DE3622428A1 - Klemmschelle und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmschelle zur Verbindung von ineinander gesteckten rohrförmigen Elementen durch Umschließen und Zusammenziehen des äußeren Elements, bestehend aus einem geschlitzten Ring, dessen Enden durch ein tangentiales Spannelement verbunden sind und ein Verfahren zur Herstellung der Klemmschelle. Insbe­ sondere bezieht sich die Erfindung auf Klemmschellen zur industriellen Anwendung bei der Herstellung von Verbindungen zwischen ineinandergesteckten Rohren.

Man kennt seit langem die Anwendung von Klemmschellen, welche aus einem kreisförmigen Ring gebildet sind, des­ sen Durchmesser mit Hilfe eines Spannelementes verlän­ gert werden kann.

Es gibt viele verschiedene Formen und Ausgestaltungen von Klemmschellen, wobei die verschiedenen Formen hauptsächlich von der beabsichtigten Anwendung ab­ hängig sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Anwen­ dungen bei Blechkonstruktionen, wo es erforderlich ist, eine beachtliche Spannkraft zur Verfügung zu stellen, um eine gute Abdichtung und eine wirksame mechanische Haltbarkeit zu erreichen und/oder eine Demontierbar­ keit zu ermöglichen.

Für diese Anwendungsart werden im allgemeinen metalli­ sche Klemmschellen verwendet, welche einen geschlitzten Metallring aufweisen und einen tangential verlaufen­ den Spannbolzen. Die hauptsächlichen Nachteile dieser Klemmschellenart bestehen einerseits darin, daß am Umfang der Schelle im Bereich der Schlitzöffnung die Klemmspannung fehlt, so daß dort Leckstellen auftreten können. Außerdem ist die Kontaktfläche der Klemmschelle auf dem festzuspannenden Rohr sehr schmal, weil sie mit der Dicke des Bleches übereinstimmt, welches für die Herstellung der Schelle verwendet wird, so daß ein sehr beachtlicher örtlicher Druck auftreten kann, der Verformungen der Rohrverbindung bewirken kann.

Schließlich müssen bei der Montage zum Festspannen des tangential verlaufenden Bolzens zwei Schlüssel verwen­ det werden, der eine zum Festhalten der Schraube, der andere zur Drehung der Mutter des Bolzens. Bei indu­ strieller Serienfertigung verursachen diese Nachteile eine Verringerung der Taktfrequenz.

Außerdem müssen bei der Herstellung von Klemmschellen häufig verschiedene Elemente durch Verschweißen oder Nieten zusammengefügt werden, um den eigentlichen ge­ schlitzten Ring und die Angriffsstellen für den tangen­ tial verlaufenden Spannbolzen zu schaffen. Der Zusam­ menbau der verschiedenen, die Klemmschelle bildenden Elemente belastet die Herstellungskosten.

In der Automobilindustrie, wo die Taktfrequenz bei der Fabrikation sehr hoch ist, werden weithin insbesondere im Bereich der Verbindung der Auspuffrohre mit den Auspufftöpfen Klemmschellen verwendet. Es handelt sich um ein Anwendungsgebiet, wo die vorliegende Erfindung insbesondere gut einsetzbar ist, weil sie auf alle An­ forderungen eingeht, die sich bei dieser Anwendung er­ geben.

Die hauptsächliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Klemmschelle der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sie über dem Umfang der Klemm­ schelle eine gleichförmige Spannkraft ausübt, wobei bei einer wirksamen Spannkraft nur eine relativ schwa­ che örtliche Druckbelastung ausgeübt werden soll, um keine Verformung der festzuspannenden Teile zu riskie­ ren.

Im Gegensatz zu bisher bekannten Klemmschellen soll sich die erfindungsgemäße Klemmschelle deshalb auch für verhältnismäßig problematische Anwendungsfälle eig­ nen, und doch eine gute Abdichtung gewährleisten. Tat­ sächlich ist der von der erfindungsgemäßen Klemmschelle ausgeübte örtliche Druck beachtlich reduziert, in dem Sinn, daß die Kontaktfläche entsprechend groß ist, außerdem ist die Dichtheit der Klemmverbindung gewähr­ leistet, weil die Spannkraft über den gesamten Ringum­ fang der Klemmschelle ausgeübt wird. Trotz dieser tech­ nischen Verbesserungen kann die erfindungsgemäße Klemm­ schelle mit verhältnismäßig geringen Herstellungskosten verwirklicht werden. Die verschiedenen Herstellungs­ schritte sind reduziert, sie erfordern überhaupt keine Wiederholung von Arbeitsgängen und sind auf normale Produktionsmittel zugeschnitten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Klemmschelle zu schaffen, die vom Anwender leicht und schnell benutzt werden kann. Insbesondere soll die Klemmschelle nach der Erfindung mit nur einem einzigen Spannorgan montierbar sein und folglich soll die er­ findungsgemäße Klemmschelle mit nur einem einzigen Werkzeug spannbar sein, im Gegensatz zu bekannten Klemmschellen, welche es erfordern, sowohl eine Schrau­ be als auch eine Mutter zu erfassen.

Dieses Merkmal wird man insbesondere in der Automobil­ industrie schätzen, wo es dem Monteur seine Arbeit er­ leichtert.

Um die beschriebenen Aufgaben zu lösen und die erläu­ terten Vorteile zu erreichen, besteht die Erfindung bei einer Klemmschelle der eingangs genannten Art da­ rin, daß der Ring durch Aufeinanderfalten von zwei ringförmigen Abschnitten eines aus einem ebenen Stück ausgeschnittenen, brillenartig angeordneten Grundkör­ pers gebildet ist, und daß das tangentiale Spannelement etwa in der Achse der Faltung verläuft.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Klemmschelle zu schaffen, bei welchem von einem ebenen Material­ stück, wie z.B. einem Metallblech ausgegangen wird. Erfindungsgemäß besteht das Verfahren darin, daß man einen brillenförmigen Grundkörper ausschneidet und daß man den brillenförmigen Grundkörper um eine Symmetrie­ achse derart gegen sich selbst faltet, daß sich die beiden ringförmigen Abschnitte der Brillenform über­ decken.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

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

Es zeigt:

Fig. 1: Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmschelle,

Fig. 2: eine Schnittansicht längs der Durch­ messerlinie A-A in Fig. 1,

Fig. 3: eine Seitenansicht er erfindungsge­ mäßen Klemmschelle mit demontiertem Spannorgan und

Fig. 4: eine schematische Darstellung des aus­ geschnittenen Grundkörpers und der er­ forderlichen Blechfaltung für die Her­ stellung der erfindungsgemäßen Klemm­ schelle durch das erfindungsgemäße Ver­ fahren.

Die vorliegende Erfindung strebt eine Klemmschelle an, die zur Verbindung von ineinandergesteckten Rohren durch Umschließen und Zusammenziehen des äußeren Ele­ ments geeignet ist.

Sie findet ihre Anwendung in der Industrie, wo es er­ forderlich ist, hauptsächlich metallische Rohre zu ver­ binden, wie beispielsweise in der Automobilindustrie die Verbindung von Auspuffrohren mit Auspufftöpfen.

Fig. 1 zeigt eine Klemmschelle 1, die aus einem ge­ schlitzten Ring 2 besteht, dessen Enden 3 und 4 durch ein tangentiales Spannorgan 5 miteinander verbunden sind.

Weil der Ring 2 geschlitzt ist, ist es möglich, seine Geometrie durch die Wirkung des tangentialen Spannor­ gans 5 so zu verändern, daß sich die Enden 3 und 4 des Rings 2 einander annähern.

Die Klemmschelle 1 nach der vorliegenden Erfindung ist dazu bestimmt, um ineinandergesteckte Rohre gelegt zu werden, um ihre beiderseitige dichte Befestigung si­ cherzustellen. Zu diesem Zweck wird durch das Anziehen des tangentialen Elementes 5 eine Spannung auf den Um­ fang der Klemmschelle übertragen, welche auf diese Wei­ se die umschlossenen Rohre fest zusammenklemmt.

Erfindungsgemäß wird der Ring 2 dadurch gebildet, daß ein Paar ringförmiger Abschnitte gegeneinander gefal­ tet werden, die in brillenartiger Anordnung aus einem ebenen Materialstück ausgeschnitten worden sind, der­ art, daß die Faltachse 6 das tangentiale Spannelement 5 umschließt.

Diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Klemmschelle bietet den Vorteil großer Einfachheit, weil keinerlei äußeres Element hinzugefügt werden muß.

Außerdem weist der Ring 2 eine bandförmige Klemmflä­ che 7 auf, die sich längs seines inneren Umfangs er­ streckt.

Die Klemmfläche 7 verläuft über die Gesamtheit des Um­ fanges, wodurch sich eine Garantie für vollständige Dichtheit ergibt, weil die Klemmspannung gleichförmig über den Umfang der Rohrverbindung verteilt ist. Diese Gleichförmigkeit der Spannung bietet außerdem den Vor­ teil, daß jede Verformung der Rohrverbindung in Rich­ tung auf ein ovales Profil vermieden wird, wie sie entstehen könnte, wenn die Spannung nicht gleichförmig ist.

Schließlich verringert die Klemmfläche 7 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. Es handelt sich um einen zusätzlichen Vorteil, der es ermöglicht, die Klemmschelle nach der vorliegenden Er­ findung auch unter schwierigen Bedingungen einzusetzen, insbesondere auch mit schwachen Materialien, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung besteht.

Die Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Klemmschelle 1 in einer Schnittansicht längst der Schnittlinie A-A in Fig. 1. Es ist möglich, in Fig. 2 zu erkennen, daß durch den die Enden 3 und 4 des geschlitzten Ringes 2 trennenden Schlitz 8 keine Unterbrechung der Klemmwir­ kung verursacht wird.

Tatsächlich besteht eine Überdeckung der Enden 3 und 4 des Ringes 2, welche die Kontinuität des inneren Um­ fanges des Ringes 2 sicherstellt.

Man kann ebenso in Fig. 2 erkennen, daß die bandförmige Klemmfläche 7 durch ein Umbiegen des inneren Randes der ursprünglich brillenförmig angeordneten, ringför­ migen Abschnitte 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 er­ möglicht.

Die Steigung der durch den die Enden 3 und 4 des ge­ schlitzten Ringes 2 trennenden Schlitz 8 gebildeten Schraubenlinie ist größer als die Spannweite im Schlitz 8, derart, daß eine Überdeckung der Enden 3 und 4 des geschlitzten Ringes 2 geschaffen wird.

Die Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Klemmschelle 1 nach Fig. 1, wobei das Spannelement 5 demontiert ist, so daß die Faltung des zwei ringförmige Abschnitte 9 und 10 aufweisenden, brillenförmigen Grundkörpers um eine Faltachse 6 sichtbar wird, die eine Aufnahme für ein tangentiales Spannelement 5 bildet.

Die in Höhe der Faltachse 6 der brillenförmig angeord­ neten, ringförmigen Abschnitte 9 und 10 ausgebildete Aufnahme 11 besitzt ein ovales Profil.

Das tangentiale Spannelement 5 ist ein Bolzen, der vor­ zugsweise eine Schraube aufweist, deren dem Kopf 13 be­ nachbarter Schaft 12 eine zur ovalen Form der Aufnahme 11 des Ringes 2 komplementäre ovale Form aufweist. Auf diese Weise wird die Schraube drehfest gehalten, sobald sie in die Aufnahme 11 des Ringes 2 eingesetzt ist.

Es ist deshalb nicht mehr wie bisher erforderlich, den Kopf 13 des Bolzens 5 beim Festziehen der Mutter 17 auf dem Schraubengewinde festzuhalten, weil der Ring eine Drehung der Schraube verhindert. Es ist also nur eine Betätigung der Mutter 17 erforderlich, wodurch es dem Monteur ermöglicht wird, nicht mehr als ein einzi­ ges Spannwerkzeug zu benutzen.

Die ovale Querschnittsform des Schraubenschaftes 12 in der Nähe des Kopfes 13 kann dadurch verwirklicht wer­ den, daß man auf der Schraube einen Vorsprung anformt.

Das Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Klemmschelle erfordert aus Ausgangsmaterial eine Platte aus ebenem Material, wie z.B. ein Metallblech.

Nach dem Verfahren schneidet man aus dieser Tafel oder Platte einen brillenförmigen Grundkörper 14 mit zwei ringförmigen Abschnitten 9 und 10 aus, wie er in Fig. 4 gezeigt ist.

Anschließend wird der ausgeschnittene Grundkörper 14 um seine zentrale Symmetrieachse 6 derart auf sich selbst zurückgefaltet, daß die ringförmigen Abschnitte 9 und 10 der Brillenform zur Deckung gelangen.

Vorzugsweise werden die inneren Ränder 15 und 16 die­ ser ringförmigen Abschnitte 9 und 10 nach dem Ausschnei­ den des Grundkörpers 14 umgebogen, um an diesen Grund­ körper die Klemmfläche 7 des Ringes 2 anzuformen.

Claims (10)

1. Klemmschelle zur Verbindung von ineinander ge­ steckten rohrförmigen Elementen durch Umschließen und Zusammenziehen des äußeren Elements, bestehend aus einem geschlitzten Ring (2), dessen Enden (3, 4) durch ein tangentiales Spannelement (5) verbunden sind, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ring (2) durch Aufein­ anderfalten von zwei ringförmigen Abschnitten (9, 10) eines aus einem ebenen Stück ausgeschnittenen, brillen­ artig angeordneten Grundkörpers (14) derart gebildet ist, daß das tangentiale Spannelement etwa in der Achse (6) der Faltung verläuft.

2. Klemmschelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (2) an seinem inneren Umfang mit einer bandförmigen Klemmfläche (7) versehen ist.

3. Klemmschelle nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die bandförmige Klemmfläche (7) durch eine einwärts gerichtete Umbiegung des inneren Randes der ringförmigen Abschnitte (9, 10) gebildet ist.

4. Klemmschelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Enden (3, 4) des Rings (2) sich über­ lappen.

5. Klemmschelle nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zwischen den Enden (3, 4) des Rings (2) bestehende Schlitz (8) schraubenförmig verläuft.

6. Klemmschelle nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steigung des schraubenförmig verlau­ fenden Schlitzes (8) größer ist als dessen Spannweite.

7. Klemmschelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Spannelement (5) ein mit Mutter ver­ sehener Gewindebolzen ist, dessen Bolzenquerschnitt (12) derart oval ist, daß eine Drehung des Bolzens in seiner im Biegefalz des brillenförmigen Grundkör­ pers ausgebildeten Aufnahme (11) verhindet ist.

8. Klemmschelle nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Biegefalz des brillenförmigen Grund­ körpers eine Aufnahme (11) mit ovalem Querschnitt bil­ det.

9. Verfahren zur Herstellung einer Klemmschelle ge­ mäß Anspruch 1, ausgehend von einem ebenen Material­ stück, wie z.B. einem Metallblech, dadurch gekennzeichnet, daß man

• - einen brillenförmigen Grundkörper ausschneidet und
• - daß man den brillenförmigen Grundköprer um eine Symmetrieachse (6) derart gegen sich selbst faltet, daß sich die beiden ringförmigen Ab­ schnitte (9, 10) der Brillenform überdecken.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß man die inneren Ränder der ringförmigen Ab­ schnitte (9, 10) zur Ausbildung bandförmiger Klemmflä­ chen des Ringes (2) der Klemmschelle (1) umbiegt.