DE19650675C2

DE19650675C2 - Profilschelle

Info

Publication number: DE19650675C2
Application number: DE19650675A
Authority: DE
Inventors: Helmut Geppert
Original assignee: Rasmussen GmbH
Current assignee: Norma Germany GmbH
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2016-12-07
Also published as: FR2756903A1; JP3094980B2; ES1037857U; FR2756903B1; GB2320052A; JPH10176703A; GB9725879D0; ES1037857Y; DE19650675A1; US5815892A; GB2320052B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Profilschelle zur stirnseitigen Axialverschiebung mit Flanschen versehe ner Teile, mit einem Schellenband aus Blech, das an beiden Seiten nach innen gebogene, die Flansche der zu verbindenden Teile im montierten Zustand übergreifende Flanschteile und an beiden Enden etwa radial nach außen stehende, versteifte 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.

Aus der DE-OS 22 09 117 ist eine Profilschelle bekannt, bei der etwa halbkreisförmige, im Querschnitt etwa U- förmige Profilsegmente in einem federnden Halteband eingenietet sind. Zwischen den durch das Halteband überbrückten Enden der Profilsegmente ist die Profil schelle biegsam. Das eine Ende des Haltebands ist zu einem Haken nach innen umgebogen und das andere nach außen eingerollt. Im Abstand von dem Haken ist eine Öse aus dem Halteband herausgebogen und im Abstand vom an deren Ende eine Lasche aus dem Halteband als ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Widerhaken nach außen gedrückt. Beim Schließen der Schelle greifen einerseits die beiden Haken und andererseits das eingerollte Ende und die Öse ineinander. Hierbei entfällt zwar eine Schraubverbindung an den Enden der Schelle. Sie besteht jedoch aus mindestens drei Teilen, die getrennt herge stellt und miteinander verbunden werden müssen. Die Ausbildung der Haken, der Öse und des eingerollten En des ist aufwendig. Die Verbindung der Enden des Halte bands hält nur relativ geringen Belastungskräften stand, da sich die Haken und Ösen leicht aufbiegen kön nen.

Bei der aus der CH-PS 589 817 bekannten Profilschelle sind die Endabschnitte mit aus dem Schellenband heraus gedrückten Laschen als Widerhaken versehen, die in Öff nungen eines die Endabschnitte überbrückenden Verbin dungsbandes eingreifen. Das Verbindungsband ist in der Mitte mit einer nach außen gedrückten Öse versehen, die zum Spannen der Schelle zusammengedrückt wird. Diese Schelle besteht mithin aus zwei Teilen, die getrennt hergestellt und montiert werden. Das Einhängen des Ver bindungsbandes in die Haken ist schwierig, und das Zu sammendrücken der Öse erfordert zusätzliche Ver formungskräfte. Die Spannkräfte sind nicht definiert. Sodann hält die Öse keinen hohen Belastungskräften stand, ohne sich aufzuweiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Profil schelle der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die billiger ist, sich einfacher montieren läßt und eine gute Abdichtung ermöglicht.

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 seinem freien Ende ein Widerlager aufweist, das mit einem Rasthaken an der anderen Spannwand einen durch Gegeneinander drücken der beiden Spannwände betätigbaren Schnappver schluß bildet, daß die beiden Spannwände durch umgebo gene Seitenteile versteift sind, die in die Flanschtei le des angrenzenden Schellenbandes übergehen, daß der Steg und sein Übergang zur zugehörigen Spannwand eben falls durch Materialverformung versteift ist, daß der Versteifungsgrad zwischen Steg und zugehöriger Spann wand geringer ist als zwischen Spannwand und Schellen band, daß der Rasthaken als leicht vom Steg weg abge winkelte Lasche am äußeren Ende der zugehörigen Spann wand vorsteht, daß dem Rasthaken ein Anschlag für den Steg in seiner Rasteinstellung benachbart ist, daß das Widerlager durch die Kante eines Ausschnitts im Steg gebildet ist, daß der Rasthaken eine geringere Breite als der Steg hat und daß der Steg am freien Ende leicht nach außen abgewinkelt ist.

Weil die Profilschelle einteilig ist, entfallen alle Zusatzteile, die bisher für die Schraubverbindung erforderlich 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.

Dadurch, daß der Steg und sein Übergang zur zugehörigen Spannwand ebenfalls durch Materialverformung versteift sind, wird auf den Steg eine Rückstellkraft ausgeübt, 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.

Dadurch, daß der Rasthaken als leicht abgewinkelte La sche am äußeren Ende der zugehörigen Spannwand vor steht, ergibt sich am Rasthaken eine Schrägfläche, die das Einführen des Rasthakens in das Widerlager erleich tert und ein Heraustreten aus dem Eingriff mit dem Wi derlager erschwert.

Der dem Rasthaken benachbarte Anschlag für den Steg in seiner Raststellung stellt sicher, daß der Steg in der Spannstellung eine genau definierte Lage hat. Es lassen sich daher eindeutige Spannkraftverhältnisse erzielen.

Dadurch, daß das Widerlager durch die Kante eines Aus schnitts im Steg gebildet ist und der Rasthaken eine geringere Breite als der Steg hat, kann der Steg in gestreckter Form zum Rasthaken verlaufen. Außerdem ist der in den Ausschnitt greifende Rasthaken sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung in seiner Lage gesichert.

Die leichte Abwinkelung des Stegs am freien Ende trägt dazu bei, daß das Einführen des Rasthakens erleichtert wird.

Die Versteifung des Stegs und seines Übergangs zur zu gehörigen Spannwand durch eine Sicke reicht zur Erzeu gung der Rückstellkraft aus.

Vielfach ist es günstig, wenn der Schnappverschluß eine der Schließstellung vorgeschaltete Arretierstellung be sitzt, 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 Widerhaken gebildet ist, der in der Arretierstellung mit dem Rasthaken zusammenwirkt.

Vorzugsweise ist der Flanschwinkel der Profilschelle kleiner als der Winkel der mit der Profilschelle zu verbindenden Teile. Auf diese Weise erzielt man eine kräftige Axialbelastung der zu verbindenden Teile und deshalb eine gute Abdichtung, insbesondere wenn ein dünnwandiger Metallflansch dichtend an einen stabilen Flansch angedrückt werden soll. Ferner ist dadurch ein Ausgleich von Maßtoleranzen möglich.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. 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 unterbrochen, 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 9 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 hochgebogen (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, zusammen gedrückt, um den Überhub in Umfangsrichtung zu ergeben. Sobald die Überhübe ausreichend groß sind, schnappt der Steg unter der Rückstellfederkraft, die hauptsächlich die Sicke 17 bewirkt, wieder nach innen, so daß sich die in Fig. 3 gezeigte Schließstellung des Schnappver schlusses 18 ergibt. Hierbei nimmt der Steg 12 eine definierte Lage ein, da er neben dem Ausschnitt 13 auf einem Anschlag zur Anlage kommt, der durch die obere Stirnseite der Spannwand 9 bzw. die obere Stirnwand der Seitenteile 15 gebildet wird. Auf diesen Anschlag trifft der Steg unter seiner Rückstellfederkraft 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, geformt. Deutlich sind der Rasthaken 11 und der Ausschnitt 13 im Steg 12 sowie die Biegeab schnitte 8 zu erkennen. Es werden dieselben Bezugszei chen wie in den vorangehenden Figuren verwendet, wobei die Bezugsstriche auf diejenigen Bereiche des Bandes 2 deuten, die nach der Umformung in die in Fig. 4 darge stellte Form die beschriebenen Teile ergeben.

In den Fig. 5a und 5b ist veranschaulicht, wie ein auf geweiteter Endabschnitt 21 eines dünnwandigen Wellroh res 22 an einem stabilen Flansch 23 am Ende eines ande ren Rohres befestigt werden kann. Die Außenwände dieses Flansches 23 stehen in einem Winkel β zueinander, der etwas größer als der Winkel 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 23 ge drückt wird. Auf diese Weise läßt sich eine gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen den Rohren her stellen. 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 125 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 Spannwänden 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

1. Profilschelle zur stirnseitigen Axialverbindung mit Flanschen versehener Teile, mit einem Schellenband aus Blech, das an beiden Seiten nach innen geboge ne, die Flansche der zu verbindenden Teile im mon tierten Zustand übergreifende Flanschteile (3; 103) und an beiden Enden etwa radial nach außen stehen de, versteifte Spannwände (9, 10; 109, 110) auf weist, und mit Mitteln zum Verbinden der beiden Spannwände, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks ein teiliger Schellengestaltung am radial äußeren Ende der einen Spannwand (10; 110) ein etwa tangential verlaufender Steg (12; 112) abgebogen ist, daß der Steg nahe seinem 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, daß die beiden Spannwände (9, 10; 109, 110) durch umgebogene Sei tenteile (15, 16; 115, 116) versteift sind, die in die Flanschteile (3; 103) des angrenzenden Schel lenbandes (3; 103) übergehen, daß der Steg (12; 112) und sein Übergang zur zugehörigen Spannwand (10; 110) ebenfalls durch Materialverformung ver steift ist, daß der Versteifungsgrad zwischen Steg (12; 112) und zugehöriger Spannwand (10; 110) ge ringer ist als zwischen Spannwand (10; 110) und Schellenband (3; 103), daß der Rasthaken (11; 111) als leicht vom Steg weg abgewinkelte Lasche am äu ßeren Ende der zugehörigen Spannwand (10; 110) vor steht, daß dem Rasthaken (11; 111) ein Anschlag für den Steg (12; 112) in seiner Raststellung benach bart ist, daß das Widerlager (14; 114) durch die Kante eines Ausschnitts (13; 113) im Steg (12; 112) gebildet ist, daß der Rasthaken (11; 111) eine ge ringere Breite als der Steg (12; 112) hat, und daß der Steg (12; 112) am freien Ende leicht nach außen abgewinkelt ist.

2. Profilschelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Steg (12; 112) und sein Übergang zur zugehörigen Spannwand (10; 110) durch eine Sicke (17; 117) versteift sind.

3. Profilschelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schnappverschluß (118) eine der Schließstellung vorgeschaltete Arretierstellung besitzt, in der die Spannwände (109, 110) einen größeren Abstand voneinander haben als in der Schließstellung.

4. Profilschelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß das freie Ende des Steges (112) durch ei nen Widerhaken (127) gebildet ist, der in der Arre tierstellung mit dem Rasthaken (111) zusammenwirkt.

5. Schelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanschwinkel (α) der Pro filschelle (1) kleiner ist als der Winkel (β) der mit der Profilschelle zu verbindenden Teile.