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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schelle, insbesondere eine Schlauchschelle sowie das Verfahren und/oder die Bearbeitung bei der Herstellung der Schlauchschelle.
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Schlauchschellen sind hinlänglich bekannt und in zahlreichen Varianten verfügbar und aus der Verbindung- oder Anschlusstechnik von Schläuchen, Leitungen oder Rohren nicht mehr wegzudenken. Schlauchschellen sorgen für eine sichere Befestigung von Schläuchen an z.B. Muffen, Auslässen oder einfach Rohren oder Rohrteilen.
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Die am meisten verbreiteten Schlauch- und/oder Rohrschellen sind dabei als ein, den Schlauch umschlingendes Band ausgebildet, welches länger als der Umfang des Schlauches ist und nach dem spannen des Bandes fixiert wird. Dies geschieht bei einer Vielzahl von Schlauchschellen mit einer Schraubvorrichtung welche an den Enden des Bandes angebracht ist oder einer Schraubvorrichtung tangential zu dem umschlingenden Band wofür entsprechende Eingriffmittel, wie Gewinde, Einstanzungen oder Schneckenwendeln an dem Band vorgesehen sind.
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Für sehr viele, verschiedene Anwendungsfälle gibt es zahlreiche spezielle, auf die Anforderung hin optimierte Schlauchschellen, welche auch in unterschiedlichen Materialen wie beispielsweise aus Kunststoffen, aus Metall oder anderen Verbundwerkstoffen ausgebildet sind.
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Für sehr präzise und/oder sichere Verbindungen und Anschlüsse von Schläuchen, Rohren oder andere fördernde Medien an Kupplungen oder Anschlusspunkten haben sich zweiwindige Schlauchschellen als vorteilhaft und besonders gut geeignet herausgestellt. Dabei erlaubt eine Schraubvorrichtung, welche in einem Gewinde an der äußeren Umschlingung liegt und gegen die innere Umschlingung an- und/oder abläuft eine Zuschnürung bei welcher eine Verringerung des Durchmessers der inneren Umschlingung bei gleichzeitiger Vergrößerung des Durchmessers der äußeren Umschlingung erfolgt.
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Bei den hier bisher bekannten Ausführungen besteht die Schlauchschelle aus relativ vielen Einzelteilen und ist in der Herstellung sehr aufwendig. Ein Metallband, welches in einem Drittel- Bereich ein Langloch und in einem anderen Drittel- Bereich eine beidseitige, seitliche, das Band verjüngende Einkerbung aufweist, bildet hierbei das Grundelement der daraus hergestellten zweiwindigen Schlauchschelle.
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Dazu wird, nach dem Stand der Technik, ein Ende des Bandes manuell durch das im anderen Ende befindliche Langloch gefädelt, die Enden der Bänder werden dann manuell flach abgekantet um einen Mutterrohling, welcher einen zylindrischen Überstand aufweist, aufzunehmen. Danach wird der Mutterrohling in Bohrungen an den Enden des Metallbandes eingebördelt. Nach dem Bördeln muss ein Gewinde in den Mutter-Rohling geschnitten werden. Zum Verspannen der durch die Mutter geführten Schaube, welche die beiden Umschlingungen gegeneinander drückt, ist an deren, an der inneren Umschlingung anliegenden Ende, eine Stützschale angeordnet mittels welcher gegen die innere Umschlingung gespannt werden kann. Die Schraube selbst weist dafür an ihrem, der inneren Umschlingung zugeordnetem Ende einen Zapfen auf, welcher nach Zuführen zur Stützschale mit dieser fixierend vertaumelt wird. Die Stützschale selbst wurde zuvor separat stufenweise gestanzt und ist mit dem Band an der inneren Umschlingung mit zwei Nieten verbunden.
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Durch die dadurch verbundenen, vielen benötigten Teile und die erforderlichen vielen, meist nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand automatisierten Arbeitsschritte ist die Herstellung sehr aufwendig und kostenintensiv. Das Durchschlingen des Bandes ist wegen der Steifigkeit und des Rückfederverhaltens ein physisch anstrengender manueller Prozess. Das zum Gewindeschneiden in den Vierkant-Mutter-Rohling notwendige Schneidöl muss nach Abschluss der Komplettmontage durch einen Waschprozess manuell von der Schelle entfernt werden was bedingt durch die Rückstände umwelttechnisch nachteilig ist und einen nicht unerheblichen Wasserverbrauch verursacht.
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Wünschenswert wäre daher eine Schlauchschelle, welche den Funktionsumfang nicht einschränkt, jedoch die genannten Nachteile hinsichtlich des Herstellungsaufwandes nicht einschränkt und idealerweise höher automatisiert herstellbar ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine zweiwindige Schlauchschelle zu schaffen welche die vorgenannten Nachteile nicht oder in geringerem Maße bedingt und dabei kostengünstiger und/oder effizienter herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Fortbildungen und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind im Folgenden umfasst.
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Erfindungsgemäß ist eine Schelle, insbesondere Schlauchschelle oder Sicherheitsschlauchschelle bestehend aus einem Band- artigen Grundkörper welcher in zwei als Umschlingungen ausgebildeten Windungen mit einer inneren, das Rohr umgreifenden und einer äußeren Umschlingung mit einer an beiden Umschlingungen angreifenden Spannvorrichtung welche die Umschlingungen gegeneinander spannbar und/oder Größen- veränderbar macht, ausgebildet ist, wobei der Band- artige Grundkörper mit einer mittigen Öffnung und einer Fixiervorrichtung für das Positionieren eines, mit einem Gewinde versehenen Mittelteils sowie Bereiche mit, beim Einwickeln des Grundkörpers, führend ineinandergreifende Verjüngungen und einer Führungs- und/oder Stützvorrichtung sowie Durchgangslöchern für einen pilzförmigen Dornfortsatz einer Stellschraube ausgebildet ist.
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Im Wesentlichen besteht die Schelle aus einem dünnen, bevorzugt metallischem Band wie beispielsweise Edelstahl, Bronze oder Titan welches in zwei 360° Windungen montiert ist. An der äußeren Windung ist eine Mutter fest oder haltend montiert in welcher das eine Ende einer Schraube mit der inneren Windung, der Schlauch Umschlingung in einer Stützschale bzw. einem Bereich drehbar gelagert ist. Durch Anziehen der Schraube wird der Durchmesser der äußeren Umschlingung zu Lasten der inneren Umschlingung vergrößert, das heißt, der Durchmesser der inneren Umschlingung um den Schlauch verkleinert sich und presst den Schlauch dichtend an einem Anschlusselement zusammen.
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Als bevorzugte Ausführungen wird die Schelle für Schlauchgrößen Ø10 mm bis Ø80 mm hergestellt wobei sich Bandstärken von 0,3mm bei Edelstahl, 0,35mm bei Bronze und 0,5mm bei Titan als vorteilhaft erwiesen haben.
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Das Band- artige Grundelement wird bevorzugt als gestanztes Band hergestellt wobei in dem selben Arbeitsschritt die Enden des Bandes als stützschalenähnliche, Ausformungen, bevorzugt als Prägung ausgeführt sind, sodass diese Bereiche bei Überlappung eine stabile Schale zur Kraftübertragung und Verteilung der Schraube bilden und ein, mit einer Nut versehener Dornfortsatz an dem Schraubenende durch Bohrungen in dem Stützbereich hindurchragen und durch Verspannung fixiert werden. Diese Einsperrung des pilzartigen Dornfortsatzes an der Schraube, welcher nach außen einen größeren Durchmesser aufweist, in den Bohrungen erfolgt direkt beim Einwickelprozess des Bandes, also während der Herstellung der Schelle. Die im Bereich der Stützschalen angeordneten Bohrungen sind nämlich kurz vor dem genauen Überlappen der beiden geprägten Stützschalen in einer Flucht zueinander. Die Bohrungen haben den Durchmesser des größten Durchmessers des pilzförmigen Dornfortsatzes an der Spannschraube und dieser kann somit, wenn die beiden Bohrungen in einer Flucht zum liegen kommen, durch diese beiden, an den Enden des Bandes, hindurchtreten. Anschließend kommen die beiden Stützschalen übereinander zum liegen und bringen die beiden Bohrungen in eine nicht mehr exakt fluchtende Position, wodurch der pilzförmige Dornfortsatz an der Schraube gefangen ist und sicher gehalten wird.
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Nun kann durch Spannen mit der Schraube der Durchmesser der inneren, über den Schlauch gelegten Wicklung, verkleinert werden und der Schlauch zusammengedrückt oder anders gesagt, an einem Anschlussstück festgepresst und/oder abgedichtet werden.
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In alternativen Ausbildungen kann das Band- artige Grundelement auch aus einem metallischen oder nicht metallischen Werkstoff in einem geeigneten Form- gebenden Verfahren wie Laserschneiden, Spritzen, Gießen oder dergleichen ausgebildet sein.
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Besonders vorteilhaft hat sich dabei die Ausstanzung aus einem stabilen metallischen Werkstoff erwiesen in welchen die benötigten Öffnungen sowie haltende Elemente direkt beim Herstellen des Band- artigen Grundkörpers mit eingebracht werden können.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beispielhaft näher beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines ausgestanzten Bandartigen Schellen Grundkörpers
- 2 eine perspektivische Darstellung einer Schlauchschelle
- 3 eine Ansicht eines Band- artigen Grundkörpers mit gebogenen Haltelaschen und geprägten Stützschalen
- 4 eine Detailansicht auf das fixierte, mit einem Gewinde versehene Mittelteil
- 5 eine Detailansicht auf das fixierte, mit einem Gewinde versehene Mittelteil mit eingedrehter Spannschraube
- 6 eine Darstellung der Schlauchschelle beim Einfädeln der Bandenden kurz vor Überlappung der Windungen
- 7 eine Darstellung der Schlauchschelle beim Einfädeln der Bandenden kurz vor Überlappung der Windungen mit eingedrehter Spannschraube
- 8 eine Darstellung der Schlauchschelle nach dem Einfädeln der Bandenden und Überlappung der Windungen ohne Spannschraube
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1 zeigt ein ausgestanztes Band- artiges Grundelement 1 für die Schlauchschelle 100 mit einer mittigen Bohrung 2 und ausgestanzten Laschen 3, welche durch Biegen und Abkanten, wie in 3 gezeigt die Halterung für eine, hier bevorzugt gezeigte Rechteckmutter 7 bilden. Das gezeigte Grundelement verfügt im Bereich des einen Endes 13 über eine Verjüngung 4 und im Bereich des anderen Endes 14 über eine, bezüglich der ersten Verjüngung, längere Verjüngung 5 wobei beim Einwickeln der beiden Enden gegeneinander, die kürzere Verjüngung 4 über die längere Verjüngung 5 eingefädelt wird und in dieser führend bewegt werden kann, hierdurch kann dann durch Spannen der beiden Wicklungen gegeneinander der Durchmesser der äußeren Umschlingung zu Lasten der inneren Umschlingung vergrößert werden, das heißt, der Durchmesser der inneren Umschlingung um den Schlauch verkleinert sich und presst den Schlauch dichtend an einem Anschlusselement zusammen.
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Weiter besitzt das ausgestanzte Band Bohrungen 6 im Bereich der beiden Enden und es werden in diesem Bereich mittels Prägen Stützschalen 11 gebildet, welche beim nachfolgenden Einfädeln und Umwickeln bündig übereinander zum Liegen kommen und haltend wirken.
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Das Einfädeln und Umwickeln der beiden Enden der Schlauchschelle ist in den 6 und 7 gezeigt und ist, wie in der 8 dargestellt fertig Eingefädelt.
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Während des Einfädel- und Umwicklungsvorgans liegen in einer Position die beiden geprägten Stützschalenbereiche aufeinander und in einer, kurz vorher erreichten Position befinden sich ebenso die Bohrungen 6 in den Stützschalenbereichen in einer Flucht. In dieser Position wirtd automatisch, während des Herstellungsprozesses der kegelförmige Dornfortsatz 12 der Spannschraube 8 durch beide nun gerade fluchtende Bohrungen 6 hindurchgeführt und der sich zur Schraube 8 hin verjüngende Dornfortsatz 12 fängt sich in den beiden Bohrungen durch die aufbauende Spannung. Durch das weitere Einwickeln bis zur Position in welcher die beiden Stützschalen exakt übereinander liegen geraten die Bohrungen aus ihrer Flucht und der pilzförmige Dornfortsatz ist in den beiden Bohrungen gefangen. Durch Spannen werden nun die beiden Wicklungen gegeneinander gespannt und zugeschnürt bei welcher eine Verringerung des Durchmessers der inneren Umschlingung bei gleichzeitiger Vergrößerung des Durchmessers der äußeren Umschlingung erfolgt.
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Die in 2 gezeigte fertige Schlauchschelle 100 mit der inneren, über den Schlauch anzuordnenden und der äußeren Wicklung an deren Innenseite abgewinkelt mittig die Rechteckmutter 7 mittels der abgebogenen und abgekanteten Laschen 3 gehalten wird und in welche die Spannschraube 8, deren Dornfortsatz 12 in den Bohrungen der übereinander liegenden Stützschalen der beiden Bandenden aufgrund der nicht fluchtenden Position der beiden Bohrungen 6 in diesem Zustand gefangen ist, kann durch Eindrehen der Spannschraube 8 gespannt werden. Beim Spannen wird der Durchmesser der Inneren Wicklung verkleinert, während der Durchmesser der äußeren Wicklung sich vergrößert.
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In der 3 ist ein Band- artiges Grundelement gezeigt in welchem die Stützschalen 11 eingeprägt sind und die Laschen 3 neben der Durchbohrung 2 für die Schraube bereits durch Biegen in Form gebracht wurden um ein, mit einem Gewinde versehenen Mittelteil (7), nämlich wie hier gezeigt, eine Norm- Rechteckschraube, aufzunehmen und zu halten, was in 4 im Detail gezeigt ist.
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Nachfolgend wird im Herstellungsprozess die Spannschraube 8 in die Mutter 7, welche von den Fixierlaschen 3 gehalten wird, eingeschraubt, was in 5 zu sehen ist, wobei die Schraube 8 auch nach erster Einwicklung, wie in 6 und 7 gezeigt, zugeführt werden kann. Die beiden Wicklungen werden nun gegeneinander gewickelt bis deren Verjüngungen 4, 5 im Band gegenüberliegen und das Überlappen der Wicklungen erlauben oder diese übereinander stülpbar sind, wodurch eine innere Wicklung und eine äußere Wicklung mit der mittig angeordneten Durchbohrung für die Schraube gebildet werden. In 7 ist die Position kurz vor der Überlappung dargestellt und in 8 die überlappende Position erreicht. Kurz vor Überlappung und Ineinandergreifen der beiden Stützschalen 11 kommen die beiden, im Wesentlichen mittig im Bereich der Stützschalen angeordneten Bohrungen 6 in eine gemeinsame Flucht zueinander. In dieser Position während des einwickelnden Herstellungsprozesses wird der pilzförmige Dornfortsatz an der Schraube durch beide, sich gerade in Flucht befindlichen Bohrungen 6, die den gleichen Durchmesser aufweisen wie der größte Durchmesser des pilzförmigen Fortsatzes, hindurchgeführt. Nach weiterem Einwickeln kommen die beiden Stützschalen 11 übereinander und greifen ineinander womit die Einwickelposition der Bandenden gegeneinander fixiert wird, dies ist ein sich selbst justierender Vorgang im laufenden Herstellungsprozesses der Schelle. Da in dieser Position, der ineinandergreifenden Stützschalen, die beiden Bohrungen 6, durch welche vorher der pilzförmige Fortsatz 12 geführt wurde nicht mehr fluchtend übereinander liegen, ist die Schraube an ihrem Fortsatz in den Bohrungen gefangen.
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Ein Drehen der Schraube spannt nunmehr die beiden Wicklungen gegeneinander und eine Verringerung des Durchmessers der inneren Umschlingung bewirkt gleichzeitig eine Vergrößerung des Durchmessers der äußeren Umschlingung womit die Schlauchschelle einen in der inneren Wicklung liegenden Schlauch klemmen kann.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Schelle, insbesondere Schlauchschelle oder Sicherheitsschlauchschelle liegt in ihrer vereinfachten Ausführungsform, welche ein deutlich vereinfachtes Herstellungsverfahren und einen erhöhten Automationsgrad bzw. Roboterherstellung erst möglich macht. Die erfindungsgemäße Ausführung der Schelle 100 bedarf lediglich dreier Einzelelemente nämlich des Band- artigen Grundkörpers 1 in welchen die benötigten Elemente eingeformt werden, einer Mutter 7 und der speziellen Stellschraube 8. Im Herstellungsprozess kann durch die erfindungsgemäße Möglichkeit der Überlappung der Verjüngungen 4, 5, zur Erzeugung der zwei Wicklungen während des Einwickelprozesses auf den sehr komplexen, Zeit- und Kraft- aufwendigen und nicht automatisierbaren Prozess des Hindurchfädeln des Bandes in ein, mittig im Band eingebrachtes Langloch verzichtet werden. Weiter konnten durch die erfindungsgenmäße Ausführung die in der Herstellung nach dem Stand der Technik für derartige Schlauchschellen benötigten Einzelteile und erforderlichen Arbeitsschritte deutlich reduziert werden.
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Nachdem bevorzugte Ausführungen der Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurden, ist festzuhalten, dass die Erfindung nicht auf diese genauen Ausführungen und Anwendungsfälle beschränkt ist und dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen daran von einem Fachmann ausgeführt werden können, ohne dass vom Umfang der Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist abgewichen wird.
