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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine offene stufenlose Schlauchklemmenstruktur
aus einem in die richtige Länge
geschnittenen Bandmaterial, die in des Lage ist, automatisch Toleranzen
in der Anordnung aus dem schlauchartigen Teil und dem Gegenstand,
an dem der schlauchartige Teil mit der Klemmenstruktur fest anzubringen
ist, zu kompensieren.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Das
Problem der Toleranzkompensation bei Schlauchklemmen ist seit einiger
Zeit bekannt, und es wurden verschiedene Lösungen dafür vorgeschlagen. Zum Beispiel
nennt das US-Patent 1,705,895 von Blair zickzackförmige Ausschnitte
im Band, damit das Band etwas elastisch wird. Andere Konfigurationen
im Klemmband zur Erzeugung einer Elastizität in Längsrichtung des Klemmbandes
sind im US-Patent Nr. 4,910,832 von Schaub und im deutschen Patent
DE 30 18 383 von Rasmussen
beschrieben. In meinem eigenen früheren US-Patent 4,987,651 über eine
sogenannte ohrlose Klemme sind ein oder mehrere Sektionen aus konkav
geformten seitlichen Bandabschnitten vorgesehen, zwischen denen
eine sanduhrförmige Öffnung im
Klemmband liegt, um in der Klemmband-Längsrichtung eine Elastizität zu erzeugen.
Allen diesen Vorschlägen
ist gemeinsam, daß sie
Ausschnitte in einem ebenen Klemmband umfassen, so daß die Klemmbandabschnitte
flach bleiben. Es wurden auch bereits Rillen und Wellungen zur Toleranzkompensation
vorgeschlagen. Zum Beispiel zeigt das britische Patent 778 861 einen
oder mehrere elastische, bogenförmige
Kompensationsabschnitte, wobei auch das Problem einer möglichen
Undichtigkeit als Ergebnis der Öffnung
unter diesen Kompensationsabschnitten erkannt wurde. Um Undichtigkeiten
zu vermeiden, wird in diesem Patent auch vorgeschlagen, daß die bogenförmigen Kompensationsabschnitte
entweder durch einen darunterliegenden Endabschnitt des Klemmbandes
abgedeckt sind oder von einer solcher Größe und Krümmung sind, daß der bogenförmige Kompensationsabschnitt
flach wird, wenn die Klemme gespannt wird, so daß das dann flache Klemmband
einen guten Kontakt mit dem Schlauch hat. Das französische Patent
2 470 275 beschreibt auch, daß die Öffnungen
unter der Wellung entweder durch den darunterliegenden Bandabschnitt
abgedeckt werden oder daß diese
Wellungen mit speziellen, nach innen stehenden Vorsprüngen versehen
sind, um Undichtigkeiten zu vermeiden. Unter Übernahme der Lehre des britischen
Patents 1 064 048 werden im europäischen Patent 0 296 918 gegenseitig
versetzte Wellungen auf den gegenüberliegenden Seiten eines zentralen Einschnittes
zur Minimierung von Leckagen als Folge der Öffnungen unter den Wellungen
vorgeschlagen. Wellungen im Klemmband lassen sich auch im US-Patent
4,308,648 und im US-Patent 4,919,682 finden, das die im ersten Teil
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale offenbart und des weiteren
einen Längsschnitt oder
Schlitz vorschlägt,
damit der M-förmige
Klemmabschnitt bei der Verwendung von Schläuchen oder anderen Gegenständen aus
hartem Material wie Hartgummi besonders elastisch wird. Bei diesen
bekannten Schlauchklemmen, bei denen vor allem versucht wird, das
Klemmband in der Klemmband-Längsrichtung
elastisch zu machen, wird jedoch nicht klar zwischen der Toleranz kompensation
und der Haltefähigkeit
der Klemme unterschieden, wie sie durch ein typisches "Oetiker-Ohr" erreicht wird, noch
werden die Federeigenschaften der gesamten Klemme in Betracht gezogen,
um eine adäquate
Federwirkung (Federrückbewegung)
sicherzustellen, die die Klemme in ihre Form zurückbringt und die eine vorgegebene
Klemmkraft sichert, nachdem die Klemme als Folge einer Temperatur-
und/oder Druckänderung
des Mediums im Schlauch und/oder aufgrund einer Alterung des Schlauchmaterials
expandiert wurde. Keine der bekannten Klemmenkonstruktionen berücksichtigt
diese unterschiedlichen Aspekte und deren Wechselwirkungen, insbesondere
wurden die vorteilhaften Wirkungen nicht erkannt, die durch die
Kombination eines typischen "Oetiker-Ohrs" mit einer Toleranzkompensationsanordnung
mit einer Wellung erhalten werden können.
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EP-A-0
495 609, EP-A-0 491 610, FR-A-2 679 612, DE-A-40 38 530, US-A-3,475,793,
FR-A-2 470 275 und EP-A-0 508 410 offenbaren jeweils Klemmenstrukturen
mit einer nahe einem Ende des Klemmbandes angeordneten Spanneinrichtung,
die zum Spannen der Klemmenstruktur um einen Gegenstand dient und
sowohl eine Spannkraft als auch eine Toleranzkompensation vermittelt.
Ferner weisen diese Klemmenstrukturen eine von der Spanneinrichtung
getrennte weitere Toleranzkompensationseinrichtung auf, die zwischen
der Spanneinrichtung und dem anderen Ende des Klemmbandes angeordnet
ist und eine Wellung in dem Klemmband aufweist, um die Rückfederwirkung
der Klemmenstruktur zu erhöhen. Ähnliche
Klemmen, bei denen jedoch die weitere Toleranzkompensationseinrichtung
keine Wellung aufweist, sind in DE-A-30 18 313 offenbart. Klemmenstrukturen
mit Toleranzkompensationseinrichtungen zusätzlich zur Spanneinrichtung,
die selbst keine Toleranzkompensation bewirkt, sind aus DE-A-1 500
795 und US-A-4,402,113 bekannt. US-A-513,322 zeigt eine Klemme mit einem
flachen Klemmband, das fast die gesamt Bandlänge einnehmende Längsschlitze
aufweist, um die Elastizität
des Bandes zu beeinflussen. Bei der aus DE-C-40 38 529 bekannten Klemme wird die
Elastizität
des flachen Klemmbandes durch sanduhrförmige, ovale oder kreisrunde Öffnungen
verändert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Klemme mit einer verbesserten
Toleranzkompensation, insbesondere zur Verwendung bei harten Schlauchmaterialien,
zu schaffen. Diese Aufgabe mit der im Patentanspruch 1 angegebenen
Klemmenstruktur gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung unterscheidet sich von allen erwähnten Schlauchklemmen
darin, daß immer eine
adäquate
Toleranzkompensation und eine ausreichende Haltefähigkeit
(Klemmwirkung) beim Vorhandensein von Änderungen im Druck und/oder
der Temperatur des Mediums im Schlauch sowie bei Alterung des Schlauchs
durch Kombination einer Toleranzkompensationseinrichtung mit einer
Spanneinrichtung, die die gewünschte
Klemmwirkung ergibt, sichergestellt ist. Die erfindungsgemäße Struktur
zeigt synergistische Effekte hinsichtlich nicht nur einer vollständig zufriedenstellenden
Kompensation aller Änderungen,
sondern auch einer verbesserten Federwirkung der Klemmenstruktur
zur Aufrechterhaltung der gewünschten
Klemmkraft. Die Toleranzkompensationseinrichtung in der Form einer
Wellung kann daher gemäß der vorliegenden
Erfindung an das jeweilige schlauchartige Material angepaßt werden,
um die vom Kunden geforderte Kompensation mit verbesserter Federrückbewegung
ohne Einfluß auf
die Funktion der Spanneinrichtung beim Spannen der Klemme zu erhalten.
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Es
wurde in diesem Zusammenhang festgestellt, daß bei der Toleranzkompensationseinrichtung
das Material des Schlauchs und insbesondere dessen Härte berücksichtigt
werden sollte, um eine optimale Toleranzkompensation und optimale
Federeigenschaften der Klemmenstruktur zu erreichen, besonders in
Hinsicht auf das Ausmaß der
Federrückbewegung.
Bei einem relativ weichen Schlauchmaterialien wie Gummi ist es bekannt,
in der Wellung ein oder mehrere parallele Schlitze vorzusehen, die
sich im Klemmband auch über
die Wellung hinaus erstrecken können.
Bei relativ harten Schlauchmaterialien sieht die Erfindung nur eine Öffnung im
mittleren Bereich des oberen Abschnittes der Wellung vor, wobei
die Öffnung
vorzugsweise kreisförmig
ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
weist die Wellung relativ kleine Krümmungsradien in der Größenordnung
der Dicke des Klemmbandes auf und besitzt eine Höhe von der Innenseite des Klemmbandes
zur Außenseite
an der Oberseite, die etwa zwei bis drei mal so groß ist wie
die Dicke des Klemmbandes. Die mechanische Verbindung der sich überlappenden
Bandabschnitte umfaßt
einen oder mehrere kaltverformte, tiefgezogene Haltehaken, die aus
dem Bandmaterial herausgedrückt
sind, und einen sich in Längsrichtung
erstreckenden laschenartigen Haken, der auch aus dem Bandmaterial
um eine Achse herausgedrückt
ist, die in Längsrichtung
des Klemmbandes verläuft.
Um Leckagen unter der toleranzkompensierenden Wellung zu vermeiden,
wird die Öffnung
unter dieser durch den darunterliegenden inneren Klemmbandendabschnitt
in voller Breite abgedeckt, wobei die inneren und äußeren Klemmbandendabschnitte
mit einer Einrichtung versehen sind, die sicherstellt, daß die inneren
Klemmflächen
frei sind von Stufen, Versetzungen und Diskontinuitäten.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
gehen besser aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den
Zeichnungen hervor, die Klemmen, die nicht alle Merkmale der Erfindung
aufweisen, lediglich zur Erläuterung
sowie ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
zeigen. Es ist
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1 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen, toleranzkompensierenden
Klemme mit sogenanntem "Oetiker-Ohr" im flachen, ausgestanzten
Zustand;
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2 eine
Aufsicht auf die toleranzkompensierende Klemme nach 1,
die kein Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist;
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3 eine
axiale Seitenansicht der toleranzkompensierenden Klemme nach 1 und 2 im
runden Voreinbauzustand;
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4 eine
vergrößerte Ansicht,
die Details des "Oetiker-Ohrs" zeigt, wie es bei
der toleranzkompensierenden Klemme verwendet wird;
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5 eine
Schnittansicht längs
der Linie V-V in der 3;
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6 eine
vergrößerte Detailansicht
des Bereiches des laschenartigen Elements;
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7 eine
Teil-Aufsicht eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen toleranzkompensierenden
Klemme;
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8 eine
axiale Teil-Schnittansicht durch eine Nippelstruktur, die besonders
für den
Gebrauch mit der erfindungsgemäßen Klemmenstruktur
geeignet ist, um bei der Nippel-Schlauch-Klemmen-Anordnung relativ hohe Abziehkräfte zu erreichen;
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9 eine
der 2 ähnliche
Teil-Aufsicht, die eine modifizierte Ausführungsform eines verstärkten "Oetiker-Ohrs" zur Verwendung bei
einer Klemmenstruktur zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen, in denen in den verschiedenen Ansichten immer die
gleichen Bezugszeichen verwendet werden, und insbesondere in den 1 und 2 bezeichnet
das Bezugszeichen 11 ein Klemmband, wie es bei einer Klemmenstruktur
verwendet wird. Die generell mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete
Klemmenstruktur ist im flachen Zustand gezeigt, den es nach den
Stanz- und Prägevorgängen hat.
Der innere Endabschnitt 11a und der äußere Endabschnitt 11b des
Klemmbandes 11, die sich überlappen, wenn die Klemme in
ihren runden Zustand (3) gebracht wird, werden mechanisch
durch eine geeignete Einrichtung verbunden, die bei der bevorzugten
Ausführungsform
einen oder mehrere tiefgezogene, kaltverformte Haltehaken 12, wie
es in meinem früheren
US-Patent 4,299,012 beschrieben ist, und einen laschenartigen, sich
in Längsrichtung
erstreckenden Haken 13 umfaßt, der nach einem geeignet
geformten Einschnitt aus dem Klemmband längs einer Achse herausgebogen
ist, die sich in der Längsrichtung
erstreckt. Wenn die Klemmenstruktur dafür vorgesehen ist, axial installiert
zu werden, ist der Einschnitt im Klemmband 11 vorzugsweise
U-förmig,
wie es in der 6 gezeigt ist, und nach dem
Bringen der Klemmenstruktur 10 in die Kreisform durch Einführen des laschenartigen
Elements 13 in einen Schlitz 15 wird das laschenartige
Element 13 vorzugsweise auf sich selbst zurückgebogen,
wie es in der 5 gezeigt ist, um eine stabile
Anordnung zu ergeben. Wenn die Klemmenstruktur 10 jedoch
radial installiert werden soll, kann es auch vorteilhaft sein, das
in den 1 und 6 gezeigte laschenartige Element 13 durch
eine Führungs- und Haltehakenkombination
zu ersetzen, wie es im meinem früheren
US-Patent 4,622,720 gezeigt ist. Die Haken 12 und 13 am
inneren Bandabschnitt 11a sind dafür vorgesehen, mit einer rechteckigen Öffnung 14 bzw.
in einem sich in Längsrichtung
erstreckenden Schlitz 15 in Eingriff zu kommen, der bzw.
die im äußeren Bandabschnittt 11b im
Bereich zwischen dem sogenannten "Oetiker-Ohr",
das generell mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet ist, und
dem freien Ende des äußeren Endabschnitts 11b vorgesehen
ist. Das sogenannte "Oetiker-Ohr" 16 bildet
eine Spanneinrichtung für
die Klemmenstruktur und umfaßt
zwei sich im wesentlichen nach außen erstreckende Schenkelabschnitte 17a und 17b, die
durch einen Brückenabschnitt 18 verbunden
sind, der in Längsrichtung
des Klemmbandes verläuft.
Der Brückenabschnitt 18,
der im wesentlichen rechteckig ist und der bezüglich der Schenkelabschnitte 17a und 17b unter
einem Winkel angeordnet ist, ist mit einer Verstärkungseinrichtung 19 versehen,
damit er durch ein herkömmliches
zangenartiges Werkzeug geeignet plastisch verformt werden kann und
damit die vorgegebene Haltekraft der Klemmenstruktur durch die korrekte
plastische Verformung sichergestellt ist, wie es für diese "Oetiker-Ohren" bekannt ist, die
eine vorgegebene Haltekraft zum Beispiel im Fall von Temperatur-
und/oder Druckänderungen
des Mediums im Schlauch oder bei einer Alterung des Schlauchmaterials
beibehält.
Die Verstärkungseinrichtung 19 kann
die Form einer V-förmigen
Nut haben, wie es in meinem früheren
US-Patent 3,475,793
gezeigt ist, oder vorzugsweise die Form einer flachen Vertiefung
mit im wesentli chen rechteckiger Form, wie es in meinem früheren US-Patent
5,282,295 beschrieben ist, oder die in EP-A-0 491 291 beschriebene
Form. Anstelle der einen flachen Vertiefung 19 können auch
zwei oder mehr flache verstärkende
Vertiefungen 19a und 19b im Brückenabschnitt 18' (9)
vorgesehen werden, solange die Gesamtfläche dieser Vertiefungen der
Fläche
der einen Vertiefung entspricht, wie es im US-Patent 5,282,295 oder
in EP-A-0 491 291 beschrieben ist, wobei jede Teilvertiefung 19a und 19b vorzugsweise
so aufgebaut ist, wie es im letztgenannten US-Patent oder der Patentanmeldung
beschrieben ist. Wenn die mechanische Verbindung durch den Eingriff
der Haken 12 und 13 in den Öffnungen 14 und 15 einmal
ausgebildet ist, wird die über
dem Schlauch angeordnete Klemme durch plastische Verformung des "Oetiker-Ohrs" in eine mehr oder
weniger omegaförmige
Form gespannt und sicher befestigt, wie es allgemein bekannt ist.
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Um
sicherzustellen, daß die
innere Klemmfläche
der Klemmenstruktur 10 frei ist von Stufen, Versetzungen
oder Diskontinuitäten,
ist eine Einrichtung an den inneren und äußeren Bandabschnitten 11a und 11b vorgesehen,
die jede Stufe am freien Ende des überlappenden inneren Bandabschnitts 11a beseitigt.
Diese Einrichtung umfaßt
eine zungenartige Verlängerung 21,
die dafür
vorgesehen ist, mit einem mittleren, herausgedrückten Bandabschnitt 22 in
Eingriff zu kommen, der einen die Zunge aufnehmenden Kanal bildet,
an dessen beiden Seiten seitliche Bandabschnitte 23a und 23b verbleiben,
die an ersten stufenartigen Abschnitten 24a und 24b den
Durchmesser des äußeren Bandabschnitts
annehmen, während
die kanalförmige
Vertiefung 22 an einem zweiten stufenartigen Abschnitt 25 zum
normalen Durchmesser des Klemmbandes 11 übergeht, wie
es genaues in meinem früheren
US-Patent 4,299,012 beschrieben ist. Im ausgestanzten Zustand des
flachen Werkstücks,
der in den 1 und 2 gezeigt
ist, muß die
Form des mittleren herausgedrückten Bandabschnitts 22 so
sein, daß im
Voreinbauzustand der 3 der die Zunge aufnehmende
Kanal eine Form ähnlich
der in der 3 annimmt.
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Das "Oetiker-Ohr" 16 sorgt
für die
vorgegebene Klemmwirkung und deren plastische Verformung für ihre normale
Kompensationsfunktion, zum Beispiel bei Temperatur- und Druckwechseln
des Mediums im Schlauch oder beim Altern der Schlauchmaterials,
wobei diese Funktion durch die Toleranzkompensationseinrichtung 30 unterstützt wird,
die die Form einer Wellung hat, die generell mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet ist.
Eine Toleranzkompensation ist erforderlich, da sowohl der schlauchartige
Teil der Anordnung als auch der Nippel oder der andere Gegenstand,
an dem des schlauchartige Teil zu befestigen ist, jeweils Abmessungen mit
einem bestimmten Toleranzbereich haben, den der Abnehmer vorgibt.
Das heißt
in der Praxis, daß eine sichere
Befestigung des schlauchartigen Teils am Nippel oder einem anderen,
relativ feststehenden Teil mittels der Klemmenstruktur nur dann
möglich
ist, wem die Klemmenstruktur sowohl bei der minimalen als auch der maximalen
Abmessung, die sich durch die minimalen und maximalen Abmessungen
des schlauchartigen Teils und des Nippels oder des relativ feststehenden
Teils innerhalb des gegebenen Toleranzbereiches ergibt, den vorgegebenen
Druck ausüben
kann. Da die Spezifikationen für
Klemmenstrukturen für
zum Beispiel Kraftstoffschläuche
in Kraftfahrzeugen auch erfordern, daß eine minimale Haltekraft
aufrechterhalten bleibt, d.h. daß eine bestimmte minimale Abziehkraft
für den
Schlauch vorhanden ist, haben Tests gezeigt, daß es erforderlich ist, den
toleranzkompensierenden Bereich der Klemmenstruktur zu erhöhen, um
für solche
Verwendungen geeignet zu sein. Darüberhinaus erfor dern es die
immer höheren
Haltekräfte,
die die Automobilindustrie vorschreibt, daß der Schlauch so auf dem Nippel
befestigt wird, daß er
immer höheren
Abziehkräften
widersteht, wobei diese hohen Abziehkräfte erhalten bleiben sollen.
Bei einem Vergleich der erfindungsgemäßen Klemme mit typischem Oetiker-Klemme
des kommerziell bekannten Typs 15.7-1,706 R wurde der effektive
Klemmbereich der Klemmenstruktur auf 10 mm erhöht, um den größeren spezifizierten
Toleranzbereich der Nippel-Schlauch-Anordnung zu berücksichtigen,
der einen minimalen Durchmesser von 14,5 mm und einen maximalen
Durchmesser von 15,5 mm ergibt. Erfindungsgemäß wurde die Länge des
Ohrs, d.h. die Innenabmessung des "Oetiker-Ohrs", in Längsrichtung (in der 1 die
Abmessung "d") in einem ersten
Schritt von der vorherigen Abmessung von 8,5 mm auf 10 mm erhöht. Diese
Veränderung
des "Oetiker-Ohrs" ergibt eine zusätzliche
Umfangsverringerung beim Spannen der Klemme von etwa 1,5 mm oder
eine Verringerung des Durchmessers von etwa 0,5 mm. Außerdem wurde
eine Toleranzkompensation in der Form der Wellung 30 im Klemmband
vorgesehen. Um den höheren
angegebenen Haltekräften
zu widerstehen, wurde darüberhinaus die
Bandbreite des Klemmbandes von 7 mm auf 10 mm erhöht und die
Dicke davon von 0,6 mm auf 0,8 mm. Eine Klemme aus rostfreiem Stahl
1.4301 (AISI 304) mit einer Klemmbandbreite von 10 mm, eine Klemmbanddicke
von 0,8 mm, einer Innenabmessung des "Oetiker-Ohrs" von 10 mm und einer Toleranzkompensation
in der Form der Wellung 30 mit einer oder mehreren ausgestanzten Öffnungen,
wie es genauer noch weiter unten beschrieben ist, bietet einen theoretischen
Klemmbereich von 12,3 mm bis 15,5 mm Durchmesser sowie eine erhebliche
Erhöhung
in der Haltefähigkeit
der Klemme, d.h. der Abziehkraft, die um etwa 12% erhöht werden kann.
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Eine
weitere nennenswerte Verbesserung der Abziehkraft kann durch Modifizieren
des herkömmlichen
Nippels 50 mit einer zylindrischen Außenfläche durch Ausformen von Ringnuten 51 in
der Außenseite davon
erhalten werden, wie es in der 8 gezeigt
ist. Diese Nuten verlaufen ringförmig
um den Umfang des Nippels. Bei einem Vergleich der Ergebnisse, die
mit einem Nippel ohne Nuten und mit einem mit Nuten wie in der 8 gezeigt
erhalten werden, kann die Abziehkraft von 240 N auf 520 N erhöht werden,
d.h. auf mehr als das Doppelte der Haltekraft. Ähnliche Verbesserungen wurden
auch nach zyklischen Tests der erfindungsgemäßen Nippel-Schlauch-Klemmenanordnung
erhalten.
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Ein
weiterer wichtiger Aspekt liegt in der Erkenntnis, daß die erfindungsgemäße Toleranzkompensationseinrichtung 30 an
das jeweilige Schlauchmaterial anzupassen ist. Bei der in 2 gezeigten
Klemme sind in der Temperaturkompensationswellung 30 ausgebildete
ovale Öffnungen 32a und 32b besonders
geeignet für
Schläuche
aus weicheren Materialien, etwa Gummi. Durch Verlängern der
ausgestanzten Öffnungen 32a und 32b in
Längsrichtung über die
Wellung 30 hinaus kann durch die drei neben den Öffnungen 32a und 32b verbleibenden
schmalen Klemmbandstreifen, die jeweils schmaler sind als die volle
Klemmbandbreite, eine geringe zusätzliche Toleranzkompensation
erhalten werden. Bei der Ausführungsform
der 1 und 2 sind zwei ovale Öffnungen 32a und 32b vorgesehen,
da eine einzige, in der Mitte angeordnete Öffnung beim Vorhandensein der
zungenartigen Verlängerung 21 ungeeignet
wäre und
zu Undichtigkeiten führen
würde, wenn
die zungenartige Verlängerung 21 in
eine solche einzige Öffnung
mit einer vorgegebenen minimalen Breite in Querrichtung des Klemmbandes
hineingedrückt
wird oder darin nach außen
ausweicht. Die minimale Breite sollte wenigstens so groß oder größer sein
als die Breite jeder anderen Öffnung
im Klemmband, um sicherzustellen, daß jede elastische Dehnung des
Klemmbandmaterial im Bereich der verbleibenden schmaleren Klemmbandabschnitte
der Toleranzkompensationsanordnung 30 auftritt. Durch Verlängern der
ovalen Öffnungen 32a und 32b über die
Wellung 30 hinaus kann auch dann noch eine weitere kleine
Toleranzkompensation erhalten werden, nachdem die Wellung 30 bereits
durch das elastische Dehnen der verbleibenden schmaleren Bandabschnitte
an beiden Seiten und zwischen den beiden verlängerten seitlichen Öffnungen 32a und 32b im
wesentlichen flach gestreckt wurde.
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Wenn
ein härteres
Schlauchmaterial verwendet wird, wie etwa bei Kunststoffschläuchen, habe
ich festgestellt, daß die Öffnungen 32a und 32b weggelassen
werden sollten und statt dessen eine einzige Öffnung 38 in der Oberseite
der Wellung 30 vorgesehen werden sollte, wie es in der 7 gezeigt
ist. Tests haben gezeigt, daß eine
kreisförmige Öffnung 38 bessere
Ergebnisse ergibt als andere Konfigurationen wie zum Beispiel tropfenförmige Öffnungen.
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Der
Bereich des inneren Klemmbandabschnitts 11a, der unter
der Wellung 30 und den ovalen Öffnungen 32a und 32b liegt,
ist mit zwei herausgedrückten
Vorsprüngen 35a und 35b versehen,
die etwas länger und
breiter sind als die Öffnungen 32a und 32b,
um die guten Eigenschaften der Klemmenstruktur in allen Punkten
sicherzustellen.
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Bei
einem typischen, nicht einschränkenden
Beispiel für
eine Klemmenstruktur, deren Abmessungen wie gewünscht oder erforderlich abgeändert werden
können,
ist die Gesamtlänge
a des ausgestanzten Werkstücks
der 1 gleich 91,5 mm, die Dicke b des Klemmbandes
0,8 mm, verglichen mit der früheren
Dicke von 0,6 mm, die Breite c des Klemmbandes 10 mm, verglichen
mit den bekannten 7 mm Breite, die Innenlänge d des Ohrs 10 mm, verglichen
mit einer Länge
von 8 mm bei den früheren
Klemmen, die Länge
e der Wellung ist 2,5 mm und die Länge f jeder der ovalen Öffnungen 32a und 32b 8
mm. Die Breite jeder der Öffnungen 32a und 32b wird
so gewählt,
daß die
Gesamtbreite der beiden Öffnungen 32a und 32b größer ist
als die Breite jeder anderen Öffnung
im Klemmband, etwa die Breite o der Öffnung 14. Eine Breite
g (2) von etwa 2 mm für jede der Öffnungen 32a und 32b hat
sich als zufriedenstellend für
die Klemme dieser Ausführungsform
herausgestellt. Der Radius R1 der Wellung 30 ist 1,25 mm
und der äußere Radius
R2 davon 0,4 mm. Die Gesamtlänge
h der zungenartigen Verlängerung
ist 13 mm und der Abstand i von der Anschlagfläche des Haltehakens 12 zur
Endfläche
der Öffnung 14,
die dem freien Ende des äußeren Bandabschnitts 11b näher liegt, gleich
55,2 mm. Der Abstand k vom Ende der stufenartigen Abschnitte 24a und 24b zu
der Endfläche
der Öffnung 14,
die dem freien Ende des äußeren Bandabschnitts 11b näher liegt,
ist 30,5 mm und der Abstand 1 von den Enden der ovalen Öffnungen 32a und 32b,
die näher
an dem Ohr 16 liegen, zu der Endfläche der Öffnung 14, die dem
freien Ende des äußeren Bandabschnitts 11b näher ist,
ist 20 mm. Der Abstand m von der Mitte des Ohrs 16 zu der
Endfläche
der Öffnung 14,
die dem freien Ende des äußeren Bandabschnitts 11b näher ist,
ist 11 mm. Die Länge
n der Öffnung 14 ist
gleich 3,3 mm und die Breite o der Öffnung 14 gleich 3,5
mm. Die Länge
p der Öffnung 15 für den laschenartigen
Haken 13 ist 3,5 mm und der Abstand q zwischen den benachbarten
Endflächen
der Öffnung 14 und
des Schlitzes 15 ist 2 mm. Der Abstand r zwischen der Spitze
der Anschlagfläche
des Haltehakens 12 und dem benachbarten Ende des la schenartigen
Elements 13 ist 2,3 mm und die Länge s der herausgedrückten Vorsprünge 35a und 35b 9
mm und deren Abstand t von der Endfläche des inneren Bandabschnitts 11a,
d.h. der Abstand zu der Querfläche,
an der die zungenartige Verlängerung 21 beginnt,
gleich 1 mm. Die volle Breite s' jeder
der herausgedrückten
Vorsprünge 35a und 35b ist
etwa 3 mm, sie enden jeweils an beiden Enden in halbkreisförmigen Endabschnitten
mit einem Radius von etwa 1,5 mm. Der Abstand u vom Ende der zungenartigen
Verlängerung
zum gegenüberliegenden
Ende des Haltehakens 12 ist 28 mm. Die Breite v der zungenartigen
Verlängerung 21 ist
2,8 mm und die Höhe
w der herausgedrückten
Vorsprünge 35a und 35b von
der Innenseite des Klemmbandes zur Außenseite des Vorsprünge 35a und 35b beträgt 1,3 mm.
Die Länge
x des Haltehakens 12 ist 2,8 mm und dessen maximale Höhe y 2,2
mm. Die Tiefe z der verstärkenden
Vertiefung 19 ist 2 mm und die Länge A des laschenartigen Elements 13 3
mm und dessen maximale Höhe
B 3,2 mm. Der Abstand D von der Endfläche der Öffnung 14, die dem
freien Ende des äußeren Bandabschnitts 11b näher ist,
zum Ende des äußeren Bandabschnitts
ist 8,5 mm. Der Brückenabschnitt 18 des
Ohrs 16 geht vorzugsweise über gerundete Abschnitt mit
einem relativ kleinen Krümmungsradius
in die Schenkelabschnitte 17a und 17b über, während die
Schenkelabschnitte 17a und 17b über gerundete
Abschnitte mit einem relativ kleinen Krümmungsradius in das Klemmband 11 übergehen,
wobei diese relativ kleinen Krümmungsradien
zum Beispiel etwa 0,4 mm betragen können. Die Breite H des Kanals 22 ist
3 mm.
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Die 7 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Klemmenstruktur
für härtere Schlauchmaterialien,
etwa Kunststoff-Schlauchmaterial, bei der die ovalen Öffnungen 32a und 32b weggelassen
werden und statt dessen eine kreisförmige Öffnung 38 im oberen
Bereich der Wellung 30 vorgesehen ist. Mit einer kreisförmigen Öffnung 38 mit
4 mm Durchmesser und bei geschlossenem Ohr haben Tests mit einer Klemme
nach den 1 und 2 und unter ähnlichen
Bedingungen ähnlich
zufriedenstellende Ergebnisse für
die Klemme der 7 gezeigt, wenn sie mit härteren Kunststoffschläuchen verwendet
wird.
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Tests
für die
Radialkräfte
in daN bei der erfindungsgemäßen Klemmenstruktur
und bei der entsprechenden bekannten Klemmenstruktur zeigen einen
Anstieg in den Radialkräften
von mehr als 55% bei der erfindungsgemäßen Klemmenstruktur an.
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Um
die Unterschiede in den Durchmessern von Schlauch-Nippel-Anordnungen
in einem bestimmten Toleranzbereich mit einem minimalen Durchmesser
von 14,5 mm und einem maximalen Durchmesser von 15,5 mm aufnehmen
zu können,
muß die
Klemme einen vergrößerten Klemmbereich
von 10 mm aufweisen, der durch die erhöhte Abmessung d des Ohrs 16 erhalten
wird. Die Erhöhung
der Abmessung d des Ohrs 16 von 8,5 mm auf 10 mm erlaubt
eine zusätzliche
Umfangsreduktion beim Spannen von etwa 1,5 mm oder bezüglich des
Durchmessers eine Verringerung von etwa 0,5 mm. Um die gegenwärtigen Anforderungen
zu erfüllen,
muß die
Klemme daher zusätzlich
mit einer Toleranzkompensation versehen werden. Dies wird durch Vorsehen
der gewellten Toleranzkompensationsanordnung 30 erreicht.
Mit ovalen, ausgestanzten Öffnungen 32a und 32b ist
ein theoretischer Klemmbereich von etwa 12,3 mm Durchmesser bis
etwa 15,5 mm Durchmesser erreichbar. Bei einer solchen Klemmenstruktur
ergibt sich bei geschlossenem Ohr ein Innendurchmesser von 13,4
mm. Wenn andererseits keine Toleranzkompensationsanordnung 30 nötig ist,
hat die Klemmenstruktur mit geschlossenem Ohr einen Innendurchmesser
von 12,3 mm, d.h. die Tole ranzkompensationsanordnung 30 ergibt
einen Unterschied im Innendurchmesser von etwa 1,1 mm. Die Klemmwirkung
oder Haltekraft des Ohrs wird von der Toleranzkompensationsanordnung
nicht beeinflußt,
da sich die Toleranzkompensation streckt, bevor das "Oetiker-Ohr" beansprucht wird,
um eine nennenswerte elastische Kompensation zu ergeben. Mit anderen
Worten braucht die Klemmwirkung des "Oetiker-Ohrs" nicht für eine Kompensation in Anspruch
genommen werden, bis die Kompensationskapazität der Kompensationseinrichtung 30 im
wesentlichen erschöpft
ist, da das Vorhandensein der ovalen Öffnungen 32a, 32b,
der kreisförmigen Öffnung 38 oder einer
anderen Einrichtung in der Wellung 30 bewirkt, daß letztere
einer Verformung weniger Widerstand entgegensetzt als das plastisch
verformte, verstärkte
Ohr 16. Der synergistische Effekt der Kombination eines "Oetiker-Ohrs" mit der Toleranzkompensationseinrichtung,
der zu einer erhöhten
Rückfederwirkung
führt,
ist aus den im folgenden zusammengestellten Testergebnissen ersichtlich,
die die erhöhte
Rückfederwirkung
dieser Kombination demonstrieren, die sich im erhöhten Weg
der Federrückbewegung
widerspiegelt. In allen diesen Tests bestanden die Proben aus dem
gleichen Klemmbandmaterial mit der gleichen Breite und Dicke sowie
den gleichen anderen angegebenen Eigenschaften, die den angegebenen
Zugkräften
in Kp unterworfen wurden, um eine inkrementale Längenerhöhung (Dehnung) der Proben in
Schritten von 0,5 mm zu erzeugen, wobei auch der Rückfederweg
in mm notiert wurde, wenn die Zugkraft weggenommen wurde. Das bei
den Proben verwendete Ohr war ein typisches "Oetiker-Ohr", das durch eine flache Vertiefung verstärkt war,
wie es oben bei dem typischen Beispiel beschrieben wurde. Die tropfenförmigen Öffnungen
in den Tests 6A, 6B und 7A, 7B umfaßten eine
im wesentlichen halbkreisförmige Öffnung im
Bereich der maximalen Breite, die sich in den Tests 6A und 7A in
Richtung zum Ohr mit der angegebenen Gesamtlänge zu einer spitzen minimalen
Breite verjüngte.
Die Breite und Dicke des Klemmbandmaterials ist in mm angegeben.
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Auch
wenn ich nur ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung gezeigt habe, ist klar, daß diese nicht darauf beschränkt ist,
sondern vielfach modifiziert werden kann, wie es jedem Fachmann
bekannt ist. Die vorliegende Erfindung ist auch auf andere Klemmenstrukturen
anwendbar, solange eine separate Toleranzkompensationsanordnung
in Verbindung mit einer Spannanordnung vorhanden ist, die den erforderlichen
Klemmbereich und die erforderliche Klemmwirkung ergeben. Zum Beispiel
kann die Größe der Einohr-Klemmstruktur
und deren Abmessungen variiert werden, um Klemmenstrukturen für verschiedene
Schlauchdurchmesser zu erhalten. Auch können die Abmessungen verändert werden,
um besondere Erfordernisse und Spezifikationen eines Kunden zu erfüllen und/oder
die Erfordernisse von anderen mechanischen Verbindungen in den überlappenden
Bandabschnitten zu erfüllen.
Zum Beispiel kann die Anzahl der Haken und/oder die Art der Haken
in Abhängigkeit
von der Größe und den
Anforderungen an die jeweilige Klemmenstruktur verändert werden.
Die vorliegende Erfindung ist auch bei Klemmenstrukturen mit mehr
als einem Ohr und/oder aus zwei oder mehr Komponenten anwendbar.
Die Einrichtung zum Spannen der Klemme kann auch geändert werden,
solange sie eine Federwirkung zeigt, die einen Klemmbereich bietet,
bei dem die Klemmkraft die Anforderungen erfüllt. Das gleiche gilt für die Dicke
und die Breite des Klemmbandes und der Toleranzkompensationsanordnung,
die verändert
werden können,
solange die jeweiligen Anforderungen auf eine Weise erfüllt werden,
die mit der Erfindung in Einklang steht. Die Einrichtung zum Sichern
einer inneren Klemmfläche
ohne jede Stufe, Versetzung oder Diskontinuität kann ebenfalls modifiziert
werden, zum Beispiel wie in meinem früheren US-Patent 4,315,348 oder
in meinem früheren
US-Patent 4 237 584 beschrieben oder wie in den Fig. 6 bis 11 meines früheren US-Patents
5,283,931 gezeigt.
