DE19539440C1 - Federbandschelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Federbandschelle aus einem ringförmig gebogenen Federband mit einem Mittelab­ schnitt, einem ersten Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt, wobei sich die Endabschnitte in einem Überlappungsbereich überlappen und jedem Endabschnitt eine Spannbacke zugeordnet ist, die sich in Umfangs­ richtung zwischen dem Mittelabschnitt und der Spann­ backe des jeweils anderen Endabschnitts befindet.

Derartige Federbandschellen werden beispielsweise bei Kraftfahrzeugen eingesetzt, um eine Verbindung zwischen einem wasserführenden Schlauch und einem Rohrstutzen zu bewirken. Derartige Verbindungen sind beispielsweise in Kühl- und Heizsystemen von Kraftfahrzeugen vorhanden.

Eine derartige Federbandschelle ist beispielsweise aus DE 30 43 108 A1 oder DE-GM 19 55 253 bekannt. Zur Mon­ tage einer derartigen Federbandschelle werden die Spannbacken zusammengedrückt, beispielsweise mit Hilfe einer Spannzange. Hierdurch weitet sich die Federband­ schelle auf, d. h. ihr Durchmesser vergrößert sich, so daß sie auf den Schlauch aufgeschoben werden kann. Gleichzeitig verhindern die Spannbacken ein Überdehnen der Federbandschelle, wenn sie gespannt wird und sich die Spannbacken aneinander anlegen. Der so mit der Fe­ derbandschelle versehene Schlauch wird dann auf den Rohrstutzen aufgeschoben. Nach dem Lösen der Spannbac­ ken federt die Federbandschelle wieder in Richtung auf ihre Ruhelage zurück und spannt dadurch den Schlauch ringförmig auf dem Rohrstutzen fest. Alternativ dazu kann auch zuerst die Federbandschelle und dann der Schlauch auf den Rohrstutzen aufgeschoben werden. Die Federbandschelle wird dann auf den aufgeschobenen Schlauch aufgesetzt und entspannt.

Federbandschellen dieser Art haben sich aufgrund ihrer einfachen Montagemöglichkeiten und ihrer großen Zuver­ lässigkeit in vielen Anwendungsfällen bewährt. Probleme treten vereinzelt allerdings dann auf, wenn sich in dem Rohrstutzen oder dem Schlauch ein erhöhter Innendruck bildet. Dieser Innendruck kann unter Umständen zu einer Aufweitung des Schlauches und damit auch zu einer Auf­ weitung der Federbandschelle führen, so daß die Verbin­ dung undicht wird. Um dies zu verhindern, müssen die Federbandschellen dann so stark ausgelegt werden, daß sich eine relativ hohe Flächenpressung ergibt. Es kommt an den abzudichtenden Schläuchen zu erhöhtem Setzver­ halten, was die Lebensdauer der Schlauchverbindung nachteilig beeinflußt. Darüber hinaus muß bei der Mon­ tage eine erhöhte Kraft aufgewendet werden, um trotz der höheren Spannung die Federbandschelle auf dem Schlauch montieren zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dichtig­ keit einer Verbindung auch bei höheren Drücken gewähr­ leisten zu können.

Diese Aufgabe wird bei einer Federbandschelle der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß der erste End­ abschnitt zusätzlich zu seiner Spannbacke einen Vor­ sprung aufweist, der einen am zweiten Endabschnitt im wesentlichen radial zum Federband vorstehenden Anschlag zumindest in Tangentialrichtung hintergreift und so angeordnet und ausgebildet ist, daß er ein Aufweiten der auf einem Schlauch festgeklemmten Federbandschelle unter dessen Innendruck weitgehend verhindert.

Hierbei macht man sich die Erkenntnis zu nutze, daß bei einer Aufweitung der Federbandschelle durch einen auf­ tretenden Innendruck die Verschiebung der beiden End­ abschnitte gegeneinander im wesentlichen tangential oder in Umfangsrichtung verläuft. Bei der Montage der Federbandschelle, wenn die beiden Spannbacken gegenein­ ander gedrückt werden, kann man hingegen eine andere Kinematik erzwingen. Dort verläuft die Bewegung der beiden Endabschnitte der Federbandschelle nicht unbe­ dingt nur tangential zueinander. Vielmehr kann man auch eine radiale Komponente einbauen. Wenn daher die rein tangentiale Bewegung der Endabschnitte der Federband­ schelle unterbunden wird, wird die Aufweitung der Fe­ derbandschelle durch auftretende Innendrücke blockiert. Wenn derartige Innendrücke auftreten und sich die Fe­ derbandschelle aufweitet, kommt über kurz oder lang der Vorsprung zur Anlage an den Anschlag. Hierdurch wird eine weitere Aufweitung der Federbandschelle zuverläs­ sig vermieden und die Verbindung zwischen dem Schlauch und dem Rohrstutzen bleibt dicht. Höhere Flächenpres­ sungen im Normalbetrieb sind hierbei nicht notwendig, was sich positiv auf den Schlauch auswirkt. Das erhöhte Setzverhalten wird vermieden.

Die Bezeichnung "erster" und "zweiter" Endabschnitt dient lediglich der Unterscheidung der beiden Endab­ schnitte. Diese beiden Begriffe sind ohne weiteres aus­ tauschbar.

Vorzugsweise ist im entspannten Zustand ein vorbestimm­ ter Abstand zwischen dem Vorsprung und dem Anschlag vorhanden. Unter "entspanntem Zustand" soll sowohl der Zustand verstanden werden, den die Federbandschelle einnimmt, wenn sie auf einen Schlauch des der Feder­ bandschelle entsprechenden Nenndurchmessers mit einge­ stecktem Rohrstutzen aufgesetzt ist, als auch der nicht-eingebaute Zustand. Durch den Abstand wird einer­ seits die Montage erleichtert. Man kann bei der Montage den Vorsprung und den Anschlag aneinander vorbei führen, ohne daß man zunächst den Vorsprung vom Anschlag abhe­ ben muß. Im eingebauten Zustand läßt der Abstand eine kleine Bewegung der Endabschnitte der Federbandschelle gegeneinander zu, was beispielsweise zum Ausgleich von Toleranzen sinnvoll ist. Vielfach setzt sich der Schlauch auch erst im Laufe der Zeit "richtig" auf den Rohrstutzen, so daß aufgrund des kleinen Abstandes auch dann die Verbindung dicht gehalten werden kann.

Vorzugsweise weist der Abstand eine Größenordnung im Bereich von 0,5 bis 4 mm auf. Dieser Abstand ist einer­ seits klein genug, um eine übermäßige Aufweitung der Federbandschelle bei auftretenden Innendrücken zu ver­ meiden. Andererseits ist er groß genug, um die oben geschilderten Möglichkeiten bei der Montage und dem nachfolgenden Verhalten des Schlauches auf dem Rohr­ stutzen zu gewährleisten.

Vorzugsweise sind der Anschlag und/oder der Vorsprung einstückig mit dem Federband ausgebildet. Dies erleich­ tert die Fertigung. Es müssen keine zusätzlichen Ver­ bindungen zwischen Anschlag oder Vorsprung und dem Fe­ derband hergestellt werden. Darüber hinaus läßt sich mit dieser Ausgestaltung eine relativ hohe Zuverlässig­ keit erreichen, weil Anschlag und Vorsprung mit der nötigen Festigkeit am Federband festgehalten werden.

Vorzugsweise ist der Anschlag durch die Spannbacke des einen Endabschnitts gebildet. Dies erleichtert eben­ falls die Fertigung der Federbandschelle, ist aber auch beim Montieren der Federbandschelle von nutzen. Es müs­ sen einerseits keine zusätzlichen Teile an der Feder­ bandschelle vorgesehen werden. Andererseits kann man hierdurch beim Zusammendrücken der Spannbacken gleich­ zeitig den Anschlag und den Vorsprung relativ zueinan­ der so bewegen, daß eine gegenseitige Behinderung nicht erfolgt.

Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Vor­ sprung der Spannbacke des anderen Endabschnitts benach­ bart angeordnet ist. In diesem Fall läßt sich der Vor­ sprung bei der Montage relativ leicht am Anschlag vor­ beiführen.

Auch ist bevorzugt, daß der Vorsprung als Teil der Spannbacke des anderen Endabschnitts ausgebildet ist. Auch hierbei ergibt sich die gewünschte Kinematik bei der Montage der Federbandschelle, d. h. Anschlag und Vorsprung lassen sich bei der Montage mit relativ ein­ fachen Maßnahmen aneinander vorbeiführen. Im eingebau­ ten Zustand, wenn lediglich Innendrücke auf die Feder­ bandschelle wirken, wird durch die Anlage von Vorsprung und Anschlag aneinander eine Aufweitung der Federband­ schelle verhindert.

Vorzugsweise durchragt der erste Endabschnitt einen im zweiten Endabschnitt ausgebildeten Schlitz. Hierdurch wird verhindert, daß sich bei einer Beanspruchung der Federbandschelle durch einen Innendruck, der zu einer radialen Aufweitung führen würde, eine Verlagerung der beiden Endabschnitte zueinander in Axialrichtung er­ gibt. Der erste Endabschnitt wird dann vielmehr in Axi­ alrichtung im zweiten Endabschnitt festgehalten.

Hierbei ist bevorzugt, daß der Vorsprung axial einwärts in den Schlitz gerichtet ist. Dies erleichtert die Her­ stellung der Federbandschelle. Beim Erzeugen des Schlitzes kann man den Vorsprung einfach stehenlassen, d. h. er wird beim Herstellen des Schlitzes, beispiels­ weise durch Stanzen, nicht mitentfernt. Da der andere Endabschnitt aber durch den Schlitz geführt ist, ergibt sich auf diese Weise recht einfach die gewünschte Blockierung gegen eine rein tangentiale Bewegung.

Auch ist bevorzugt, daß zwei Vorsprünge vorgesehen sind, die voneinander entgegengesetzten Seiten axial einwärts in den Schlitz gerichtet sind. Hierbei ergibt sich eine gewisse Symmetrie, d. h. bei auftretenden In­ nendrücken wird der erste Endabschnitt so festgehalten, daß er sich nicht schrägstellen kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Anschlag eine geneigte Flanke auf, die dem Vorsprung zugewandt ist. Bei dieser Ausgestaltung wird nicht nur eine tan­ gentiale Anlage von Vorsprung und Anschlag aneinander realisiert. Die Berührungsfläche zwischen Anschlag und Vorsprung kann auch Kräfte in radialer Richtung aufneh­ men. Hierdurch wird die radiale Aufdehnung der Feder­ bandschelle nicht nur dadurch verhindert, daß eine tan­ gentiale Bewegung der Endabschnitte blockiert wird. Vielmehr wird auch eine radiale Aufweitung unmittelbar verhindert.

In einer anderen Alternative ist der Vorsprung am er­ sten Endabschnitt als radial vorstehende Zunge ausge­ bildet, die gegen die Innenseite des geschlossenen En­ des des Schlitzes gerichtet ist. Auch diese Variante läßt sich relativ einfach herstellen. Die Zunge kann aus dem anderen Endabschnitt herausgestanzt und dann aufgebogen werden. Beim Zurückfedern der beiden Endab­ schnitte in ihre Ruhelage schnappt dann das Ende mit dem Schlitz über die Zunge und ist damit arretiert.

Mit Vorteil ist mindestens eine Spannbacke durch die Stirnseite eines Endabschnitts gebildet. Hierdurch läßt sich die Bewegung der Spannbacke besser kontrollieren. Man kann daher den Vorsprung besser am Anschlag vorbei­ führen.

Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Stirnsei­ te zum Außendurchmesser in der Nennweite einen radialen Abstand aufweist. In diesem Fall kann man die Spann­ backe, d. h. das stirnseitige Ende des Endabschnittes, auch in Radialrichtung unterfassen und dann entspre­ chend in Radialrichtung bewegen, um den Vorsprung über den Anschlag hinwegzuführen.

Auch ist von Vorteil, wenn der Vorsprung von der Spann­ backe des ersten Endabschnitts einen Abstand von minde­ stens 60° in Umfangsrichtung aufweist. In diesem Fall steht ein relativ langer Hebelarm zur Verfügung, so daß die radiale Bewegung des Anschlags über den Vorsprung (oder umgekehrt) mit geringen Kräften erfolgen kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Spannschelle in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Detailansicht einer zweiten Ausführungsform und

Fig. 3 eine Detailansicht einer dritten Ausführungs­ form.

Eine Federbandschelle 1 besteht aus einem Federband 2, das ringförmig gebogen ist. Das Federband 2 weist einen Mittelabschnitt 3, einen ersten Endabschnitt 4 und ei­ nen zweiten Endabschnitt 5 auf, wobei sich die beiden Endabschnitte 4, 5 an den Mittelabschnitt anschließen. Die Endabschnitte 4, 5 überlappen einander in einem Überlappungsbereich. Hierzu ist der erste Endabschnitt 4 durch einen Schlitz 6 im zweiten Endabschnitt 5 ge­ führt.

Der erste Endabschnitt 4 weist an seinem dem Mittel ab­ schnitt 3 abgewandten Ende eine Rampe 7 auf, die radial geneigt nach außen abgebogen ist. An die Rampe 7 schließt sich ein Bandabschnitt 8 an, der im wesentli­ chen wieder parallel zum Umfang der Federbandschelle 1 ausgerichtet ist. Dementsprechend verläuft die Stirn­ seite des Bandabschnitts 8 im wesentlichen radial zur Federbandschelle 1. Die Stirnseite des Bandabschnitts 8 bildet damit eine Spannbacke 9, an der zur Montage der Federbandschelle 1 ein Werkzeug angesetzt werden kann.

In gleicher Weise weist auch der zweite Endabschnitt 5 eine Rampe 10 auf, die zum Umfang der Federbandschelle 1 radial auswärts geneigt ist. An die Rampe 10 schließt sich ein Bandabschnitt 11 an, dessen Stirnseite im we­ sentlichen radial zur Federbandschelle 1 verläuft und eine Spannbacke 12 bildet.

Zumindest der Bandabschnitt 11 ist durch die Rampe 10 soweit radial nach außen geführt, daß seine radiale Innenseite 13 einen kleinen Abstand zur Umfangsfläche 14 der Federbandschelle in ihrem Mittelabschnitt 3 ein­ nimmt.

Im ersten Endabschnitt 4 ist ein Vorsprung 15 angeord­ net, der sich an der Spitze einer Zunge 16 befindet, die aus dem ersten Endabschnitt 4 herausgebogen ist. Hierzu weist der erste Endabschnitt 4 eine Ausstanzung 17 auf.

Der Vorsprung 15 hintergreift einen Anschlag 18, der hier durch das geschlossene Ende 19 des zweiten Endab­ schnitts 5 gebildet ist.

Aufgrund der perspektivischen Darstellung nicht erkenn­ bar ist, daß zwischen dem Vorsprung 15 und dem Anschlag 18 im entspannten Zustand ein kleiner Abstand besteht, der in der Größenordnung von etwa 0,5 bis 4 mm liegt.

Das Zusammenwirken von Vorsprung 15 und Anschlag 18 verhindert, daß sich die beiden Endabschnitte 4, 5 bei einer Druckbeaufschlagung der Federbandschelle 1 von innen tangential zu einander bewegen. Bei einer derar­ tigen Bewegung kommt nämlich der Vorsprung 15 zur An­ lage am Anschlag 18 und blockiert damit eine weitere Bewegung.

Eine Montage der Federbandschelle 1 ist hingegen nach wie vor möglich, auch wenn hierbei eine Aufweitung der Federbandschelle notwendig ist. Diese Aufweitung wird dadurch bewirkt, daß man beim Zusammenpressen der Spannbacken 9, 12 den Anschlag 18 radial etwas nach außen bewegt und dann über den Vorsprung 15 hinwegbe­ wegt. Diese Bewegung kann dadurch unterstützt werden, daß das Werkzeug, das zum Zusammendrücken der Spann­ backen 9, 12 verwendet wird, den zweiten Endabschnitt 5 an der Innenseite 13 des Bandabschnitts 11 untergreift und dann radial etwas nach außen zieht.

Wenn man die Spannbacken 9, 12 losläßt, bewegen sich die beiden Endabschnitte 4, 5 aufgrund der Federkraft der Federbandschelle 1 wieder zurück in ihre Ausgangs­ position (oder zumindest in die Richtung dorthin, wenn ein Schlauch festgespannt werden soll), wobei das ge­ schlossene Ende 19 über die Zunge 16 gleitet und dann wieder radial nach innen einfedert. Hierdurch wird die Sicherheit gegen eine Aufweitung der Federbandschelle 1 im Betrieb durch Innendrücke erhöht. Allerdings muß die Federbandschelle 1 hierzu nicht mit einer höheren Fe­ derkraft dimensioniert werden.

Bei der Ausgestaltung nach Fig. 1 hat der Vorsprung 15 von der Spannbacke 9 des ersten Endabschnitts 4 einen Abstand von mindestens 60° in Umfangsrichtung. Hier­ durch stehen relativ lange Federwege zur Verfügung, was die Montage erleichtert.

Bei der Ausgestaltung nach der Fig. 2, bei der Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Be­ zugszeichen versehen sind, ist der Anschlag 15 der Fe­ derbandschelle 1′ näher an die Spannbacke 9 des ersten Endabschnitts 4 herangerückt. Der Abstand zwischen dem Vorsprung 15 und dem Anschlag 18 ist hier besser er­ kennbar. Ansonsten sind der Aufbau und die Funktion die gleichen wie bei der Federbandschelle 1 nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung einer Fe­ derbandschelle 51, bei der Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Geändert hat sich bei der Ausgestaltung der Federband­ schelle 51 gegenüber der Federbandschelle 1 nach Fig. 1, daß der Anschlag nunmehr durch die Rampe 7 des er­ sten Endabschnitts 4 gebildet ist. Am zweiten Endab­ schnitt 5 sind hingegen zwei Vorsprünge 52, 53 ausge­ bildet, die axial einwärts in den Schlitz 6 gerichtet sind, und zwar von einander gegenüberliegenden Seiten. Diese beiden Vorsprünge 52, 53 liegen dann an der Rampe 7 an, wenn man versucht, die beiden Endabschnitte 4, 5 durch einen von innen radial nach außen wirkenden Druck auf zuweiten. Hierbei verhindert das Zusammenwirken der Vorsprünge 52, 53 mit der Rampe 7 nicht nur, daß die beiden Endabschnitte 4, 5 tangential zueinander ver­ schoben werden. Auch eine Bewegung des ersten Endab­ schnitts 4 radial zum zweiten Endabschnitt 5 wird ver­ hindert.

Zur Montage wird der Bandabschnitt 11 mit einem geeig­ neten Werkzeug, das beispielsweise an seiner Innenseite 13 angreifen kann, sowohl radial als auch tangential bewegt, wenn die beiden Spannbacken 9, 12 zusammenge­ drückt werden. Hierbei gleiten die beiden Vorsprünge 52, 53 über die Oberfläche der Rampe 7 und gegebenen­ falls des Bandabschnitts 8, so daß die zur Montage not­ wendige Aufweitung der Federbandschelle 51 bewirkt wird. Wenn die Spannbacken 9, 12 losgelassen werden, kehren die Endabschnitte 4, 5 unter der Wirkung der Federkraft des Federbandes 2 wieder in ihre dargestell­ te Ausgangsposition zurück. Greift nun ein Druck von innen an, wird eine Aufweitung hingegen vermieden.

In allen Ausführungsformen sind die Vorsprünge 15, 52, 53 und die Anschläge 18, 7 einteilig mit dem Federband 2 ausgebildet. Sie können beispielsweise bei der Her­ stellung der Federbandschelle 1, 1′, 51 durch Stanzen und/oder Biegen gleich mit erzeugt werden.

Claims (15)

1. Federbandschelle aus einem ringförmig gebogenen Federband mit einem Mittelabschnitt, einem ersten Endabschnitt und einem zweiten Endabschnitt, wobei sich die Endabschnitte in einem Überlappungsbereich überlappen und jedem Endabschnitt eine Spannbacke zugeordnet ist, die sich in Umfangsrichtung zwi­ schen dem Mittelabschnitt und der Spannbacke des jeweils anderen Endabschnitts befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Endabschnitt zusätz­ lich zu seiner Spannbacke einen Vorsprung (15; 52, 53) aufweist, der einen am zweiten Endabschnitt im wesentlichen radial zum Federband (2) vorstehenden Anschlag (18; 7) zumindest in Tangentialrichtung hintergreift und so angeordnet und ausgebildet ist, daß er ein Aufweiten der auf einem Schlauch festge­ klemmten Federbandschelle unter dessen Innendruck weitgehend verhindert.

2. Federbandschelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im entspannten Zustand ein vorbe­ stimmter Abstand zwischen dem Vorsprung (15; 52, 53) und dem Anschlag (18; 7) vorhanden ist.

3. Federbandschelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand eine Größenordnung im Bereich von 0,5 bis 4 mm auf weist.

4. Federbandschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (18; 7) und/oder der Vorsprung (15; 52, 53) einstückig mit dem Federband (2) ausgebildet sind.

5. Federbandschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (18; 7) durch die Spannbacke (12, 9) des einen Endab­ schnitts (4, 5) gebildet ist.

6. Federbandschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (15; 52, 53) der Spannbacke (12, 9) des anderen Endab­ schnitts (5, 4) benachbart angeordnet ist.

7. Federbandschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (52, 53) als Teil der Spannbacke (12) des anderen Endab­ schnitts ausgebildet ist.

8. Federbandschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Endabschnitt (4) einen im zweiten Endabschnitt (5) ausgebildeten Schlitz (6) durchragt.

9. Federbandschelle nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorsprung (52, 53) axial einwärts in den Schlitz (6) gerichtet ist.

10. Federbandschelle nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Vorsprünge (52, 53) vorgesehen sind, die voneinander entgegengesetzten Seiten axi­ al einwärts in den Schlitz (6) gerichtet sind.

11. Federbandschelle nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (7) eine geneigte Flanke aufweist, die dem Vorsprung (52, 53) zuge­ wandt ist.

12. Federbandschelle nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorsprung (15) am ersten Endab­ schnitt (4) als radial vorstehende Zunge (16) aus­ gebildet ist, die gegen die Innenseite des ge­ schlossenen Endes (19) des Schlitzes (6) gerichtet ist.

13. Federbandschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Spann­ backe (9, 12) durch die Stirnseite eines Endab­ schnitts (4, 5) gebildet ist.

14. Federbandschelle nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stirnseite zum Außendurchmesser in der Nennweite einen radialen Abstand aufweist.

15. Federbandschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (15) von der Spannbacke (9) des ersten Endabschnitts (4) einen Abstand von mindestens 60° in Umfangsrichtung aufweist.