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Dokumentenidentifikation DE10214966C1 24.12.2003
Titel Schelle zum achsparallelen Verbinden eines zylindrischen Temperaturfühlers mit einem Rohr
Anmelder Danfoss A/S, Nordborg, DK
Erfinder Rasmussen, Jens Erik, Graasten, DK;
Hansen, Børge Skov, Nordborg, DK
Vertreter U. Knoblauch und Kollegen, 60322 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 04.04.2002
DE-Aktenzeichen 10214966
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.12.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.12.2003
IPC-Hauptklasse F16L 3/233
IPC-Nebenklasse F16L 3/137   
Zusammenfassung Eine Schelle zum achsparallelen Verbinden eines zylindrischen Temperaturfühlers (1) mit einem Rohr (2) hat ein biegsames metallisches Spannband (3), das an seinem einen Endabschnitt (12) eine erste Spannbacke (4) und eine mit seinem anderen Endabschnitt (18) formschlüssig verbindbare zweite Spannbacke (5) sowie eine Spannschraube (6) aufweist. Die Spannschraube (6) ist durch eine Bohrung (11) in der ersten Spannbacke (4) hindurchgeführt und durch eine Gewindebohrung (14) in der zweiten Spannbacke (5) hindurchgeschraubt. Um Fühler (1) und Rohr (2) fest mit geringem Wärmeübertragungswiderstand verbinden zu können, hat die zweite Spannbacke (5) eine abgewinkelte Platte mit zwei Schenkeln (15, 16). Der erste Schenkel (15) ist mit der Gewindebohrung (14) und der zweite Schenkel (16) mit einem Schlitz (17) zur Durchführung des anderen Endabschnitts (18) versehen. Die Spannbandlänge ist so gewählt, daß der andere Endabschnitt (18) nach dem Herumlegen des Spannbandes (3) um den Temperaturfühler (1) und das Rohr (2) sowie der Durchführung durch den Schlitz (17) auf den zweiten Schenkel (16) umbiegbar ist. Die Spannschraubenlänge ist so gewählt, daß sie nach dem Spannen am umgebogenen Endabschnitt (18) anliegt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schelle zum achsparallelen Verbinden eines zylindrischen Temperaturfühlers mit einem Rohr unter gegenseitiger Berührung von Temperaturfühler und Rohr, mit einem biegsamen Spannband aus Metall, das eine erste Spannbacke an einem ersten Endabschnitt, eine mit einem zweiten Endabschnitt des Spannbandes formschlüssig verbindbare zweite Spannbacke und eine Spannschraube aufweist, wobei die gespannte Spannschraube durch eine Bohrung in der ersten Spannbacke hindurchgeführt und durch eine Gewindebohrung in der zweiten Spannbacke hindurchgeschraubt ist.

Bei einer bekannten Schelle dieser Art (US-Patentschrift 2 863 203) weist die zweite Spannbacke eine plattenförmige Mutter auf. Der zweite Endabschnitt des Spannbands ist mit mehreren, in Längsrichtung des Spannbandes auseinanderliegenden Lochpaaren versehen. Die Mutter hat zwei Vorsprünge, die in ein Lochpaar entsprechend dem jeweiligen Durchmesser von Temperaturfühler und Rohr und mithin entsprechend der erforderlichen wirksamen Länge des Spannbands eingreifen können, um die Mutter formschlüssig mit dem Spannband zu verbinden. Zusätzlich ist im Spannband ein Längsschlitz ausgebildet, durch den die Spannschraube hindurchgeführt werden kann. Sowohl die Löcher als auch der Schlitz im Spannband bewirken eine Schwächung des Spannbands. Die mittels der Schelle ausübbare Spannkraft ist daher nur begrenzt und relativ gering. Gegebenenfalls ist nur eine Linienberührung zwischen Temperaturfühler und Rohr möglich, in der Regel sogar nur eine Punktberührung, da sich das Rohr und/oder das Fühlergehäuse häufig beim Transport oder aufgrund unvorsichtiger Handhabung so verformen, daß sie nicht mehr kreiszylindrisch sind. Dementsprechend ist der Wärmeübergangswiderstand zwischen Temperaturfühler und Rohr relativ hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schelle der eingangs genannten Art anzugeben, die die Ausübung einer höheren Spannkraft und damit einen geringeren Wärmeübergangswiderstand zwischen Rohr und Temperaturfühler ermöglicht.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zweite Spannbacke eine abgewinkelte Platte mit einem ersten Schenkel und einem quer zu diesem stehenden zweiten Schenkel aufweist, daß der erste Schenkel mit der Gewindebohrung und der zweite Schenkel mit einem Schlitz zur Durchführung des zweiten Endabschnitts des Spannbandes versehen ist, daß die Länge des Spannbandes so gewählt ist, daß der zweite Endabschnitt nach dem Herumlegen des Spannbandes um den Temperaturfühler und das Rohr sowie der Durchführung durch den Schlitz auf den zweiten Schenkel umbiegbar ist, und daß die Länge der Spannschraube so gewählt ist, daß sie nach dem Spannen am umgebogenen zweiten Endabschnitt anliegt.

Bei dieser Lösung entfällt die Ausbildung eines Schlitzes im Spannband und von Löchern in seinem zweiten Endabschnitt. Das Spannband kann daher sehr festgezogen werden. Zumindest das eine der beiden zu verbindenden Teile kann dadurch zumindest so weit verformt werden, daß sich eine Flächenberührung zwischen Temperaturfühler und Rohr ergibt. Dementsprechend ist ein geringer Wärmeübergangswiderstand zwischen den beiden Teilen erreichbar.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß die erste Spannbacke eine mit der Bohrung versehene Platte aufweist, um die der erste Endabschnitt herumgebogen ist, so daß er an beiden Seiten der Platte anliegt, und daß der erste Endabschnitt beiderseits der Platte mit einem Loch versehen ist, wobei die Löcher mit der Bohrung fluchten. Während bei der bekannten Schelle die erste Spannbacke durch Umbiegen des Endabschnitts auf sich selbst und Ausbildung zweier miteinander fluchtender Löcher im Spannband zur Durchführung der Spannschraube ausgebildet ist, so daß die Löcher einem hohen Lochleibungsdruck durch den Schaft der Spannschraube ausgesetzt sind und demzufolge aufgeweitet werden oder sogar reißen können, nimmt bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der ersten Spannbacke die vom ersten Endabschnitt des Spannbands umgebene Platte die Hauptbelastung beim Spannen auf. Das Herumbiegen des Endabschnitts um die Platte um wenigstens zwei Kanten der Platte ergibt bereits allein einen sehr sicheren Formschluß. Die Löcher im Endabschnitt werden daher nur geringfügig belastet. Insgesamt wird auch durch diese Maßnahme eine noch höhere Belastbarkeit der Schelle erreicht.

Das Spannband kann daher aus Kupfer ausgebildet sein, das zum einen eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat und zum anderen weitgehend korrosionsfest ist.

Sodann kann der erste Schenkel der nahezu oder weitgehend rechtwinklig gebogenen zweiten Spannbacke einen ihre Gewindebohrung verlängernden Lochdurchzug aufweisen. Die zweite Spannbacke kann daher verhältnismäßig dünn ausgebildet sein. Dennoch ist das Gewinde der Gewindebohrung hoch belastbar.

Sodann kann der zweite Schenkel eine Stufe in Form einer zweifachen Abwinkelung zwischen dem ersten Schenkel und dem Schlitz aufweisen, die in Bezug auf die Innenseite des Spannbandes nach außen um einen Betrag hochsteht, der der Dicke des Spannbandes entspricht. Die Spannbacke kann sich daher auch in dem zwischen dem ersten Schenkel und dem Schlitz liegenden Bereich an dem betreffenden Teil der zu verbindenden Teile abstützen. Dadurch wird die Gefahr einer Verbiegung des ersten Schenkels vermindert.

Sodann kann vorgesehen sein, daß der Gewindeschaft der Spannschraube einen gewindefreien Hals aufweist und die Bohrung in der ersten Spannbacke mit Gewinde versehen ist. Die Spannschraube wird dann durch die ihren gewindefreien Hals umgebende Gewindebohrung der ersten Spannbacke in ihrer Einbaulage in der Spannbacke vor dem Montieren der Schelle gesichert.

Wenn die Spannschraube ein Schneid-Gewinde aufweist, kann sie das Gewinde in der Gewindebohrung selbst schneiden.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Darin stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Rohres und eines Temperaturfühlers, die durch eine erfindungsgemäße Schelle verbunden sind,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Anordnung nach Fig. 1, jedoch unter einem anderen Blickwinkel gesehen und im Querschnitt,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Teils der Schelle nach Fig. 1 ohne die zweite Spannbacke,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung desselben Teils der erfindungsgemäßen Schelle, wie den in Fig. 3 dargestellten, jedoch unter einem anderen Blickwinkel gesehen, und

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Spannbacke der erfindungsgemäßen Schelle.

Die dargestellte Schelle dient zum Verbinden eines zylindrischen Temperaturfühlers 1 eines Expansionsventils einer Kälteanlage oder einer Kühleinrichtung mit einem Rohr 2 am Ausgang des Verdampfers der Kälteanlage oder Kühleinrichtung unter achsparalleler gegenseitiger Berührung von Temperaturfühler 1 und Rohr 2.

Die dargestellte Schelle besteht aus einem biegsamen Spannband 3 aus Metall, vorzugsweise Kupfer, einer ersten Spannbacke 4, einer zweiten Spannbacke 5 in Form einer um etwa 90° abgewinkelten steifen Platte aus Metall und einer Spannschraube 6 mit einem Kopf 7 und einem Gewindeschaft 8.

Der Temperaturfühler 1 ist durch ein Kapillarrohr 9 mit dem (nicht dargestellten) Expansionsventil verbunden.

Die Spannbacke 4 enthält eine Platte 10 mit einer gewindefreien Bohrung 11. Um die Platte 10 ist ein erster Endabschnitt 12 des Spannbandes 3 herumgebogen, so daß er an beiden Seiten der Platte 10 anliegt. Der erste Endabschnitt 12 des Spannbandes 3 hat beiderseits der Platte 10 jeweils ein Loch 13 (Fig. 3). Die Löcher 13 fluchten mit der gewindefreien Bohrung 11 und haben den gleichen Durchmesser wie die Bohrung 11, können aber auch einen etwas kleineren oder größeren Durchmesser als die Bohrung 11 haben.

Die Spannschraube 6 ist mit ihrem Gewindeschaft 8 durch die gewindefreie Bohrung 11 und die Löcher 13 in der ersten Spannbacke 4 hindurchgeführt und durch eine Gewindebohrung 14 in dem einen Schenkel 15 der Spannbacke 5 hindurchgeschraubt. Der zweite Schenkel 16 der zweiten Spannbacke 5 hat einen Schlitz 17 zur Durchführung des zweiten Endabschnitts 18 des Spannbandes 3. Die Länge des Spannbandes 3 ist so gewählt, daß der zweite Endabschnitt 18 nach dem Herumlegen des Spannbandes 3 um den Temperaturfühler 1 und das Rohr 2 sowie der Durchführung durch den Schlitz 17 auf den zweiten Schenkel 16 umbiegbar ist, und die Länge der Spannschraube 6 ist so gewählt, daß sie nach dem Spannen am umgebogenen zweiten Endabschnitt 18 anliegt. Dadurch bleibt der zweite Endabschnitt 18 in der Lage nach Fig. 1 fest am Schenkel 16 anliegend, so daß er sich nicht unter der Spannkraft zurückbiegt. Ferner hat der zweite Schenkel 16 der zweiten Spannbacke 5 eine Stufe 19 in Form einer zweifachen Abwinkelung zwischen dem ersten Schenkel 15 und dem Schlitz 17, die in Bezug auf die Innenseite des Spannbandes 3 nach außen um einen Betrag hochsteht, der der Dicke des Spannbandes 3 entspricht. Sodann ist der erste Schenkel 15 der zweiten Spannbacke 5 mit einem Lochdurchzug 20 versehen, der das Gewindeloch 14 zur Erhöhung der Belastbarkeit des Gewindes koaxial verlängert. Unterhalb des Lochdurchzugs bzw. des Gewindeloches 15 ist die zweite Spannbacke 5 im Bereich ihrer Biegung mit einem Loch 21 versehen, das eine Verformung des Gewindeloches 14 bei der Abwinkelung der beiden Schenkel 15 und 16, so daß sie zueinander quer stehen bzw. einen Winkel von etwa 90° einschließen, verhindert.

Um den Fühler 1 und das Rohr 2 miteinander zu verbinden, wird das um die Platte 10 herumgebogene und mit der Spannschraube 6 gemäß Fig. 3 und 4 versehene Spannband 3 um Fühler 1 und Rohr 2 herumgelegt und der Endabschnitt 18 so weit durch den Schlitz 17hindurchgeführt und auf die Außenseite des Schenkels 16 umgebogen, daß die Spannbacken 4, 5 noch einen Abstand voneinander haben. Dann wird die Spannschraube 6 in die Gewindebohrung 14 eingeschraubt, bis der Gewindeschaft 8 auf dem Endabschnitt 18 aufliegt. Anschließend wird die Spannschraube 6 festgezogen. Dabei kann die Spannkraft so hoch gewählt werden, daß sich der Fühler 1 leicht in das Rohr 2 eindrückt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, so daß sich eine großflächige Berührung zwischen Fühler 1 und Rohr 2 ergibt. Hierbei ist das Material des Rohres 2 weicher als das des Fühlergehäuses. Üblicherweise besteht das Rohr 2 aus Kupfer und das Fühlergehäuse aus Stahl.

Alternativ kann die Spannschraube 6 beim Hersteller der Schelle in der Lage nach den Fig. 3 und 4, bevor das Spannband 3 durch den Schlitz 17 der Spannbacke 5 hindurchgeführt wird, in die Gewindebohrung 14 der Spannbacke 5 nur so weit eingeschraubt werden, daß der Spannschraubenschaft 8 den Schlitz 17 noch nicht abdeckt. In dieser vormontierten Lage kann die Schelle dann vertrieben und transportiert werden. Am Montageort braucht dann lediglich noch das Spannband 3 um den Fühler 1 und das Rohr 2 herumgelegt, der Endabschnitt 18 durch den Schlitz 17 hindurchgeführt und die Spannschraube 4 festgezogen zu werden. Dies erleichtert und vereinfacht die Montage am Montageort. Um hierbei die Spannschraube 3 und die Spannbacke 5 in der vormontierten Lage zu halten, kann die Lage der Spannschraube 3 in der Gewindebohrung 14 bis zum Festziehen gesichert sein, bevor der Endabschnitt 18 durch den Schlitz 17 hindurchgeführt wird. Das Sichern der Spannschraube 6 in der vormontierten Lage der Schelle, in der die Spannschraube 6 nur ein kurzes Stück aus der Gewindebohrung 14 bis in die Nähe des Schlitzes 17 vorsteht, kann dadurch erfolgen, daß die Spannschraube 6 mit einem Schneid-Gewinde ausgebildet und zunächst in eine noch gewindefreie Bohrung des Schenkels 15 bis in die vormontierte Lage geschraubt wird. Dabei wird dann gleichzeitig das Gewinde in die Bohrung geschnitten, so daß sich die Gewindebohrung 14 ergibt und sich die Spannschraube 6 in dem von ihr selbst geschnittenen Gewinde leicht festklemmt, bis sie am Montageort festgezogen wird.

Die Spannkraft kann sehr hoch gewählt werden, ohne daß das Spannband 3 reißt oder die Spannbacken 4, 5 verformt werden oder die Löcher 13 im Endabschnitt 12 oder die Gewindebohrung 14 sich verformen, weil die Spannkraft des Spannbandes 3 hauptsächlich von den 90°- Biegungen des Spannbandes und den daran anliegenden Kanten der Platte 10 bzw. des Schlitzes 17 aufgenommen wird und die Endabschnitte 12 und 18 darüber hinaus großflächig zum einen an der Platte 10 und zum anderen am Schenkel 16 anliegen. Dabei sorgt die Spannschraube 6 durch den Eingriff in die Löcher 13 des Endabschnitts 12 und durch die Anlage am Endabschnitt 18 für einen zusätzlichen Zusammenhalt der Verbindung zwischen den Endabschnitten 12 und 18 einerseits und der Platte 10 bzw. der Spannbacke 5 andererseits.

Die Platte 10 ist wesentlich dicker und steifer als das Spannband 3 ausgebildet. Das gleiche gilt für die Spannbacke 5. Alle Teile der Schelle, mit Ausnahme des Spannbandes 3, bestehen aus rostfreiem Stahl. Zwischen dem Temperaturfühler 1 und dem Rohr 2 ergibt sich eine gute Wärmeübertragung, weil der Temperaturfühler 1 sehr fest und großflächig am Rohr 2 montiert werden kann.

Eine weitere Abwandlung kann darin bestehen, daß die Bohrung 11 in der Spannbacke 4 (Fig. 2) ebenfalls mit einem Gewinde versehen ist, das dem der Spannschraube 6 entspricht. Die Spannschraube 6 kann dann mit einem gewindefreien Hals in einer der Dicke der Spannbacke 4 entsprechenden Länge versehen sein. Die Lage der Spannschraube 6 nach den Fig. 3 und 4 wird dann durch das Gewinde der Bohrung 11 gesichert, da sich die Spannschraube 6 erst durch das den gewindefreien Hals der Spannschraube 6 umgebende Gewinde der Bohrung 11 herausdrehen müßte, um sich aus der Spannbacke 4 zu lösen.


Anspruch[de]
  1. 1. Schelle zum achsparallelen Verbinden eines zylindrischen Temperaturfühlers (1) mit einem Rohr (2) unter gegenseitiger Berührung von Temperaturfühler (1) und Rohr (2), mit einem biegsamen Spannband (3) aus Metall, das eine erste Spannbacke (4) an einem ersten Endabschnitt (12), eine mit einem zweiten Endabschnitt (18) des Spannbandes (3) formschlüssig verbindbare zweite Spannbacke (5) und eine Spannschraube (6) aufweist, wobei die gespannte Spannschraube (6) durch eine Bohrung (11) in der ersten Spannbacke (4) hindurchgeführt und durch eine Gewindebohrung (14) in der zweiten Spannbacke (5) hindurchgeschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spannbacke (5) eine abgewinkelte Platte mit einem ersten Schenkel (15) und einem quer zu diesem stehenden zweiten Schenkel (16) aufweist, daß der erste Schenkel (15) mit der Gewindebohrung (14) und der zweite Schenkel (16) mit einem Schlitz (17) zur Durchführung des zweiten Endabschnitts (18) des Spannbandes (3) versehen ist, daß die Länge des Spannbandes (3) so gewählt ist, daß der zweite Endabschnitt (18) nach dem Herumlegen des Spannbandes (3) um den Temperaturfühler (1) und das Rohr (2) sowie der Durchführung durch den Schlitz (17) auf den zweiten Schenkel (16) umbiegbar ist, und daß die Länge der Spannschraube (6) so gewählt ist, daß sie nach dem Spannen am umgebogenen zweiten Endabschnitt (18) anliegt.
  2. 2. Schelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannbacke (4) eine mit der Bohrung (11) versehene Platte (10) aufweist, um die der erste Endabschnitt (12) herumgebogen ist, so daß er an beiden Seiten der Platte (10) anliegt, und daß der erste Endabschnitt (12) beiderseits der Platte (10) mit einem Loch (13) versehen ist, wobei die Löcher (13) mit der Bohrung (11) fluchten.
  3. 3. Schelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannband (3) aus Kupfer besteht.
  4. 4. Schelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schenkel (15) einen die Gewindebohrung (14) verlängernden Lochdurchzug (20) aufweist.
  5. 5. Schelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schenkel (16) eine Stufe (19) in Form einer zweifachen Abwinkelung zwischen dem ersten Schenkel (15) und dem Schlitz (17) aufweist, die in Bezug auf die Innenseite des Spannbandes (3) nach außen um einen Betrag hochsteht, der der Dicke des Spannbandes (3) entspricht.
  6. 6. Schelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeschaft (8) der Spannschraube (6) einen gewindefreien Hals aufweist und die Bohrung (11) in der ersten Spannbacke (4) mit Gewinde versehen ist.
  7. 7. Schelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschraube (6) ein Schneid-Gewinde aufweist.






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