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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine V-Bandklammer. Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Bandklammern zum Koppeln aneinander stoßender Flansche am Ende von Rohrabschnitten und insbesondere auf Bandklammern mit einem Radialausrichtungsmerkmal zum Führen der Mittellinien der aneinander stoßenden Flansche.
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HINTERGRUND
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Die Verwendung radial einschnürender Bandklammern und Kopplungsvorrichtungen zum Verbinden von Rohrabschnitten miteinander ist allgemein bekannt. In Kraftfahrzeuganwendungen können solche Klammern dazu verwendet werden, beispielsweise Kühlschläuche mit einem Motor oder einem Kühler zu verbinden. Anwendungen, die höhere Drücke und Durchflüsse erfahren, wie etwa mit Druck beaufschlagte oder aufgeladene Motoreinlasssysteme, die komprimierte Ansaugluft von einem mit Abgas angetriebenen Turbolader oder einem Ladegebläse empfangen, können spezielle Bandklammern wie etwa V-Bandklammern zum Verbinden der aneinander stoßenden Flansche an den Enden des Turboladerkompressoreinlasses und des Motor-Ansaugkanals sowie allgemein an zueinander passenden Rohrenden erfordern. Die V-Bandklammern üben, wenn sie angezogen sind, eine Keilwirkung aus, die eine axiale Kraftkomponente umfasst, die die Flansche axial in abdichtenden Kontakt miteinander oder mit einer dazwischen gesetzten Dichtung zieht.
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Die gerade beschriebene Anwendung erfordert eine genaue Ausrichtung bzw. das genaue Fluchten der Innendurchmesser des Turboladerkompressoreinlasses und des Motor-Ansaugkanals, um einen Strömungsabriss an der Verbindungsgrenzfläche zu vermeiden. Ein solcher Fluchtungsfehler kann eine Verringerung des Fluiddurchflusses durch die Verbindungsstelle verursachen, was zu einem herabgesetzten Turboladerwirkungsgrad sowie zu einem unerwünschten Ansaugsystemgeräusch führen kann. Ausrichtzungen und entsprechende Aufnahmeschlitze sind eine Lösung des Radialausrichtungsproblems. Die oben erwähnten Lösungen können infolge der Anordnung der Zungen in der Strömung sowie aufgrund von Toleranzaufsummierungsfragen bei den Gussteilen, die einen gewissen Grad an Verbindungsfehlausrichtung zulassen können, zu einer Leistung führen, die niedriger als erwartet ist.
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Demgemäß ist es wünschenswert, eine weniger lästige axiale Ausrichtung solcher Verbindungen zu schaffen.
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Die Druckschrift
DE 10 2004 050 300 A1 offenbart eine Profilschelle, welche durch einen Spannverschluss spannbar ist, um zwei Flansche gleichen Durchmessers miteinander zu verbinden. Dabei verbindet der Spannverschluss zwei Enden eines Spannbandes, an dessen Innenseite abschnittsweise und mit Lücken dazwischen Profilsegmente ausgebildet sind, welche die zu verbindenden Flansche gemeinsam umfassen. In den Lücken zwischen den Profilsegmenten sind Metallstreifen ausgebildet, welche mit Seitenarmen die Ränder des Spannbandes umfassen, mit ihrem Hauptteil jedoch in der Lücke zwischen den Profilsegmenten so auf der Innenseite des Spannbandes angeordnet sind, dass sie mit ihrer Federkraft beim Spannvorgang auf die Ränder der zu verbindenden Flansche einwirken, um so eine axiale Ausrichtung und ein Fluchten der Flansche miteinander zu erreichen.
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Die Druckschrift
US 2003/0234539 A1 betrifft eine Rohrverbindung, bei welcher zwei Rohrenden mittels einer V- oder W-förmigen Bandklammer miteinander verbunden werden, indem einander gegenüberliegende Enden der Bandklammer mit einem Hebelmechanismus aufeinander zu verspannt werden. Auf einer Innenseite der durch die V- oder W-Form der Bandklammer gebildeten Rinne ist ein vollständig umlaufendes Pufferelement so vorgesehen, dass das Betätigen des Hebelmechanismus und das Schließen der Bandklammer eine Abdichtung der beiden Rohrenden gegeneinander und gegen die umlaufende Bandklammer bewirken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine V-Bandklammer zu schaffen, bei welcher mit besonders einfachen Mitteln ein axiales Aneinanderbefestigen und radiales Positionieren erster und zweiter Rohrabschnitte ohne hohen Montageaufwand möglich ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer V-Bandklammer erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafter Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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In einer beispielhaften Ausführungsform wird eine V-Bandklammer zum Aneinanderbefestigen eines ersten und eines zweiten Rohrabschnitts, die jeweils nach außen vorstehende Flansche mit gegenüberliegenden Flanschflächen, die um ihren Umfang verlaufen, besitzen, beschrieben. Die V-Bandklammer umfasst ein Halteband mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, eine Zapfenverbindung, die mit dem ersten Ende und dem zweiten Ende in Verbindung steht und konfiguriert ist, um die Enden in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Anordnung, die festgezogen werden kann, zu verbinden, und ein inneres V-Band, das mit dem äußeren Halteband in Verbindung steht und sich im Wesentlichen von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt. Das V-Band umfasst eine innere, in Umfangsrichtung verlaufende Wand, die zum Halteband benachbart ist und entlang diesem verläuft, kegelstumpfförmige Seitenwände, die von der in Umfangsrichtung verlaufenden Wand ausgehen und konfiguriert sind, um mit entfernten Flächen der nach außen vorstehenden Flansche in Eingriff zu stehen und entgegengesetzte axiale Kräfte auf die nach außen vorstehenden Flansche auszuüben, wenn die in Umfangsrichtung verlaufende Anordnung festgezogen wird, und ein nachgiebiges Material, das an der inneren in Umfangsrichtung verlaufenden Wand angeordnet und konfiguriert ist, um mit Außenflächen der nach außen vorstehenden Flansche in Eingriff zu stehen und eine nach innen gerichtete radiale Kraft auf diese auszuüben, wenn die in Umfangsrichtung verlaufende Anordnung festgezogen wird, und die Oberflächen und den ersten und den zweiten Rohrabschnitt in Bezug zu einander zu führen.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird eine V-Bandklammer zum Aneinanderbefestigen eines ersten und eines zweiten Rohrabschnitts, die nach außen vorstehende Flansche mit gegenüberliegenden Flanschflächen besitzen, die um ihren Umfang verlaufen, beschrieben. Die V-Bandklammer umfasst ein nachgiebiges Material, das zwischen ihr und den nach außen vorstehenden Flanschen angeordnet und konfiguriert ist, um mit den nach außen vorstehenden Flanschen in Eingriff zu stehen und eine nach innen gerichtete radiale Kraft auf diese auszuüben, wenn sie festgezogen wird, und den ersten und den zweiten Rohrabschnitt in Bezug zu einander zu führen.
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Eine Bandklammer zum Aneinanderbefestigen eines ersten und eines zweiten Rohrabschnitts, die nach außen vorstehende Flansche mit entgegengesetzten Flanschflächen, die um ihren Umfang verlaufen, besitzen, durch Ausüben entgegengesetzter axialer Kräfte auf diese, umfasst ein nachgiebiges Material, das zwischen ihr und den nach außen vorstehenden Flanschen angeordnet und konfiguriert ist, um mit den nach außen vorstehenden Flanschen in Eingriff zu stehen und eine nach innen gerichtete radiale Kraft auf diese auszuüben, wenn sie festgezogen wird, um dadurch den ersten und den zweiten Rohrabschnitt in Bezug zueinander zu führen.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung der Erfindung sogleich deutlich, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten erscheinen lediglich beispielhaft in der folgenden genauen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei die genaue Beschreibung auf die Zeichnungen verweist, worin:
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1 eine Schnittansicht einer Verbindung zwischen einem Turboladekompressoreinlass und einem Ansaugkanal für eine Brennkraftmaschine ist, die Merkmale der Erfindung umfasst;
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2 eine am Kasten 2 aufgenommene vergrößerte Ansicht der Verbindung von 1 ist;
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3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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6 eine perspektivische Ansicht einer V-Bandklammer ist, die Merkmale der Erfindung umfasst;
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7 eine perspektivische Ansicht einer V-Bandklammer ist, die Merkmale einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst;
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8 eine nochmals weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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9 die längs der Linie 8-8 aufgenommene Ausführungsform von 8 zeigt; und
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10 eine nochmals weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach rein veranschaulichend und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, die Anwendung oder die Verwendungen einzuschränken. Selbstverständlich geben in den gesamten Zeichnungen sich entsprechende Bezugszeichen gleiche oder sich entsprechende Teile und Merkmale an.
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Die vorliegende Erfindung ist auf eine verbesserte Bandklammer zum dichten Verbinden und axialen Ausrichten zweier Rohrenden gerichtet. In 1 umfasst in einer beispielhaften Ausführungsform einer solchen Bandklammer ein durch Abgas angetriebener Turbolader 10 für eine Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) ein Kompressorgehäuse 12 mit eifern ersten Rohrabschnitt (in der gezeigten Ausführungsform einem Kompressoreinlass 14), der für einen dichten Eingriff mit einem zweiten Rohrabschnitt (in der gezeigten Ausführungsform ein Auslass 16 eines Ansaugkanals 18 eines Motor-Ansaugsystems 20). Das Kompressorgehäuse 12 empfängt Umgebungsluft durch den Ansaugkanal 18, wobei es die Luft komprimiert, bevor es diese dem Motor zur Verbrennung mit Kraftstoff zuführt. Um auf die 1 und 2 zu verweisen, befinden sich in einer beispielhaften Ausführungsform der Kompressoreinlass 14 und der Auslass 16 des Ansaugkanals 18 nahe bei einem ersten und einem zweiten Rohrabschnitt, wovon jeder einen nach außen vorstehenden Flansch 22 bzw. 24 besitzt, der um seinen Umfang verläuft. In einem Aufnahmeschlitz 28 in einer der aneinander stoßenden Flanschflächen 30 oder 32 kann ein in Umfangsrichtung verlaufendes Abdichtelement 26 angeordnet sein. Wenn die Flanschflächen 30, 32 axial zusammengezogen werden, verhindert das Abdichtelement 26 ein Eindringen von Luft in das Ansaugsystem 20 oder ein Entweichen von Luft aus diesem.
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In den 1, 2 und 6 ist in einer beispielhaften Ausführungsform eine Bandklammer oder Kopplung 34 gezeigt, die eine einheitlichen Konstruktion besitzt und eine einzelne Zapfenverbindung 36 aufweist. V-Bandklammern können auch uneinheitlich sein und mehrfache Zapfenverbindungen umfassen. Die V-Bandklammer 34 umfasst ein Halteband 38, das in Umfangsrichtung um die Außenfläche 40 eines V-Bandes 42 verläuft. Das Halteband 38 und das V-Band 42 können aus Metall oder einem anderen elastischen. Material, das für die bestimmte Anwendung der Klammer geeignet ist, gefertigt sein. In der gezeigten Ausführungsform kann das V-Band 42 mehrere Segmente mit Zwischenräumen 44 umfassen, die ein gewisses Zusammendrücken des V-Bandes in Umfangsrichtung erlauben, ohne das es sich knickt bzw. verzieht. Die Enden des Haltebandes 38 sind dadurch mit der Zapfenverbindung 36 verbunden, dass sie über Stift- bzw. Bolzenanordnungen 46 und 48 umgefaltet und miteinander verschweißt oder anderweitig aneinander befestigt worden sind. In der Bolzenanordnung 46 ist der Kopf 50 eines T-Bolzens 52 angeordnet, der einen Schaft 54 aufweist, der sich zwischen einem ersten Ende 55 und einem zweiten Ende 56 des Haltebandes 38 erstreckt. Auf dem Schaft 54 des T-Bolzens 52 sitzt ein Festziehmechanismus wie etwa eine Mutter 58, die mit einer Haltevorrichtung 60, die an der Bolzenanordnung 48 angebracht ist, in Eingriff ist. Bei einer Betätigung ist der Kopf 50 des T-Bolzens 52 mit der Bolzenanordnung 46 in Eingriff, während die Festziehmutter 58 mit der Haltevorrichtung 60 in Eingriff ist, so dass der T-Bolzen die Haltebandenden 54, 56 in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Anordnung, die durch Drehen der Mutter 58 festgezogen werden kann, miteinander verbindet.
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In einer beispielhaften Ausführungsform, wobei wieder auf die 1 und 2 verwiesen wird, weisen die nach außen vorstehenden Flansche 22 und 24 des Kompressoreinlasses 14 und des Auslasses 16 des Ansaugkanals 18 geneigte entfernte Flächen 62, 64 auf, die das Auseinanderlaufen der Seitenwände 66 und 68 des V-Bandes 42 widerspiegeln (in diesem Beispiel kegelstumpfförmig). Wenn die Mutter 58, 6, aus einer ersten, nicht festgezogenen Position in eine zweite, festgezogene Position festgezogen ist, übt der Eingriff der Seitenwände 66 und 68 mit den geneigten entfernten Flächen 63, 64 teilweise radial Druckkräfte N1 und N2 aus, die entgegengesetzte axiale Kraftkomponenten enthalten, die auf die nach außen vorstehenden Flansche 22 und 24 einwirken, um diese dadurch axial in einen Druckeingriff zusammen zu ziehen und die Verbindung zwischen dem Kompressoreinlass 14 und dem Auslass 16 des Ansaugkanals 18 abzudichten.
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In einer beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich eine innere Umfangswand 70 der V-Bandklammer 34 zwischen den Seitenwänden 66 und 68, wobei sie diese unterstützt. Die innere Umfangswand 70 erstreckt sich außerdem über im Wesentlichen die gesamte Länge des Haltebandes 38. Entlang wenigstens einem Abschnitt der inneren Umfangswand 70 ist ein nachgiebiges Material 72 angeordnet. Das nachgiebige Material kann in Abhängigkeit von der bestimmten Anwendung der V-Bandklammer weich, halbstarr oder fast starr sein und Gummi, Urethan, Schichtmetall, Wellblech oder Federstahl, die ein federartiges Element definieren, RTV-Silikon, Schaum (metallisch oder nichtmetallisch), Nylon, Vermiculit, geschäumten Graphit oder ein anderes geeignetes Material umfassen. Außerdem kann das nachgiebige Material 72 als ein einzelner Streifen 122, wie in 2 gezeigt ist (nicht beansprucht), oder als mehrfache in Umfangsrichtung beabstandete Noppen 122', wie in 6 gezeigt ist, aufgebracht sein. Alternativ, wie in 3 gezeigt ist, können Flicken bzw. Füllstücke 124, 126 und 128, die um den Umfang oder teilweise um den Umfang verlaufen, verwendet sein. In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform können Perlen bzw. Kügelchen 130 als nachgiebiges Material 72 dienen, wie in 5 gezeigt ist. In einer nochmals weiteren alternativen Ausführungsform können Profilstreifen 132 mit verschiedenen Merkmalen verwendet sein. Die Profilstreifen 132 können verschiedene Merkmale aufweisen, um unter Druck die Nachgiebigkeit zu verbessern. Wie in 4 gezeigt ist, wird eine Kerbe 76 verwendet. In einer nochmals weiteren Ausführungsform können Wellblechstreifen 136 oder 138, die in den 8, 9 und 10 gezeigt sind, mit der inneren Umfangswand 70 des V-Bandes 42 entlang dessen Länge oder in Abständen entlang dessen Länge, in Abhängigkeit von der Orientierung der Wellblechstreifen 136 oder 138, verschweißt sein.
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Um wieder auf 2 zu verweisen, bewegen sich dann, wenn die Mutter 58 aus der ersten, nicht festgezogenen Position in die zweite, festgezogene Position festgezogen wird, die innere, in Umfangsrichtung verlaufende Wand 70 und das nachgiebige Material 72 radial nach innen zu den in Umfangsrichtung verlaufenden Außenflächen 80 und 82 der nach außen vorstehenden Flansche 22 und 24, die um den Umfang des Kompressoreinlasses 14 bzw. des Auslasses 16 des Ansaugkanals 18 verlaufen, hin. Das nachgiebige Material 72 erlaubt, dass die V-Bandklammer eine in 1 gezeigte radial nach innen gerichtete Kraft N3 über die Außenflächen 80 und 82 und im Wesentlichen um ihre relativen Umfänge ausübt. Das Ergebnis der Kraft N3 ist ein Lotsen oder Ausrichten der Außenflächen 80 und 82 der nach außen vorstehenden Flansche 22 und 24 und folglich ein entsprechendes Ausrichten bzw. Fluchten der Mittellinie 84 des Kompressoreinlasses 14 mit einer Mittellinie 86 des Auslasses 16 des Ansaugkanals 18. Die Dicke und die Kompressibilität (Durometer-Härte) des nachgiebigen Materials sind so gewählt und gesteuert, dass die gewünschte Klemmlast und die gewünschte Genauigkeit des Lotsens der Mittellinie bei einem berechneten Anziehmoment der Mutter 58 erreicht werden.
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Obwohl die Erfindung in ihrer Anwendung auf die Kopplung eines Kompressoreinlasses 14 eines durch Abgas angetriebenen Turboladers 10 mit einem Auslass 16 eines Motor-Ansaugsystems 20 dargestellt worden ist, dient eine solche spezifische Anwendung nur zur Veranschaulichung. Auch darf die Erfindung nicht als auf diese bestimmte Anwendung beschränkt betrachtet werden. Es ist wohlgemerkt beabsichtigt, dass die Erfindung auch auf andere mit Flansch versehene Kopplungen wie beispielsweise andere Turboladerverbindungen, Abgasanlagenverbindungen und natürlich nicht kraftfahrzeugtechnische Verbindungen, bei denen eine Bandklammer oder Bandkopplungsvorrichtung anwendbar ist, Anwendung findet.
