DE19650675A1 - Profilschelle - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Profilschelle mit
einem Schellenband, das an beiden Seiten nach innen
gebogene Flanschteile und an beiden Enden etwa radial
nach außen stehende Spannwände aufweist, und mit Mit
teln zum Verbinden der beiden Spannwände.
Derartige Profilschellen sind aus DE 30 38 491 C2 be
kannt. Sie haben hauptsächlich die Aufgabe, zwei
flanschartige Bauteile zusammenzuhalten, was recht gro
ße Spannkräfte erfordert. Diese Profilschellen wurden
bisher mit Hilfe einer die beiden Spannwände zusammen
ziehenden Schraubverbindung gespannt, die mit einem
vorgegebenen Drehmoment festgezogen wird. Wegen der im
Gewinde auftretenden Reibung geht ein erheblicher Teil
des Drehmoments verloren. Dies bedeutet, daß bei der
Montage mehr Energie aufgebracht werden muß als für das
Spannen an sich notwendig ist. Bei der Montage müssen
mehrere Teile, nämlich Schraube und Mutter, zumeist
aber noch Führungsbuchsen und Versteifungselemente, an
Ort und Stelle gebracht werden, was einen nicht zu ver
nachlässigenden Aufwand mit sich bringt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Profil
schelle der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die
billiger ist und sich einfacher montieren läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
zwecks einteiliger Schellengestaltung am radial äußeren
Ende der einen Spannwand ein etwa tangential verlaufen
der Steg abgebogen ist, daß der Steg nahe dem freien
Ende ein Widerlager aufweist, das mit einem Rasthaken
an der anderen Spannwand einen durch Gegeneinander
drücken der beiden Spannwände betätigbaren Schnappver
schluß bildet, und daß beide Spannwände und ihr Über
gang zum angrenzenden Schellenband durch Materialver
formungen versteift sind.
Weil die Profilschelle einteilig ist, entfallen alle
Zusatzteile, die bisher für die Schraubverbindung er
forderlich waren. Dies senkt die Kosten und das Ge
wicht. Das Spannen der Profilschelle erfolgt durch das
Ansetzen eines Werkzeugs, beispielsweise einer Zange
und anschließendes Gegeneinanderdrücken der Spannwände,
bis der Schnappverschluß einrastet. Dieser Zeitpunkt
ist durch ein metallisches Klick-Geräusch erkennbar.
Der Monteur ist daher sicher, daß die endgültige Posi
tion der Profilschelle erreicht ist, selbst wenn eine
visuelle Kontrolle nicht oder nur bedingt möglich ist.
Im Vergleich zu einer Schraubverbindung sind wesentlich
geringere Kräfte notwendig, um die gleiche Spannung zu
erzielen. Entsprechend gering ist der Energiebedarf bei
der Montage, insbesondere in der Massenmontage. Die
einteilige Versteifung erlaubt es, die bei Profilschel
len üblichen großen Spannkräfte aufzubringen, ohne daß
eine bleibende Verformung auftritt. Allein durch die
Abmessungen der Profilschelle ist daher die im
Spannzustand herrschende Spannung festgelegt. Die
Spannkräfte in der Raststellung sind wohldefiniert oder
lediglich von den Toleranzen der zusammenzufügenden
Bauteile abhängig. Willkürliche Fehler, wie ein Über
drehen der Schraubverbindung, sind nicht möglich. Die
Montagezeit ist kurz, weil alle Teile fest mit dem
Schellenband verbunden sind und daher ihre richtige
Position zueinander haben und weil das Spannen einfach
durch die Zangenbetätigung erfolgt.
Im Gegensatz zu Schlauchschellen, die schon seit vielen
Jahren schraubenlos mit Schnappverschluß angeboten wer
den und die aufgrund ihrer Federungseigenschaft und
ihres Anwendungszwecks leicht den für das Einrasten des
Schnappverschlusses erforderlichen Überhub in radialer
Richtung und in Umfangsrichtung ausführen können,
stellt die beanspruchte Profilschelle im Bereich des
Schellenbandes wegen der abgebogenen Flanschteile und
erst recht im Bereich des Spannkopfes wegen der dort
vorgesehenen Versteifungen ein äußerst stabiles Gebilde
dar. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß trotz
dem ein Schnappverschluß anwendbar ist. Denn für den
Überhub in Umfangsrichtung wirken beide Spannwände zu
sammen, die sich trotz der zusätzlichen Versteifung
beim Spannvorgang mit ihren äußeren Enden geringfügig
aufeinander zu bewegen lassen. Und der Überhub in Radi
alrichtung wird durch das freie Ende des Steges ausge
glichen, der ebenfalls um einen kleinen Winkel verformt
werden kann.
Eine besonders gute Versteifung der beiden Spannwände
ergibt sich dadurch, daß die beiden Spannwände durch
umgebogene Seitenteile versteift sind, die in die
Flanschteile des angrenzenden Schellenbandes übergehen.
Derartige Versteifungen am Rand sind wesentlich stabi
ler als Versteifungen durch eine mittlere Sicke.
Empfehlenswert ist es, daß der Steg und sein Übergang
zur zugehörigen Spannwand ebenfalls durch Materialver
formung versteift ist. Diese Versteifung dient im we
sentlichen dazu, auf den Steg eine Rückstellkraft aus
zuüben, so daß der Schnappverschluß mit Sicherheit
schließt.
Hierbei ist es von Vorteil, daß der Versteifungsgrad
zwischen Steg und zugehöriger Spannwand geringer ist
als zwischen Spannwand und Schellenband. Denn für die
Rückstellung genügen verhältnismäßig kleine Kräfte. Die
Versteifung des Steges braucht daher nicht überdimen
sioniert zu werden.
Empfehlenswert ist es, daß der Steg und sein Übergang
zur zugehörigen Spannwand durch eine Sicke versteift
ist. Eine solche Sicke reicht zur Erzeugung der Rück
stellkraft aus.
Mit Vorzug steht der Rasthaken als leicht abgewinkelte
Lasche am äußeren Ende der zugehörigen Spannwand vor.
Die Abwinklung ergibt eine Schrägfläche, welche das
Einführen des Rasthakens erleichtert und ein Heraustre
ten aus dem Eingriff mit dem Widerlager erschwert.
Günstig ist es, daß dem Rasthaken ein Anschlag für den
Steg in seiner Raststellung benachbart ist. Dieser An
schlag stellt sicher, daß der Steg in der Spannstellung
eine genau definierte Lage hat. Es lassen sich daher
eindeutige Spannkraftverhältnisse erzielen.
In weiterer Ausgestaltung ist dafür gesorgt, daß das
Widerlager durch die Kante eines Ausschnitts im Steg
gebildet ist und daß der Rasthaken eine geringere Brei
te als der Steg hat. Hierbei kann der Steg in gestreck
ter Form zum Rasthaken verlaufen. Außerdem ist der in
den Ausschnitt greifende Rasthaken sowohl in Umfangs
richtung als auch in Axialrichtung in seiner Lage gesi
chert.
Hierbei empfiehlt es sich, daß der Steg am freien Ende
leicht nach außen abgewinkelt ist. Auch dies trägt dazu
bei, daß das Einführen des Rasthakens erleichtert wird.
Vielfach ist es günstig, daß der Schnappverschluß eine
der Schließstellung vorgeschaltete Arretierstellung
besitzt, in der die Spannwände einen größeren Abstand
voneinander haben als in der Schließstellung. In der
Arretierstellung hat der Monteur die Möglichkeit, zwei
Bauteile zunächst lose miteinander zu verbinden, in die
richtige Lage zu bringen und dann endgültig miteinander
zu verbinden.
Die Arretierstellung kann insbesondere dadurch gebildet
werden, daß das freie Ende des Steges durch einen Wi
derhaken gebildet ist, der in der Arretierstellung mit
dem Rasthaken zusammenwirkt.
In manchen Fällen empfiehlt es sich, daß der Flansch
winkel der Profilschelle kleiner ist als der Winkel der
mit der Profilschelle zu verbindenden Teile. Auf diese
Weise erzielt man eine kräftige Axialbelastung der mit
einander zu verbindenden Teile und deshalb eine gute
Abdichtung, insbesondere wenn ein dünnwandiger Metall
flansch dichtend an einen stabilen Flansch angedrückt
werden soll.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in der
Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher er
läutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Profilschelle gemäß der Erfindung im Anlie
ferzustand,
Fig. 2 die Schelle der Fig. 1 im Schließzustand,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Schnappver
schlusses bei der Profilschelle der Fig. 1 und
2,
Fig. 4 einen Bandschnitt zur Erzeugung der Profilschel
le der Fig. 1 bis 3,
Fig. 5 eine Flanschverbindung mit Profilschelle (a) zu
Beginn des Schließvorganges und (b) im Endzu
stand,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer Profilschelle
im Anlieferzustand,
Fig. 7 die Schelle der Fig. 6 im Schließzustand,
Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung des Schnappver
schlusses bei der Profilschelle der Fig. 6 und 7
und
Fig. 9 einen Bandschnitt zur Erzeugung der Profilschel
len der Fig. 6 bis 8.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine Profilschelle 1 veran
schaulicht, deren Schellenband 2 das Profil bildende,
zueinander geneigte Flanschteile 3 aufweist, die in ei
nem Winkel α von beispielsweise 40° zueinander stehen.
Diese Flanschteile sind nicht durchgehend, sondern un
terbrochen, so daß sich vier Segmente 4, 5, 6 und 7
ergeben, die durch verformbare Biegeabschnitte 8 mit
einander verbunden sind. Das eine Ende des Schellenban
des 2 trägt eine etwa radial stehende erste Spannwand
9, das andere Ende eine etwa radial stehende zweite
Spannwand 10. Am freien Ende der ersten Spannwand 9
befindet sich ein als Lasche ausgebildeter Rasthaken
11, der gegenüber der ersten Spannwand 9 leicht abge
winkelt ist und eine geringere Breite als die Spannwand
hat. Die zweite Spannwand 10 trägt einen Steg 12, der
einen Ausschnitt 13 aufweist, dessen Kante ein Widerla
ger 14 bildet. Die beiden Spannwände 9 und 10 sind mit
Seitenteilen 15 bzw. 16 versehen, die in die Flansch
teile 3 des Schellenbandes 2 übergehen und daher die
Spannwände und den Winkel zwischen ihnen und dem Schel
lenband versteifen. Eine Sicke 17 versteift den Steg 12
und den Winkel zwischen Spannwand 10 und Steg 12. Zur
weiteren Versteifung des Steges 12 sind dessen Außen
kanten leicht hochgestellt (Fig. 4).
Der Rasthaken 11 und das Widerlager 14 bilden einen
Schnappverschluß 18, der automatisch in die Schließ
stellung der Fig. 3 kommt, wenn durch ein Spannwerk
zeug, das an den Spannwänden 9 und 10 angreift, die
Profilschelle aus der Anlieferstellung der Fig. 1 in
die Schließstellung der Fig. 2 gebracht wird. Hierbei
trifft zunächst die Schrägfläche 20 auf die Schrägflä
che 19, wodurch das Widerlager 14 am freien Ende des
Steges 12 nach oben verlagert wird, wobei dieser Steg
geringfügig um sein anderes Ende nach außen schwenkt.
Dies ergibt den Überhub in Radialrichtung. Gleichzeitig
werden die äußeren Enden der Spannwände 9 und 10 ge
ringfügig aber in einem ausreichenden Maß auseinander
gedrückt, um den Überhub in Umfangsrichtung zu ergeben.
Sobald die Überhube ausreichend groß sind, schnappt der
Steg unter der Rückstellkraft, die die Sicke 17 be
wirkt, wieder nach innen, so daß sich die in Fig. 3
gezeigte Schließstellung des Schnappverschlusses 18 er
gibt. Hierbei nimmt der Steg 12 eine wohl definierte
Lage ein, da er neben dem Ausschnitt 13 auf einem An
schlag zur Anlage kommt, der durch die obere Stirnseite
der Spannwand 9 bzw. die obere Stirnwand der Seitentei
le 15 gebildet wird. Auf diesen Anschlag trifft der
Steg unter seiner Rückstellkraft auf, wobei der
Schnappverschluß mit einem deutlichen Klick-Geräusch
schließt.
Die Profilschelle 1 mit ihrem Schnappverschluß ist aus
einem einzigen Blechstreifen, wie er in Fig. 4 veran
schaulicht ist, hergestellt. Deutlich sind der Rastha
ken 11 und der Ausschnitt 13 im Steg 12 sowie die Bie
geabschnitte 8 zu erkennen. Es werden dieselben Bezugs
zeichen wie in den vorangehenden Figuren verwendet,
wobei die Bezugsstriche auf diejenigen Bereiche des
Bandes deuten, die später die beschriebenen Teile erge
ben.
In den Fig. 5a und 5b ist veranschaulicht, wie ein auf
geweiteter Endabschnitt 21 eines dünnwandigen Wellroh
res 22 an einem stabilen Flansch 23 befestigt werden
kann. Die Außenwände dieses Flansches 23 stehen in ei
nem Winkel β zueinander, der etwas größer als der Win
kel α ist. Beim Festspannen der Profilschelle 1 weiten
sich daher die Flanschteile 3 der Profilschelle 1 auf,
so daß in der Schließstellung der Fig. 5b das Material
des dünnwandigen Endabschnitts 21 mit großer axialer
Kraft gegen den Flansch 22 gedrückt wird. Auf diese
Weise läßt sich eine gas- und flüssigkeitsdichte Ver
bindung herstellen. In anderen Fällen können die Winkel
α und β auch gleich groß gewählt werden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 6 bis 9 werden für
entsprechende Teile um 100 gegenüber den Fig. 1 bis 4
erhöhte Bezugszeichen verwendet. Ein Unterschied gegen
über dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß
das Schellenband 102 lediglich in zwei Segmente 104 und
105 unterteilt ist, also nur ein Biegeabschnitt 108
vorhanden ist. Dieser hat die Form einer Halbwelle und
erlaubt daher nicht nur ein leichteres Biegen, sondern
auch einen Toleranzausgleich in Umfangsrichtung. Durch
ein Loch 25 ist das Material geschwächt und erhält
durch die wellenartige Verformung die gewünschte Ver
formbarkeit.
Ein weiterer Unterschied liegt darin, daß der Steg 112
nicht nur den Ausschnitt 113 mit der das Widerlager 114
bildenden Kante aufweist, sondern am freien Ende einen
Fortsatz 126 mit einem radial nach innen gerichteten
Widerhaken 127 trägt. Der Fortsatz weist eine Schräg
fläche 128 auf, die das Einführen des Rasthakens 111 in
den Ausschnitt 113 erleichtert. Der Rasthaken 111 kann
außerdem mit dem Widerhaken 127 in Eingriff treten, so
daß sich eine Arretierstellung ergibt, in der die Pro
filschelle teilweise, aber noch nicht vollständig ge
spannt ist. In dieser Arretierstellung lassen sich die
miteinander zu verbindenden Teile noch gegeneinander
verdrehen. Beispielsweise kann das Wellrohr 22 in Fig.
5 relativ zum Flansch 23 gedreht werden, um das andere
Rohrende einem bestimmten Anschluß anzupassen. Alsdann
wird durch weiteres Gegeneinanderdrücken der Spannwände
109 und 110 der Rasthaken 111 aus der Arretierstellung
in die Schließstellung gebracht, in der er mit dem Wi
derlager 114 zusammenwirkt.
Bei beiden Ausführungsbeispielen besteht die gesamte
Profilschelle einschließlich des Schnappverschlusses
aus einem einzigen Stück Bandmaterial, das - wenn er
forderlich - auch ein hitzebeständiger oder korrosions
geschützter Werkstoff sein kann. Die Verriegelung, also
das Spannen erfolgt mit einer Zange, die an den Spann
wänden angreift und manuell oder pneumatisch betätigbar
sein kann. Die Spannkraft im Endzustand ist durch die
Abmessungen der Schelle ziemlich genau definiert. Feh
ler durch eine zu geringe oder zu hohe Spannkraft kön
nen bei richtiger Auslegung der Schelle nicht auftre
ten. Weil keine Schraubverbindungen angebaut und ge
spannt werden müssen, ist die Montagezeit erheblich
verkürzt. Weil keine Schraubenenden vorstehen, ergibt
sich eine kompakte Bauweise, also eine platzsparende
Verwendungsmöglichkeit und ein geringes Verletzungsri
siko. Außerdem ist das Gewicht und der Materialbedarf
geringer sowie die Zahl der Bauteile kleiner.
Claims (12)
1. Profilschelle mit einem Schellenband, das an beiden
Seiten nach innen gebogene Flanschteile und an bei
den Enden etwa radial nach außen stehende Spannwän
de aufweist, und mit Mitteln zum Verbinden der bei
den Spannwände, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks
einteiliger Schellengestaltung am radial äußeren
Ende der einen Spannwand (10; 110) ein etwa tangen
tial verlaufender Steg (12; 112) abgebogen ist, daß
der Steg nahe dem freien Ende ein Widerlager (14;
114) aufweist, das mit einem Rasthaken (11; 111) an
der anderen Spannwand (9; 109) einen durch Gegen
einanderdrücken der beiden Spannwände betätigbaren
Schnappverschluß (18; 118) bildet, und daß beide
Spannwände (9, 10; 109, 110) und ihr Übergang zum
angrenzenden Schellenband (3; 103) durch Material
verformungen versteift sind.
2. Profilschelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die beiden Spannwände (9, 10; 109, 110)
durch umgebogene Seitenteile (15, 16; 115, 116)
versteift sind, die in die Flanschteile (3; 103)
des angrenzenden Schellenbandes (3; 103) übergehen.
3. Profilschelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Steg (12; 112) und sein Über
gang zur zugehörigen Spannwand (10; 110) ebenfalls
durch Materialverformung versteift ist.
4. Profilschelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Versteifungsgrad zwischen Steg (12;
112) und zugehöriger Spannwand (10; 110) geringer
ist als zwischen Spannwand (10; 110) und Schellen
band (3; 103).
5. Profilschelle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Steg (12; 112) und sein Über
gang zur zugehörigen Spannwand (10; 110) durch eine
Sicke (17; 117) versteift ist.
6. Profilschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rasthaken (11; 111)
als leicht abgewinkelte Lasche am äußeren Ende der
zugehörigen Spannwand (10; 110) vorsteht.
7. Profilschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Rasthaken (11; 111)
ein Anschlag für den Steg (12; 112) in seiner Rast
stellung benachbart ist.
8. Profilschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (14;
114) durch die Kante eines Ausschnitts (13; 113) im
Steg (12; 112) gebildet ist und daß der Rasthaken
(11; 111) eine geringere Breite als der Steg hat.
9. Profilschelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß der Steg (12; 112) am freien Ende leicht
nach außen abgewinkelt ist.
10. Profilschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schnappverschluß
(118) eine der Schließstellung vorgeschaltete Arre
tierstellung besitzt, in der die Spannwände (109,
110) einen größeren Abstand voneinander haben als
in der Schließstellung.
11. Schelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das freie Ende des Steges (112) durch einen
Widerhaken (127) gebildet ist, der in der Arretier
stellung mit dem Rasthaken (111) zusammenwirkt.
12. Schelle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Flanschwinkel (α) der Pro
filschelle (1) kleiner ist als der Winkel (β) der
mit der Profilschelle zu verbindenden Teile.
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