CN1187549C - 软管夹的可塑性变形耳部中的加强结构 - Google Patents

Abstract

一种在可塑性变形耳部(220)的桥接部分中的加强结构，该结构限定了类似于四边菱形(225)的外形。

Description

软管夹的可塑性变形耳部中的加强结构

技术领域

本发明涉及软管夹子，更具体地说涉及所谓的“Oetiker”耳部的桥接部分中的加强结构。

背景技术

具有由通过桥接部分相互连接的两个大体上向外延伸的腿部构成的所谓“Oetiker”耳部的软管夹自从差不多五十年前以来就获得商业上的巨大成功。这些夹子起初包括两个耳部并且由管状坯料制成(美国专利2614304)。通过使用保证软管材料能得到更好的尺寸控制的改进的制造技术，使只具有一个耳部的夹子变得切实可行了。另外，夹子也由镀锌和不锈钢夹紧带材制成(美国专利3082495)。但是，尤其在使用较薄的夹紧带材时，在用传统的钳具通过塑性变形来正确地形成耳部的所要求Ω形状的能力方面出现了问题。更详细地说，如在美国专利3402436中所披露的一样，在该专利的图1中由编号20表示的耳部容易形成如在该图中所示的皱折，而不是在塑性变形时应大体上变形成的Ω形状。过去研制出具有压制件50(图2)的专门工具来抑制这种趋向。除了成本因素之外，对专门工具的需要降低了这种软管夹的通用性。还有如在美国专利3402436中所披露的一样，通过在“Oetiker”耳部的桥接部分中使用一个或多个加强凹槽25来消除出现皱折的趋向。这些加强凹槽可以是冲压拉深成形的凸起25(图4-6)的形式，也可是冲压拉深成形的凹陷25′(图7和8)的形式。这些加强部分25和25′一般呈类似于具有明显弯曲底部的独木舟形式的狭长凹部。由于可以得到由更薄更硬的塑料材料制成的新型软管并且对软管夹的要求也随之变化，所以出现如在美国专利5282295中所披露的一种桥接部分的新加强结构。在图9-12中通常由编号120表示的耳部的桥接部分122中由编号125表示的改进的加强部分具有相对较浅的盘形凹陷，该凹陷包括大体上平的底部126以及部126与剩下的非凹陷桥接部分122连接的纵向和横向连接部分127和128。底部的面积在该专利中被规定成至少为非加强桥接部分的原始面积的35％，优选在大约40％至60％之间。该现有技术的用于桥接部分的加强结构也被证实在商业上取得了巨大的成功。但是，由于在凹陷125的成形中的材料需要，所以如在该专利中还披露出的一样，该现有技术的桥接部分122的侧面122a出现凹陷弯曲。另外，所谓的“Oetiker”耳部的一个重要特征在于在软管出现热或压力变化的情况下能进行自动补偿。该特征是由于在塑性变形期间在耳部中形成的应力所引起的弹性特性所致，该弹性特性抵抗并补偿塑性变形的耳部的形状变化。从而该受到塑性变形的“Oetiker”耳部还补偿软管材料的老化，也就是说在软管的外径由于老化而减小时该耳部会力求保持原始的夹紧压力。因此要求尽可能地将抗皱折加强区域限制在在一般扁平带材的塑性变形期间会形成补偿应力的区域之外的区域上，该区域包括桥接部分和腿部之间的连接区域。

发明内容

本发明是基于以下认识，即“Oetiker”耳部的抗皱折要求与在耳部的塑性变形中要求利用尽可能多的原始扁平带材以优化耳部所谓的“缓压”能力，即补偿软管的外部尺寸的增加或减小是相互抵触的。另外，本发明还设法使桥接部分侧面中的凹曲度最小化，这使得要求具有最大抗皱折力的桥接部分，即桥接部分的纵向中央区域的面积减小了。

根据本发明避免了这些缺点，因为在“Oetiker”耳部的桥接部分中的加强结构限定了一个形状类似于四边菱形的轮廓。这个菱形轮廓占据着加强部分的中央区域中的最宽部分，从而在最需要的区域中提供了最大的抗皱折力。另一方面，在其它一些需要的区域中，例如沿着桥接部分的侧面和在腿部与桥接部分连接的区域中，该菱形轮廓也提供了额外经受塑性变形的材料。这使得可供使用的材料在桥接部分的侧面中出现凹形弯曲收缩的趋势能减少到最低程度。

根据本发明的另一个特征，通过附加一个狭窄凹槽形加强凹部可以在最需要的区域中增加抗皱折力，所述凹部在桥接部分中的凹陷中央区域中基本上纵向延伸并且长度等于但优选小于大致呈菱形的加强凹部的底部的最大纵向长度。如果夹紧带的宽度允许的话，该凹槽形加强凹部可以在其横向方向的侧旁邻接一个或多个狭窄凹槽形加强凹部，凹部在整个长度上偏离桥接部分的中心纵向平面减小，从而与菱形结构的轮廓一致。

根据本发明的另一个特征，通过采用特定材料和足够宽度的夹紧带从而可以完全省去大致呈菱形的凹部，并且可以用数个基本上纵向延伸的狭窄凹槽形加强凹部来代替，该凹部偏离桥接部分的中心纵向平面不断减小长度，再次与大致菱形结构的轮廓一致。

在本申请中的术语“凹部”用来说明向内和向外深拉伸、冲压出的形状，即深拉伸、冲压出的凹陷和凸起。

附图说明

从下面结合附图所进行的说明将更加了解本发明的上述和其它目的、特征和优点，这些附图只是示例性地说明根据本发明的几个实施方案，其中包括：

图1为局部透视图，示出由编号20表示的耳部在被所谓的钳具塑性变形时出现皱折的趋向；

图2为类似于图1的视图，示出使用专门的具有设置在中心的压制件50的钳形工具来使所要求的大致呈Ω形的耳部成形，所述压制件在钳夹闭合时朝向耳部运动；

图3为类似于图1和2的视图，示出通过在桥接部分中形成加强凹槽25，从而能够得到所要求的Ω形耳部20；

图4为放大的透视图，示出如在专利US3402436中所披露的呈凸起形式的并由编号25表示的加强凹槽；

图5和6为沿着图4的5-5和6-6剖开的剖视图；

图7为类似于图4的局部透视图，示出如在专利US3402436中所披露的呈凹陷形式的加强凹槽25′；

图8为沿着图7的8-8剖开的剖视图；

图9为局部透视图，示出一直用编号120表示的所谓的“Oetiker”耳部，该耳部如在专利US5282295中所披露的一样，具有一直用编号125表示的、带有基本上平坦的底部的大体上呈矩形的加强凹陷部；

图10为图9的加强凹部125的局部顶视平面图；

图11和12为沿着图10的11-11和12-12剖开的剖视图；

图13为具有根据本发明的加强结构的“Oetiker”耳部的桥接部分的示意性局部平面图，用来说明其几何特征；

图14为具有根据本发明的加强结构的桥接部分的“Oetiker”耳部的局部平面图；

图15和16为沿着图1 4的15-15和16-16剖开的剖视图；

图17为类似于图14的局部顶视平面图，示出“Oetiker”耳部的桥接部分上的一个改进的根据本发明的加强结构的实施例。

具体实施方式

现在参看附图，其中200和300系列的相似编号在各个视图中用来表示相同的部分，更具体地说参看图13，在该实施方案中的桥接部分的长度假定为L，并且夹紧带的宽度假定为W。具有四个边部的最大正菱形的各边都从相应的W/2位置延伸到相应的L/2位置。这种理论上的最大四边菱形的面积是桥接部分面积的一半，因为这四个边部把由纵向中心面和横向中心面相互交汇而形成的四个矩形中的每一个对半剖开，而这四个矩形正好构成了桥接部分的整个面积。另外，假定所述菱形的所有四个边部都留有宽度为d的边缘，而这些边缘例如相当于图9至12中的加强结构的边缘，则剩余的桥接部分的面积由于菱形各边都要加工成修圆(rounded-off)端部所以将大于原始桥接部分面积的50％；一般来说该面积至少为原始部分的55％，优选为原始桥接部分的大约55％至大约70％。在图13中的阴影线区域是增强的材料区域，这些区域不会参与加强凹部的成形，但这些区域现在可以作为腿部和桥接部分之间的连接部分的拐角变形成Ω形的相应部分，从而塑性变形汇入Ω形耳部。

图14示出以凹部形式出现的加强结构，该凹部限定了类似于菱形形状的轮廓，其四个边部228a、228b、228c和228d基本上为直线。但是在保持曲率半径至少约为桥接部分长度的两倍和优选为桥接部分长度的大约2.5至大约4倍的前提下，也可以按照需要增加或减小加强凹部面积的要求，使这些边部呈凹形或凸形弯曲状。菱形各边的交汇部分在229a、229b、229c和229d处被修圆，因此修圆部分229a和229b的曲率半径大于修圆部分229c和229d的曲率半径。从而修圆部分229a和229b的曲率半径与修圆部分229c和229d的曲率半径的比值可以大约为长度L与桥接部分的宽度W的比值。但是，所形成的这些修圆部分还可以有不同的曲率半径比，并且也可以具有根据经验为最佳操作所确定的非恒定的曲率半径。这些弯曲部分229a-229d从而被设置成一方面在横向端部和桥接部分的边部之间保留最小的间距d，另一方面使弯曲部分的弯曲点最紧密地接近桥接部分的横向端部和边部。该间距d可以根据夹子的尺寸，即桥接部分的长度和宽度尺寸以及与所提供的夹子一起使用的物料的类型及其厚度，凭借经验来确定，以优化根据本发明的加强结构的性能。底部226基本上是平的，但是也可以是稍微凹形或凸形弯曲的，条件是所形成的轻微曲面的曲率半径至少大约为桥接部分长度的2.5倍并优选大约为3至5倍。

包括修圆部分229a至229d在内的每个边部228a至228d相对于桥接部分的平面和底部226的平面形成的角度α大于约45°，并且优选在大约55°和大约70°之间，而且边部220a-220d与剩下的桥接部分和底部226的连接部分被修磨为具有较小曲率半径的圆。为了进一步加强抗皱折力，根据本发明的加强结构可以在大致呈菱形的加强结构的中心纵向平面中增加一个加强凹部，即一个狭窄的冲压深拉伸凹槽240。如果夹紧带的宽度允许的话，例如夹紧带具有7mm、9mm或更大的宽度的话，则可在加强凹槽240的两侧分别加设一个或更多加强凹槽241。每个附加凹槽的长度均相应地减小，以便基本上与四边菱形的轮廓相适应。

凹部225的深度可以根据经验来确定，以便优化由给定类型材料制成的给定尺寸夹子的使用条件。该深度在大约0.075mm至大约0.25mm之间，但是，根据经验，该深度可以大约为耳部高度的大约0.08至大约0.2倍，优选为耳部高度的大约0.1至大约0.175倍。任一其它凹槽形加强凹部240、241的深度应该不大于凹部225的深度，并且优选为凹部225深度的大约0.4至大约0.8倍。任一其它加强凹槽240、241的宽度也取决于夹紧带的宽度和所用材料的类型，即取决于夹紧带横向方向上可能利用的间距，该宽度可以为大约0.7mm至大约1.3mm。每个这种加强凹槽的底部可以被修圆并且通过曲率半径较小的修圆部分过渡汇入凹部225的基本上平坦的底部226。凹槽形加强凹部240的长度也可以根据经验针对给定的夹子尺寸和给定的夹子材料来确定，但是可以大约为凹部225的纵向方向的最大尺寸的整个长度的0.6倍。在后一种情况中，其连接端壁可以如图15中的点划线所示，与将凹部225与剩余桥接部分连接在一起的壁结合成一整体。在图14、15和16中的凹槽形加强凹部240和241均用点划线示出。

采用具有特定强度和/或厚度并且还具有更大的宽度例如7mm或9mm宽度的特定带材，可以完全省去菱形凹部225，与此同时由凹槽形加强凹部340、341、342自身来承担防止耳部在塑性变形期间出现皱折的功能。如在图17中所示，凹槽340、341和342于是具有这样的长度，即基本上确保了图14的四边菱形的外形。从而凹槽340、341和342在长度和宽度方面与对凹槽240和241所提的尺寸要求一致。但是，凹槽340、341和342的深度将优选与上述凹部225的深度一致。还有，对于尺寸给定并且由给定材料制成的夹子而言，其最优尺寸可以依据经验来确定。另外，在图14和17的实施方案中，所述附加凹槽241和341、342也分别被制作成具有依次变小的宽度和深度，以便使由给定材料制成的给定夹子的尺寸能产生最优的效果。尺寸d1、d2、d3和d4可以是相同的，也可以根据经验来确定，以便产生最佳的结果。还有，根据经验，这些尺寸d1、d2、d3和d4都可大约是桥接部分的宽度和长度的0.03至0.1倍，优选分别为桥接部分宽度和长度的大约0.05至大约0.08倍。但是，例如根据桥接部分的宽度与长度的比值，可以使尺寸d1和d3小于尺寸d2和d4，但必须保持在上述给定范围内。

根据本发明的桥接部分中的四边大致为菱形的加强结构更加符合这一需要，即从桥接部分的每个纵向端部向中心处需要依次逐步增大抗皱折力，同时借助大致呈菱形的凹部的直边使该抗皱折力基本上呈线性增加。必要的抗皱折力的增加在一定程度上不都是从每个端部到桥接部分中心正好呈线性增加，因此边部228a至228d可以稍微弯曲以便符合所要求的给定桥接部分中的抗皱折力的增加值，但是要记住上述最小的曲率半径。根据本发明的加强结构还允许通过改变尤其是尺寸d1-d4来将其尺寸迅速调节成能适应给定夹子的要求，通过工具的微小变化能很容易地做到这一点。

虽然我已经示出并描述了根据本发明的几个实施方案，但是，正如本领域的普通技术人员都知道的那样，这些实施方案不是限制本发明，而是可以有许多改变和变型。例如，本发明的加强结构对可塑性变形的耳部尤其有用，在该种加强结构中大体上向外延伸的腿部不会相对于桥接部分呈90度角，而是自它们与桥接部分的连接处起分别向内偏斜，其更完整的阐述见2000年2月16日提出的同时待审的申请No.09/504850。该申请的全部内容也包括在本申请书中作为参考。因此我不希望只限于在这里所示和所述的细节，而是想覆盖由附属的权利要求书涵盖的所有这种变化和改进。

Claims (20)

1.一种用于软管夹子的可塑性变形耳部的加强结构，所述可塑性变形耳部具有通过设有加强装置的桥接部分而相互连接的两个腿部，其特征在于，所述加强装置的轮廓形状类似于四边菱形。

2.如权利要求1所述的加强结构，其特征在于，菱形各边部的假想交汇部分被修圆部分替代。

3.如权利要求1或2所述的加强结构，其特征在于，所述加强装置的深度为可塑性变形耳部装置高度的大约0.08至大约0.2倍。

4.如权利要求1或2所述的加强结构，其特征在于，所述边部与桥接部分的平面形成的角度约大于45°。

5.如权利要求4所述的加强结构，其特征在于，所述角度为约55°到70°之间。

6.如权利要求1或2所述的加强结构，其特征在于，所述菱形的边部至少基本上是笔直的。

7.如权利要求1或2所述的加强结构，其特征在于，所述菱形的边部以一定的曲率半径弯曲，所述曲率半径至少大约为桥接部分沿纵向方向的长度的两倍。

8.如权利要求7所述加强结构，其特征在于，所述曲率半径为桥接部分沿纵向方向长度的大约2.5至大约4倍之间。

9.如权利要求1或2所述的加强结构，其特征在于，加强装置的轮廓是通过带有底部的、呈凹陷形式的深拉伸凹部形成，该底部至少近似于平坦并且通过侧面部分过渡汇入剩余的原始桥接部分，并且所述侧面部分通过修圆部分过渡汇入所述桥接部分的平面以及所述底部。

10.如权利要求1或2所述的加强结构，还包括附加加强装置，该装置包括至少一个基本上沿所述凹陷的纵向中心延伸的狭窄深拉伸凹槽形加强凹部。

11.如权利要求8所述的加强结构，其特征在于，所述附加加强装置除了所述至少一个凹槽形凹部之外，在所述至少一个凹槽形凹部的每一侧上还包括至少一个另外的狭窄深拉伸凹槽形凹部，并且每个另外的凹槽形凹部沿着远离所述至少一个凹槽形凹部的方向在长度上是减小的。

12.如权利要求10所述的加强结构，其特征在于，每个附加的加强装置的深度为所述凹部深度的大约0.4至大约0.8倍。

13.如权利要求1所述的加强结构，其特征在于，所述加强装置包括几个沿桥接部分的横向方向并排设置的深拉伸凹槽形加强装置，这些装置的长度相对于所述桥接部分中确定类似于四边菱形轮廓的中心纵向平面不断减少。

14.一种夹子，包括带有可塑性变形耳形紧固装置的夹紧带装置，所述耳形紧固装置由两个大体上向外延伸的腿部形成，所述两个腿部借助设有加强装置的桥接部分相互连接，其特征在于，所述加强装置的形状类似于四边菱形的轮廓。

15.如权利要求14所述的夹子，其特征在于，所述菱形各边部的交汇部分被修圆部分代替。

16.如权利要求14或15所述的夹子，其特征在于，所述加强装置的外形是通过深拉伸浅凹陷部形成的，该凹陷具有至少近乎平坦的底部，该底部通过侧面部分过渡汇入剩余的原始桥接部分，并且所述加强装置的深度在大约0.075mm至大约0.25mm之间。

17.如权利要求14或15所述的夹子，其特征在于，菱形的边部至多是不同于直线形形状的曲线，其曲率半径大于桥接部分纵向方向的长度的至少约2.5倍。

18.如权利要求14或15所述的夹子，还包括附加加强装置，这些附加装置包括至少一个基本上沿所述凹陷的纵向中心延伸的狭窄深拉伸凹槽形加强凹部。

19.如权利要求18所述的夹子，其特征在于，所述附加加强装置除了所述至少一个凹槽形凹部之外，在所述至少一个凹槽形凹部的每一侧上还包括几个另外的狭窄深拉伸凹槽形凹部，并且每个另外的凹槽形凹部沿着远离所述至少一个凹槽形凹部的方向在长度上是减小的。

20.如权利要求14或15所述的夹子，其特征在于，所述加强装置包括几个沿着桥接部分的横向方向并排设置的凹槽形加强凹槽，这些凹槽的长度相对于所述桥接部分中确定类似于四边菱形轮廓的中心纵向平面不断减少。

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