DE3900190C2 - - Google Patents
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- Joints That Cut Off Fluids, And Hose Joints (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Federbandschelle
zum Festklemmen eines Schlauches auf einem Rohr, mit
drei sich in Umfangsrichtung der Schelle erstreckenden
Schlitzen, von denen der erste Schlitz in einem ersten
Endabschnitt des Bandes, der eine vom Schellenumfang
nach außen ragende Spannbacke aufweist, ausgebildet
ist und sich über den größten Teil seiner Länge zur
Bandmitte hin verjüngt, der zweite Schlitz in einem
sich an den ersten Endabschnitt anschließenden Bandab
schnitt ausgebildet ist und der dritte Schlitz in einem
sich an einen zweiten Endabschnitt des Bandes anschlie
ßenden Bandabschnitt ausgebildet ist, wobei sich der
zweite und dritte Schlitz vorzugsweise ebenfalls zur
Bandmitte hin verjüngen, und zwar entgegengesetzt zu
einander, der zweite Endabschnitt ebenfalls eine vom
Schellenumfang nach außen ragende Spannbacke aufweist,
durch den ersten Schlitz hindurchgeführt ist, sich in
einem Überlappungsbereich, in Axialrichtung der Schelle
gesehen, mit dem ersten Endabschnitt überlappt und sich
in dem Überlappungsbereich ebenso wie der erste Schlitz
verjüngt und nahezu die gleiche Breite wie der erste
Schlitz aufweist, so daß die axiale Breite der Schelle
über im wesentlichen den gesamten Schellenumfang konstant
ist.
Bei einer im Handel erhältlichen (in ähnlicher Form
aus der US-PS 30 43 108 A1, Fig. 13 und 14) bekannten Feder
bandschelle dieser Art (Zentralnorm Audi VW "Federband
schellen" VW 60 184) haben Messungen der radial nach
innen wirkenden Spannkraft der Federbandschelle ergeben,
daß die Spannkraft diametral gegenüber dem Überlappungs
bereich, d.h. in der Bandmitte zwischen dem zweiten
und dritten Schlitz, sehr klein und im Überlappungsbe
reich am größten ist. Zwischen diesen beiden Stellen
ändert sich die Spannkraft unregelmäßig von der Bandmitte
zum Überlappungsbereich hin. Die Folge ist, daß der
von der Schelle auf den Schlauch radial ausgeübte Druck
über den Schellenumfang ungleichförmig verteilt ist.
So ist er im Überlappungsbereich größer als in dem dia
metral gegenüberliegenden mittleren Bereich des Bandes,
weil in beiden Bereichen die Berührungsflächen zwischen
Schelle und Schlauch im wesentlichen gleich groß sind.
Im Hinblick auf die Erzielung einer möglichst hohen
Dichtwirkung zwischen Schlauch und Rohr ist man jedoch
an einem möglichst gleichmäßig hohen Einspanndruck (Flä
chenpressung) über den Schellenumfang interessiert.
Dort wo die Flächenpressung zwischen Schlauch und Rohr
am größten ist, ergibt sich auch die beste Dichtwirkung.
Im Bereich zwischen dem zweiten und dritten Schlitz,
diametral gegenüber dem Überlappungsbereich ist mithin
die Dichtwirkung sehr gering.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feder
bandschelle der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei der
die Dichtwirkung über den gesamten Umfang der Schelle
gleichmäßiger ist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
das Band in einem mittleren Umfangsbereich zwischen
zwei axial äußeren Umfangsbereichen, deren axiale Breite
etwa gleich der oder kleiner als die Hälfte der maxima
len axialen Breite des zweiten Endabschnitts ist, vom
Schellenumfang nach außen vorsteht, und daß sich diese
Umfangsbereiche durchgehend bis in die Nähe des Über
lappungsbereichs erstrecken.
Bei dieser Ausbildung liegt das Band außerhalb des Über
lappungsbereichs nur mit den verhältnismäßig schmalen
axial äußeren Umfangsbereichen an dem Schlauch an. Die
Flächenpressung bzw. der Druck zwischen den Berührungs
flächen von Schlauch und Rohr außerhalb des Überlappungs
bereichs ist daher höher als bisher. Mithin ergibt sich
eine gleichmäßigere Einspanndruckverteilung über den
gesamten Schellenumfang. Dadurch daß der axial mittlere
Umfangsbereich relativ zum Schellenumfang und damit
relativ zu den axial äußeren Umfangsbereichen nach außen
vorsteht, erhöht sich ferner außerhalb des Überlappungs
bereichs das Widerstandsmoment des Federbandes und damit
die Einspannkraft, so daß auch der Einspanndruck insge
samt über den gesamten Schellenumfang zunimmt, ohne
daß der Materialaufwand der Schelle vergrößert wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Schlauch
material, auch im Falle einer Erwärmung, nicht mehr
bis in die Schlitze 12 und 13 eindringt, sondern allen
falls etwas in den Hohlraum auf der radial inneren Seite
des axial mittleren Umfangsbereichs, ohne jedoch dessen
Innenfläche zu berühren. Das Schlauchmaterial behindert
daher nicht mehr durch Eindringung in die Schlitze das
Zusammenziehen der Schelle.
Aus der JP 53-19 458U ist eine Federbandschelle ohne
die gattungsgemäßen Schlitze bekannt. Dagegen steht
das Band in einem mittleren Umfangsbereich zwischen
zwei axial äußeren Umfangsbereichen vom Schellenumfang
nach außen vor, und die Umfangsbereiche erstrecken sich
durchgehend bis zu einem gewissen Abstand zum Überlappungsbereich.
Im übrigen befaßt sich diese Druckschrift
ausschließlich mit der Vergleichmäßigung der Klemmkraft
der Federbandschelle, nicht jedoch der Flächenpressung,
wobei von der Ausbildung von Schlitzen abgeraten wird,
weil dies einen Materialverlust bedeute und zu einer
Verringerung der Gesamtklemmkraft führe. Die Lehre dieser
Druckschrift führt mithin von der Erfindung weg.
Vorzugsweise ist der axial mittlere Umfangsbereich etwa
unter einem rechten Winkel gegenüber den axial äußeren
Umfangsbereichen nach außen gedrückt. Dies ergibt ein
noch höheres Widerstandsmoment außerhalb des Überlap
pungsbereichs.
Hierbei kann der axial mittlere Umfangsbereich eine
zur Umfangsfläche der axial äußeren Umfangsbereiche
parallele Umfangsfläche aufweisen. Dies ergibt eine
Abstufung von den axial äußeren Umfangsbereichen zum
axial mittleren Umfangsbereich, die besonders steif
ist.
Eine andere Möglichkeit der Abwinklung besteht darin,
daß sich in Umfangsrichtung der Schelle erstreckende
gleich breite Randbereiche der Schlitze nach außen abge
winkelt sind. Auch dies ergibt ein besonders hohes Wider
standsmoment außerhalb des Überlappungsbereichs.
Eine andere Alternative kann darin bestehen, daß der
axial mittlere Umfangsbereich nach außen gewölbt ist.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste
hend anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbei
spiele näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungs
gemäßen Federbandschelle,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Federbandschelle nach
Fig. 1 in kleinerem Maßstab,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das in eine Ebene abgewickel
te Federband der Federbandschelle nach den Fig.
1 und 2,
Fig. 4 den Querschnitt IV-IV der Fig. 3 in größerem
Maßstab,
Fig. 5 den Querschnitt V-V der Fig. 1,
Fig. 6 den Querschnitt VI-VI der Fig. 1 und die
Fig. 7 bis 9 dem Querschnitt IV-IV entsprechende Quer
schnitte abgewandelten Ausführungsformen.
Die Federbandschelle nach den Fig. 1 bis 6 besteht aus
einem federelastischen Material, vorzugsweise einem
gehärteten Metall, z.B. einer Chrom-Vanadium-Legierung,
und dient zum Festklemmen eines Schlauches auf einem
Rohr oder dergleichen.
Das Federband 10 hat drei sich in Umfangsrichtung er
streckende Schlitze 11, 12 und 13. Der erste Schlitz
11 ist in einem ersten Endabschnitt 10a des Bandes 10,
der zweite Schlitz 12 in einem sich an den ersten End
abschnitt 10a anschließenden Bandabschnitt 10b und der
dritte Schlitz 13 in einem sich an einen zweiten End
abschnitt 10c des Bandes 10 anschließenden Bandabschnitt
10d ausgebildet. Der Endabschnitt 10a hat eine vom Schel
lenumfang nach außen ragende Spannbacke 14 und der End
abschnitt 10c eine vom Schellenumfang nach außen ragende
Spannbacke 15. Die Schlitze 11, 12 verjüngen sich zu
der zwischen den beiden Schlitzen 12 und 13 liegenden
Bandmitte hin, während der Schlitz 13 sich über den
größten Teil seiner Länge entgegengesetzt zu den beiden
Schlitzen 11, 12 zur Bandmitte hin verjüngt. Der End
abschnitt 10c ist durch den Schlitz 11 hindurchgeführt,
wobei er sich in einem Überlappungsbereich 16, in Axial
richtung der Schelle gesehen, mit dem ersten Endabschnitt
10a überlappt und sich in dem Überlappungsbereich 16
ebenso wie der erste Schlitz 11 verjüngt und nahezu
die gleiche Breite wie der erste Schlitz 11 aufweist.
Die axiale Breite der Schelle ist daher über im wesent
lichen den gesamten Schellenumfang konstant.
Das Band 10 steht in einem axial mittleren Umfangsbe
reich 17, der zwischen zwei axial äußeren Umfangsberei
chen 18 und 19 liegt, vom Schellenumfang nach außen
vor. Die axiale Breite c/2 der axial äußeren Umfangs
bereiche 18, 19 ist etwa gleich der Hälfte der maximalen
axialen Breite c des zweiten Endabschnitts 10c, vorzugs
weise noch etwas kleiner. Die Umfangsbereiche 17, 18
und 19 erstrecken sich durchgehend bis in die Nähe des
Überlappungsbereichs 16. Wie Fig. 4 deutlicher zeigt,
ist der axial mittlere Umfangsbereich 17 etwa unter
einem rechten Winkel gegenüber den axial äußeren Umfangs
bereichen 18, 19 nach außen gedrückt, so daß er eine
zur Umfangsfläche der axial äußeren Umfangsbereiche
18, 19 parallele Umfangsfläche aufweist.
Die Spannbacke 14 hat eine in Richtung auf die Spann
backe 15 vorstehende Zunge 20, die den Öffnungsbereich
und damit den maximalen Spannbereich der Federbandschel
le begrenzt, indem die Spannbacke 15 beim Öffnen (Auf
weiten) der Federbandschelle gegen das freie Ende der
Zunge 20 anschlägt.
Das Öffnen bzw. Aufweiten der Federbandschelle erfolgt
in der Regel mittels eines zangenartigen Werkzeugs,
das an den Spannbacken 14, 15 angreift und diese zuein
ander hinbewegt, so daß sich der Durchmesser der Feder
bandschelle vergrößert. In dem aufgeweiteten Zustand
kann die Federbandschelle über einen Schlauch geschoben
und entweder zusammen mit diesem auf das Rohr bis hin
ter eine gegebenenfalls vorgesehene Halterippe aufge
schoben oder zuvor auf das Rohr geschoben und dann nach
Aufschieben des Schlauches auf das Rohr über den Schlauch
geschoben werden. Sobald die Spannbacken 14, 15 nicht
mehr gegeneinander gedrückt werden, zieht sich die Feder
bandschelle fest um den Schlauch, wobei sie den Schlauch
fest gegen das Rohr drückt.
Bei einer bekannten Federbandschelle ist der axial mitt
lere Umfangsbereich 17 nicht radial nach außen gedrückt.
Vielmehr liegt er in derselben Ebene wie die Randberei
che 18 und 19. Bei dieser bekannten Federbandschelle
liegt der dem Überlappungsbereich 16 gegenüberliegende
mittlere Bereich, der nicht durch die benachbarten
Schlitze 12 und 13 unterbrochen ist, großflächig am
Schlauch an. Auch der Überlappungsbereich 16 hat im
wesentlichen die gleiche sich über die gesamte Breite
des Federbandes 10 erstreckende Anlagefläche wie der
zwischen den Schlitzen 12 und 13 liegende ununterbroche
ne Bereich. In dem Überlappungsbereich 16 ist die radial
nach innen gerichtete Spannkraft jedoch größer als in
dem diametral gegenüberliegenden nicht unterbrochenen
mittleren Bereich des Federbandes. Infolgedessen ist
auch die Flächenpressung bzw. der Druck zwischen Schlauch
und Rohr in dem Überlappungsbereich 16 größer als in
dem gegenüberliegenden Bereich. Insgesamt nimmt die
radial nach innen wirkende Kraft von der Spannbandmitte
zu den Enden des Spannbandes hin zu. Da auch die Anlage
fläche des Bandes 10 aufgrund der sich verjüngenden
Schlitze 12 und 13 bis zu den Endabschnitten 10a und
10c abnimmt, nimmt die Flächenpressung in den Bandab
schnitten 10b und 10d ebenfalls zu den Bandenden im
wesentlichen zu, obwohl das die Biegesteifigkeit bzw.
Federsteifigkeit bestimmende Widerstandsmoment wegen
der sich verjüngenden Schlitze 12 und 13 zu den Endab
schnitten 10a und 10c hin abnimmt. Insgesamt ergibt
sich daher bei der bekannten Federbandschelle eine ver
hältnismäßig ungleichförmige Verteilung des Anpreßdrucks
bzw. der Flächenpressung zwischen Federbandschelle und
Schlauch einerseits sowie zwischen Schlauch und Rohr
andererseits. Die Folge ist eine Undichtigkeit zwischen
Schlauch und Rohr im mittleren Bereich der Federband
schelle (diametral gegenüber dem Überlappungsbereich
(16) bei höherem Fluiddruck im Schlauch.
Durch die Herausdrückung des mittleren Umfangsbereichs
17 zwischen den axial äußeren Umfangsbereichen 18 und
19 bei der neuen Federbandschelle liegt diese außerhalb
des Überlappungsbereichs 16 praktisch nur mit den radial
inneren Flächen der axial äußeren Umfangsbereiche 18
und 19 am Schlauch an, so daß die Flächenpressung bzw.
der durch die Schelle auf den Schlauch ausgeübte radiale
Druck aufgrund der geringeren Berührungsfläche in den
Umfangsbereichen 18 und 19 außerhalb des Überlappungs
bereichs 16 erheblich größer als ohne die Herausdrückung
des axial mittleren Umfangsbereichs 17 ist. Darüber
hinaus erhöht sich das Widerstandsmoment außerhalb des
Überlappungsbereichs 16 aufgrund der Herausdrückung
des axial mittleren Umfangsbereichs 17 und damit insge
samt die Federkraft, jedoch nimmt der Druck im Überlap
pungsbereich nicht in dem Maße wie außerhalb des Über
lappungsbereichs zu, so daß sich insgesamt eine gleich
mäßigere Druckverteilung über den Umfang der Schelle
als bei der vorbekannten Schelle ergibt. Ein weiterer
Vorteil der neuen Schelle besteht darin, daß das
Schlauchmaterial, auch im Falle einer Erwärmung, nicht
mehr bis in die Schlitze 12 und 13 eindringt, sondern
allenfalls etwas in den Hohlraum auf der radial inneren
Seite des axial mittleren Umfangsbereichs 17, ohne je
doch dessen Innenfläche zu berühren. Das Schlauchmate
rial behindert daher nicht mehr durch Eindringung in
die Schlitze das Zusammenziehen der Schelle.
Ein kurzer, an den Endabschnitt 10c angrenzender End
bereich des Bandabschnitts 10d verringert sich in seiner
Breite nicht sprungartig, sondern schräg bzw. allmäh
lich von der maximalen Bandbreite bis auf die maximale
Breite des Endabschnitts 10c. Desgleichen verjüngt sich
der Schlitz 13 in diesem Endbereich zum Endabschnitt
10c hin. Der allmähliche Übergang der Bandbreite von
dem größeren auf den kleineren Wert in diesem kurzen
Endbereich des Bandabschnitts 10d hat ebenfalls den
Vorteil, daß die schräg abgestufte Schulter beim Zusam
menziehen der Schelle weniger leicht an dem nach außen
dringenden Schlauchmaterial hängenbleibt als eine recht
winklig abgestufte Schulter. Die Verjüngung in dem kurzen
Endbereich des Schlitzes 13 stellt auch in dem Übergangs
bereich die gleiche Anlagefläche wie in den Umfangsbe
reichen 18 und 19 sicher.
Eine Abwandlung der Ausführungsform nach den Fig. 1
bis 6 kann darin bestehen, daß die Schlitze 12 und 13
nicht durch einen Steg unterbrochen sind, sondern inein
ander übergehen, wobei sie sich weiterhin stetig bis
zur Bandmitte hin verjüngen.
Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 7 sind
die Randbereiche des zweiten Schlitzes 12′ und des
(nicht dargestellten) dritten Schlitzes sowie der Steg
zwischen dem zweiten und dritten Schlitz unter einem
rechten Winkel gegenüber den axial äußeren Umfangsbe
reichen 18 und 19 nach außen gedrückt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist der axial
mittlere Umfangsbereich 17 kreisförmig mit einem Krüm
mungsradius R nach außen gewölbt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 sind die Rand
bereiche beiderseits des zweiten Schlitzes 12′ und des
nicht dargestellten dritten Schlitzes sowie der Steg
zwischen dem zweiten und dritten Schlitz unter einem
geringeren Winkel als 90° nach außen abgewinkelt.
Die Federbandschellen nach den Fig. 7 bis 9 sind daher
in den axial äußeren Umfangsbereichen 18 und 19 eben
falls nur etwa halb so breit wie oder etwas schmaler
als der Endabschnitt 10c an seiner breitesten Stelle.
Über die Länge des zweiten Schlitzes 12′ und des dritten
Schlitzes bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig.
7 und 9 ist dagegen das Widerstandsmoment etwas größer
als bei den übrigen Ausführungsbeispielen.
Claims (5)
1. Federbandschelle zum Festklemmen eines Schlauches
auf einem Rohr, mit drei sich in Umfangsrichtung
der Schelle erstreckenden Schlitzen (11; 12, 12′;
13), von denen der erste Schlitz (11) in einem ersten
Endabschnitt (10a) des Bandes (10), der eine vom
Schellenumfang nach außen ragende Spannbacke (14)
aufweist, ausgebildet ist und sich über den größten
Teil seiner Länge zur Bandmitte hin verjüngt, der
zweite Schlitz (12; 12′) in einem sich an den ersten
Endabschnitt anschließenden Bandabschnitt (10b) aus
gebildet ist und der dritte Schlitz (13) in einem
sich an einen zweiten Endabschnitt (10c) des Bandes
(10) anschließenden Bandabschnitt (10d) ausgebildet
ist, wobei sich der zweite und dritte Schlitz (12;
13) vorzugsweise ebenfalls zur Bandmitte hin verjün
gen, und zwar entgegengesetzt zueinander, der zweite
Endabschnitt (10c) ebenfalls eine vom Schellenumfang
nach außen ragende Spannbacke (15) aufweist, durch
den ersten Schlitz (11) hindurchgeführt ist, sich
in einem Überlappungsbereich (16), in Axialrichtung
der Schelle gesehen, mit dem ersten Endabschnitt
(10a) überlappt und sich in dem Überlappungsbereich
(16) ebenso wie der erste Schlitz (11) verjüngt und
nahezu die gleiche Breite wie der erste Schlitz (11)
aufweist, so daß die axiale Breite der Schelle über
im wesentlichen den gesamten Schellenumfang konstant
ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (10) in
einem mittleren Umfangsbereich (17) zwischen zwei
axial äußeren Umfangsbereichen (18, 19), deren axiale
Breite (c/2) etwa gleich der oder kleiner als die Hälf
te der maximalen axialen Breite (c) des zweiten End
abschnitts (10c) ist, vom Schellenumfang nach außen
vorsteht, und daß sich diese Umfangsbereiche (17,
18, 19) durchgehend bis in die Nähe des Überlappungs
bereichs (16) erstrecken.
2. Schelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der axial mittlere Umfangsbereich (17) etwa unter
einem rechten Winkel gegenüber den axial äußeren
Umfangsbereichen (18, 19) nach außen gedrückt ist.
3. Schelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der axial mittlere Umfangsbereich (17) eine zur
Umfangsfläche der axial äußeren Umfangsbereiche (18,
19) parallele Umfangsfläche aufweist.
4. Schelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sich in Umfangsrichtung der Schelle erstreckende
gleich breite Randbereiche der Schlitze (12′) nach
außen abgewinkelt sind.
5. Schelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der axial mittlere Umfangsbereich (17) nach außen
gewölbt ist.
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