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Die
Erfindung betrifft einen offenen Spannring der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 genannten Art.
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Für die Verbindung
von Endflansche aufweisenden Rohren bzw. zum Befestigen von Deckeln
an Behältern
oder Fässern
sowie zur Festlegung anderer runder Gerätebauteile werden häufig Spannringe verwendet,
wodurch eine Vielzahl von Verschraubungen vermieden wird.
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Derartige
Spannringe haben entsprechend den Flanschen der Rohre, Behälter oder
Gerätebauteile
verschiedene Querschnittsprofilformen und sorgen für das Zusammenziehen
und Abdichten der Bauteile miteinander.
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Zur
Handhabung sind die offenen Spannringe mit einem oder mehreren Spannschlössern versehen,
welche die freien Enden der Spannringe miteinander verbinden und
diese beim Schließen
zusammenziehen bzw. beim Öffnen
auseinanderdrücken.
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Eine
besonders einfache Schlossausführung besteht
aus einer in Umfangsrichtung des Spannringes verlaufenden Schraube,
welche als Lappen rechtwinklig abgebogene Enden des Spannringes durchsetzt,
und einer auf der Schraube bzw. an einem der Lappen sitzenden Mutter.
Dieses aus Schraube und Mutter bestehende Spannschloss kann mit
einem Schraubendreher oder einem Schraubenschlüssel betätigt werden.
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Für die Erfüllung höherer Ansprüche sind
bei einem derartigen Spannschloss Bolzen oder Rollen vorgesehen,
welche in diesen entsprechenden und an den Spannringenden vorgesehenen
Haltelaschen drehbar gelagert sind und von der Spannschraube durch setzt
werden. Solche Schraubenschlösser
sind aus
DE 197 28
655 A1 bekannt.
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Für Spannringe
mit langen Spannwegen eignen sich Spannschlösser mit gebogenen Schrauben, wie
diese beispielsweise in
DE
35 37 504 C1 beschrieben sind. Die gebogenen Schrauben
verlaufen hierbei parallel zum Spannringaußenumfang. Allerdings sind
solche Schlösser
in der Handhabung vergleichsweise kompliziert, sodass für die Verschraubung
Spezialwerkzeuge notwendig sind. Auch ist der Schließvorgang
noch zu langwierig und insbesondere für die Anwendung auf der Baustelle
wenig praxisgerecht.
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Aus
diesem Grund sind insbesondere bei häufig zu betätigenden Spannringen Hebelschlösser vorgesehen,
bei welchen die Spannschraube durch einen Kniehebel oder dergleichen
Hebel ersetzt ist. Da jedoch der Hebel stets nur den gleichen Schließweg ermöglicht,
ist ein derartiger Spannring bei Anwendung von Gerätebauteilen
mit variierendem Umfang ungeeignet. Um den Spannweg anzupassen, muss
dieser zum Beispiel mit einer zusätzlichen Spannschraube einstellbar
sein. Ein derartiger Aufbau ist wegen der erheblich höheren Herstellkosten aufwändig. Außerdem muss
ein derartiges Hebelschloss mit zusätzlichen Maßnahmen gegen selbsttätiges Öffnen gesichert
werden.
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Ein
weiterer Nachteil ist, dass ein einstellbares Hebelschloss nach
mehrmaligem Schließen
und Öffnen
in zeitaufwändiger
Weise nachjustiert werden muss, um die richtige Spannung aufrechtzuerhalten.
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Zur
Verbindung von aus dünnwandigen Blechrohren
mit angeformten oder angesetzten Flanschen bestehenden Blechrohren
werden aus den genannten Gründen
Schraubenschlösser
bevorzugt. Die geschilderten Probleme fallen bei diesen besonders
ins Gewicht, da derartige Spannringe Durchmesser bis zu 3 m erreichen
können
und deren Montage an der Decke von hohen Industriehallen für den auf
Leitergerüsten
oder Bühnen
stehenden Monteur wegen häufig
eingeschränkter
Zugänglichkeit schwierig
ist.
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Der
Erfindung liegt darum die Aufgabe zugrunde, einen für derartige
Anwendungszwecke besonders geeigneten Spannring – also einen Spannring größeren Durchmessers
mit langen Spannwegen bei eingeschränkter Zugänglichkeit – zu schaffen, der schnell
und sicher geschlossen oder auch geöffnet werden kann.
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Gelöst ist diese
Aufgabe gemäß vorliegender
Erfindung mit einem offenen Spannring mit Schraubenschloss, das
mit einfachen Werkzeugen, z. B. Schraubendrehern oder Schraubenschlüsseln, verstellbar
ist und die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt.
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Nach
dem für
die Erfindung wesentlichen Merkmal ist als Spannschraube eine Doppelspindel vorgesehen,
deren Enden mit gegenläufigen
Gewinden, also einem Rechtsgewinde und einem Linksgewinde, versehen
sind, welchen Gewindeplatten und Gewinderollen mit entsprechenden
Innengewinden zugeordnet sind, die in an den Spannringenden angebrachten
Lagerböcken
um eine parallel zur Spannringachse verlaufende Achse verschwenkbar
gelagert sind. Zur Betätigung
dieser Doppelspindel sind die Gewindeenden jeweils mit Innenmehrfachkante, vorzugsweise
Innensechskante, ausgestattet, in welche Inbusschlüssel oder
dergleichen Werkzeuge eingesetzt werden können. Nach einem weiteren Merkmal
gemäß Anspruch
2 ist ferner das zwischen den Enden gelegene Mittelteil der Doppelspindel
als Mehrfachkant, vorzugsweise Sechskant, ausgebildet.
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Diese
Gestaltung bietet folgende Möglichkeiten
und Vorteile.
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Mit
einer mit Links- und Rechtsgewinde ausgestatteten Doppelspindel
wird die Schließ-
bzw. Öffnungsgeschwindigkeit
verdoppelt. Zur Betätigung dieser
Doppelspindel eignen sich einfach ausgebildete und zu handhabende
Werkzeuge, nämlich
Gabelschlüssel
für das
Mittelteil und Inbusschlüssel
für die
an den Enden vorgesehenen Innenmehrfachkanten bzw. Gabelschlüssel für das Mittelteil.
Damit lässt sich
der Spannring auch bei eingeschränkter
Zugänglichkeit
einfach und schnell montieren bzw. demontieren.
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Das
sehr stabil und weitgehend bruchsicher ausgebildete Schraubenschloss
ist kostengünstig herstellbar.
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Weitere
Merkmale des erfindungsgemäßen Spannringes
sind mit den Ansprüchen
3 bis 11 angegeben.
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Bei
der Montage des in der Regel im offenen Zustand gelieferten Spannringes
ist auf die richtige Schraubrichtung der Doppelspindel zu achten.
So muss zum Schließen
des Schraubenschlosses die Doppelspindel am linksgängigen Ende
links und am rechtgängigen
Ende rechts gedreht werden. Andernfalls fällt das Schloss, das sich ja
bei der Anlieferung in der offenen Endlage befindet, auseinander.
Bei Verwendung von Elektro- oder Pneumatikschraubern kann dies sehr
leicht passieren.
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Da
das Linksgewinde vom Rechtsgewinde optisch kaum zu unterscheiden
ist, wird gemäß Anspruch
3 vorgeschlagen, die Gewindeplatten bzw. die Gewinderollen unterschiedlich
zu färben.
So kann man beispielsweise die linksgängige Gewindeplatte bzw.
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Gewinderolle
bei der Oberflächenbehandlung
farbig, vorzugsweise rot, kennzeichnen.
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Eine
noch sichere Lösung
ist gemäß Anspruch
4 vorgeschlagen, nach welchem wenigstens an einem Ende der Doppelspindel
ein Anschlag, vorzugsweise ein Gewindering, vorgesehen ist, welcher fest
mit der Doppelspindel verbunden, vorzugsweise verklebt ist.
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Durch
die Gestaltung der Lagerböcke
und der in diesen gelagerten Gewindeplatten gemäß Anspruch 5 werden Reibungskräfte reduziert,
was zu einer erleichterten Handhabung führt.
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Die
Vorschläge
nach den Ansprüchen
6 bis 9 erleichtern die Montage der Gewindeplatten bzw. begünstigen
die Kraftübertragung
bzw. Lagesicherung dieser Gewindeplatten.
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Gemäß Anspruch
10 ist ein erfindungsgemäß gestaltetes
Schraubenschloss vorgesehen, bei welchem anstelle der Gewindeplatten
Gewinderollen vorgesehen sind.
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Nach
dem Vorschlag gemäß Anspruch
11 können
die Lagerböcke
derart dimensioniert sein, dass auch im vollständig geschlossenen Zustand
die in Umfangsrichtung abstehenden Schraubenenden weitgehend abgedeckt
sind.
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Der
Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen,
die in den Zeichnungen dargestellt sind, im Einzelnen erläutert.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 perspektivische
Darstellung der Doppelspindel,
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2 perspektivische
Darstellung einer Gewindeplatte,
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3 perspektivische
Darstellung eines Lagerbockes,
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4 perspektivische
und teilweise aufgebrochene Darstellung eines mit dem Spannring
verbundenen Schraubenschlosses bei geöffnetem Spannring,
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5 Darstellung
gemäß 4 bei
geschlossenem Spannring mit angedeuteten Betätigungswerkzeugen,
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6 Seitenansicht
eines modifizierten Lagerbockes,
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7 Schnitt
längs der
Linie VII-VII in 6,
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8 Seitenansicht
eines Lagerbockes nach einer zweiten Modifikation,
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9 perspektivische
Darstellung einer Gewinderolle,
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10 perspektivische
Darstellung eines Lagerbockes nach einer zweiten Ausführungsform für die Gewinderolle
gemäß 9,
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11 perspektivische
Darstellung einer Doppelspindel mit in Form eines Zylinders ausgebildetem
Mittelteil und
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12 perspektivische
Darstellung einer Hälfte
eines mit dem Spannring verbundenen Schraubenschlosses nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel.
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Gleiche
Teile sind mit gleichen Ziffern, modifizierte Teile mit Ziffern
mit Strichindices bezeichnet.
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Mit
den 1 bis 3 sind die für das erfindungsgemäße Schraubenschloss
wesentlichen Bauelemente veranschaulicht.
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Die
für die
Erfindung wichtige Doppelspindel 1, wie sie in 1 dargestellt
ist, weist auf der in 1 rechten Seite ein Rechtsgewinde 2 und
auf der gegenüberliegenden
Seite ein Linksgewinde 3 auf. Zur Betätigung dieser Spindel ist das
Mittelteil 4 als massives, kurzes Sechskantprofil ausgebildet,
das, wie mit 5 angedeutet, mit einem als
Gabelschlüssel 23 ausgebildeten
Schraubschlüssel
leicht betätigbar
ist.
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Zusätzlich sind
in die beiden Spindelenden Innensechskante 5 eingearbeitet,
in welchen, wie gleichfalls mit 5 angedeutet,
Inbusschlüssel 22 einsetzbar
sind.
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Den
Gewindeabschnitten 2 und 3 der Doppelspindel 1 zugeordnet
sind Gewindeplatten mit passendem rechtsgängigen bzw. linksgängigen Innengewinde.
Eine dieser beiden Gewindeplatten 6 mit Innengewinde 7,
hier einem rechtsgängigen
Innengewinde, ist in 2 dargestellt. Diese Gewindeplatten 6 und 10 sind
beidseitig mit im Querschnitt runden Drehachsen 9 ausgestattet,
welche endseitig mit quaderförmigen
Endplatten 9a abgeschlossen sind, sodass zwischen der Gewindeplatte 6 und
den Endplatten 9 Nuten 8 gebildet werden. Somit
sind die Gewindeplatten 6 und 10 um eine zur Spannringachse
parallel verlaufende Achse verschwenkbar.
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Die
dem Gewindeabschnitt 3 der Spindel 1 zugeordnete
Gewindeplatte 10, wie sie in den 4 und 5 dargestellt
ist, ist identisch ausgebildet, jedoch mit einem linksgängigen Innengewinde 11 versehen.
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Diese
Gewindeplatten 6 bzw. 10 sind in Lagerböcke 12 eingesetzt,
von welchen exemplarisch in 3 der in
den 4 und 5 rechte Lagerbock dargestellt
ist.
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Der
aus den Seitenwänden 15 und
diese verbindenden Mittelsteg 18 gebildete Lagerbock 12 hat im
Wesentlichen einen U-förmigen
Querschnitt. Die Seitenwände
weisen langlochartig gestaltete Durchbrüche 16 auf, die derart
dimensioniert sind, dass die um 90° gedrehten Gewindeplatten 6 bzw. 10 in
diese eingeschoben werden können.
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Nach
Drehung der Gewindeplatten 6 bzw. 10 in die in
den 4 und 5 dargestellte Position sind
die seitlich abstehenden Drehachsen 9 in den Durchbrüchen 16 geführt, wobei
die Endplatte 9a an der Außenseite der Seitenwände 15 anliegen,
sodass die Gewindeplatten 6 bzw. 10 in Querrichtung lagegesichert
sind.
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Die
den Spannringenden 13 zugewandten Bereiche, nämlich die
Zugseiten der Durchbrüche 16, sind
halbkreisförmig
ausgebildet, sodass sich die Drehachsen 9 der Gewindeplatten 6 bzw. 10 an
diese form- und kraftschlüssig
sowie drehbar anlegen können.
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Die
Seitenwände 15 sind
so zu dimensionieren, dass sie auch bei höchstmöglicher Belastung durch die
Zugkraft der Doppelspindel 1 nicht verformt werden.
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Der
mit dem Spannring 14 zu verbindende Mittelsteg 18 sowie
die Seitenwände 15 sind
so gewölbt,
dass sie an den Spannringaußendurchmesser angepasst
sind.
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In 4 ist
der Spannring 14 mit dem erfindungsgemäß gestalteten Schraubenschloss
in geöffnetem
Zustand dargestellt.
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Die
beiden Enden 13 des Spannringes 14 sind mit Lagerböcken 12 gemäß 3 ausgestattet, welche
mit der Oberseite der Spannringe 14 durch Verrastung, Verschweißung, Vernietung
oder dergleichen verbunden sind. In die Lagerböcke 12 sind in der
anhand von 3 beschriebenen Weise die Gewindeplatten 6 und 10 eingesetzt,
worauf in deren Innengewinde 7 und 11 die Rechts-
und Linksgewinde 2, 3 aufweisenden Enden der Doppelspindel 1 so
eingeschraubt sind, dass nur wenige Gewindegänge in den durch die Seitenwände 15 begrenzten
Innenraum der Lagerböcke 12 ragen.
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Mit 5 ist
die gleiche Anordnung wie in 4 gezeigt,
jedoch im geschlossenen Zustand des Schraubenschlosses. Die Enden 13 des
Spannringes 14 liegen stirnseitig aneinander. Die Gewindeabschnitte 2 und 3 der
Doppelspindel 1 sind ganz in die Gewindeplatten 6 bzw. 10 eingeschraubt,
liegen jedoch noch weitgehend geschützt in dem von den Seitenwänden 15 begrenzten
Innenraum der Lagerböcke 12.
Ihre abstehenden Enden sind mit dem Doppelpfeil 24 gekennzeichnet,
welcher gleichzeitig den maximalen Spannweg veranschaulicht. Soweit längere Spannwege
erforderlich sind, sind entsprechend längere Doppelspindeln 1 zu
verwenden.
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Der
Betätigung
des Schraubenschlosses dienen einfache Handwerkzeuge, nämlich alternativ ein
Gabelschlüssel 23,
welcher an das als Sechskant ausgebildete Mittelteil 4 anzusetzen
ist, bzw. Inbusschlüssel 22,
welche alternativ in die Innensechskante 5 auf der in 5 rechten
bzw. linken Seite der Doppelspindel 1 einsetzbar sind.
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Somit
kann das Schraubenschloss auch bei ungünstigsten Montagesituationen,
nämlich
von drei Seiten her, betätigt
werden. Eine sehr schnelle Betätigung
ist mittels der Inbusschlüssel 22 möglich, welche
vorteilhafterweise in Form sogenannter Bits in einen Elektro- oder
Pneumatikschrauber eingespannt sind.
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Der
von vorn aufzusetzende Gabelschlüssel 23 kann
insbesondere auch dann Anwendung finden, wenn zum Beispiel bei eingerosteten
Schlössern
extrem hohe Drehmomente erforderlich sind.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Schraubenschlosses ist,
dass es wegen der mit Rechts- und Linksgewinde 2 und 3 versehenen
Doppelspindel 1 doppelte Schließ- und Öffnungsgeschwindigkeit ermöglicht.
Dies ist insbesondere bei langen Schließwegen, insbesondere wenn der Schließantrieb
manuell erfolgt, wichtig.
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Da
der gesamte Schließweg
auf zwei Hälften aufgeteilt
ist, stehen die Schraubenenden 19 auch im geschlossenen
Zustand nicht so weit ab, wie dies bei Schraubenschlössern mit
einspindligen Schrauben der Fall ist. In der Regel sind die Enden 19 zwischen den
Seitenwänden 15 der
Lagerböcke 12 geschützt gelegen,
was zur Herabsetzung des Sicherheitsrisikos führt.
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Die
insbesondere anhand von
3 erläuterte Gestaltung der Lagerböcke
12 ermöglicht eine sehr
stabile, hoch belastbare Konstruktion. Da die Seitenwände
15 nur
relativ kleine Durchbrüche
16 zur
Aufnahme der Gewindeplatten
6 und
10 aufweisen,
sind diese wesentlich stabiler als die bei üblichen Schrauben schlössern, wie
sie z. B. in
DE 197 28 655 dargestellt
sind, verwendeten Ösen
oder Haken. Damit sind kleinere Abmessungen der Lagerböcke
12 möglich, was
zu einer nicht unerheblichen Materialersparnis führt.
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Bei
der Montage des Spannringes 14, der so dimensioniert ist,
dass im spannungslosen Zustand sein Außendurchmesser geringfügig größer ist
als der Außendurchmesser
der zu verbindenden Endflansche entspricht, ist dieser mit Hilfe
des Schraubenschlosses gegen die Wirkung der Eigenspannung so aufzuweiten,
dass er über
die Flansche geschoben werden kann, um danach mittels des Schraubenschlosses
zusammengezogen zu werden.
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Um
dies zu ermöglich,
muss das Zurückwandern
der Gewindeplatten 6 entgegen der Zugrichtung verhindert
werden.
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Zu
diesem Zweck sind, wie in den 6 und 7 dargestellt,
unterhalb der Durchbrüche 16 Nasen 20 ausgeschnitten
und eingedrückt,
welche die Gewindeplatten 6 abstützen, sodass diese nicht nach hinten,
also in den 6 und 7 nach rechts, wandern
können.
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Eine
andere Möglichkeit
ist mit der Modifikation gemäß 8 veranschaulicht.
Hierbei sind die in den Seitenwänden 15 vorgesehenen
Durchbrüche bezüglich der
Oberseite des Mittelsteges 18 so geneigt, dass sich ihr
Abstand zu dem Mittelsteg 18 entgegen der Spannrichtung
reduziert. Dies hat zur Folge, dass die Gewindeplatte 6 mit
ihrer Unterseite in einer in 8 nach rechts
verschobenen Position auf dem Mittelsteg 18 aufliegt und
damit an einem weiteren Zurückwandern
gehindert wird.
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Mit
den 9 und 10 ist eine andere Variante
der Lagerböcke 12' veranschaulicht.
Anstelle der etwa quaderförmigen
Gewindeplatten 6 bzw. 10 ist eine Gewinderolle 21 mit
einem rechts- oder linksgängigen
Innengewinde 7' vorgesehen.
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Zur
Aufnahme und Lagerung dieser Gewinderolle 21 sind die Seitenwände 15' des Lagerbockes 12' mit dem Querschnitt
der Gewinderolle 21 entsprechend kreisrunden Durchbrüchen 16' versehen. Auch
die Gewinderollen 21 weisen beidendig Drehachsen 9' auf, welche
endseitig durch Endplatten 9a' begrenzt sind, sodass sie eine
Ringnut 8' bildet.
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Nach
Einsetzen der Gewinderolle 21 in die kreisförmigen Durchbrüche 16' der Seitenwände 15' greifen die
den Spannringenden benachbarten Randbereiche der Durchbrüche 16' unter Zugbelastung
in die Nuten 8' der
Gewinderollen 21 ein.
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Anstelle
von Gewinderollen mit Ringnuten 8' können auch zylindrische Gewinderollen
ohne Ringnuten, also glatte Rollen, verwendet werden, da bei geschlossenem
Schraubenschloss die Gewinderollen 21 in den kreisrunden
Durchbrüchen 16' kraftschlüssig gehalten
werden.
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Das
universellste Schraubenschloss nach vorliegender Erfindung, wie
es vor allem in 5 gezeigt ist, weist eine Doppelspindel
mit einem nach Art eines Sechskants ausgebildeten Mittelteil auf.
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Soweit
eine Betätigung
des Schraubenschlosses mit einem Gabelschlüssel nicht unbedingt notwendig
ist, ist auch eine in 11 dargestellte Doppelspindel 1' geeignet, dass
ein zylindrisches Mittelteil 25 besitzt.
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Mit 12 ist
schließlich
eine Maßnahme zur
Sicherung der Doppelspindel 1' veranschaulicht. Diese besitzt
an ihrem linken Ende einen Anschlagring 26, welcher auf
das äußerste Ende
aufgeschraubt und mit diesem fest verbunden, vorzugsweise verklebt
ist. Dieser Ring, der sich in der Endposition des geöffneten
Schraubenschlosses an der Außenseite
der Gewindeplatte 10 anlegt, verhindert, dass die Doppelspindel 1' aus den Gewindeplatten ganz
herausgeschraubt wird und damit das Schraubenschloss in seine Einzelteile
zerfällt.
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- 1,
1'
- Doppelspindel
- 2
- Rechtsgewinde
(außen)
- 3
- Linksgewinde
(außen)
- 4
- Mittelteil
(Sechskant)
- 5
- Innensechskant
- 6
- Gewindeplatte
- 7,
7'
- rechtsgängiges Innengewinde
- 8,
8'
- Nuten
-
-
- 9,
9'
- Drehachse
- 10
- Gewindeplatte
- 11
- linksgängiges Innengewinde
- 12,
12'
- Lagerböcke
- 13
- Ende
- 14
- Spannring
-
-
- 15,
15'
- Seitenwände
- 16,
16'
- Durchbruch
- 17
- Zugseite
des Durchbruchs
- 18
- Mittelsteg
- 19
- Schraubenenden
- 20
- Nasen
- 21
- Gewinderolle
- 22
- Inbusschlüssel
- 23
- Gabelschlüssel
- 24
- Spannweg
- 25
- zylindrisches
Mittelteil
- 26
- Gewindering