DE4108852A1 - Spannschelle mit einem an seinen raendern bereichsweise wellenfoermigen spannband - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannschelle mit einem an seinen Rändern bereichsweise wellenförmigen Spannband, das ein Gehäuse trägt für eine Spannschnecke, deren Ge­ winde mit einem mit Einprägungen versehenen Spannband-Ab­ schnitt einen Schneckentrieb bildet. Eine Spannschelle mit diesen Merkmalen ist aus der DE 32 46 542 A1 bekannt. Dabei stellt der wellenförmige Spannbandabschnitt eine für geringfügige Durchmesseränderungen erforderliche Ela­ stizität her. Derartige geringfügige Durchmesseränderun­ gen können beispielsweise bei Spannschellen erforderlich sein, mit denen Schläuche auf Stutzen fixiert werden, in denen ein verschiedenartige Temperaturen annehmendes Fluid geführt wird. Diese verschiedenartigen Temperaturen verursachen nämlich unterschiedliche Wärmedehnungen.

Üblicherweise sind Spannschellen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in ihrer Spannbandlänge so bemessen, daß sie für ein breiteres Spektrum von Spanndurchmessern verwen­ det werden können. Daraus ergibt sich jedoch der Nach­ teil, daß beim Spannen eines relativ kleinen Durchmessers ein relativ großer Spannband-Überstand entsteht. Dieser überstehende Spannband-Abschnitt bedeutet eine Ver­ letzungsgefahr bei Montagearbeiten und kann Beschädigun­ gen an nahe benachbarten Teilen im Einbauraum verursa­ chen. Zur Schadensvermeidung ist deshalb ein größerer Ab­ stand zu anderen Bauteilen notwendig, was insbesondere bei engen Raumverhältnissen im Fahrzeugbau von Nachteil ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spannschelle aufzuzeigen, bei der sich trotz Eignung für verschiedene Spanndurchmesser kein abstehender Spannband-Überstand er­ gibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß im wellen­ förmigen Spannband-Bereich der zwischen den Wellen lie­ gende Spannband-Mittelsteg oberhalb der Wellentäler liegt, um dem in seiner Breite an den Mittelsteg angepaß­ ten, mit den Einprägungen versehenen Spannband-Abschnitt zwischen den wellenförmigen Spannband-Rändern und unter­ halb des Spannband-Mittelsteges zu führen. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Erfindungsgemäß stützt sich die Spannschelle im Bereich der wellenförmigen Spannband-Ränder brückenähnlich auf dem zu verspannenden Element, so beispielsweise einem Schlauch, ab. Gebildet wird die Brücke durch den beab­ standet vom zu verspannenden Element liegenden Mittel­ steg, so daß der Bereich unter dem Mittelsteg sowie zwi­ schen den wellenförmigen Spannband-Rändern den sich beim Verspannen ergebenden Spannband-Überstand aufnehmen kann. Durch den Mittelsteg wird dieser mit den Einprägungen für den Schneckentrieb versehene Spannband-Überstand vom Spannband-Mittelsteg verletzungsverhindernd überdeckt. Gleichzeitig verhindert diese in Umfangsrichtung kanalar­ tige Führung des Spannband-Überstandes Beschädigungen an benachbarten Bauteilen, was ein breiteres Spanndurchmes­ ser-Spektrum ermöglicht und geringeren Einbauraum benö­ tigt.

Es kann ein Schutzband vorgesehen sein, das insbesondere die Einprägungen im Spannband von dem zu verspannenden Element fernhält. Diese den Schneckentrieb bestimmenden Einprägungen können daher durch das Spannband durchge­ prägt, erhaben, oder gestanzt sein, wodurch ein entspre­ chend der erforderlichen Zugfestigkeit relativ dünnes Spannbandmaterial verwendet werden kann. Hierdurch wird die Spannschelle flexibler und deren Handhabung leichter. Selbstverständlich schützt dieses Schutzband das zu ver­ spannende Element auch im Bereich der wellenförmigen Spannband-Ränder. Befestigt ist das Schutzband am Spann­ band bevorzugt in der Weise, daß es an einem Durchbruch im Spannband eingehängt ist. Derartige Durchbrüche sind im Spannband bevorzugt im Mittelsteg im Bereich der Wel­ lenberge vorgesehen, wodurch die bereits im Zusammenhang mit der DE 32 46 542 A1 beschriebene Flexibilität durch die wellenförmige Gestaltung weiter gesteigert wird.

Neben der Federwirkung durch die wellenförmigen Spann­ band-Ränder sowie die Durchbrüche im Spannband-Mittelsteg kann eine erfindungsgemäße Spannschelle eine weitere Fe­ derwirkung dadurch besitzen, daß sich die den verspannen­ den Schneckentrieb bildende Spannschnecke an einem im Ge­ häuse vorgesehenen Federelement abstützt. Zusätzlich zur bereits beschriebenen Dehnungsausgleich-Funktion bewirkt dieses weitere Federsystem eine kontrollierte Einhaltung verschiedener Spannkräfte, sowie eine zerstörungsfreie, sicht- und spürbare Drehmomentbegrenzung für eine be­ stimmte maximale Spannkraft, ohne daß ein Meßwerkzeug oder ein Drehmomentschlüssel erforderlich wären. In Ab­ hängigkeit von der Federkraft des Federelementes nämlich nimmt die im Gehäuse verschiebbar geführte Spannschnecke bei Vorliegen einer definierten Spannkraft eine defi­ nierte Position ein. Nun kann die Spannschnecke bei­ spielsweise mit geeigneten Markierungen versehen sein, die beispielsweise mit einer Kante des Gehäuses in Deckung gebracht werden müssen, um eine gewisse Spann­ kraft zu erzielen. Dabei empfiehlt es sich, das im Sinne einer einfachen Ausgestaltung im Querschnitt U-förmige Federelement austauschbar im Gehäuse einzustecken. Für verschiedene Einsatzbereiche einer erfindungsgemäßen Spannschelle können dann verschiedene Federelemente mit unterschiedlicher Spannkraft den jeweiligen Anforderungen entsprechend eingesetzt werden. In gleicher Weise kann auch das Spannband im Gehäuse austauschbar eingehängt sein. Dies ermöglicht es nicht nur, ein den jeweiligen Anforderungen entsprechendes Spannband auszuwählen, son­ dern gestattet darüber hinaus auch eine vereinfachte Mon­ tage oder Demontage einer erfindungsgemäßen Spannschelle. Vorteilhafterweise können auf dem Spannband Durchmesser­ angaben oder Längenangaben vorgesehen sein, wobei eine Anbringung im Mittelstegbereich zwischen den Durchbrüchen mit der jeweiligen Lage des Spannband-Endes im verspann­ ten Zustand korrespondieren kann und somit den effektiven Durchmesser anzeigt.

Im folgenden wird Aufbau und Funktion einer erfindungsge­ mäßen Spannschelle anhand eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 den Querschnitt einer Spannschelle im Anliefer­ zustand komplett montiert und auf einen großen Spanndurchmesser eingestellt,

Fig. 2 die Ansicht A aus Fig. 1,

Fig. 3 die Ansicht B aus Fig. 1, sowie,

Fig. 4 den Querschnitt der Spannschelle aus Fig. 1 im montierten Zustand, wobei ein Schlauch von re­ lativ geringem Durchmesser auf einen Stutzen gespannt ist.

Die Spannschelle besteht aus einem Spannband 1, einem Ge­ häuse 2, in dem eine Spannschnecke 3 verschiebbar geführt und ein Federelement 4 angeordnet ist, sowie einem Schutzband 5.

Das Gehäuse 2 ist als Fünfeck-Formrohr mit zwei zueinan­ der giebelartig geneigten Dachflächen, zwei Seitenwänden und einem Gehäuseboden 21 ausgebildet. Im Gehäuseboden 21 sind Öffnungen zum Einführen und Ausführen des Spann­ bandes 1 sowie zum Einhängen desselben vorgesehen. Eine aus dem Gehäuseboden 21 herausgearbeitete, aufwärts ge­ winkelte Haltezunge 22 ist federnd ausgebildet und dient sowohl zur Ableitung des Spannbandes 1 als auch zur Hal­ terung für die Spannschnecke 3. Weitere Haltezungen (nicht gezeigt) sind an den Seitenwänden des Gehäuses 2 angeordnet. Am hinteren Gehäuseende sind an den Seiten­ wänden nach innen abgewinkelte Anlageschultern 23 vorge­ sehen, die der axialen Abstützung des eingesetzten Feder­ elementes 4 dienen.

Die Spannschnecke 3 besitzt ein Gewinde 31, einen Hals mit einem Zentrierbund 32 und einen Sechskantkopf 33, der wahlweise auch mit einem Innensechskant oder einem Schraubendreherschlitz zur Betätigung mit handelsüblichem Werkzeug versehen sein kann. Auf dem Zentrierbund 32 ist mit einem bestimmten Abstand zum Sechskantkopf 33 zumin­ dest ein Markierungsring 34 vorgesehen.

Das Federelement 4 ist als Druckfeder ausgebildet, be­ steht aus einem Federwerkstoff, und ist U-förmig derart gebogen, daß es sich von unten in das Gehäuse 2 ein­ drücken läßt und sich dann mit einer bestimmten Kraft­ vorspannung zwischen den Anlageschultern 23 und der mon­ tierten Spannschnecke 3 einspreizt. Auf der Schenkel­ außenseite 41 ist das Federelement 4 mit der Baugröße und der speziellen Federkonstante gekennzeichnet. Im verbau­ ten Zustand ist diese Kennzeichnung an der Hinterseite des Gehäuses 2 ablesbar, wie Fig. 3 zeigt.

Das Spannband 1 ist mit seinem Ende 11 in dem Gehäuse 2 eingehängt. In einem sich daran anschließenden Bereich 12 sind die Spannband-Ränder 13a, 13b wellenförmig gestal­ tet, während der zwischen den Rändern liegende Spannband- Mittelsteg 13c Durchbrüche 14 aufweist. Diese Durchbrüche 14 liegen im Bereich der Wellenberge 15a, während der ei­ gentliche Spannband-Mittelsteg 13c oberhalb der Wellentä­ ler 15b liegt.

An diesen wellenförmigen Bereich 12 schließt sich ein Spannband-Abschnitt 16 an, der eine Vielzahl von Einprä­ gungen 17 aufweist, die der Steigung des Gewindes 31 der Spannschnecke 3 entsprechen. Die Breite des Spannbandes 1 im Bereich 16 ist so gewählt, daß dieser Abschnitt 16 zwischen die Seitenwände des Gehäuses 2 eingeführt werden kann. Die Breite ist im Bereich 16 aber auch an die Breite des Spannband-Mittelsteges 13c angepaßt, so daß - wie insbesondere die Fig. 3 und 4 zeigen - dieser Spann­ band-Abschnitt 16 zwischen den wellenförmigen Spannband- Rändern 13a, 13b geführt wird und dabei unterhalb des Spannband-Mittelsteges 13c zum Liegen kommt.

Das Schutzband 5 ist in seiner Länge im wesentlichen dem Spannband 1 angepaßt, besitzt jedoch eine größere Breite als der wellenförmige Bereich 12 des Spannbandes 1. Das Schutzband 5 ist an seinem Anfang mit einer Einhängezunge 51 versehen, mit der eine haltbare und trennbare Verbin­ dung mit dem Spannband 1 möglich ist. Dazu kann die Einhängezunge 51 in einen Durchbruch 14 des Spannbandes 1 eingesteckt und mit diesem verrastet werden.

Fig. 4 zeigt die Spannschelle in montiertem Zustand. Da­ bei ist auf einen im Querschnitt gezeigten Stutzen 6 ein Schlauch 7 aufgebracht, der durch die Spannschelle auf dem Stutzen 6 verspannt wird. Man erkennt, daß in diesem verspanntem Zustand der Spannband-Abschnitt 16 im wellen­ förmigen Bereich 12 zwischen den Rändern 13a, 13b und un­ terhalb des Spannband-Mittelsteges 13c zum Liegen kommt. Bei üblichen Spannschellen anzutreffende, abstehende Spannband-Überstände werden somit vermieden. Wie eben­ falls ersichtlich, ist das Schutzband 5 verhältnismäßig dünn ausgeführt, so daß sich beim Umschlingen des Schlauches 7 auch im Schutzband-Überlappungsbereich 52 nur ein geringer Durchmesserunterschied ergibt. Durch die breite, nahezu stoßfreie Auflagefläche wird die Oberflä­ che des Schlauches 7 besonders geschützt, eine hohe ört­ liche Flächenpressung wird vermieden und eine gleich­ mäßige Spannkraftverteilung erreicht. Zugleich schützt dieses Schutzband 5 den Schlauch 7 im Spannband-Abschnitt 16. Da die Einprägungen 17 dem Schlauch 7 keinen Schaden zufügen können, ist es möglich, das Spannband 1 selbst möglichst dünn zu gestalten, wodurch sich erwünschter­ maßen eine lediglich geringe Steifigkeit ergibt.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, sind zwischen den Durch­ brüchen 14 auf dem Spannband-Mittelsteg 13c Kennzeichnun­ gen für den Spanndurchmesser aufgebracht. Der im montier­ ten Zustand unter dem Spannband-Mittelsteg geführte Spannband-Abschnitt 16 gibt dabei mit seinem vorderen Ende 16a den jeweils aktuellen Durchmesserwert grob an. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Zustand liegt der Durch­ messer somit im Bereich zwischen 108 und 104 mm. Auch ist durch diese Durchmesser-Kennzeichnung der mögliche Durch­ messer-Spannbereich der Spannschelle zu erkennen. Ferner ist direkt unterhalb des Gehäuses 2 die Bandlänge angege­ ben (hier: 340 mm), die für nicht kreisförmige Spannquer­ schnitte von Bedeutung ist.

Ferner zeigt Fig. 2, daß durch die zweckmäßige Form des Gehäuses 2 die Montage beim Spannen oder Lösen der Spann­ schelle durch Gegenhalten mittels eines Gabelschlüssels 8 erleichtert werden kann.

Die Gestaltung des Spannbandes 1 in seinem wellenförmigen Bereich 12 erhöht dessen Elastizität bei Zugbelastung in Längsrichtung, Durchmesserunterschiede im verspannten Zu­ stand, die beispielsweise aus unterschiedlichen Tempe­ raturen eines im Schlauch 7 geführten Mediums resultie­ ren, werden ausgeglichen. In diesem Zusammenhang ist auch das Federelement 4 von Bedeutung. Gegen den Widerstand des gespannten Bauteiles bzw. des Schlauches wird nämlich das mit seinem Ende 11 im Gehäuse 2 eingehängte Spannband 1 und das mitumschlingende Schutzband 5 durch die Spann­ schnecke 3 gehalten, die sich über das Federelement 4 an den Anlageschultern 23 des Gehäuses 2 abstützt. Die Zug­ kraft im Spannband 1 ist dabei proportional der Spann­ kraft des Federelementes 4, das bei der Verspann-Ver­ schraubung entsprechend seiner Federkraft-Konstante einen bestimmten Federweg zurücklegt, der durch den Markie­ rungsring 34 auf dem Zentrierbund 32 der Spannschnecke 3 ersichtlich ist. Die maximale Spannkraft der Spannschelle ist dann eingestellt, wenn der Sechskantkopf 33 der Spannschnecke 3 auf die Frontseite des Gehäuses 2 trifft. Soll eine geringere Spannkraft eingestellt werden, so muß die Spannschnecke 3 lediglich so weit verdreht werden, bis der Markierungsring 34 mit der Vorderkante des Gehäu­ ses 2 zur Deckung kommt. Durch entsprechende Auswahl ei­ ner geeigneten Spannschnecke 3 aus einem Sortiment mit unterschiedlich liegenden Markierungsringen 34 und/oder durch geeignete Auswahl eines Federelementes 4 aus einem Sortiment von Federelementen mit unterschiedlichen Feder­ konstanten kann somit an einer individuellen Spannschelle stets eine gewünschte Spannkraft eingestellt werden.

Liegt der Sechskantkopf 33 an der Vorderkante des Gehäu­ ses 2 an, so wird bei einer weiteren Spannkrafterhöhung in der montierten Spannschelle, beispielsweise hervorge­ rufen durch Wärmeausdehnung im gespannten Schlauch 7, die Spannschnecke 3 gegen die Kraft des Federelementes 4 wei­ ter in das Gehäuse 2 hineingezogen. Der Sechskantkopf 33 bildet dabei mit dem Gehäuse 2 eine formschlüssige Ver­ bindung, so daß ein Öffnen und Aufdrehen der Spann­ schnecke unmöglich wird, wodurch eine zusätzliche Siche­ rung gegen Lösen von Hand oder durch Vibration entsteht. Erst bei Abkühlung und Entspannen der Befestigung wird die Spannschnecke 3 dann wieder aus dem Gehäuse 2 entlas­ sen und kann somit aufgedreht werden. Stets paßt sich so­ mit die Spannschelle durch elastische Verlängerung des Spannbandes 1 sowie durch weiteres Zusammendrücken des Federelementes 4 einer beispielsweise durch Wärmedehnung verursachten Durchmesseränderung des zu verspannenden Bauteiles bzw. des Schlauches 7 an. Insbesondere wird der gespannte Schlauch 7 in seinem Ausdehnungsverhalten nicht blockiert, so daß sein Materialgefüge nicht bleibend ver­ dichtet wird.

Auch das bei üblichen Spannschellen erforderliche Nach­ ziehen ist bei einer erfindungsgemäßen Spannschelle nicht erforderlich, da bei einer Verkleinerung des zu verspan­ nenden Durchmessers beispielsweise durch niedrigere Tem­ peraturen sich die Spannschelle durch Verkürzung des ge­ spannten Spannbandes 1 und gleichzeitiges Öffnen des Fe­ derelementes 4 ebenfalls der Durchmesserveränderung an­ paßt. Dabei wirken die beiden Federsysteme der Spann­ schelle, nämlich das Federelement 4 sowie das insbeson­ dere in seinem wellenförmigen Bereich 12 elastische Spannband 1 parallel.

Wegen der höheren Spannqualität und Sicherheit der erfin­ dungsgemäßen Spannschelle gegenüber herkömmlichen Schlauchschellen liegt ein besonderer Vorteil in der va­ riablen Gestaltungsmöglichkeit durch das austauschbare Spannband 1 mit Schutzband 5 und dem austauschbaren Fe­ derelement 4, wodurch sich der Anwendungsbereich in der Großserienmontage, in Musterbau- oder Reparaturbetrieben erweitert. Dabei können nicht nur Spannbänder verschiede­ ner Länge, sondern auch verschiedener Elastizität einge­ setzt werden. Die erfindungsgemäße Spannschelle kann sowohl komplett montiert, als auch in ihren Einzelteilen getrennt auf Lager liegen. Der Spannschellen-Schnecken­ trieb kann ohne Verwendung von Spezialwerkzeug mit einem jeweils geeigneten Federelement 4 und entsprechenden Spannband 1 individuell bestückt werden, wodurch Bauteile verschiedenster Form, Größe und Festigkeit sicher ge­ spannt werden können. In diesem Zusammenhang soll auf Fig. 3 hingewiesen werden. Diese Figur zeigt die Seiten­ ansicht B aus Fig. 1 mit Blick auf die Rückseite des Ge­ häuses 2, wo eine Kennzeichnung des Federelementes 4 (hier: A5) ablesbar ist. Ferner erkennt man, daß einfach ein den jeweiligen Anforderungen entsprechendes Federele­ ment 4 in das Gehäuse 2 eingesetzt werden kann, solange das Spannband 1 mit seinem Abschnitt 16 bzw. mit seinem vorderen Ende 16a noch nicht in das Gehäuse 2 eingeführt ist. Erläutert werden soll in diesem Zusammenhang auch die besonders einfache Demontage der Spannschelle. Hierzu muß die Spannschnecke 3 lediglich so weit aus dem Gehäuse 2 herausgedreht werden, bis das Spannband 1 gelockert ist. Danach kann dieses mit seinem Ende 11 aus dem Ge­ häuse 2 ausgehängt werden, wodurch sowohl das Spannband 1 als auch das Schutzband 5 offen sind und einfach abgenom­ men werden können.

Das Einsatzgebiet einer erfindungsgemäßen Spannschelle liegt beispielsweise im Automobilbau bei der Befestigung von Kühlwasserschläuchen, gleichfalls aber auch in der Elektroindustrie zur Halterung von Bauteilen oder Kabeln, im Rohrleitungsbau, in der Verpackungstechnik und weite­ ren Industriezweigen. Dabei braucht der zu verspannende Querschnitt keinesfalls kreisförmig zu sein. Die flache Ausführung des Bodens des Gehäuses 2 mit der Einhängeöff­ nung ermöglicht auch das Festspannen auf geraden Flächen, und der variable Einsatz von vorgeformten oder nachträg­ lich gebogenen Spann- und Schutzbändern erweitert den Einsatzbereich der Spannschelle für viele Bauteile-Größen und -Formen. Die einfache Demontage der Spannschelle in ihre wesentlichen Bestandteile läßt eine zweckmäßige in­ dividuelle Gestaltung zu. Das Spannband 1 kann durch Dre­ hen der Spannschnecke 3 vom Gehäuse getrennt und ausge­ tauscht werden. Das Schutzband 5 läßt sich vom Spannband 1 ebenfalls leicht trennen. Auch die Spannschnecke 3 ist im Bedarfsfall durch Herausdrücken der Haltezungen 22 des Gehäuses 2 herausnehmbar. Umgekehrt ist dementsprechend auch die serienmäßige Herstellung und Montage einfach und wirtschaftlich.

Claims (6)

1. Spannschelle mit einem an seinen Rändern (13a, 13b) bereichsweise wellenförmigen Spannband (1), das ein Gehäuse (2) trägt für eine Spannschnecke (3), deren Gewinde (31) mit einem mit Einprägungen (17) verse­ henen Spannband-Abschnitt (16) einen Schneckentrieb bildet, dadurch gekennzeichnet, daß im wellenförmigen Spann­ band-Bereich (12) der zwischen den Wellen liegende Spannband-Mittelsteg (13c) oberhalb der Wellentäler (15b) liegt, um den in seiner Breite an den Mittel­ steg (13c) angepaßten, mit den Einprägungen (17) versehenen Spannband-Abschnitt (16) zwischen den wellenförmigen Spannband-Rändern (13a, 13b) und un­ terhalb des Spannband-Mittelsteges (13c) zu führen.

2. Spannschelle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein innerhalb des Spannbandes (1) umlaufendes, an diesem befestigtes und sich im verspannten Zustand mit seinen Enden überlappendes (Überlappungsbereich 52) Schutzband (5).

3. Spannschelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannband-Mittelsteg (13c) im Bereich der Wellenberge (15a) Durchbrüche (14) aufweist.

4. Spannschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschnecke (3) im Gehäuse (2) verschiebbar geführt ist und bei einer Verspann-Verschraubung gegen ein gehäusefestes Fe­ derelement (4) wirkt.

5. Spannschelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im Querschnitt U-förmige Federelement (4) austauschbar im Gehäuse (2) eingesteckt ist.

6. Spannschelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das im Mittelstegbereich (13c) zwischen den Durchbrüchen (14) mit Durchmes­ ser-Maßangaben versehene Spannband (1) austauschbar im Gehäuse (2) eingehängt ist.