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Die Erfindung betrifft eine Klemme aus einem flachen Metallband oder -streifen, das zu einer Schlaufe geformt ist, die um einen Gegenstand mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, wie z. B. eine Manschette, einen Schlauch oder ein Rohr, zu befestigen ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere sogenannte stufenlose Klemmen, d.h. Klemmen, die im geschlossenen Zustand nahezu keine Unebenheiten oder Stufen an der Innenseite aufweisen.
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Die Dokumente
WO 2018/082819 A1 und
US 2009/0313792 A1 offenbaren eine Bandklemme mit einem Klemmband, dessen beide Endabschnitte sich im geschlossenen Zustand der Klemme überlappen, mit einer an dem überlappenden inneren Bandabschnitt angeordneten Zunge, wobei eine radial innere Fläche der Klemme zum Anpressen an eine Außenfläche eines zu klemmenden Gegenstandes, z.B. eine Außenfläche eine Manschette, Rohres oder Schlauches, ausgebildet ist. Eine Zungenaussparung oder ein Zungenkanal, ist in dem überlappenden äußeren Bandabschnitt vorgesehen und ist komplementär zur Form der Zunge, um die Zunge aufzunehmen.
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Ein Nachteil dieser herkömmlichen Klemmen besteht darin, dass der zu klemmende Gegenstand im Bereich der Zunge, insbesondere in der Nähe der Eintrittsseite der Zungenaussparnung, nicht zufriedenstellend verklemmt wird. Dies kann dazu führen, dass die Dichtigkeit herkömmlicher Klammern verbesserungswürdig ist.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Kompressionseigenschaften und die Dichtungsleistung der Klemme zu verbessern, insbesondere im Bereich der Eingangsseite der Zungenaussparung.
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Dieser Zweck wird durch die in Anspruch 1 definierte Klemme erreicht. Die weiteren Ansprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen und ein entsprechendes Herstellungsverfahren.
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Die Erfindung betrifft eine Bandklemme mit einem Spannband, dessen beide Endabschnitte sich im geschlossenen Zustand der Bandklemme überlappen. Das Klemmband weist eine an dem überlappenden inneren Bandabschnitt angeordnete Zunge auf, wobei eine radial innere Fläche der Zunge zum Anpressen an eine äußere Fläche eines zu klemmenden Gegenstandes ausgebildet ist, und eine in dem überlappenden äußeren Bandabschnitt vorgesehene und zur Form der Zunge komplementäre Zungenaussparung zur Aufnahme der Zunge. In diesem Zusammenhang ist der zu klemmende Gegenstand nicht besonders begrenzt und kann ein Schlauch, ein Rohr oder eine Manschette sein.
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Es wird vorgeschlagen, dass die radial innere Oberfläche der Zunge ein Querprofil aufweist, dass mindestens einen radial nach innen vorspringenden Abschnitt umfasst. In diesem Zusammenhang ist das Querprofil ein Profil in einem Schnitt senkrecht zur Längsrichtung des Bandes (d. h. in der radialen Richtung der Bandklemme in ihrer geschlossenen Konfiguration). In der gespannten Konfiguration der Klemme führt der vorspringende Abschnitt zu einer lokal erhöhten Flächenpressung, die die Dichtigkeit in dem betreffenden Bereich verbessert.
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Geringe Radialkräfte an der Stelle, an der die Zunge in die Aussparung eintritt, sind für die geringe Dichtungsleistung der Klemme verantwortlich. Die erfindungsgemäße Lösung beinhaltet einen vorspringenden Abschnitt der Zunge an dieser problematischen Stelle.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Querprofil ein V-förmiges Profil, wobei der zentrale Winkel der V-Form den vorspringenden Abschnitt bildet. Das V-förmige Profil ist eine einfache und bequeme, kostengünstige Lösung für die Herstellung.
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Vorzugsweise beträgt der Winkel zwischen jedem der seitlichen Schenkel der V-Form und einer Querrichtung im ungespannten Zustand des Spannbandes 20° oder mehr und 45° oder weniger. Geringere Winkel würden die Wirkung der lokalen Druckerhöhung auf eine zu große Fläche verteilen, und steilere Winkel würden zu einer übermäßigen Gesamthöhe des Profils führen, was Probleme beim Einsetzen der Zunge in die Zungenaussparung zur Folge hätte.
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In alternativen Ausführungsformen der Erfindung ist das Querprofil ein T-förmiges Profil oder ein W-förmiges Profil.
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Die Erfinder schlagen vor, dass der vorspringende Abschnitt mindestens um das 0,5-fache einer Materialstärke des Bandes über die seitlichen Kanten der Zunge übersteht. Geringere Höhen würden zu einer unzureichenden Wirkung der lokalen Druckerhöhung führen, da der vorspringende Abschnitt zu leicht in das zu klemmende Material einsinken würde.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Höhe des über die Seitenränder der Zunge vorspringenden Abschnitts in Längsrichtung der Zunge ungleichmäßig. Vorzugsweise nimmt eine Höhe des über die seitlichen Ränder der Zunge vorstehenden Abschnitts ab, vorzugsweise auf Null, wenn man sich einem Ende der Zunge in Längsrichtung der Zunge nähert. Dies erleichtert das Einführen der Zunge in die Zungenaussparung und verhindert, dass sich die Zunge aufwölbt und die Oberfläche des darunter liegenden zu klemmenden Gegenstands, d. h. des Schlauchs, Rohrs oder Stiefels, beschädigt. Die variable Höhe des vorspringenden Abschnitts, insbesondere das V-förmige Profil über die Länge der Zunge, verbessert die Stufenlosigkeit der Klemme, d.h. die Gleichmäßigkeit der Dichtungsleistung.
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Um die Wirkung auf einen Bereich in der Nähe der Eingangsseite der Zungenaussparung zu konzentrieren, enthält die Zunge vorzugsweise einen Endteil, bei dem das Querprofil der Zunge flach ist. Der flache Endteil der Zunge sorgt dafür, dass das darunter liegende Material nicht beschädigt wird und die Zunge somit leicht gleitet. Dies erleichtert das Schließen der Klemme auf dem darunter liegenden Material und hilft, eine Beschädigung des darunter liegenden Materials (insbesondere einer Manschette aus thermoplastischem Gummimaterial wie TPE) zu vermeiden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Zunge in der Reihenfolge von einem freien Ende nach hinten in Längsrichtung einen Endabschnitt mit einem flachen Profil, gefolgt von einem Keilabschnitt, in dem die Höhe des vorspringenden Abschnitts des Profils allmählich zunimmt, einem mittleren Abschnitt, in dem die Höhe des vorspringenden Abschnitts des Profils konstant ist, und einem Wurzelabschnitt, in dem die Höhe allmählich abnimmt, um in den Hauptabschnitt des Klemmbandes überzugehen.
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Geringe Radialkräfte an der Stelle, an der die Zunge in die Aussparung eintritt, sind für die geringe Dichtungsleistung der Klemme verantwortlich. Die erfindungsgemäße Lösung beinhaltet eine V-Form an der Zunge. Die variable Höhe des V-förmigen Profils über die Länge der Zunge verbessert die Stufenlosigkeit der Klemme.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen und Figuren. Die gesamte Beschreibung, die Ansprüche und die Figuren offenbaren Merkmale der Erfindung in bestimmten Ausführungsformen und Kombinationen. Der Fachmann wird die Merkmale auch einzeln betrachten und in weiteren Kombinationen oder Unterkombinationen kombinieren, um die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, an seine Bedürfnisse oder an bestimmte Anwendungsgebiete anzupassen.
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Die Figuren veranschaulichen das Folgende:
- 1 zeigt eine Bandklemmen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einem vormontierten Lieferzustand;
- 2a ist eine Schnittdarstellung der Bandklemme gemäß der ersten Ausführungsform entlang der Schnittlinie IIa in 1, jedoch im gespannten Zustand der Klemme;
- 2b ist eine Schnittansicht der Bandklemme gemäß der ersten Ausführungsform entlang der Schnittlinie IIb in 1, jedoch in gespanntem Zustand der Klemme;
- 3 ist eine perspektivische Ansicht der Zunge einer Bandklemme gemäß der ersten Ausführungsform in einer offenen Konfiguration des Bandes;
- 4 ist eine Draufsicht auf die Zunge einer Bandklemme gemäß der ersten Ausführungsform in einer offenen Konfiguration des Bandes;
- 5 ist eine Seitenansicht der Zunge in der offenen Konfiguration des Bandes;
- 6a veranschaulicht die Druckverteilung in einer gespannten Konfiguration des Bandes in der Nähe des Eingangsbereichs der Zungenaussparung einer herkömmlichen Bandklemme;
- 6b illustriert die Druckverteilung wie in 6a für eine erfindungsgemäße Bandklemme;
- 7 zeigt eine Bandklemme gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einer Zunge, die ein T-förmiges Profil aufweist; und
- 8 zeigt eine Bandklemme gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung mit einer Zunge mit einem W-förmigen Profil.
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1 zeigt eine Bandklemme gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in geschlossener, aber nicht gespannter Konfiguration.
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Die Bandklemme umfasst ein Spannband 10 mit zwei Endabschnitten 11, 12. Im geschlossenen Zustand der Klemme überlappen die beiden Endabschnitte 11, 12 miteinander. Der überlappte innere Bandabschnitt 11 des Klemmbandes 10 umfasst eine Zunge 13. Die Zunge 13 ist ein Abschnitt, dessen Breite geringer ist als die Breite des restlichen Bandes 10, wobei die Breite vorzugsweise weniger als 40 % der Gesamtbreite, vorzugsweise weniger als 30 %, beträgt.
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Eine radial innere Oberfläche 13a der Zunge 13 ist so gestaltet, dass sie gegen eine äußere Oberfläche eines zu klemmenden Objekts (nicht dargestellt) gedrückt wird. Das Klemmband 10 umfasst ferner eine Zungenaussparung 14, die in dem überlappenden äußeren Bandabschnitt 12 vorgesehen ist und komplementär zur Form der Zunge 13 ist, um die Zunge 13 aufzunehmen.
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In der Ausführungsform von 1 ist die Bandkleme als Flachprofilklemme ausgebildet, wobei der andere, der Zunge 13 gegenüberliegende Endabschnitt des Klemmbandes 10 eine Struktur 15 mit Öffnungen aufweist, die so gestaltet sind, dass sie in einen entsprechenden Haken 16 am inneren Endabschnitt 11 des Klemmbandes 10 eingreifen, wobei der Haken 16 einen Spannhaken 16a als Greifstruktur für ein Spannwerkzeug und einen Lasthaltehaken 16b zum Halten der Last nach dem Schließen der Klemme aufweist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Flachprofilklemmen beschränkt und kann auch auf andere Arten von Klemmen, wie z. B. Ohrklemmen, angewendet werden.
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Wenn die Klemme mit Hilfe des Werkzeugs gespannt wird, wird die Zunge 13 in die Zungenaussparung 14 bewegt, wie durch einen Pfeil A in 1 dargestellt.
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Die 2a und 2b zeigen Schnitte entlang der gestrichelten Linien IIa und IIb in nach dem Einschieben der Zunge 13 in die Zungenaussparung 14.
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Die Zungenaussparung 14 enthält eine in Umfangsrichtung der Klemme geöffnete Eintrittsöffnung zur Aufnahme der Zunge 13. Im Klemmband sind auf beiden Seiten der Eintrittsöffnung der Zungenaussparung 14 Stufen 14a, 14b ausgebildet, um den äußeren Bandabschnitt 12 auf die Höhe des zu klemmenden Objekts zu bringen, d. h. im Wesentlichen auf die Höhe der radial inneren Oberfläche 13a der Zunge 13 in der gespannten Konfiguration der Klemme. Die Stufen 14a und 14b verlaufen senkrecht zur Längsrichtung des Klemmbandes, wie in dargestellt. Sie können jedoch auch in einem Winkel zur Längsrichtung gebildet werden, um eine trichterförmige Zungenaussparung 14 zu erhalten. Die Wurzel der Zunge 13 kann dann ein komplementäres trapezförmiges Wurzelteil (nicht dargestellt) aufweisen.
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Wie in den 2a und 2b dargestellt, weist die radial innere Oberfläche 13a der Zunge 13 einer erfindungsgemäßen Bandklemme ein Querprofil mit mindestens einem radial nach innen ragenden vorspringende Abschnitt 17 auf. Im gespannten Zustand der Klemme bewirkt der vorspringende Abschnitt 17 eine leicht erhöhte Flächenpressung, die die Dichtwirkung in dem betreffenden Bereich verbessert.
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In der Ausführungsform der 1 bis 5 ist das Querprofil ein V-förmiges Profil, wobei der zentrale Winkel der V-Form den vorspringenden Abschnitt 17 bildet. Ein Winkel α zwischen jedem der seitlichen Schenkel der V-Form und einer Querrichtung in einem nicht gespannten Zustand des Klemmbandes 10 beträgt 20° oder mehr und 45° oder weniger. Der vorspringendeAbschnitt 17 ragt etwa um das 0,5-fache der Materialdicke des Bandes 10 über die seitlichen Kanten der Zunge 13 hinaus.
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3 ist eine perspektivische Ansicht der Zunge 13 in einer offenen Konfiguration des Bandes 10, 4 ist eine Draufsicht auf die Zunge in der offenen Konfiguration des Bandes 10, und 5 ist eine Seitenansicht der Zunge in der offenen Konfiguration des Bandes 10. Die Höhe des über die Seitenkanten der Zunge 13 vorspringenden Abschnitts 17 ist in Längsrichtung der Zunge 13 ungleichmäßig. Die Zunge 13 umfasst einen Wurzelabschnitt an den Schulterabschnitten 10a, 10b, an denen die Breite des Bandes 10 von der vollen Breite des Hauptabschnitts des Klemmbandes 10 auf die Breite der Zunge 13 verringert wird, wobei die Verringerung schrittweise oder allmählich erfolgen kann. Die Zunge 13 umfasst ferner einen Endabschnitt 13b an einem freien Ende der Zunge 13, das dem Wurzelabschnitt gegenüberliegt.
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Der Endabschnitt 13b hat ein flaches Profil und wird in Längsrichtung gefolgt von einem Keilabschnitt 13c, in dem die Höhe des vorspringenden Abschnitts 17 des Profils allmählich zunimmt, und einem mittleren Abschnitt 13d, in dem die Höhe des vorspringenden Abschnitts 17 des Profils konstant ist, wobei sich der durch das Profil gebildete Grat weit über die Schulterabschnitte 10a, 10b des Bandes 10 hinaus in einen Abschnitt erstreckt, der die volle Breite des Bandes 10 hat, d. h. der vorstehende Teil 17 erstreckt sich über die Länge der Zunge hinaus in den Hauptteil des inneren Bandabschnitts 11. Die Länge des Endabschnitts 13b und des Keilabschnitts 13c beträgt zwischen 15 und 30 % der Gesamtlänge der Zunge 13. Die Längen der verschiedenen Abschnitte 13b - 13d der Zunge 13 sind so ausgelegt, dass eine ausreichende Biegsamkeit des Endabschnitts 13b, ein reibungsloses Einführen in die Aussparung der Zunge 13 durch den Keilabschnitt 13b, die Vermeidung einer Beschädigung des darunter liegenden Materials des zu klemmenden Gegenstands und eine geeignete Platzierung des Bereichs mit erhöhtem Druck an einem Eingang der Zungenaussparung 14 aufgrund der Struktur und Länge des mittleren Abschnitts 13d ermöglicht werden.
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An beiden Seiten des inneren Bandendteils 11 sind Seitenschienen 20 angebracht. Sie ragen radial nach innen, um die Abdichtungsleistung an dem zu befestigenden Gegenstand zu verbessern. Außerdem versteifen sie das Bandmaterial gegen Knicken oder Biegen während des Anziehens der Klemme. Die Seitenschienen 20 überlappen den Keilabschnitt 13c der Zunge 13 in einer Seitenansicht senkrecht zur Längsrichtung gesehen. Dies verbessert die kontinuierliche Dichtwirkung über den gesamten Klemmenumfang und sichert somit den stufenlosen Charakter der Klemme.
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6a zeigt eine Druckverteilung in einem angezogenen Bereich in der Nähe des Eingangsbereichs der Zungenaussparung 14 einer herkömmlichen Bandklemme und 6b zeigt die Druckverteilung im gleichen Bereich für eine erfindungsgemäße Bandklemme, wobei dichtere Schraffuren einem höheren lokalen Druck entsprechen. Die Zeichnungen konzentrieren sich auf die Dichtwirkung der Zunge 13. Die Wirkung der Seitenschienen 20 wird weggelassen, um die Druckverteilung einfach zu halten und besser nachvollziehen zu können.
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Es ist zu beachten, dass zwischen den Schultern 10a, 10b des Bandes 10 und den Stufen 14a, 14b links und rechts von der Zungenaussparung 14 ein Spalt 18 in Umfangsrichtung verbleibt. Bei Klemmen nach dem Stand der Technik führt der Spalt 18 zu einem Bereich 19a mit vermindertem Druck, der in 6a als gestrichelte Ellipse dargestellt ist, während der vorspringende Abschnitt 17 der Zunge 13 zu einem Bereich 19b mit erhöhter Flächenpressung im gleichen Bereich führt, wie in 6b dargestellt. Der Fachmann wird erkennen, dass die Druckverteilung der erfindungsgemäßen Klemme (6b) in einem Bereich am Eingang der Ausnehmung stärker konzentriert ist als in 6a.
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In den 7 und 8 sind weitere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Um Wiederholungen zu vermeiden, beschränkt sich die folgende Beschreibung dieser weiteren Ausführungsformen im Wesentlichen auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform der Erfindung. Wegen der unveränderten Merkmale wird der Fachmann auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen. Für gleich oder ähnlich wirkende Merkmale der weiteren Ausführungsformen werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die Gemeinsamkeiten zu betonen.
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7 zeigt eine Ausführung, bei der das Querprofil der Zunge 13 ein T-förmiges Profil ist, und 8 zeigt eine Ausführung, bei der das Querprofil der Zunge 13 ein W-förmiges Profil mit zwei Rippen als vorstehende Teile 17 auf der Zunge 13 ist.
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Liste der Referenznummern
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- 10
- Band
- 10a, 10b
- Schulterabschnitte
- 11
- innerer Bandendabschnitt
- 12
- äußeres Bandende
- 13
- Zunge
- 13a
- Innenfläche der Zunge
- 13b
- Endabschnitt
- 13c
- keilförmiger Abschnitt
- 13d
- Mittelteil
- 14
- Zungenaussparung
- 14a, 14b
- Stufen
- 14c
- Eingangsöffnung der Zungenaussparung
- 15
- Aufbau
- 16
- Haken
- 17
- vorspringender Abschnitt
- 18
- Lücke
- 19a
- Bereich mit reduziertem Druck
- 19b
- Bereich mit reduziertem Druck
- 20
- Seitenschienen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2018082819 A1 [0002]
- US 20090313792 A1 [0002]
