, zentralen,
mit der Klemme im Eingriff stehenden Element 22 besteht, das
von einem Paar von federnden, mit dem Schlauch im Eingriff
stehenden Elementen 24, 26 begrenzt wird, die freistehend
einseitig durch Befestigung an einem zentralen Steg 28 des
mit der Klemme im Eingriff stehenden Elements 22 eingespannt
sind. Die Elemente 24, 26 verlaufen am Umfang herum in
entgegengesetzte Richtungen, ausgehend von der Befestigung
am Element 22.
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Wie erklärt, ist das Element 22 dazu bestimmt, auf
einer Klemme angeordnet zu sein und dieselbe an Ort und
Stelle zu halten, während die Elemente 24, 26 so ausgelegt
sind, daß sie den Schlauch in Eingriff mit der Klemme ziehen
und die Klemme orthogonal in Bezug auf den Schlauch halten.
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Das Element 22 besitzt ein Paar mit der Klemme im
Eingriff stehende Arme 30, 32, die sich von dem zentralen
Steg ausgehend in entgegengesetzte Richtungen erstrecken und
die zusammen mit dem Steg das im Allgemeinen zylindrische
Element 22 bilden. Die Arme enden an entgegengesetzten
freistehenden Enden 34, 36, die ein Lücke bzw. einen Abstand
37 definieren. Wie offensichtlich wird, hat man die Lücke so
gewählt, daß sie eine Größe besitzt, die kleiner als der
innere Durchmesser des Elements 22 für das Einführen einer
Klemme ist.
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Klemmen werden gewöhnlich so entworfen, daß sie am
Umfang angeordnete Öffnungen aufweisen, die sich dort
befinden, die Spannung besser zu verteilen. Um die Klemmen
besser anzuordnen, definiert eine innere Oberfläche des
Elements 22 ein Paar Zapfen 38, 40, die selbstverständlich
anders gestaltet sein könnten, wenn die Öffnungen in der
Klemme dies erfordern würden.
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Die mit dem Schlauch im Eingriff stehenden Elemente 24,
26 sind ähnlich in ihrer Form, aber, wie vorher erwähnt,
erstrecken sie sich am Umfang entlang, ausgehend von dem
zentralen Steg 28, in entgegengesetzte Richtungen. Die
Elemente 24, 26 sind im Allgemeinen zylindrisch, aber von
einem kleineren Durchmesser als derjenige des Elements 22
und die Elemente 24, 26 enden an den jeweiligen
freistehenden Enden 42, 44, die normalerweise in der Nähe
der jeweiligen Verbindungen zu dem zentralen Steg 28 des
Elements 22 angeordnet sind. Dies ist in Fig. 1 dargestellt:
das mit der Klemme im Eingriff stehende Element 22 ist um
eine zentrale Achse 46 herum angeordnet, und die mit dem
Schlauch im Eingriff stehenden Elemente 24, 26 sind um eine
Achse 48 herum angeordnet. Die zentrale Achse 46 ist
räumlich von der Achse 48 entfernt, die näher am zentralen
Steg 28 gelegen ist, angeordnet.
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Bei der Anwendung wird ein vorbildliche Klemme 50, wie
in Fig. 2 gezeigt, einfach durch die Lücke zwischen den
freien Enden 34, 36 hindurchgeschoben und so positioniert,
daß (nicht gezeigte) gewöhnliche Öffnungen in der Klemme
über den jeweiligen Zapfen 38, 40 (Fig. 1) eingreifen.
Hervorstehende radiale Vorsprünge 52 auf der Klemme werden
dann in der Lücke zentriert. Diese Vorsprünge sind Beispiele
für irgendwelche derartige Anordnungen, wie sie gewöhnlich
in Klemmen dieser Art gebraucht werden. In diesem Fall
werden die Elemente durch eine Schelle 54 in einer offenen
Position gehalten.
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Die Klemme 50 wird zwischen den federnden Armen 30, 32
eingespannt, die federnd abgelenkt wurden, als die Klemme in
dem mit der Klemme im Eingriff stehenden Element 22 gefangen
genommen wurde. Der Zusammenbau, wie in Fig. 2 gezeigt, ist
jetzt bereit einen Schlauch 56 aufzunehmen, wie in Fig. 3
zeigt. Dies wird dadurch erreicht, daß der Schlauch durch
das federnde, mit dem Schlauch im Eingriff stehende Element
24 hindurch geschoben wird, durch die offene Klemme 50 und
dann durch das andere mit dem Schlauch im Eingriff stehende
Element 26. Wenn er einmal in Position gebracht worden ist,
dann gerät der Schlauch unter den Einfluß von drei Kräften.
Die mit dem Schlauch im Eingriff stehenden Elemente sind in
der Fig. 3 abgebogen worden und die in diesen Elementen
gespeicherte Energie verursacht nach unten gerichtete Kräfte
(wie gezeichnet) nach beiden Seiten des mit dem Schlauch im
Eingriff stehenden Elements 32. Dies schafft eine reaktive
Belastung auf den Schlauch, dort, wo er mit der Klemme 50
zusammentrifft und dort, wo er zwischen den mit dem Schlauch
im Eingriff stehenden Elementen 24, 26 angeordnet ist. Die
axiale Entfernung der Stellen dieser Belastungen
positioniert die Klemme 50 orthogonal auf den Schlauch 56.
Als ein Ergebnis, wenn die Schelle 54 von der Klemme
freigelassen wird, benutzt die Klemme dann die gespeicherte
Energie, um die Klemme rund um den Schlauch herum zu
schließen, wodurch der Schlauch mit einer (nicht gezeigten)
starren zylindrischen Befestigung verriegelt wird.
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In dem Fall, in dem der Schlauch entfernt werden muß,
ist die Anordnungsvorrichtung 20 passiv und sie erlaubt ein
Entfernen, so als wenn die Vorrichtung nicht da wäre.
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Die Vorrichtung 20 kann aus irgendeinem federnden
Material hergestellt sein und sie besteht typischerweise aus
Nylon (eingetragenes Warenzeichen) oder aus mit Glass
gefülltem Nylon.
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Die Ausführung, die unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen beschrieben wird, kann gemäß den Prinzipien der
Betriebsweise der Struktur verändert werden. Zum Beispiel
kann die Gestalt der Vorrichtung geändert werden,
vorausgesetzt die Klemme wird in der Vorrichtung
festgehalten und es werden die Belastungen auf den Schlauch
übertragen, um den Schlauch weg von der Lücke und hin in
Kontakt mit der Klemme zu drücken. Diese Belastungen müssen
zu beiden Seiten der Klemme ausgeglichen sein, um die Klemme
orthogonal in Bezug auf den Schlauch zu halten.
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Im Allgemeinen muß das mit der Klemme im Eingriff
stehende Element so hergestellt sein, daß es auf die Größe
der Klemme abgestimmt ist, welche ihrerseits so ausgewählt
wird, daß sie auf einen bestimmten Schlauch angewandt werden
kann. Die Lücke zwischen den freistehenden Enden 34, 36
(Fig. 1) sollte kleiner als die querverlaufenden Dimensionen
der offenen Klemme sein, damit die Arme 30, 32 sich
abbiegen, wenn die Klemme in die Vorrichtung eingeführt
wird. Auf ähnliche Weise sind die mit dem Schlauch im
Eingriff stehenden Elemente 24, 26 proportioniert, um von
dem Schlauch ausreichend abgelenkt zu werden und genügend
Energie in diesen Elementen zu speichern, so daß die
Belastung, die notwendig ist, um den Zusammenbau auf dem
Schlauch in einer orthogonalen Anordnung fest zu halten,
geschaffen wird.
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Die vorgespannte Klemme ist auch als ein Beispiel für
eine Klemme im Allgemeinen verwendet worden. Die Vorrichtung
kann mit irgendeiner Schlauchklemme verwendet werden, welche
die allgemeine Form eines zylindrischen Hauptteils mit
radialen Vorsprüngen besitzt, um die Klemme zu aktivieren.
Solche Variationen liegen im Bereich der Erfindung, so wie
sie in den Ansprüchen beschrieben und beansprucht worden
ist.
Industrielle Anwendbarkeit
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Die Anordnungsvorrichtung gemäß der Erfindung erlaubt
eine Vormontage mit einer Schlauchklemme im Hinblick auf
eine nachfolgende Kupplung mit einem Schlauch. Die
Vorrichtung ergreift den Schlauch, wodurch die Klemme
orthogonal auf den Schlauch ausgerichtet wird, um das Risiko
zu minimieren, daß die Klemme in einer nicht akzeptablen
Orientierung in Bezug auf den Schlauch betätigt werden
könnte. Die Vorrichtung ist besonders geeignet für den
Einsatz in der Automobilfertigung.
Index der mit Referenznummern ausgestatteten
Konstruktionselemente
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20 Anordnungsvorrichtung für eine Schlauchklemme
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22 Mit der Klemme im Eingriff stehendes Element
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24 Mit dem Schlauch im Eingriff stehendes Element
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26 Mit dem Schlauch im Eingriff stehendes Element
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28 Zentraler Steg
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30 Arm
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32 Arm
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34 Freistehendes Ende
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36 Freistehendes Ende
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37 Lücke
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38 Zapfen
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40 Zapfen
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42 Freistehendes Ende
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44 Freistehendes Ende
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46 Erste Achse
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48 Zweite Achse
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50 Klemme
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52 Radiale Vorsprünge
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54 Schelle
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56 Schlauch