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Schlauchklemme Die Erfindung betrifft eine federnde, ringförmig gebogene
Schlauchklemme mit einander überlappenden Spannenden, deren Innendurchmesser in
entspanntem Zustand kleiner als der Schlauchaußendurchmesser ist und die aus einem
den Spannenden abgewandten, etwa halbkreisförmigen Abschnitt mit daran anschließenden,
in die Spannenden auslaufenden Viertelkreisschenkeln besteht, deren Radien sich
kreuzen.
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Der kleinere Innendurchmesser der Schlauchklemme gegenüber dem Schlauchaußendurchmesser
führt zwar bei bekannten Schlauchklemmen dieser Art die Klemmung herbei, wenn die
Klemme zum Aufsetzen auf den Schlauch aufgespreizt wird, je-
doch kommt es
zu einer ungleichmäßigen Flächenpressung durch die Schlauchklemme, da ein Aufspreizen
unter über den Umfang verteilter gleichmäßiger Durchmesservergrößerung mittels der
Spannenden nicht möglich ist. Die bekannten Schlauchklemmen verformen sich also
im wesentlichen nur in einem mittleren Bereich des halbkreisförmigen Ab-
schnittes
beim Aufspreizvorgang, so daß es an dieser Stelle und im Bereich der Spannenden
zu einem mehr oder weniger begrenzten Anliegen dieser Klemmteile am Schlauch kommt.
Insbesondere im Bereich der Spannenden drückt sich die Klemme stark in den Schlauch
ein und verformt ihn dort in unzulässiger Weise.
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Diese Nachteile sucht bereits eine andere bekannte Schlauchklemme
zu vermeiden, bei welcher der Radius des halbkreisförmigen Abschnittes etwa
30
bis 45,% des Schlauchaußendurchmessers betragen soll, während die Radien
der Viertelkreisschenkel dem Außenradius des Schlauches entsprechen sollen. Alle
Radienmittelpunkte sollen dabei in einer gemeinsamen Ebene liegen. Auch diese Schlauchklemme
vermag jedoch nicht eine gleichmäßige Flächenpressung über den gesamten Klemmenumfang,
insbesondere bei differierenden Schlauchaußendurchmessern, herbeizuführen. Da auch
hier beim Aufspreizen der Klemme im wesentlichen nur der mittlere Bereich des halbkreisförinigen
Abschnittes verformt wird und da ferner im entspannten Zustand der Abstand zwischen
den Spannenden und dem mittleren Bereich des halbkreisförmigen Ab-
schnittes
immer noch wesentlich kleiner als der Schlauchaußendurchmesser ist, kommt es auch
hier zu einem Eindrücken der Spannenden in den Schlauch.
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Die Spannenden schieben sich gewissermaßen von der Seite her bei Entfernung
des Aufspreizwerkzeuges in den Schlauch hinein. Dies gilt für den Fall, daß der
Schlauchaußendurchmesser dem doppelten Radius der Viertelkreisschenkel entspricht.
Eine gleichmäßige Übertragung der Spannkraft mittels der Viertelkreisschenkel auf
den Schlauchaußendurchmesser ist auf diese Weise weitgehend verhindert. Ist aber
der Schlauchaußendurchmesser kleiner als der doppelte Radius der Viertelkreisschenkel,
so können diese infolge ihres größeren Innendurchmessers ebenfalls nur in einem
mehr oder weniger stark begrenzten Bereich zur Anlage am Schlauch kommen. Eine Anlage
über den gesamten Umfang der Viertelkreisschenkel ist bei der sich so ergebenden
Durchmesserdifferenz nicht möglich.
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Bei einer anderen bekannten Schlauchklemme ist auch der untere Halbkreis
in zwei Viertelkreisabschnitte mit sich kreuzenden Radien aufgeteilt. Alle Radienmittelpunkte
liegen dabei auf einer gemeinsamen Verbindungslinie, welche näher zum unteren Halbkreisabschnitt
hin liegt als eine den Ab-
stand zwischen dem Kreuzungspunkt der Spannenden
und dem Scheitel des Halbkreisabschnittes teilende Mittellinie. Mit dieser Anordnung
soll erreicht werden, daß sich beim Aufspannen eine derartige Klemme auch im Halbkreisabschnitt
im aufgespannten Zustand zu einer möglichst idealen Kreisform verformt. Tatsächlich
ergibt sich aber im ungespannten Zustand bei dieser Klemme ein Knick im Bereich
des Scheitels des unteren Halbkreisabschnittes, in welchem während des Aufspannvorganges
ganz erhebliche Spannungsspitzen auftreten. Diese Spannungsspitzen führen nicht
zu einer gleichmäßigen Aufbiegung des Knickes, sondern insbesondere bei spröderen
Werkstoffen zu einem Zerbrechen der Klemme an diesem Punkt. Falls die Klemme aber
nicht zerbricht, bleibt der Knick auch nach dem Aufspannen nahezu voll erhalten,
so daß die so ausgebildete
bekannte Klemme irn Scheitelbereich
des Halbkreisabschnittes nicht am Schlauch anliegt.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Schlauchklemme
zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Klemmen vermeidet und eine möglichst
gleichmäßige Flächenpressung über den gesamten Umfang des Schlauches auch bei stärker
differierenden Schlauchaußendurchmessern herbeiführt.
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Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mittelpunkt
des Halbkreisabschnittes auf der zwischen den Spannenden verlaufenden Mittellinie
einen endlichen Abstand zur Verbindungslinie der Mittelpunkte der Viertelkreisschenkel
hat.
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Mit dieser Maßnahme wird eine Verlagerung der übergangsstellen zwischen
dem Halbkreisabschnitt und den Viertelkreisschenkeln von den Spannenden weg erreicht,
wodurch ein zusätzlicher Zwischenabschnitt am Schlauchklemmenumfang geschaffen wird.
Dieser Zwischenabschnitt kann in seiner Krümmung der Krümmung der Viertelkreisschenkel
folgen. Beim Aufspreizen der Qrfindungsgemäß ausgebildeten Schlauchklemme kommt
es also zunächst zu einer ausreichenden Verformung im mittleren Bereich des Halbkreisabschnittes,
so daß dieser im Spannun 'aszustand sowhl im mittleren Bereich als auch in der Nähe
der übergangsstellen mit gleichmäßig verteilter Spannung am Schlauch anliegt. Es
kommt bei der erimdungsgemäßen Schlauchldemme also nicht wie bei der eingangs geschilderten
Anordnung zu einem vorzeitigen Abstützen der Schlauchklemme am Schlauch im Bereich
der Spannenden und damit zu einem Eindrücken der Spannenden sowie zu einer mangelnden
Spannung im Bereich der übergangsstellen. Vielmehr können sich die Viertelkreisschenkel
unter gleichmäßiger Spannungsverteilung sowohl im Bereich der Spannenden als auch
in der Nähe des Zwischenabschnittes gleichmäßig an den Schlauch anlegen, wobei es
auch in dem dazwischenliegenden Bereich zu einer gut verteilten Flächenpressung
kommt.
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Die erfindungsgemäße Schlauchldemme hat ferner den Vorteil, daß auch
bei vom Nennmaß nach oben oder unten abweichenden Schlauchdurchmessern die gleichmäßige
Verteilung der Flächenpressung über einen relativ großen Bereich aufrechterhalten
wird. Ist der Schlauchdurchmesser kleiner als das Neunmaß, so wird eine ausreichende
Spannung immer noch dadurch übertragen, daß der Innendurchmesser der Schlauchklemme
kleiner als der vorgesehene Schlauchaußendurchmesser ist. Ist hingegen der Schlauchaußendurchmesser
größer als sein Nennmaß, so ermöglicht der durch die Mittelpunktverlagerung erzeugte
Zwischenabschnitt dennoch eine Anlage an mehreren Stellen, nämlich an den übergangsstellen
zwischen Halbkreisabschnitt und Viertelkreisschenkeln, im mittleren Bereich des
Halbkreisabschnittes und im Bereich der Spannenden, so daß von diesen Stellen ausgehend
für eine gleichmäßige Flächengpressung Sorge getragen ist.
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Zweckmäßigerweise beträgt der Abstand des Mittelpunktes des Halbkreisabschnittes
von den Mittelpunkten der Viertelkreisschenkel etwa 5 bis 10% des Radius
des Halbkreisabschnittes. Für die gängigen Schlauchaußendurchmesser, die also etwa
zwischen 10 und 60 mm liegen, kann dieser Abstand durchweg etwa,.l
mm betragen. Da sich die Viertelkreisschenkelradien äuf der durch den Kreuzungspunkt
der Spannenden gehenden Mittellinie kreuzen, liegen ihre Mittelpunkte
je-
weils in einem Abstand zu dieser Mittellinie. Dieser Abstand kann vorteilhafterweise
etwa 5 bis 100#i der Viertelkreisschenkelradien betragen. Für die obengenannten
gängigen Schlauchdurchmesser kann dieser Abstand durchweg etwa 1,25 mm groß
sein.
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Zur Vergößerung des Zwischenabschnittes und dem dadurch bewirkten
Verformungsausgleich können sich die Viertelkreisschenkel über die Verbindungslinie
ihrer Radienmittelpunkte und eine Parallele durch den Mittelpunkt des Halbkreisabschnittes
hinaus in den Halbkreisabschnitt hinein erstrekken. Damit liegen die übergangsstellen
in bezug auf den Mittelpunkt des Halbkreisabschnittes auf der den Spannenden abgewandten
Seite, so daß der Halbkreisabschnitt keinen vollständigen Halbkreis mehr bildet,
sondern von seinem Mittelpunkt ausgehend einen Winkel von etwa 160 bis
170' einschließt.
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Zur Erzielung ausreichender Vorspannung kann der Radius des Halbkreisabschnittes
etwa 10 bis 20% kürzer als die Hälfte des Schlauchaußendurchmessers sein.
Bei den vorgenannten gängigen Schlauchdurchmessern ist es vorteilhaft, wenn die
Differenz zwischenHalbkreisabschnitt- undSchlauchaußenradius etwa 2 mm beträgt.
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Die Radien der Viertelkreisschenkel sind zwar kleiner als der Schlauchaußenradius,
sollen aber zweckmäßigerweise etwa 5 bis 15% länger als der Radius des Halbkreisabschnittes
sein, wobei diese Längendifferenz bei den gängigen Schlauchdurchmessern etwa
1,5 mm betragen soll.
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Zur Einleitung der Aufspreizkraft und zur Erzielung einer gleichmäßigen
Verformung der Schlauchklemme ist es vorteilhaft, wenn die Spannenden in an sich
bekannter Weise tangential auslaufen. Ihre freien Enden können dabei in Richtung
auf den Halbkreisabschnitt weisen, so daß eine im Kreuzungspunkt zwischen Mittellinie
und Viertelkreissehenkeln angelegte Tangente mit den Spannenden einen Winkel von
etwa 2 bis 121 einschließt. Dieser Winkel kann vorzugsweise etwa 81 betragen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles
in der Zeichnung näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt die erfindungsgemäß ausgebildete Schlauchklemme
im ungespannten Zustand mit den an ihr vorgesehenen geometrischen Verhältnissen;
F i a. 2 zeigt in schematischer und zum Verständnis vergröberter Darstellung
das Spannverhalten der erfindungsgemäßen Schlauchklemme; F i g. 3 zeigt das
Spannverhalten einer bekannten Schlauchklemme; F i g. 4 zeigt das Spannverhalten
einer weiteren bekannten Schlauchklemme.
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Die in F i g. 1 dargestellte Schlauchklemme 1 hat einen
halbkreisfönnigen Abschnitt 2 mit daran anschließenden Viertelkreisschenkeln
3, die in einander überlappende Spannenden 4 auslaufen. Der Radius des Halbkreisabschnittes
2 ist mit R, und die Radien der Viertelkreisschenkel 3 sind mit R2 bezeichnet.
Der Mittelpunkt 7 des Halbkreisabschnittes 2 hat auf der zwischen den Spannenden
4 verlaufenden Mittellinie 9 einen endlichen Abstand a zu den Mittelpunkten
8 der Viertelkreissehenkel 3. Die Mittelpunkte 8 der Viertelkreissehenkel
3 liegen auf einer
gemeinsamen, zur Mittellinie
9 senkrecht verlaufenden Verbindungslinie 10, und zwar jeweils auf
der dem zugehörigen Viertelkreisschenkel abgewandten Seite. Einander entsprechende
Radien R2 der Viertelkreisschenkel kreuzen sich also auf der Mittellinie
9.
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Durch den Abstand a des Mittelpunktes 7 zu den Mittelpunkten
8 bzw. zu der Verbindungslinie 10
wird in Richtung der Mittellinie
9 am Umfang der Schlauchklemme je ein Zwischenabschnitt
6 gewonnen, dessen Länge dem, Abstand a entspricht. Es ergeben sich mithin
übergangsstellen 5 zwischen den Radien Ri und R.. Diese übergangsstellen
können jedoch auch wie bei der in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsform
jenseits des Mittelpunktes 7 dem Halbkreisabschnitt 2 zugewandt liegen, so
daß ihre Verbindungslinie 11 ihrerseits einen größeren Ab-
stand
b zur Linie 10 hat. Hierdurch wird der Zwischenabschnitt
6 vergrößert und der Abschnitt 2 stellt keinen vollen Halbkreis dar; seine
äußeren Radien schließen einen Winkel von etwa 160 bis 170' ein.
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Die Mittelpunkte 8 der Radien R, der Viertelkreisschenkel
3 haben zur Mittellinie 9 einen Ab-
stand c. Der Abstand a kann
etwa 5 bis 10 % des Radius Ri des Halbkreisabschnittes 2 betragen;
bei gängigen Schlauchdurchmessern beträgt er etwa 1 mm. Der Abstand c soll
etwa 5 bis 10% der Viertelkreisschenkelradien R22 vorzugsweise jedoch
1,25 mm betragen. Der Radius Ri des Halbkreisabschnittes2 soll etwa um 10
bis 20% kürzer als der Schlauchaußenradius sein, was etwa 2 mm bei gängigen Schlauchdurchmessern
entspricht. Die RadienR2 der Viertelkreisschenkel sollen kleiner als die Schlauchaußenradien,
jedoch um etwa 5 bis 15 1/o (entsprechend etwa 1,5 mm bei gängigen
Schlauchaußendurchmessern) länger als der RadiusR, sein.
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Wie aus F i g. 1 hervorgeht, können die Spannenden 4 in Richtung
auf den Halbkreisabschnitt 2 weisen, so daß sich zwischen einer im Kreuzungspunkt
zwischen Mittellinie9 und Viertelkreisschenkeln 3 angelegten Tangente 12
und den Spannenden ein Winkel oc ergibt, der zwischen 2 bis 121, vorzugsweise aber
8' betragen soll. Durch diesen Winkel findet eine gleichmäßige Krafteinleitung
statt, die zu einem gleichmäßigen Aufspreizen über den Umfang der Schlauchklemme
führt.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schlauchklemme und ihre Spannverhältnisse
werden im folgenden an Hand der F i g. 2 erläutert. Dort ist ein auf einem
Rohr 14 aufsitzender Schlauch 13 dargestellt, der mittels der Schlauchklemme
1 festgeklemmt werden soll. Es sei angenommen, daß der Schlauchnenndurchmesser
seinem, den geometrischen Verhältnissen der Schlauchklemme zugrunde liegenden Istdurchmesser
entspricht. In diesem Fall ergeben sich Bereiche höherer spezifischer Flächenpressung
A an den Zwischenabschnitten 6 bzw. den übergangsstellen
5 sowie ein derartiger Bereich B in der Nähe der einander überlappenden Spannenden.
In den dazwischenliegenden Bereichen nimmt die Flächenpressung ab. Es ist allerdings
festzustellen, daß es zu einer annähernd gleichmäßigen Flächenpressungsverteilung
deswegen kommt, weil das vergleichweise elastische Schlauchmaterial ausgleichend
wirken kann. Die in der F i g. 2 dargestellten Verhältnisse, wonach in den
Zwischenbereichen die Schlauchklemme außer Kontakt mit dem Schlauch 14 ist, dienen
lediglich der Erläuterung des Erfindungsgegenstandes. Tatsächlich gräbt sich die
Schlauchklemme auch in diesen Bereichen etwas in die Schlauchoberfläche infolge
der Schlauchelastizit ät ein.
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Ist der Schlauchaußendurchinesser kleiner als sein Nenndurchmesser,
so verringert sich der zwischen den Bereichen A gelegene Bereich geringerer
spezifischer Flächenpressung, da sich dadurch die Tendenz der Abstützung des Halbkreisabschnittes
2 in der Nähe der übergangsstellen 5 auf den Schlauchaußendurchmesser verringert.
Auch der Bereich größerer Flächenpressung B wird vergrößert, so daß es zu noch gleichmäßigerer
Lastverteilung über den Schlauchumfang kommt.
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F i g. 3 zeigt die Spannverhältnisse einer bekannten Schlauchklemme
in entsprechend vergröberter Darstellung, deren Innendurchinesser generell kleiner
als der Schlauchaußendurchmesser ist. Aus F i g. 3
geht hervor, daß sich hier
verhältnismäßig kleine Bereiche C und D ergeben, in denen eine hohe
Flächenpressung auftritt. Die Zwischenbereiche mit geringer oder fast völlig aufgehobener
Flächenpressung zwischen den Bereichen B und C sind sehr groß. Im den den
Spannenden zugewandten Bereich D graben sich diese aber tief in den Schlauchumfang
ein, wobei sie sich während des Spannvorganges von der Seite her einschieben können.
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F i g. 4 zeigt die Spannverhältnisse an einer anderen bekannten
Schlauchklemme, bei der die Mittelpunkte der Radien der Viertelkreisschenkel und
des Halbkreisabschnittes alle auf der Verbindungslinie 10 (F i
g. 1) liegen. Bei dieser bekannten Schlauchklemme entsprechen im übrigen
die Radien der Viertelkreisschenkel dem Schlauchaußendurchmesser. Es ist aus F i
g. 4 zu erkennen, daß sich hier wiederum Anlagebreiche E relativ hoher
spezifischer Flächenpressung in der Nähe der Spannenden ergeben, die allerdings
näher zu den übergangsabschnitten hin liegen können. Da der Abstand zwischen den
Spannenden und dem mittleren Bereich des halbkreisförmigen Abschnittes immer noch
wesentlich kleiner als der Schlauchaußendurchmesser ist, kommt es auch hier zu einem
starken Eindruck. Die ausgleichenden Zwischenabschnitte gemäß der Erfindung fehlen,
da alle Mittelpunkte auf einer Linie liegen. Infolge der relativ großen Radien der
Viertelkreisschenkel kann dieser Anordnung ferner eine ausreichende Spannwirkung
im Bereich der äußersten Teile der Spannenden fehlen.
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Ein weiterer Mangel besteht in der relativ geringen Umfassung im Bereich
der Spannenden der bei der erfindungsgemäßen Schlauchklemme durch den Winkel a ausgeglichen
ist.