CN103362911A - 用于锥形法兰连接的连接装置和锥形法兰连接 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于锥形法兰连接的连接装置和锥形法兰连接。连接装置包括弯曲为环形形状的张力器件，其具有能变化的内径，从张力器件中径向向地伸出并且在轴向方向中形成了容纳空间的腿，和设于张力器件的内部并且腿形成于其上的插入件。插入件具有承靠在张力器件的内侧的并且设置为与腿相连的后部。腿在周向方向中具有多个间隙。

Description

用于锥形法兰连接的连接装置和锥形法兰连接

相关申请的交叉引用

依据《美国法典》第35条第119款，本专利申请享有于2012年4月3日提交的德国专利申请102012006756.9的优先权，其公开全文明确地以引用的方式结合到本文中。

技术领域

本发明的实施方案涉及用于锥形法兰连接的连接装置，所述连接装置带有以环形形状弯曲的张力器件，所述张力器件具有可变化的内径和从张力器件径向向里凸出的腿，以在轴向方向中在腿之间形成容纳空间。

此外，本发明涉及带有这种类型的连接装置的锥形法兰连接结构。

背景技术

锥形法兰连接用于将两个构件、例如两根管道彼此连接。

为了这种目的，每个构件在用于形成连接的端部上具有径向向外凸出的法兰，所述法兰的背向构件的自由端部的背部侧为斜面。连接装置通常实施为所谓的异形夹，在其中径向向里凸出的腿相应于锥形法兰的倾斜角而倾斜。当收紧异形夹使得其内径缩小时，腿会在轴向方向中将锥形法兰压在一起。

例如从DE19818562C1得知了这种类型的异形夹，其公开全文明确地以引用的方式结合到本文中。

这种类型的异形夹自身的确已得到证明。但是，其在锥形法兰上以及也在异形夹的横截面上要求相对窄的公差。这使得其实际上不可能将相同的异形夹用于不同直径的待连接构件。甚至实际上在1或2mm范围内的小的差异不能再由异形夹吸收。因此，对于每个直径的待连接构件，要求单独的异形夹。此外，为了生产这种类型的异形夹，必须要相应的工具。因此，必须的工具越多，用于生产异形夹的成本越高，并且因此对于锥形法兰连接也是如此。

发明内容

本发明的实施方案旨在成本合算的锥形法兰连接结构。

就这一点而言，在本文开头说明的类型的连接装置包括在其上实施或形成有腿的插入件，所述插入件布置在张力器件内。插入件具有连接于腿并且承靠在张力器件的内侧上的后部。腿在周向方向中包括多个间隙。

这种类型的连接装置可以低成本来生产。腿设置在插入件上，并且插入件可由一个带材制成，即大体上是环状的。在这种带材上，仅有腿必须向后弯曲。这可在插入间隙后顺利地进行。接着能够将带材裁到所需长度并通过以环形形状弯曲带材而形成插入件，使得其能配合到张力器件中。因此，只要没有收紧连接装置，在插入件的端部之间肯定存在较大的距离。如果当收紧张力器件时张力器件的内径缩小，则插入件的端部将彼此靠近。腿将在待连接的构件的锥形法兰上起作用，并且与它们相连。由于相同的带材可用于设置有不同的公称直径的连接装置，因此生产成本会显著降低。对于不同的公称直径，形成插入件的带材仅需要实施或形成为具有不同的长度。但是，相同的带材可用于不同的连接装置。顺利地是，间隙各自通过所选择的分隔而设置使得可达到确定的直径幅度。这些直径幅度例如可相应于标准化的系列。

优选地，腿弹性地设置在后部上。当张力器件收紧到锥形法兰上时，腿会被挤压而彼此分开，使得产生了将锥形法兰压到一起的弹力。这种弹力可受腿的材料的选择和腿的几何形状的选择的影响。

优选地，间隙在径向外侧具有圆整的底部。因此，避免了会撕裂形成插入件的带材的尖角。由于圆整的底部，插入件相反地可被扭转，使得明确存在特定的弯曲抗力。但是，由于这些间隙，这种弯曲抗力是可控制的，使得也能够通过人力而不借助额外的帮助来收紧张力器件。

优选地，后部在横截面中具有弯曲，并且这种弯曲允许特定的预压力，腿通过所述预压力可在轴向方向中向里负载。因此，相对于现有技术，腿不再需要具有相应于锥形法兰的斜面的斜面。作为替代的是，腿通过其边缘沿着锥形法兰运动就足够了。后部的弯曲又产生足以将锥形法兰保持在一起的张力。

优选地，插入件连接于张力器件，并且插入件的至少一个端部能够相对于张力器件而运动。插入件与张力器件的连接例如可通过焊接点等而发生。如果插入件的至少一个端部能相对于张力器件运动，则尽管插入件与张力器件相连接，然而仍能够收紧张力器件并且减小其内径。插入件则不能被松开地保持在张力器件中。

优选地，腿具有伸入到容纳空间中的边缘部分。当使用连接装置时，边缘部分会由此而顶靠锥形法兰。因此，不再需要考虑窄的公差以使腿以平面方式顶靠锥形法兰。在锥形法兰和腿之间产生连触，而非沿着线产生。

还有利地是，至少一个边缘部分具有圆形的端部。这简化了装配。圆形端部可容易地生产，例如通过弯曲。

这里优选地是，腿的轴向朝向彼此的边缘部分设置在相同的径向位置。因此避免了在锥形法兰上的倾斜力矩。在周向方向中允许偏移。

优选地，边缘部分各自具有倾斜于张力器件的径向方向的滑动表面。因此方便了收紧。边缘部分可沿着锥形侧面区径向向里滑动而不增加发生的摩擦。在这种滑动期间，边缘部分彼此远离而张开。张开越大，将锥形法兰轴向保持在一起的回弹力也越大。

优选地，腿在横截面中具有弯曲，当从容纳空间看去时，所述弯曲实施为凹形的。这具有两种不同的结果。特别是，保证了仅有边缘部分顶靠锥形法兰，使得腿的剩余部分不会与锥形法兰相接处。此外，通过这种类型的弯曲，腿的预压力可实施或形成为足够大，使得可将所要的保持力施加到锥形法兰。

特别有利地是，插入件在横截面中具有C形或Ω形的弯曲。但是，应理解地是，这些形状用语是一般性的并且应当广泛地解释。插入件总体实施为凹形，例如圆形。但是，插入件例如在张力器件上的配合区域中也可具有平的表面。通过这种结构的横截面，特别地通过横截面总体的弯曲，可调整以后产生所要求的保持力的所要求的预压力。

优选地，张力器件实施或形成为蜗杆驱动夹。蜗杆驱动夹使得能够跨越相对大的直径差异。当打开张力器件时，即当蜗杆驱动夹具有其最大直径时，能够引导腿经过锥形法兰。随后，蜗杆驱动夹的直径可缩小直到达到所要求的张力。

本发明的实施方案用于解决锥形法兰连接，这是由于使用了连接装置，例如上文已经描述的连接装置。

特别优选地是，锥形法兰在径向方向中具有大于插入件的径向延伸部分的高度。通过这种方式，能够使插入件顶靠在锥形法兰的径向外侧区域上并且同时保证腿的径向内侧端部仍顶靠锥形侧面区上。如果将张力器件收紧到插入件的后部顶靠在锥形法兰的周界上的程度，则自动存在表明达到收紧过程的端部的极限。可视化装配检查是可能的。

本发明的实施方案旨在一种用于锥形法兰连接的连接装置。连接装置包括弯曲为环形形状的张力器件，其具有能变化的内径，从张力器件径向向里凸出并且在轴向方向中形成容纳空间的腿，和在其上形成有腿的插入件，所述插入件设置在张力器件内部。插入件具有顶靠张力器件的内侧的并且设置为连接于腿的后部。腿在周向方向中具有多个间隙。

根据实施方案，腿可弹性地设置在后部上。

根据本发明的实施方案，间隙在径向外端部上可具有圆整的底部。

在实施方案中，后部在横截面中具有弯曲。

此外，插入件可连接于张力器件并且插入件的至少一个端部可相对于张力器件移动。

在本发明的其他实施方案中，腿可具有凸出进入容纳空间的边缘部分。至少一个边缘部分可具有圆形端部。

仍根据其他的实施方案，腿的边缘部分可轴向地朝向彼此并且可设置在相同的径向位置中。

此外，边缘部分可具有定向为相对于张力器件的径向方向而倾斜的相应的滑动表面。

在本发明的其他实施方案中，当从容纳空间看时，腿可具有凹形形状。在横截面中，插入件可具有C形或Ω形的弯曲。

此外，张力器件可包括蜗杆驱动夹。

本发明的实施方案旨在一种锥形法兰连接结构，其包括在待连接在一起的两个构件上形成的锥形法兰，和上文描述的连接装置。

根据实施方案，锥形法兰可具有大于腿的径向延伸部分的径向高度。

此外，连接装置可定位在锥形法兰的上方。

本发明的实施方案旨在用于锥形法兰连接的连接装置。连接装置包括具有可调整的内径的张力带材，耦合于张力带材并且具有带有弹性连接的径向延伸的腿的后部的插入件，以及位于腿上的弯曲部分，所述弯曲部分定位为接合于待连接的锥形法兰。

根据本发明的实施方案，腿在周向方向中具有多个间隙。

在其他实施方案中，后部和腿中的至少一个可具有直的部分。

此外，弯曲部分可在相反的方向中弯曲。

仍根据本发明的其他实施方案，弯曲部分在相同的方向中弯曲。

通过查阅本说明书和附图，可以发现本发明的其他典型实施例和优点。

附图说明

通过本发明的典型实施例的非限定性例子，在随后的详细描述中将基于多幅附图来对本发明进行进一步的描述，在附图的全部视图中相似的附图标记表示相似的部分，其中：

图1示意性地说明了锥形法兰连接；

图2示意性地说明了锥形法兰连接的侧视图；

图3示意性地说明了锥形法兰连接的前视图；

图4示意性地说明了锥形法兰连接的顶视图；

图5示意性地说明了锥形法兰连接的立体图；

图6示意性地说明了根据图1修改的插入件的实施方案；

图7示意性地说明了额外修改的插入件；

图8示意性地说明了图7中描述的插入件的修改的实施方案；

图9示意性地说明了插入件的修改的实施方案；以及

图10示意性地说明了额外修改的插入件。

具体实施方式

这里所介绍的细节是示例性的，并仅用来对本发明的实施例进行例证性讨论，它们的存在是为了提供被认为是对本发明的原理和概念方面的最有用和最易理解的描述。关于这一点，这里并没有试图对本发明的结构细节作超出于基本理解本发明所需的程度的介绍，本领域的技术人员通过说明书及其附图可以清楚地理解如何在实践中实施本发明的几种形式。

图1说明了切掉锥形法兰连接1的一部分的示意图。锥形法兰连接用于将第一构件2（例如管道）连接于第二构件3（例如连接件）上。为了这种目的，第一构件2具有径向向外指向的凸起4，所述凸起在背向第二构件3的外侧5上具有相对于径向方向6的斜面。第二构件3同样具有径向向外指向的凸起7，所述凸起在背向第一构件2的外侧8上相对于径向方向6而倾斜。原则上，如果两个外侧5和8中的一个为倾斜或斜面已足够。

连接装置9具有弯曲为环形形状的张力器件10，所述张力器件可实施或形成为蜗杆驱动夹，如图2-4所示。为了这种目的，张力器件10具有张力带材11，所述张力带材在一个端部区域中具有螺纹轨道12，并且在另一端部区域中具有收紧头13。在收紧头13中，收紧螺杆14设置为与螺纹轨道相接合。通过转动收紧螺杆14，张力器件10的内径、更确切地说是张力带材11的内径可变化。

横截面为C形的插入件15设置在张力器件10的内部。便利地是，插入件15通过例如一个或多个焊接点、铆接、机械粘合、嵌入或肘板连接在周向方向中在区域内连接于张力带材11。插入件15因此不松开地或牢固地保持在张力器件中。但是，其具有至少一个当张力器件10收紧并且减小其内径时可相对于张力器件10在周向方向中运动的端部。

插入件15具有连接于张力带材11的后部16。两条腿17和18从后部16在径向方向6中向里延伸，并且在轴向方向中在两个侧部上分叉。从图2中可特别看到，每条腿在周向方向中具有多个间隙19，所述间隙19在其径向外部具有圆整的底部20。底部20也可具有其他的形式，例如梯形。

如从图2中可看出，插入件15具有两个端部21和22，在两个端部之间设置有距离23。当张力器件10收紧时，距离23具有最小值。当张力器件10完全放松时，距离23具有最大值。在这种状态中，腿17和18在其径向内侧上具有允许连接装置9被引导经过凸起4和7的直径。

腿17在其径向内侧上具有边缘部分24。腿18在其径向内侧上具有边缘部分25。两个边缘部分24和25各自向里弯曲，因此伸入到形成在腿17和18之间的容纳空间26中。

两个边缘部分24和25具有相对于径向方向6倾斜的滑动表面27和28。因此，滑动表面27和28可在凸起4和7的外侧5和8上滑动而不会卡在那里。边缘部分24和25为圆形地弯曲。

腿17和18弹性地连接于后部16，或者插入件15总体上实施为具有弹性的。当收紧张力器件10时，腿17和18被挤压而彼此分开，并且通过弹力作用于凸起4和7上。因此，可补偿例如对于外侧5和8的直径差异或不同的轴向距离的公差。

在边缘部分24和25与后部16之间的在径向方向中的距离小于凸起4和7在径向方向中的延伸部分。因此，后部16可以被收紧，直到其径向内侧顶靠在凸起4和7的径向外侧上，而同时边缘部分24和25不会在凸起4和7的轴向外侧接触到构件2和3。当后部16顶靠凸起4和7的外周时，不能再进一步收紧张力器件10。在锥形法兰连接1处装配连接装置9的技术人员会注意到张力的明显增加，并且知道他已经足够地收紧了连接装置。

在图1中可注意到，后部16具有结合到腿17和18的弯曲或曲率中的弯曲或曲率。这样，能够给腿17和18传递预压力，使得其通过足够的力作用在凸起4和7上，以将它们在轴向方向中推到一起。这种力变得越大，边缘部分24和25会径向向里运动地越远，这是由于因为倾斜的外侧5和8，腿17和18的张开以间隔会通过增加的径向向里的运动而发生张开。但是，这种张开具有的优点是不依赖于与窄的公差相符合。凸起4和7两者和插入件15可以较大的公差来制造，而不损害连接装置9的附着力。

连接装置9的附着力可通过多种方式进行调整。例如，周向方向中的间隙19之间的距离可选择为较大或较小。对于较大的距离，当收紧张力器件10时实际上略微较大的力是必要的。但是相反，腿17和18可具有较大的预压力。较厚的材料也可用于插入件15，所述插入件通过提高的抗力来抵抗扭转。这也有助于增加张力。

插入件15可相对容易地制造。为了这种目的，使用了平的带材，首先在所述带材中例如通过冲压插入间隙19。在此之后，将腿17和18以及边缘部分24和25弯曲。作为最后的工作步骤，必须将以这种方式再次成型的带材进行“卷起”，以生产可在图2中看到的环形形式。

容易的是，在轴向方向中朝向彼此的两个边缘部分24和25设置在相同的径向位置中。这样，避免了连接装置9在凸起4和7上施加倾斜力矩。

凸起4和7的外侧5和8的表面可为相对粗糙的，这进一步将生产成本保持为低。插入件15由其而制造的轮廓几何形状可生产为大体环形的。通过在随后形成插入件15的部分之间相应地横截而实现了将轮廓的长度调整到所要求的直径。该部分长度的构造允许用于特定的直径系列。

作为所说明的蜗杆驱动夹10的替代，自然也可使用张力夹或铰链螺栓夹。原则上，也能够使用弹簧带夹。需要的是，这些夹子允许直径变化，在其中可引导腿17和18越过凸起4和7，并且可足够地收紧以将在边缘部分24和25之间必要的轴向力传递到凸起4和7。

图6到10显示了插入件15不同可能的实施方案。与图1到5中相同和功能相似的元件分配了相同标记。

图6显示了插入件15，在其中腿17和18的边缘部分24和25具有向外弯曲的端部。但是，边缘部分24和25仍弯曲进入容纳空间26中。总体上说，插入件15具有Ω形的横截面。因此，可实现边缘部分24和25在凸起4和7的外侧5和8上的较容易的滑动。

图7显示了插入件15，其由于后部16大体上实施或形成为平的表面而不同于图1中描述的插入件15。而且，腿17和18除了边缘部分24和25外实施或形成为大体上是平的。通过适当的材料选择，又实现了腿17和18朝向凸起4和7的弹性效果。

图8显示了对应于图7的实施方案，在其中存在的差异是，边缘部分24和25再次具有朝外的弯曲端部。

图9显示了非对称的插入件，在其中一个边缘部分24向里弯曲，而另一个边缘部分25向外弯曲。在这种情况中，仅外侧壁8具有斜面。外侧壁5形成为大体上垂直于部件的轴线而延伸。

图10显示了同样的非对称实施的插入件15，在其中后部16具有略微的弯曲并且倾斜。因此在这里，张力带材11在一定区域内作用于插入件15，所述插入件设置在腿18的径向外侧。边缘部分24弯曲进入容纳空间26的腿17设置在槽27中，即其不会移动远离凸起4。

应注意的是，前面所述的例子仅以解释为目的，而不能认为是限制了本发明。虽然已经根据示例性实施例对本发明进行了描述，然而应当理解，这里使用的是描述性和说明性的语言，而不是限制性的语言。在当前所述的和修改的所附权利要求的范围内，在不脱离本发明的范围和精神的范围中，可以对本发明进行改变。尽管这里已经根据特定的方式、材料和实施例对本发明进行了描述，但本发明并不仅限于这里公开的细节；相反，本发明可扩展到例如在所附权利要求的范围内的所有等同功能的结构、方法和应用。

Claims (20)

1.一种用于锥形法兰连接的连接装置，包括：

弯曲为环形形状的张力器件，其具有能变化的内径；

从所述张力器件中径向向里地伸出并且在轴向方向中形成了容纳空间的腿；和

设于所述张力器件的内部并且所述腿形成于其上的插入件，所述插入件具有承靠在所述张力器件的内侧并且设置与所述腿相连的后部；

其中，所述腿在周向方向中具有多个间隙。

2.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述腿弹性地设置在所述后部上。

3.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述间隙在径向外端部上具有圆整的底部。

4.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述后部在横截面中具有弯曲。

5.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述插入件连接于张力器件，并且插入件的至少一个端部能相对于所述张力器件移动。

6.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述腿具有伸入到所述容纳空间中的边缘部分。

7.根据权利要求6所述的连接装置，其特征在于，所述边缘部分中的至少一个具有圆形端部。

8.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述腿的边缘部分轴向地朝向彼此，并且设置在相同的径向位置中。

9.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述边缘部分具有定向为相对于张力器件的径向方向而倾斜的相应的滑动表面。

10.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，当从容纳空间处看去时，所述腿具有凹形形状。

11.根据权利要求10所述的连接装置，其特征在于，在横截面中，所述插入件具有C形或Ω形的弯曲。

12.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述张力器件包括蜗杆驱动夹。

13.一种锥形法兰连接，包括：

在待连接在一起的两个构件上形成的锥形法兰；和

根据权利要求1所述的连接装置。

14.根据权利要求13所述的锥形法兰连接，其特征在于，所述锥形法兰具有大于所述腿的径向延伸部分的径向高度。

15.根据权利要求13所述的锥形法兰连接，其特征在于，所述连接装置定位在锥形法兰的上方。

16.一种用于锥形法兰连接的连接装置，包括：

具有能调节的内径的张力带材；

插入件，其连接于张力带材，并且具有带有弹性地连接的径向延伸的腿的后部；和

位于腿上的弯曲部分，所述弯曲部分定位成接合于待连接的锥形法兰。

17.根据权利要求16所述的连接装置，其特征在于，所述腿在周向方向中具有多个间隙。

18.根据权利要求16所述的连接装置，其特征在于，所述后部和腿中的至少一个具有直的部分。

19.根据权利要求16所述的连接装置，其特征在于，所述弯曲部分在相反的方向中弯曲。

20.根据权利要求16所述的连接装置，其特征在于，所述弯曲部分在相同的方向中弯曲。

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