CN101251212A - 环形夹具 - Google Patents

Abstract

公开一种环形夹具，包括具有两个端部的开口环。开口环的每个端部一体形成有凸耳，每个凸耳沿大致径向方向从开口环向外延伸。每个凸耳贯穿设置有凸耳开孔，当凸耳到达面对面关系时，凸耳开孔共同限定接收直螺栓的通道。环形夹具还包括接收直螺栓的螺母。螺母具有螺纹孔，且其可移动地保持在其中一个凸耳开孔内而使螺纹孔的纵向轴线能在开口环所限定的平面内移动。还公开采用此环形夹具连接两个管体的方法，其包括：(a)确保环形夹具处于打开配置，且直螺栓延伸通过另一凸耳开孔并与螺母螺纹接合；(b)按所需的连接位置在环形夹具内对准管体，直螺栓保持与螺母螺纹接合；以及(c)通过旋紧螺母与直螺栓直到凸耳处于面对面关系而紧固环形夹具。

Description

环形夹具

技术领域

本发明涉及一种环形夹具，尤其是涉及一种用于连接管体的环形夹具。

背景技术

有多种环形夹具能够将两个管体结合在一起。这种夹具经常用在汽车工业中。一种已知环形夹具10的示例如图1a和1b所示。在图2a和2b中，显示了同样的夹具10环绕夹持首尾相连设置的两个管体12和14的情形。图1a和1b所示类型的夹具适合应用于高温场合(例如，汽车排气装置)。而且，这种夹具尤其适合大量生产。另外，这种夹具由较少量的原材料以及较少的分离元件制造而成。

夹具10包括具有第一端18和第二端20的开口环16。

在第一端18上一体形成了第一凸耳22。第一凸耳22沿大致径向方向从开口环16向外延伸。第一凸耳22包括沿相对于开口环16的大致圆周方向贯穿该第一凸耳22的第一开孔26。同样，在开口环16的第二端20上一体形成了第二凸耳24。第二凸耳24沿大致径向方向从开口环16向外延伸。此外，第二凸耳24设有沿相对于开口环16的大致圆周方向贯穿该第二凸耳24的开孔28。当凸耳22和24达到面对面关系时，开孔26和28彼此连通。

第一凸耳22的自由端包括沿相对于开口环16的大致径向方向从第一凸耳22向外延伸的凸出件30a。同样，第二凸耳24的自由端也包括沿相对于开口环16的大致径向方向从第二凸耳24向外延伸的凸出件30b。当凸耳22和24达到面对面关系时，凸出件30a和30b相互抵靠。

夹具10还包括螺母32以及相关联的直螺栓34。螺栓34在图1b中没有显示。在本领域中众所周知，螺母32包括螺纹孔33以螺纹收容螺栓34的螺纹部分36。此外，螺母132不可移动地固定在第一凸耳22的第一开孔26内。螺纹部分36上设有O形环或垫圈35以便当螺栓34未与螺母32的螺纹孔33接合时将螺栓34保持在第二凸耳24的开孔28内。

如图3所示，开口环16具有U形横截面。这种U形横截面使开口环16能够环绕夹持管体12和14的相邻抵接端处的相邻的突缘40和42。从而，当管体12和14首尾相连布置时，突缘40和42共同形成位于管体12和14之间的接缝周围的单个突缘。凸耳22和24也具有U形横截面。

开口环16由两个分离的圆周部分16a和16b通过连接件38结合而形成。第一圆周部分16a从开口环16的第一端18向结合于连接件38的连接端19延伸。同样，第二圆周部分16b从开口环16的第二端20向结合于连接件38的连接端21延伸。在这种连接状态下，在圆周部分16a和16b的两个连接端19和21之间存在小间隙31。

在图1a到图2b中，所示夹具10处于闭合配置。在这种配置下，夹具10已经通过螺母32和螺栓34收紧至最大程度，使得凸出件30a和30b相互抵靠。

在使用时，为了将两个管体12和14结合在一起，首先需要从螺母32完全旋出螺栓34，使得螺栓34仅依靠O形环35保持在第二凸耳24的开孔28中。

然后，操作者拉开开口环16的第一端18和第二端20而手动打开夹具10，使得开口环16绕连接件38铰接。

操作者继续打开夹具10直到能够纵向插入管体12并使凸缘40进入开口环16。接下来，操作者还要纵向插入管体14并使凸缘42进入夹具10的开口环16的另一侧。

一旦管体12和14的端部被如此插入后，通过绕连接件38枢转开口环16的两侧直到螺栓34能够与螺母32的螺纹孔接合，操作者开始手动地闭合该夹具10。这需要细心和精确度，如果管体12和14与夹具10不能适当定位，那么就很难接合螺栓34。

与螺母32重新接合之后，螺栓34被操作者旋紧以便将夹具10移动至如图2a和2b所示的环绕管体12和14的闭合配置。

本发明要提供一种相对现有技术具有多种优点的改良的环形夹具。

发明内容

依照本发明的第一方面，提供一种环形夹具，其包括：具有两个端部的开口环；分别一体形成在开口环的每个端部上的凸耳，每个凸耳沿大致径向方向从开口环向外延伸；分别贯穿每个凸耳的凸耳开孔，使得当凸耳达到面对面关系时，凸耳开孔共同限定用于接收直螺栓的通道；以及用于接收直螺栓的螺母，螺母具有螺纹孔，并且螺母以可移动方式保持在其中一个凸耳开孔内而使得螺纹孔的纵向轴线能够在开口环所限定的平面内移动。

可移动的螺母允许螺栓在整个夹持操作过程中保持与螺母接合，这使本发明的夹具比现有技术的夹具更便于使用。

有利地，螺母以可移动方式保持在所述一个凸耳开孔内，使得螺母能够沿着由相应凸耳所限定的大致径向方向移动。

有利地，螺母以可移动方式保持在所述一个凸耳开孔内，使得螺母能够沿着由延伸通过所述一个凸耳开孔并垂直于相应凸耳的轴线所限定的方向移动。

有利地，螺母以可移动方式保持在所述一个凸耳开孔内，使得螺母不能绕延伸通过所述一个凸耳开孔并垂直于相应凸耳的轴线旋转。这使得螺栓能够旋进螺母中并避免螺母随着螺纹的转动而旋转。

在一种优选的实施方式中，螺母包括位于两个螺母端部之间的螺母中间部，螺母中间部延伸通过所述一个凸耳开孔，并且螺纹孔的纵向轴线沿两个螺母端部之间的方向延伸。

有利地，螺母端部适于不能配合穿过所述一个凸耳开孔。更有利地，其中一个螺母端部的至少一部分向外变形而使得所述一个螺母端部不能配合穿过所述一个凸耳开孔。

有利地，所述一个凸耳开孔沿着由相应凸耳限定的大致径向方向拉长，所述一个凸耳开孔具有大致等于螺母中间部的对应宽度的宽度。进而，这种构造避免了螺母随着螺栓的转动而与螺栓一起旋转。

有利地，螺母中间部在螺纹孔的纵向轴线所限定的方向上的长度大于形成有所述的一个凸耳开孔的相应凸耳的厚度。

在一种优选的实施方式中，环形夹具进一步包括用于与螺母螺纹接合的直螺栓。

依照本发明的第二方面，提供一种机动车辆，其包括由第一方面的环形夹具接合在一起的两个管体。

依照本发明的第三方面，提供一种采用第一方面的环形夹具连接两个管体的方法，该方法包括以下步骤：确保环形夹具处于打开配置，且直螺栓延伸通过另一个凸耳开孔并与螺母螺纹接合；按照所需的连接位置在环形夹具内对准管体，并且直螺栓保持与螺母螺纹接合；以及通过旋紧螺母与直螺栓直到凸耳呈面对面关系而紧固环形夹具。

本发明的方法具有以下优点：由于螺栓在整个夹持操作过程中都保持与螺母接合，所以不需要使用防遗失的O形环或垫圈。

本发明的其它优选的特征将在所附权利要求中描述。

附图说明

现在将参照附图以示例的方式对本发明的实施方式进行描述，其中：

图1a显示了具有螺母和螺栓的现有技术的夹具；

图1b是图1a中的构造的立体图，其中，为了清楚起见没有显示螺栓；

图2a显示了两个管体由图1a和图1b中的夹具夹持在一起；

图2b是图2a中的构造的立体图；

图3是图2a和图2b中的构造的局部剖视图；

图4a显示了依照本发明一种实施方式的具有螺母和螺栓的夹具，显示了夹具处于打开配置；

图4b和4c是图4a中的构造的立体图；

图5是图4a中的夹具的剖视图，其中，为了清楚起见没有显示螺栓；

图6a是依照本发明的螺母的剖视图，显示了螺母处在与夹具接合之前的初始状态；

图6b是图6a中的螺母的立体图；

图6c是图6a和图6b中的螺母的立体图，显示了螺母处在与夹具接合之后的最终状态；

图7是图4a至图5中的夹具的局部放大图，详细显示了夹具的凸耳。

具体实施方式

图4a至图4c显示了依照本发明一种实施方式的环形夹具110。

如现有技术的夹具10一样，夹具110包括开口环116，其具有第一端118和第二端120以及U形横截面。第一凸耳122和第二凸耳124分别一体形成在开口环116的第一端118和第二端120上。第一凸耳122和第二凸耳124也具有U形横截面。第一凸耳122包括沿相对于开口环116的大致圆周方向贯穿该第一凸耳122的第一开孔126。同样，第二凸耳124也设有沿相对于开口环116的大致圆周方向贯穿该第二凸耳124的开孔128。当凸耳122和124达到面对面关系时，开孔126和128彼此连通。

第一凸耳122的自由端包括沿相对于开口环116的大致径向方向从第一凸耳122向外延伸的一体形成的凸出件130a。同样，第二凸耳124也包括沿相对于开口环116的大致径向方向从第二凸耳124向外延伸的一体形成的凸出件130b。当凸耳122和124彼此呈面对面关系时，凸出件130a和130b相互抵靠。凸耳122和124的面对面关系与夹具的闭合配置相关联，在该夹具的闭合配置中，凸耳122和124之间的间隔小于在打开配置中的间隔。

如同现有技术一样，开口环116由两个分离的圆周部分116a和116b通过连接件138结合而形成。每个圆周部分116a和116b是大致半圆形的，从而限定了开口环116的两半。第一圆周部分116a从开口环116的第一端118向结合于连接件138的连接端119延伸。同样，第二圆周部分116b从开口环116的第二端120向结合于连接件138的连接端121延伸。连接件138可以为弹性连接件。此外，连接件138可以被偏置以将开口环116保持在图4a到图4c所示的夹具110的打开配置。当被连接时，在圆周部分116a和116b的两个连接端119和121之间存在小间隙131。

夹具110还包括螺母132以及相关联的直螺栓134。螺母132可以在图5所示的剖视图中清晰地观察到。然而，为了清晰起见，图5中没有显示螺栓134。螺母132包括螺纹孔133以螺纹收容螺栓134的螺纹部分。螺母132以可移动方式保持在第一凸耳122的第一开孔126内。

现在参照图6a到图6c对螺母132进行详细描述。

螺母132包括位于第一端部150和第二端部152之间的中间部151。螺纹孔133的纵向轴线在图6a中由虚线AA′显示。线AA′从螺母132的第一端部150经过中间部151向第二端部152延伸。

第一端部150形成螺母132的直径为D1的头部。

从图6a和6b可清楚地看到，中间部151由直径为D2的管体形成，该管体的相对的纵向侧面被切掉从而该中间部151具有宽度W1。因此，宽度W1必定小于直径D2。

螺母132的第二端部152也由管体形成，该管体的相对的纵向侧面被切掉从而该第二端部152也具有宽度W1。中间部151的管体的厚度大于第二端部152的管体的厚度。

如图6a和图6b所示的初始螺母配置，最初形成的螺母132具有直径为D2的第二端部152。然而，一旦螺母132的第二端部152和中间部151被插入凸耳开孔126，则第二端部152将沿径向向外变形成如图6c所示的具有变大的直径D3。例如，第二端部152可以通过卷边加工而向外变形。

夹具110的扩大部分如图7所示。具体地，图7清楚地显示了第一凸耳122及其开孔126。开孔126在第一凸耳122所限定的大致径向R的方向拉长，即，在第一凸耳122从开口环116向外延伸的方向上拉长。大致径向R由图7中的箭头标示。

开孔126包括由直径为D4的圆的圆周部分形成的、在径向R上的相对侧。在垂直于径向R的方向上，沿着开孔126的大部分长度(即，除了弯曲边缘之外)，开孔126具有恒定的宽度W2。在开孔126的区域，第一凸耳122具有如图5所示的厚度T。

螺母被制造成如图6a和图6b所示的形状，从而螺母132的第二端部152和中间部151将配合穿过第一凸耳122的开孔126。具体地，螺母132被制造为初始螺母配置中的第二端部152和中间部151的直径D2小于开孔126的直径D4。此外，第二端部152和中间部151的宽度W1大致等于开孔126的宽度W2。从而，在图6a和图6b所示的初始螺母配置中，螺母132的第二端部152和中间部151能够穿过开孔126。然而，一旦被插入开孔126，螺母132将不能绕螺母132的螺纹孔133的纵向轴线AA′转动。

一旦螺母132如此地插入开孔126，螺母132的第一端部150的表面154抵接邻近该开孔126的第一凸耳122的表面。具体地，螺母132的第一端部150具有由大于开孔126的宽度W2的直径D1所限定的宽度，从而第一端部150不能配合穿过开孔126。在所示的实施方式中，直径D1大于直径D2。但是，这不是一个必要特征。

螺母132插入开孔126之后，该螺母的第二端部152通过卷边加工向外变形以限定该第二端部152的增大的直径D3。直径D3大于开孔126的直径D4，从而第二端部152不能再配合通过该开孔126。在螺母132如此地插入开孔126的情况下，螺母132的中间部151延伸穿过开孔126并以可移动方式保持在开孔126内。

中间部151的长度L大于开孔126区域处的凸耳122的厚度T，从而螺母132能沿着由延伸通过开孔126并且垂直于凸耳122的轴线限定的方向移动。此外，由于中间部151的直径D2小于开孔126的直径D4，因此螺母132能够沿着由第一凸耳122限定的大致径向R移动。

使用时，由于这种可移动的螺母配置，与采用现有技术的固定螺母10时相比，螺栓134能够在夹具110打开得更宽的配置下与螺母132保持螺纹接合。这是因为：若螺母132被固定，螺栓134仅能沿着如图5中虚线BB′所示的垂直于第一凸耳122的线与螺母132螺纹接合。从而，当还要穿过开孔128时，必须提供很长的第二凸耳124和很长的相应开孔128以便螺栓134保持与螺母132螺纹接合。由于可能在安装这类夹具时出现空间约束，这种配置是所不希望的。此外，这种配置需要增加制造夹具的原材料，这将带来所不希望的制造成本的增加。因此，螺母132以可移动方式保持在开孔126内从而螺纹孔133的纵向轴线AA′能在开口环116所限定的平面内移动，这相对于采用固定螺母32的现有技术的夹具10具有使用便利性的优点。

在使用时，夹具110能够更宽地打开成图4a所示的打开配置，此时螺栓134与螺母132螺纹接合。然后，操作者将具有突缘40的第一管体12纵向插入到开口环116的U形横截面中，接下来将具有突缘42的第二管体14纵向插入到夹具110的开口环116的另一侧。

一旦管体12和14的端部这样被插入，操作者旋紧螺栓134以便从图4a所示的打开配置将夹具110移动到凸耳122和124彼此呈面对面关系时的闭合配置。在此闭合配置中，凸耳开孔126和128相互连通以限定用于接收直螺栓134的通道。该通道大致垂直于每个凸耳122和124。

尽管这里描述的是本发明优选的实施方式，但应当理解为这仅是示例而且各种变化方式都没超出权利要求的范围。

Claims (12)

1.一种环形夹具，包括：

具有两个端部的开口环；

分别一体形成在所述开口环的每个所述端部上的凸耳，每个所述凸耳沿大致径向方向从所述开口环向外延伸；

分别贯穿每个所述凸耳的凸耳开孔，使得当所述凸耳达到面对面关系时，所述凸耳开孔共同限定用于接收直螺栓的通道；以及

用于接收所述直螺栓的螺母，所述螺母具有螺纹孔，并且所述螺母以可移动方式保持在其中一个所述凸耳开孔内而使得所述螺纹孔的纵向轴线能够在所述开口环所限定的平面内移动。

2.如权利要求1所述的环形夹具，其中，所述螺母以可移动方式保持在所述一个凸耳开孔内，使得所述螺母能够沿着由相应凸耳所限定的大致径向方向移动。

3.如权利要求1或2所述的环形夹具，其中，所述螺母以可移动方式保持在所述一个凸耳开孔内，使得所述螺母能够沿着由延伸通过所述一个凸耳开孔并垂直于相应凸耳的轴线所限定的方向移动。

4.如前述权利要求中的任一项所述的环形夹具，其中，所述螺母以可移动方式保持在所述一个凸耳开孔内，使得所述螺母不能绕延伸通过所述一个凸耳开孔并垂直于相应凸耳的所述轴线旋转。

5.如前述权利要求中的任一项所述的环形夹具，其中，所述螺母包括位于两个螺母端部之间的螺母中间部，所述螺母中间部延伸通过所述一个凸耳开孔，并且所述螺纹孔的所述纵向轴线沿所述两个螺母端部之间的方向延伸。

6.如权利要求5所述的环形夹具，其中，所述螺母端部适于不能配合穿过所述一个凸耳开孔。

7.如权利要求6所述的环形夹具，其中，其中一个所述螺母端部的至少一部分向外变形而使得所述一个螺母端部不能配合穿过所述一个凸耳开孔。

8.如权利要求5到7中的任一项所述的环形夹具，其中，所述一个凸耳开孔沿着由相应凸耳所限定的大致径向方向拉长，所述一个凸耳开孔具有大致等于所述螺母中间部的对应宽度的宽度。

9.如权利要求5到8中的任一项所述的环形夹具，其中，所述螺母中间部在所述螺纹孔的所述纵向轴线所限定的方向上的长度大于形成有所述一个凸耳开孔的所述相应凸耳的厚度。

10.如前述权利要求中的任一项所述的环形夹具，进一步包括用于与所述螺母螺纹接合的直螺栓。

11.一种机动车辆，包括由前述权利要求中的任一项所述的环形夹具接合在一起的两个管体。

12.一种采用权利要求10所述的环形夹具连接两个管体的方法，该方法包括以下步骤：

确保所述环形夹具处于打开配置，且所述直螺栓延伸通过所述另一个凸耳开孔并与所述螺母螺纹接合；

按照所需的连接位置在所述环形夹具内对准所述管体，并且所述直螺栓保持与所述螺母螺纹接合；以及

通过旋紧所述螺母与所述直螺栓直到所述凸耳处于面对面关系而紧固所述环形夹具。

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