CN102442460B - 将管紧固至支撑结构的紧固装置以及具有这种紧固装置的运输和存储容器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种紧固装置，用于将管紧固至支撑结构，特别是紧固连接至用来保持液体容器的运输托盘的网眼罩的水平网眼框架管，其中为了形成所述紧固装置，所述管具有紧固部分，所述紧固部分具有通过压缩生成的平整区域(25)，所述区域设置有紧固孔(26)以容纳将所述紧固部分连接至所述支撑结构的紧固螺栓，其中所述紧固孔具有孔周边(27)，所述孔周边成形为使得所述孔周边在螺栓头和所述紧固部分之间限定出施力平面，所述施力平面相对于紧固平面以角度α倾斜，所述紧固部分在所述紧固平面中连接至所述支撑结构，其中，所述孔周边具有孔炮眼，所述孔炮眼通过沿紧固轴线(21)的方向延伸的环形轴环(29)形成，并且限定了布置在所述施力平面内的用于所述螺栓头的支撑表面(38)。
Description
技术领域
本发明涉及一种紧固装置，用于将管紧固至支撑结构，特别是紧固连接至用来保持液体容器的运输托盘的网眼罩的水平网眼框架管，其中为了形成所述紧固装置，所述管具有紧固部分，所述紧固部分具有通过压缩生成的平整区域，所述区域设置有紧固孔以容纳将所述紧固部分连接至所述支撑结构的紧固螺栓，其中所述紧固孔具有孔周边，所述孔周边成形为使得所述孔周边在螺栓头和所述紧固部分之间限定出施力平面，所述施力平面相对于紧固平面以角度α倾斜，所述紧固部分在所述紧固平面中连接至所述支撑结构。本发明还涉及用于制造这种紧固装置的方法以及配备有这种紧固装置的用于液体的运输和存储容器。
背景技术
引言中描述的类型的紧固装置特别地用来固定液体运输和存储容器中的网眼罩，也称为IBC，其中网眼罩用来保持和保护由塑料制成并且布置在运输托盘上的液体容器。因为IBC的内部容器通常用于盛放有毒或者化学侵蚀性液体，因此紧固装置的可靠性具有特别高的重要性。
为了将网眼罩固定在运输托盘上，下部的水平延伸的网眼框架管经由引言中描述的类型的紧固装置连接至运输托盘。为了确保网眼罩或者下部水平框架管可以从网眼罩外部紧固到运输托盘，已知的紧固装置被设计成使得通常具有紧固螺钉形式的紧固螺栓，该螺栓的螺纹可以利用向外倾斜的紧固或栓接轴线来拧紧，所述轴线穿过形成在紧固部分中并且进入运输托盘底座的紧固孔。为此，紧固孔周边的内部是远离运输托盘的托盘底座限定的紧固平面弯曲的，而孔周边的外部位于紧固平面中，从而生成限定的支撑表面，用于内侧和外侧的紧固螺钉的螺栓头，尽管事实上栓接或者螺纹连接轴线朝向外侧倾斜。在这种情况下，螺钉头部仅通过内孔周边部分的区域中的圆形轴环支撑，并且因此如果螺纹受到过高的拧紧转矩或者不适宜的工作负荷，例如当IBC被操作时所发生的，则弯矩施加在螺钉头部上，在极端情形下这会发生由于紧固螺钉的断裂而导致零件失效或者螺钉头剪断。
这继而可能导致使IBC不能使用的损坏，并且由于紧固装置的失效，因此可能遭受相当大的经济损失，而且如果内部容器被零件的失效损坏，则内部容器中容纳的液体也会流失，从而导致相应的环境损害。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种在引言中描述的类型的紧固装置，其使得螺纹或者螺栓轴线能够朝向紧固平面定向，而不会伴随导致零件失效的风险。
另外，本发明的目的是提出一种具有提高的操作安全性的用于液体的运输和存储容器。
为解决这些目的，根据本发明的紧固装置用于将管紧固至支撑结构，其中为了形成所述紧固装置，所述管具有紧固部分，所述紧固部分具有通过压缩生成的平整区域，所述区域设置有紧固孔以容纳将所述紧固部分连接至所述支撑结构的紧固螺栓，其中所述紧固孔具有孔周边，所述孔周边成形为使得所述孔周边在螺栓头和所述紧固部分之间限定出施力平面，所述施力平面相对于紧固平面以角度α倾斜，所述紧固部分在所述紧固平面中连接至所述支撑结构，其中，所述孔周边具有孔炮眼，所述孔炮眼通过沿朝向所述紧固平面倾斜的紧固轴线的方向延伸的环形轴环形成，并且限定了布置在所述施力平面内的用于所述螺栓头的支撑表面。
根据本发明的运输和存储容器具有由塑料制成的内部容器，所述内部容器具有可封闭的填充口和用于水龙头配件的连接的排水龙头；外罩盖，所述外罩盖构造成由竖直和水平的网眼框架管构成的网眼罩；以及形成为运输托盘的支撑结构，所述支撑结构构造成能够使用堆垛车、存储和回收机进行处理，其中所述运输托盘具有用于支撑所述内部容器的托盘底座，并且为了将所述网眼罩连接至所述运输托盘，与所述托盘底座相邻的水平网眼框架管通过本发明的紧固装置连接至所述运输托盘。
在根据本发明的紧固装置中，孔周边配有炮眼，炮眼通过沿着紧固轴线的方向延伸的环形轴环形成，并且炮眼为布置在施力平面内的螺栓头限定有支撑表面。
根据本发明的构造能够为一致地位于孔周边的内部和孔周边的外部上的螺栓头提供平的支撑表面。其结果是，施加到管的紧固部分的力均匀地绕螺栓头部的周边分布。此外，由于沿紧固轴线的方向伸出的环形轴环，在紧固部分中形成能够在作用于螺栓头上的张力增加的情况下通过相应的变形使应力消散的区域，该张力增加可能是由于过量的拧紧转矩或较高的动态工作负荷而出现的。
如果用于螺栓头部的支撑表面是通过可折叠边缘——其通过环形轴环的支撑脚在孔的边缘上形成——而形成的以使用于螺栓头部的紧固部分的接触表面由管材料的光滑表面形成并且力可以很容易地从螺钉头传递到紧固部分而没有任何缺口效应，则是特别有利的。
如果可折叠边缘还具有升高在相邻的孔周边区域上方并且形成用于螺钉头的接触表面的突出边缘，则可以特别精确地限定接触表面。
如果紧固部分具有延伸穿过紧固孔的S弯曲形横截面的孔周边，则可以确保在紧固螺栓或螺栓头与紧固部分之间平稳地传递力，使得仅仅孔周边的环形轴环而非孔周边的整个区域由于其几何构型而具有特别高的变形能力，因此可以消除否则将施加在螺栓头上的由于动态工作负荷导致的应力峰值。
在根据本发明的用于制造这种紧固装置的方法中，利用具有自由管横截面的管开始，所述管的一部分通过压缩而变形，从而在紧固部分中生成所述管的平整区域。该方法包括以下步骤：在所述紧固部分中生成具有直径D1的初始孔，所述初始孔具有绕整个周边延伸的孔周边；通过将深冲压心轴插入到所述初始孔中并且扩张所述初始孔来生成具有直径D2的紧固孔，同时在所述孔周边中生成环形轴环，所述环形轴环形成孔炮眼的内侧；相对于相邻的管部分偏移所述紧固部分，使得所述环形轴环沿朝向紧固平面倾斜的紧固轴线的方向延伸，并且限定了布置在施力平面内的用于螺栓头的支撑表面。
在根据本发明的方法中，在管的区域被平整以形成紧固部分之后，首先实现初始孔，炮眼具有比容纳紧固螺栓所需的尺寸更小的尺寸。
具有比初始孔的直径大的直径的紧固孔——其最终使得紧固螺栓能够被插入和穿过——随后在深冲压过程中通过将深冲压心轴引入到初始孔中并且扩大孔以及同时生成围绕孔边缘的环形轴环而生成，所述孔边缘是由于深冲压过程而通过孔周边的膨胀而形成的。
最后根据本发明，紧固部分相对于相邻的管部分偏移，因此导致施力平面——即，力从紧固螺栓头传递至紧固部分的平面——与紧固平面偏移。
如上所述的根据本发明的用于生成孔壁——由于环形轴环而以插槽的方式构造——的过程能够使力在螺栓头和紧固部分之间均匀地绕整个周边传递。此外，可以生成这种具有容纳紧固螺栓所需直径的紧固孔，而无需会在孔周边的区域中导致缺口效应的材料机加工方法。相反，由于再成形过程，在紧固部分的材料中形成的孔边缘与施力平面偏移环形轴环的高度。
已经证明，如果紧固部分相对于相邻的管部分的偏移受到插入在初始孔中的深冲压心轴的转动的影响，则是特别有利的，使得执行偏移操作的分离工具的使用至少被减到最少。
如果深冲压心轴的转动运动与深冲压心轴的深冲压运动相叠加，则紧固孔的偏移和形成可以实质上在单个再成形操作中执行。
由于其紧固装置，根据本发明构建的用于液体的运输和存储容器对网眼罩和运输托盘之间的连接提供了抵抗部件失效的特别保护，并且因此还提供了对内部容器提高的保护。
附图说明
在下文中，将参照附图更详细地说明紧固装置的实施例和具有这种紧固装置的运输和存储容器的构造以及用于制造这种紧固装置可能的方法。在附图中：
图1显示出固定在运输托盘上具有网眼罩的IBC，并且其容纳内部容器；
图2显示出图1的网眼罩的底部水平管的紧固部分；
图3显示出没有变形的水平管的横截面图；
图4显示出通过压缩而被平整的水平管的横截面图；
图5显示出通过深冲压再成形的水平管的紧固部分；
图6是沿着图1中的剖面线VI-VI的连接装置的剖视图。
具体实施方式
图1显示出呈IBC形式的运输和存储容器12的网眼罩11，该网眼罩11安装在运输托盘10上，网眼罩11用于保护由塑料制成并且位于运输托盘10上的液体容器13。如紧固轴线21在图1中所指示的，网眼罩11的底部水平管14通过多个紧固装置15、16连接至运输托盘10的托盘底座17。紧固装置15位于网眼罩11的拐角区域18中，并且紧固装置16位于网眼罩11的长侧部分19和短侧部分20中。除了网眼罩11的拐角区域18中的紧固装置15延伸超出底部水平管14的弯曲部分之外，在所有其它方面，紧固装置15都具有与紧固装置16完全相同的结构，紧固装置16位于底部管14的直部中。
紧固装置15、16沿着图1中的紧固轴线21配有紧固螺钉22，并且如图6中显示的，这些紧固装置被对准以使紧固螺钉22能够容易地触及，并且容易从外侧拧入到网眼罩11中，从而在网眼罩11和运输托盘10之间建立螺钉连接。
在下文中，将参见图2至图6的组合更详细地描述紧固装置16的结构。为此，图6是利用拧紧到运输托盘10的托盘底座17中的紧固螺钉22布置在图1中的长侧部分19中的紧固装置16的紧固部分23的剖视图。图2单独显示了紧固部分23，从而能够更清楚地理解说明。
如图2至图6所示，紧固部分23具有通过使自由的管横截面24变形而生成的平整区域25，并且在该区域中存在具有孔周边27和炮眼28紧固孔26，该孔周边27具有大体上S弯曲形状的横截面，并且炮眼28具有在支撑脚30的区域内形成可折叠边缘31的环形轴环29，所述边缘融入到相对于紧固轴线21径向布置的孔周边部分32和33中。
如图2特别清楚地显示，由于具有环形轴环29的孔炮眼28，孔周边27基本以插槽形式构造，其中由于孔周边部分32、33的S弯曲形构造，环形轴环的支撑脚30在可折叠边缘31的区域内形成边缘凸起34(rimelevation)，拧紧于托盘底座17的紧固螺钉22的螺栓或螺钉头35的下侧支撑在所述凸起上，如图6所示。
环形轴环29的支撑脚30和可折叠边缘31为紧固螺钉22的螺栓头35限定支撑表面38(图2)，从而限定了以α角度相对于托盘底座17限定的紧固平面37倾斜的施力平面36。
如图6特别显示，由环形轴环29的支撑脚30限定的支撑表面38(图2)创建出接触螺栓头35的下侧的全周的支撑表面38，其中在螺栓头35和紧固装置16的紧固部分23之间相应地均匀分配力的传递。另外，环形轴环29特别地与S弯曲形孔周边部分32、33配合以形成变形体，使得可以通过紧固部分23或孔周边部分32、33中的该变形体的变形使应力峰值消散，而不会在紧固螺钉22上施加附加的载荷。
图2和图6中显示的紧固装置16的紧固部分23的制造方法通过一起考虑图3、4和5而清楚地显示。如通过比较图3和4所示，为了由自由的管横截面39制造紧固件23而不变形，管14首先被压缩以产生如图4所示的平整区域25，其中管横截面39的相对内壁区域相互接触并且管横截面39的形状被修改成平的横截面40。具有直径D1的初始钻孔在平的横截面40中生成，直径D1小于例如如图6所示的在紧固部分23中生成的紧固孔26的直径D2，并且紧固螺钉22插入并容纳在紧固孔26中。
在此之后，在深冲压过程中将具有直径d2的深冲压心轴42插入具有直径D1的初始钻孔中，此过程没有在此进一步显示，这使钻孔扩张并生成图5所示的环形轴环29，并且还使紧固孔26扩宽至直径D2。
与如上所述的深冲压过程同时地，深冲压心轴42枢转角度α以形成图5所示的偏移，使得紧固部分23相对于邻近的非变形管部分43、44偏移，如图2所示，并且施力平面36如图6所示地限定。通过图5特别清楚，上述描述的深冲压过程导致图4中显示的初始钻孔限定的孔周边45将与施力平面36偏移，并且被重新布置在距支撑表面38对应于环形轴环29的高度h的距离处，高度h限定施力平面36。这样，由孔周边45引起的缺口效应移出施力平面36，因此其不再促进暴露于施力平面36中的应力的横截面的弱化。
Claims (10)
1.一种紧固装置(15，16)，用于将管紧固至支撑结构，其中为了形成所述紧固装置，所述管具有紧固部分(23)，所述紧固部分具有通过压缩生成的平整区域(25)，所述区域设置有紧固孔(26)以容纳将所述紧固部分连接至所述支撑结构的紧固螺栓(22)，其中所述紧固孔具有孔周边(27)，所述孔周边成形为使得所述孔周边在螺栓头(35)和所述紧固部分之间限定出施力平面(36)，所述施力平面相对于紧固平面(37)以角度α倾斜，所述紧固部分在所述紧固平面中连接至所述支撑结构，
其特征在于，所述孔周边具有孔炮眼(28)，所述孔炮眼(28)通过沿朝向所述紧固平面(37)倾斜的紧固轴线(21)的方向延伸的环形轴环(29)形成，并且限定了布置在所述施力平面内的用于所述螺栓头的支撑表面(38)。
2.如权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，所述支撑表面(38)通过在所述孔周边(27)上的所述环形轴环(29)的支撑脚(30)生成的可折叠边缘(31)形成。
3.如权利要求2所述的紧固装置，其特征在于，所述可折叠边缘(31)具有伸出在相邻的孔周边区域上方的边缘凸起(34)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的紧固装置，其特征在于，所述紧固部分(23)具有孔周边(27)，所述孔周边具有延伸穿过所述紧固孔(26)的S弯曲形的横截面。
5.如权利要求1至3中任一项所述的紧固装置，其特征在于，所述管是连接至用来保持液体容器的运输托盘(10)的网眼罩(11)的水平网眼框架管。
6.如权利要求4所述的紧固装置，其特征在于，所述管是连接至用来保持液体容器的运输托盘(10)的网眼罩(11)的水平网眼框架管。
7.一种用于制造将管紧固至支撑结构的紧固装置(15，16)的方法，其中，利用具有自由管横截面(24)的管开始，所述管的一部分通过压缩而变形，从而在紧固部分(23)中生成所述管的平整区域(25)，
其特征在于下列方法步骤：
-在所述紧固部分(23)中生成具有直径D1的初始孔(41)，所述初始孔(41)具有绕整个周边延伸的孔周边(27)；
-通过将深冲压心轴(42)插入到所述初始孔中并且扩张所述初始孔来生成具有直径D2的紧固孔(26)，同时在所述孔周边(27)中生成环形轴环(29)，所述环形轴环(29)形成孔炮眼(28)的内侧；
-相对于相邻的管部分(43，44)偏移所述紧固部分(23)，使得所述环形轴环(29)沿朝向紧固平面(37)倾斜的紧固轴线(21)的方向延伸，并且限定了布置在施力平面内的用于螺栓头的支撑表面(38)。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过引入到所述初始孔(41)中的所述深冲压心轴(42)的枢转运动产生所述紧固部分(23)相对于相邻的管部分(43，44)的偏移。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述深冲压心轴(42)的枢转运动叠加在所述深冲压心轴(42)的深冲压运动上。
10.一种用于液体的运输和存储容器(12)，具有：由塑料制成的内部容器(13)，所述内部容器(13)具有可封闭的填充口和用于水龙头配件的连接的排水龙头；外罩盖，所述外罩盖构造成由竖直和水平的网眼框架管(14)构成的网眼罩(11)；以及形成为运输托盘(10)的支撑结构，所述支撑结构构造成能够使用堆垛车、存储和回收机进行处理，其中所述运输托盘(10)具有用于支撑所述内部容器的托盘底座(17)，并且为了将所述网眼罩连接至所述运输托盘，与所述托盘底座相邻的水平网眼框架管通过如权利要求1至6中任一项所述的紧固装置(15，16)连接至所述运输托盘。
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