DE102005031209A1

DE102005031209A1 - Spannschelle für eine Rohrkupplung

Info

Publication number: DE102005031209A1
Application number: DE200510031209
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2007-01-04

Abstract

Eine Spannschelle für eine Rohrkupplung zum Verbinden der Enden zweier Rohre weist ein Schellenband (2, 13) auf, welches an einem offenen Ende mit Spannbacken (5, 15) versehen ist. Die Spannbacken (5, 15) begrenzen etwa tangential zur Umfangsrichtung des Schellenbandes (2, 13) verlaufende Öffnungen (6, 16) zum Hindurchstecken von Spannschrauben (8). Die Spannbacken (5, 15) samt Öffnungen (6, 16) sind intergral aus dem Schellenband (2, 13) heraus gestanzt, wobei die Spannbacken (5, 15) aus dem Schellenband (2, 13) radial nach außen gebogene und so die jeweilige, sich etwa tangential zum Umgang des Schellenbandes (2, 13) erstreckende Öffnung (6, 16) formende Teilbereiche des Schellenbandes (2, 13) selbst bilden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannschelle nach dem Oberbegriff des Anspruches.
Der Begriff „Spannschelle" ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen und ist auch nicht ausschließlich für Rohrkupplungen vorgesehen. Die Erfindung ist beispielsweise auch anwendbar für sog. Schellenbänder, welche als Rohrschellen zur Befestigung von Rohren oder langgestreckten Gegenständen eingesetzt werden.
Die US-A-6,302,450 zeigt eine aus zwei Hälften bestehende Spannschelle, die verhältnismäßig robust – und damit auch relativ teuer – ausgebildet ist. Überdies hat sie den Nachteil, dass die beiden Schellenhälften relativ formstabil den miteinander zu verbindenden Rohren ziemlich genau angepasst sein müssen, wobei eine Anpassung an Toleranzen (oder gar an andere Rohrdurchmesser) praktisch nicht möglich ist.
Die US-A-3,376,055 und die US-A-3,584,352 zeigen Schellen, bei denen die Spannbacken aufgesetzt und durch eine relativ unsichere Verbindung mit dem Schellenband verbunden sind. Die Übertragung der Kräfte der Spannschrauben auf das Spann- oder Schellenband belastet dabei die Verbindung stark, so dass eine Fehlfunktion leicht möglich ist.
Dem beugt eine Spannschelle nach der DE-C1-34 04 739 dadurch vor, dass die Spannbacken am Spannband angeschweißt sind. Dabei besteht das Spannband aus zwei aneinanderliegenden und ineinander angeordneten Bandteilen, die beide im Bereiche der Öffnungen zum Hindurchstecken der Spannschrauben und zur Bildung derselben voneinander gebogen sind. Dies bedeutet natürlich durch das doppelte Spannband einen erhöhten Materialaufwand, wobei die Schweißung auch noch zu einer Versprödung und einer Verminderung der Elastizität führen kann.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spannschelle der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sie leicht und kostengünstig herstellbar ist, eine hohe Zuverlässigkeit im Gebrauch besitzt und sich Toleranzen leicht anpasst. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Durch die Ausbildung als Stanzteil ist einmal gesichert, dass das Schellenband selbst eine hohe Elastizität besitzt und beibehält und deshalb Toleranzen gut auszugleichen vermag. Stanzen kann sehr kostengünstig durchgeführt werden und bewirkt auch keine Versprödungen, wobei die so einen integralen (einstückigen) Teil mit dem Schellenband bildenden Spannbacken auch zuverlässig mit diesem verbunden sind und die Kraft der Spannschrauben in günstiger Weise über die einteilig mit dem Schellenband ausgeführten Spannbacken auf das Band übertragen werden.
Um das Herausstanzen der Spannbacken aus dem Schellenband zu erleichtern und in das Schellenband keine nachteiligen Spannungen einzubringen, ist es im Rahmen der Erfindung bevorzugt, wenn im Schellenband jeweils vor wenigstens einem Ende der von der Spannbacke gebildeten Öffnung aus dem Schellenband eine Freistellung, wie ein Schlitz, ein Durchbruch od. dgl., ausgestanzt ist. Günstig ist es natürlich, wenn an jedem Ende der Öffnung eine solche Freistellung vorgesehen ist, die gar nicht schlitzförmig, etwa mit quer zur Achse der Öffnung sich erstreckender Schlitzachse, sein muss, sondern vorteilhaft als relativ geräumige, beispielsweise sich oval von der Öffnung sich weg erstreckende Ausnehmung ausgebildet ist.
Da weder ein weiteres Band unter einem äußeren Spannband angebracht zu werden braucht, wie beim Stande der Technik, noch weitere Teile, etwa nach innen ragende Vorsprünge vorgesehen werden müssen, ist es bevorzugt, wenn die Spannschelle an der Innenseite eine, wenigstens mehrheitlich, zylindrische Oberfläche aufweist. Damit liegt die Spannschelle an den miteinander zu verbindenden Rohren, allenfalls unter Zwischenlage einer Dichtung, satt an und kann somit einen gleichmäßigen und starken Druck für die Verbindung ausüben.
Es ist vorteilhaft, wenn das Schellenband mit wenigstens einem Rand versehen ist. Dieser Rand versteift das so somit aus relativ dünnem Blech herstellbare Schellenband.
Für eine gute Kraftübertragung ist es zweckmäßig, dass die Spannschraube mit einem die Spannkraft auf wenigstens eine der Spannbacken vergleichmäßigenden Beilagkörper versehen ist. Ein solcher Beilagkörper kann beispielsweise als Kugelscheibe/Kugelpfanne ausgebildet werden.
Damit mittels Standardwerkzeugen ein für das Verspannen des Schellenbandes erforderliches Drehmoment aufgebracht werden kann, ist vorteilhaft für eine auf die Spannschraube aufgeschraubte Spannmutter ein zylindrischer Beilagkörper vorgesehen.
Um die Trennfuge des Schellenbandes zu überbrücken ist es zweckmäßig, das eine der beiden einander gegenüberliegenden, mit Spannbacken versehenen Enden mit einer die Gegenseite untergreifenden Zunge zu versehen. Dadurch kann der bei den herkömmlichen Lösungen bekannte, dem selben Zweck dienende, als separates Teil hergestellte Sattel eliminiert werden.
An den Seitenrändern der Zunge sind vorteilhaft abgebogene, radial nach innen ragende Ränder vorgesehen. Diese Ränder verhindern bei einer Rohrkupplung das Herauspressen der Dichtmanschette durch den Innendruck.
Die der Zunge soll die Gegenseite nicht nur untergreifen, sondern soll auch zwischen die Ränder der Gegenseite zu liegen kommen. Es ist daher zweckmäßig, dass die gegenüberliegende, zu untergreifende Gegenseite in ihrer Breite um wenigstens die doppelte Materialstärke vergrößert ist.
Durch die aus dem Schellenband herausgestanzten Spannbacken wird die Biegesteifigkeit des Schellenbandes in axialer Richtung etwas reduziert. Um dies zu kompensieren weist vorteilhaft die der Zunge gegenüberliegende Gegenseite einen in axialer Richtung verlaufenden, im wesentlichen radial nach außen gerichteten Steg auf. Ein solcher Steg kann auch zur zusätzlichen Abstützung der Spannbacken dienen.
Die Herstellung einer erfindungsgemäßen Spannschelle erfolgt vorteilhaft so, dass zuerst ein flacher Zuschnitt erstellt wird, anschließend Spannbacken sowie allfällige weitere Erhebungen- vorzugsweise – hydromechanisch ausgeformt werden und dann die Spannschelle auf die gewünschte Form, bzw. auf den gewünschten Durchmesser gebogen werden.
Die gewünschte Form der Spannschelle ist vorzugsweise rund oder oval. Die Form der Spannschelle ist der Außenkontur der zu befestigenden oder miteinander zu verbindenden Rohre oder Gegenstände angepasst.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Schellenband nach dem Stanzen und Biegen, in Perspektivansicht,
2 eine Perspektivansicht des in 1 dargestellten Schellenbandes, in entspanntem Zustand und
3 eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Schellenbandes, ebenfalls in Perspektivansicht.
1 zeigt ein zu einem einseitig entlang einer Trennfuge 1 offenem Zylinder gebogenes Schellenband 2 aus Blech, besonders aus Stahlblech. Das Schellenband 2 ist durch Stanzen derart verformt, dass es an seinen zylindrischen Seitenrändern, d.h. an seinen axialen Enden, in einer bevorzugten Ausführungsform jeweils mit einem sich senkrecht radial nach innen erstreckenden Rand 3 versehen ist. Bei anderen Anwendungen mag ein Rand 3 an einem axialen Ende der etwa zylindrischen Schelle genügen. Auch mag es zuweilen wünschenswert erscheinen, wenn die radial innen liegenden Kanten dieser Ränder 3 mit in die Wandung der zu verbindenden Rohre einbeißenden Zähnen versehen sind. An der Innenseite weist das Schellenband 2 eine, wenigstens mehrheitlich, zylindrische Oberfläche 4 auf und liegt deshalb im Gebrauchszustand satt über wenigstens den größten Teil seiner inneren Oberfläche 4 an einer allenfalls über die Verbindungsstelle zweier durch das Schellenband 2 zusammen zu haltenden Rohren angebrachten, beispielsweise muffenartig ausgebildeten, Dichtung aus Gummi oder einem ähnlichen Material an, so dass auf dieses Dichtungsmaterial beim Anziehen der Spannbacke (vgl. 2) ein gleichmäßiger Druck wirkt.
Um diesen Spanndruck aufzubringen, sind aus dem Schellenband 2 an jedem umfänglichen Ende mindestens eine Spannbacke 5, vorzugsweise paarweise, ausgestanzt, d.h. einander gegenüberliegende, an je einem Umfangs-Ende des Schellenbandes 2 ausgestanzte Spannbacken 5 sind, wie üblich, einander zugeordnet. Jede Spannbacke 5 bildet somit die Umfangsbegrenzung einer etwa zylindrischen, sich annähernd tangential zum Umfang des Spannbandes 2 erstreckenden etwa zylindrischen Öffnung 6, deren Längsachse mit A bezeichnet ist. Wie später noch an Hand der 2 gezeigt wird, dient diese ausgestanzte Öffnung 6 zum Hindurchstecken von Spannschrauben 8, wie dies an sich bekannt ist.
Wie ersichtlich, bilden somit die Spannbacken 5 radial nach außen abstehende, etwa halbzylindrische Vorsprünge, die integral (oder einstückig bzw. einteilig) mit dem Schellenband 2 verbunden sind. Dadurch ergibt sich nicht nur ein besonders kostensparender Produktionsvorgang, sondern es erfolgt auch die Krafteinleitung von den Spannbacken 5 in das Spannband 2 beim Spannen besonders günstig, wobei die volle Elastizität des Materials des Spann- oder Schellenbandes 2 erhalten bleibt und es zu keinen Versprödungen, wie bei einem Anschweißen der Spannbacken (nach dem Stand der Technik), kommen kann.
Um das Herausstanzen der Spannbacken 5 aus dem Schellenband 2 zu erleichtern und im Schellenband 2 Restspannungen aus diesem Vorgang zu vermeiden, ist es bevorzugt, wenn im Schellenband 2 jeweils vor wenigstens einem Ende der von der Spannbacke 5 gebildeten Öffnung aus dem Spannband eine Freistellung 7, wie ein Schlitz, ein Durchbruch od. dgl., ausgestanzt ist. An sich kann diese Freistellung 7 auch als parallel zu den Stirnenden der Spannbacken 5 sich erstreckender Schlitz ausgebildet sein, doch ist es kräfte- und belastungsmäßig günstiger, wenn – wie dargestellt – ein etwa halbovaler Durchbruch 7 vorgesehen ist. Natürlich kann an Stelle eines sich dem Kraftlinienverlauf besonders gut anpassenden halbovalen Durchbruchs auch ein halbzylindrischer vorgesehen werden. Wenn eines solche Freistellung 7 erst eingestanzt wird, bevor das Herausbiegen bzw. -stanzen der Spannbacken 5 erfolgt, dann wird das Letztere spannungsfreier möglich. Deshalb ist es bevorzugt, wenn das Stanzen in den genannten beiden Arbeitsschritten erfolgt, wobei gegebenenfalls gleichzeitig (oder auch in zeitlichem Abstand, in einem gesonderten Stanzschritt) mit den Freistellungen 7 auch die Ränder 3 geformt werden können.
Wie 2 zeigt, werden durch die von den Spannbacken 5 gebildeten etwa zylindrischen Öffnungen 6 Spannschrauben 8 hindurchgesteckt. Besonders anhand der linken, unteren Spannbacke 5 in 2 sieht man, dass die Achse A (vgl. 1) der Öffnung 6 mit der Achse der Spannschraube 8 nicht übereinstimmt, sondern mit ihr einen Winkel einschließt. Dies würde an sich dazu führen, dass der Kopf 9 der jeweiligen Schraube 8 nur an einem Teil der Stirnfläche der Spannbacke 5 anliegt. Hier lässt sich ein gewisser Ausgleich schaffen, indem man eine beispielsweise als Kugelscheibe/Kugelpfanne ausgebildete Beilagscheibe 10 einlegt, durch welche gleichmäßige Verteilung des Spanndruckes ergibt. Analog dazu können auf der Seite von Schraubmuttern 11 Beilaghülsen 12 angeordnet werden, die an sich demselben Zweck dienen, aber auch noch eine zusätzliche Funktion erfüllen. Dabei kann ein zusätzlicher Ausgleich dadurch erreicht werden, dass die an den Spannbacken 5 und/oder am Schraubenkopf 9 bzw. der Mutter 11 anliegenden Stirnfläche(n) der Beilagkörper (10, 12) dermaßen abgeschrägt sind, dass sich ein Ausgleich zwischen den beiden unterschiedlichen Winkellagen ergibt und die Schrauben 8 einer geringeren Biegebeanspruchung ausgesetzt sind.
Dadurch, dass die Spannbacken 5 direkt aus dem Schellenband 2 herausgestanzt sind, ist es – im Unterschied zum Stand der Technik, wo die Spannschrauben 9 in einem gewissen radialen Abstand von der Umfangsfläche des Schellenbande 2 angeordnet sind – wie besonders 2 deutlich zeigt, möglich, die Öffnungen 6 relativ nahe an die äußere Umfangsfläche des Schellenbandes 2 zu legen.
Dies aber erschwert unter Umständen das Festziehen der Muttern 11, weshalb auf dieser Seite bevorzugt länglichen Beilaghülsen 12 vorgesehen sind alternativ können die Beilaghülsen 12 auch direkt einstückig mit den Muttern 11 ausgebildet werden.
Die aus 3 ersichtliche Ausführung zeigt ein im wesentlichen zylindrische verformtes Schellenband 13 mit einer in axialer Richtung verlaufenden Trennfuge 14. Auf beiden Seiten der Trennfuge 14 sind Spannbacken 15 aus dem Schellenband 13 herausgestanzt und überragen das Schellenband 13 radial nach außen. Die Spannbacken 15 weisen Öffnungen 16 zur Aufnahme von Spannschrauben (entsprechend 2) auf. Die seitlichen Kanten des Schellenbandes 13 sind als radial nach innen umgebogene Ränder 17 ausgebildet. Das eine der beiden der Trennfuge 14 benachbarten Enden ist als Zunge 18 ausgebildet, welche beim Verspannen des Schellenbandes 13 das gegenüberliegende Ende untergreifen und somit die Trennfuge schließen kann. Damit dies auch in der Breite möglich ist, weist das gegenüberliegende Ende eine Verbreiterung 19 auf, sodass die Ränder der Zunge 18 zwischen die Ränder des gegenüberliegenden Endes zu liegen kommen. Damit die (nicht dargestellten) Spannschrauben nicht mit der Zunge 18 kollidieren, weist die Zunge 18 in diesem Bereich nach innen ragende Einbuchtungen 20. Das der Zunge 18 gegenüberliegende Ende ist mit einem etwa in Längsrichtung verlaufenden, radial nach außen gebogenen Steg 21 versehen. Der Steg 21 ergibt eine zusätzliche Verrippung, bzw. Versteifung des Schellenbandes 13.
Die besondere Ausführung nach Anspruch 7-11 kann auch unabhängig von den besonderen Merkmalen des Anspruches 1 Anwendung finden. Insbesondere die Ausbildung mit dem Materialversatz gemäss Anspruch 9 oder 10. Dieser Materialversatz bewirkt, dass beim verspannen der Spannschelle weniger Reibung auftritt und bei hohen Spannkräften an der Spannschelle eine allfällige Knickgefahr im Spaltbereich verringert wird. Die Zunge 18 liegt gemäss diesen bevorzugten Ausführungsbeispielen dann in etwa einer Ebene mit dem Material der Spannschelle außerhalb des Spannbereiches.

1: Trennfuge
2: Schellenband
3: Rand
4: Innenfläche
5: Spannbacke
6: Öffnung
7: Freistellung
8: Spannschraube
9: Schraubenkopf
10: Beilagscheibe
11: Schraubmutter
12: Beilaghülse
13: Schellenband
14: Trennfuge
15: Spannbacke
16: Öffnung
17: Rand
18: Zunge
19: Verbreiterung
20: Einbuchtung
21: Steg

Claims

Spannschelle für eine Rohrkupplung zum Verbinden der Enden zweier Rohre, mit einem Schellenband (2), welche an einem offenen Ende mit Spannbacken (5) versehenen, die etwa tangential zur Umfangsrichtung des Schellenbandes (2) verlaufende Öffnungen (6) zum Hindurchstecken von Spannschrauben (8) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacken (5) samt Öffnungen (6) integral aus dem Schellenband (2) heraus gestanzt sind, wobei die Spannbacken (5) aus dem Schellenband (2) radial nach außen gebogene und so die jeweilige, sich etwa tangential zum Umgang des Schellenbandes (2) erstreckende Öffnung (6) formende Teilbereiche des Schellenbandes (2) selbst bilden.
Spannschelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erleichterung des Herausstanzens der Spannbacken (5) im Schellenband (2) jeweils vor wenigstens einem Ende der von der jeweiligen Spannbacke (5) gebildeten Öffnung (6) aus dem Schellenband (2) eine Freistellung (7), wie ein Schlitz, ein Durchbruch od. dgl., vorzugsweise mit einer sich von der Spannbacke (5) weg erstreckenden halbovalen Form, ausgestanzt ist.
Spannschelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schellenband (2) an der Innenseite eine, wenigstens mehrheitlich, zylindrische Oberfläche (4) aufweist.
Spannschelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schellenband (2) an wenigstens einem seiner axialen Enden mit einem sich senkrecht radial nach innen erstreckenden Rand (3) versehen ist.
Spannschelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit durch die jeweilige Öffnung (6) hindurchgesteckter Spannschraube (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschraube (8) mit einem die Spannkraft auf wenigstens eine der Spannbacken (5) vergleichmäßigenden Beilagkörper (10, 12) versehen ist.
Spannschelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst einer auf die Spannschraube (8) aufgeschraubten Spannmutter (11) ein zylindrischer Beilagkörper (12) vorgesehen ist.
Spannschelle insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine der beiden einander gegenüberliegenden, mit Spannbacken versehenen Enden mit einer die Gegenseite untergreifenden Zunge (18) versehen ist.
Spannschelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seitenrändern der Zunge (18) abgebogene, radial nach innen ragende Ränder vorgesehen sind.
Spannschelle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die der Zunge (18) gegenüberliegende, zu untergreifende Gegenseite in ihrer Breite um wenigstens die doppelte Materialstärke vergrößert ist, und/oder dass die der Zunge (18) gegenüberliegende, zu untergreifende Gegenseite einen Materialversatz in Richtung eines vergrößerten Innendurchmessers aufweist.
Spannschelle nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (18) im Untergreif-Bereich um wenigstens die doppelte Materialstärke verschmälert ist, oder dass die Zunge (18) im Untergreif-Bereich verschmälert und die Gegenseite in Ihrer Breite vergrößert ist.
Spannschelle nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die der Zunge (18) gegenüberliegende Gegenseite einen in axialer Richtung verlaufenden, im wesentlichen radial nach außen gerichteten Steg aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Spannschelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst ein flacher Zuschnitt erstellt wird, anschließend Spannbacken sowie allfällige weitere Erhebungen – vorzugsweise – hydromechanisch ausgeformt werden und dann die Spannschelle auf die gewünschte Form, bzw. auf den gewünschten Durchmesser gebogen werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Form rund oder oval ist.