CN1307382C - 夹圈 - Google Patents

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Abstract

一种夹圈，包括一个开口环(10)和紧固装置，开口环的每一端设有一个支承翼片(10A，10B)，所述紧固装置包括一个拉紧螺栓(14)、一个螺母(16)和一个隔套(18，118)，螺栓的杆穿过支承翼片上的孔(12A，12B)。为了紧固夹圈，螺栓头或螺母被旋转驱动。隔套设置在被旋转驱动的元件以及相应的支承翼片之间。隔套(18)由环绕螺栓(14)的杆(14B)设置的一被卷绕的坯料形成。

Description

夹圈
技术领域
本发明涉及一种夹圈，它包括一个开口环和紧固装置，开口环的每一端设有一个带有一个孔的支承翼片，紧固装置包括一个拉紧螺栓、一个螺母和一个隔套，螺栓具有一根穿过支承翼片上孔的杆和一个位于支承一个翼片附近的头部，螺母位于另一个支承翼片附近并与螺栓的杆相配合，至少由螺栓头和螺母组成的两个元件中的第一元件适用于被旋转驱动，以致拧紧螺栓，而隔套被设置在所述第一元件与支承翼片之间，所述第一元件位于该支承翼片附近。
背景技术
这类夹圈是公知的，比如参见专利文件EP0305232和WO98/43010。
隔套能使将被旋转驱动的元件(螺母或螺栓头)与夹圈上的支承翼片以及与所述夹圈的开口环间隔远离至一定程度。这样，所述元件就可以允许夹圈紧固工具更容易地接近。
自然地，为了便于这种接近的另一种可能性在于，使得所述的元件相对的长，以致所述元件的端部能使紧固工具容易接近。在此情形下，该元件的未与紧固工具配合的翼片将被以一个具有圆形横截面的部分的形式实现。
然而，这种解决方案带来的缺点是相对昂贵些。
设有隔套是有利的，特别是假如所述隔套是一个相对廉价的部件。
发明内容
本发明的一个目的是通过提供一种夹圈以进一步改进现有技术的已知状态，其中夹圈的隔套是一个非常廉价而且制造简单的零件。
此目的是这样实现的，即由环绕螺栓杆设置的一被卷绕的坯料形成所述隔套。
通过将一坯料切割成合适的长度和宽度尺寸，就能够非常简单地卷绕所述坯料并将它环绕螺栓杆设置以形成一个大致圆柱形的隔套。根据夹圈的类型和紧固工具的类型，如果需要具有不同长度的隔套，则仅仅需要由多个具有相应选择宽度的坯料制成这样的隔套。制造工具不需要进行其它的修改，而且，总的来说，该隔套是一个非常廉价的零件。
有利地，被隔套置靠于其上的支承翼片设有一个唇缘，形成隔套的坯料的两端部之间的接合面在所述唇缘下结合。
在紧固期间，隔套要受到相对较大的应力，该应力特别是沿轴向施加的。该唇缘将隔套保持并防止它在其接合面打开的任何危险。
本发明的另一目的是提供上述类型的一种夹圈，这可从专利文件EP0305232和WO98/43010中知道，它改进了当它被紧固时作用在夹圈上的力的分布。
在紧固夹圈之前，螺栓的杆基本上平行于由夹圈的环所限定部分的圆的直径而延伸。在紧固期间，所述两个支承翼片相向移动，由于环的直径减小，它们的方位相对于那个方向改变。因而，在夹圈紧固之前，两个支承翼片能够相互平行，从而垂直于上述直径，否则，它们能够张开一些而在远离夹圈中心的方向上相互远离。相反，在紧固结束时，由于环的直径减小，支承翼片在远离夹圈中心的方向上相向倾斜。
此倾斜改变了螺栓相对于支承翼片的方向，以致于高的紧固应力可能分布不均，特别是在紧固结束时，或者可能甚至引起所述螺栓、隔套、或支承翼片的弱化、扭曲甚至断裂。
本发明的一个目的是要改善这种状况。
此目的是这样实现的，隔套具有一个与所述第一元件相配合的第一端边缘，和一个与被隔套置靠于其上的支承翼片相配合的第二端边缘，当至少在夹圈处于被紧固状态时，第一端边缘基本上垂直于隔套的纵向，第二端边缘相对于垂直于所述纵向的方向倾斜，第二端边缘的倾斜度是这样的，即隔套的长度在远离夹圈的环的方向上增大。
自然的是，在紧固结束时作用在支承翼片上的应力是最大的。该紧固力被直接施加到元件(螺栓头，或螺母)上，所述元件通过紧固被旋转驱动，而且还是隔套将此力传递给了支承翼片，其中它与支承翼片相配合。
采用上述形状，夹圈的紧固接近于结束时，隔套的第二端边缘在其基本上整个周边上与支承翼片接触。结果，所述紧固力被充分地分布在支承翼片上，因而，使之能够防止局部应力太大而导致所述螺栓、隔套、或支承翼片的弱化、扭曲甚至断裂。
有利地，将被卷起以形成隔套的坯料具有在所述坯料的长度上变化的宽度。
从一张金属板上能够很容易地剪切出所述坯料以形成一块具有基本上恒定的长度但是宽度会变化的条带，以便当坯料被卷绕而形成所述隔套时，使该隔套的第二端边缘相对于其第一端边缘倾斜。
在一个有利的变型中，隔套在其长度方向上在其周边的一部分上是可变形的。按照惯例，当隔套在螺栓的轴向上被放置在螺栓上定位时，隔套的长度被测量。
然后能够选择隔套的第二端边缘使之以其基本上整个周边与支承翼片接触，在所述紧固期间，它在夹圈的整个紧固期间或者支承翼片的行程的大部分上与支承翼片相配合。在紧固进行的过程中，隔套然后能够发生变形，以便当夹圈处于紧固状态时，隔套的第二边缘达到上述倾斜状态。所述隔套能够用一块具有恒定宽度的坯料制成。
比如，在夹圈被紧固之前，隔套可以具有一个横向槽，它延伸至隔套的一部分周边，该隔套位于与夹圈的环接近的一侧，并且它适用于当夹圈被紧固时至少部分地闭合。
最初，槽具有一个相对大的宽度(在隔套的长度方向上测量)，因为所述宽度在紧固期间减小。这就构成一种既简单又有效的方式，使隔套具有在紧固期间可纵向变形的能力。
附图说明
通过阅读下面的对本发明一个非局限性实施例的详细描述，将更好地理解本发明，而且它的优点将变得更加清楚。描述是结合附图进行的，这些附图中：
图1示出本发明的夹圈，其处于非紧固位置，是垂直于其轴线截取的横截面图；
图2是同样的夹圈处于紧固状态时从外部看的视图；
图3是图2中区域III的横截面图，示出与图1的横截面图相同平面的视图；
图3A是沿图3的截面线IIIA-IIIA的截面图；
图4和5是夹圈上所用的隔套的透视图；
图6示出用于制造隔套的坯料；
图7是一个正视图，示出在夹圈被紧固之前一个变型实施例中的隔套；
图8示出在夹圈已被紧固之后图7中的隔套。
具体实施方式
如图1和2所示，夹圈包括一个环10，环10是开口环且它的端部分别设有支承翼片10A和10B。
每一个支承翼片设有一个孔，分别是12A和12B。
用于将夹圈紧固的紧固装置包括一个拉紧螺栓14，该螺栓的头14A搁靠在支承翼片10A上，它的杆14B穿过孔12A和12B。在它的与螺栓头相对的端部，而且在与设置支承翼片10A那侧相对的支承翼片10B的另一侧上，杆14B与与螺母16相配合。隔套18设置在螺母16与支承翼片10B之间。
如图6所示，隔套是由坯料20形成的，该坯料被卷绕，从而它的端部21和22达到相互面对，请特别参见图4和5。作为被卷绕的结果，该隔套的形状基本上是圆柱形，它的长度使得有可能使螺母16保持远离翼片10B某一距离，以便于紧固所述螺母。
用于形成隔套的坯料的端部21和22被设置成相互抵靠，或者相互间隔一个非常小的距离，从而使隔套形成一个接合面23。图1和3的横截面图就是在所述接合面上截取的。
每一个支承翼片10A和10B设有一个各自的唇缘24A或24B，通过折叠形成。
为了形成支承翼片，用于形成夹圈的环的条带的端部被大致沿径向地折叠，每一翼片的边缘在远离另一支承翼片延伸的方向上移动。
这样，螺栓的头14A能够装配在唇缘24A之下。比如，该螺栓头是由六个平面形成的，该唇缘能够具有一个与此六个平面部分地相匹配的轮廓，从而形成能防止该螺栓旋转的部件。
所述隔套被接合在支承翼片10的唇缘24B之下。
图1示出，即使当夹圈处于非紧固状态，坯料20的两个端部21，22结合在一起的接合面23则位于所述唇缘之下。这使得能够防止该接合面“打开”，即，当夹圈正在被紧固时防止隔套部分地开卷。详细参见图3A，可以看到，唇缘24B的内侧周边具有一个与隔套的外侧周边相匹配的形状，至少是在接合面23的区域，从而有效地防止所述隔套打开。
在图示的优选实例中，夹圈的环10具有一个限定两个分支的横截面，两个分支分别是11A和11B。比如，该横截面基本上是V形的。夹圈被用于将两根管子夹紧在一起。在它的外周上，每一根管子具有一个支承面，该支承面是形成在一个法兰上的并且分别与分支11A或者与分支11B相配合。比如，所述管子是排气管。由环的横截面所形成的V形尖端能够是非常圆的，或者甚至几乎是平的，如WO98/43010所示的那样。
此外，在图示实例中，夹圈的环被整体形成为一个部件，但是应当知道，它也可以是由两个相互铰接的部件组成的，如WO98/43010所示。
能够观察到，在夹圈的外侧周边上的每一分支11A和11B具有两个突起13。所述突起，被设置在与支承翼片10A和10B在直径方向相对的区域上，在将夹圈安装在管道上时，它起到一个角度位置指示器的作用。
所述隔套18具有一个与螺母16相配合的第一端边缘18A，和一个与支承翼片10B相配合的第二端边缘18B。
第一边缘18A基本上垂直于隔套的纵向，该纵向与螺栓杆的轴向D一致。当螺母旋转用以紧固螺栓时，所述螺母就以其整个圆周与端边缘18A接触，从而由螺母施加在隔套上的应力被均匀分布于其上。
相反，特别参见图1和3可以看到，隔套的第二端边缘18B相对于垂直于所述纵向D的方向P倾斜。此倾斜度是这样，隔套的长度在远离夹圈的环的方向上增大。更具体地讲，在所述隔套的离夹圈的轴线A最远的那个纵向部分上，隔套的长度L1是它的最大值，而在所述隔套的最接近所述轴线A的纵向部分上，它的长度L2为它的最小值。
在图1中可以看到，当夹圈处于非紧固状态时，两个支承翼片10A和10B基本上垂直于螺栓的轴向D延伸(它们都平行于方向P)。
当夹圈正在被紧固时，支承翼片10A和10B相向移动，夹圈的直径相当大地减小。比如，其紧固行程基本上与当夹圈处于非紧固状态时螺栓的位于两个支承翼片之间的杆部分的长度LV相对应，而且它能够在大约40mm至60mm的范围内。特别的是，作为具有唇缘24A和24B的结果，支承翼片10A和10B被变硬，以致于防止它们在紧固期间发生弯折。然而，当夹圈正被紧固时它的直径的相当大的减小会导致支承翼片的相对于螺栓轴向D的倾斜度发生变化。在图3中可以看到，当夹圈处于紧固状态时，支承翼片10A和10B相对于垂直于所述纵向D的方向P分别倾斜角度αA和αB。优选地，这两个角度是相等且相反的。隔套的端边缘18B相对于其纵向的倾斜角基本上等于角度αB。这样，在紧固结束时，当由螺母16施加在该隔套上的应力为它们的最高值，隔套就正确地邻靠在支承翼片10B的外表面10′B上，所述外表面是更加远离支承翼片10A的那个表面。结果，应力被均匀分布在支承翼片10B上，螺栓的杆保持自然地平行于夹圈的环的直径D1。
因而就获得了高质量的紧固，特别是通过当螺栓杆正被紧固时避免它经受弯曲应力来实现。由于紧固应力很高，隔套端边缘自然地趋向于支靠在与所述隔套相配合的支承翼片的外表面上。假如所述边缘大致垂直于隔套的纵向而该支承翼片的外表面不是这样时，这就趋向于使螺栓杆要承受垂直于它的轴向的弯曲应力。螺母在杆上每旋转一次，该弯曲应力就改变其相对于螺栓杆的方向。在紧固期间，螺栓杆因而不仅承受一个轴向力而且承受一个有限大小的径向弯曲应力，后者能够损坏螺栓的螺纹。
优选地，在图示实例中，隔套的接合面背离夹圈向外朝向。因而，就是在所述接合面的区域，隔套的长度L1为它的最大值。
在图6中可以看到，用于制成隔套的坯料20的宽度在其长度上变化。在此实例中，它在端部21和22的区域宽度为11，而在中心段具有更小的宽度12。
优选地，夹圈设有楔固装置，用于防止隔套相对于环发生旋转。
在此实例中，隔套18通过它的端边缘18B接合在唇缘24B之下，该唇缘24B具有至少一个楔固面(图示实例中为三个面25A，25B和25C)，它与隔套周边的一部分相配合，该隔套具有一个非圆形的横截面(在图示实例中，该隔套具有三段平直部分19A，19B和19C)。
上述部分19A至19C位于隔套的“顶部”区域，即，在最远离夹圈的轴线A的那个区域。朝向轴线A接近，隔套的端边缘18B具有分支，分别是19D和19E，基本上平行于平面PA，该平面PA是一个垂直于夹圈的轴线的平面(参见图3A)。在它们的底端，这些分支通过一个平直部分19F被相互连接，该部分19F基本上垂直于方向DA。如图3A所示，该平直部分19F面对位于隔套之下的夹圈的微小平直段的顶部11C。
在它的端边缘18A的附近，隔套18的横截面是大致的圆形。相反，在一个平行于平面PA的方向上它的横截面稍微延长。该横截面在端边缘18B的附近、在更接近于环的侧面上被局部地变平。为了获得在隔套的长度上其横截面的该差异，坯料20端部21和22可以稍微分叉，以便所述坯料的长度在其宽度上稍微变化。
更准确地说，参见图4和5，可以看到，隔套的横截面在其端边缘18A处的圆形横截面与它的在端边缘18B处的包括所述部分19A至19F的横截面之间连续地变化。
隔套的内周边限定出一个通道28，它的高度为H，该高度的测量是在夹圈紧固期间，在支承翼片相向靠近所在的平面内进行的，该平面也是上述平面PA，该通道的高度大于螺栓杆的直径d。即使所述通道的高度因为隔套横截面的上述变化而变化，所述高度仍保持大于螺栓杆的直径。比如，该通道的高度至少是直径d的1.2倍。
在图7和8所示的变型中，隔套118的周边部分在其长度方向上是可变形的。从而，当夹圈处于非紧固状态时，隔套具有一个第一长度LE1，比如，在其整个周边上是相同的。
当夹圈正被紧固时，所述周边的一部分被变形，从而隔套的相应周边部分上长度被修改，以便带来夹圈的支承翼片的上述倾斜，从而与支承翼片10B的外表面10′B恒定地接触。
比如，在图7和8中可以看到，在夹圈被紧固之前，隔套118具有一个横向槽130，其在隔套周边的一部分上延伸。该部分就是当隔套定位在螺栓上时位置更接近于夹圈10的环的那部分。比如，该槽具有两个相对的凹边，分别是130A和130B，它们位于与隔套的纵向D垂直的平面PE的任一侧上。
当夹圈正被紧固时，由于由螺母16所形成的约束和由于支承翼片10B的反作用，槽130至少部分地闭合，从而，在隔套周边的设有该槽的部分上，所述隔套的长度LE2变成小于它的初始长度LE1，这在它的与所述槽相对的周边部分上保持。
优选地，该槽130位于隔套的与接合面123相对的周边部分上，其中接合面123在它的端部121与122之间，对于所述接合面就有可能被成角度地定位，象前述各图所示的隔套的接合面23一样，并使之接合在唇缘24D之下。
自然地，隔套118的横截面能够在其长度上变化，象隔套18的横截面一样，并且通过成形为被楔固在支承翼片10B的唇缘之下，以使它能够防止旋转。
从一种实践的观点看，并且为了限制制造成本，用一被卷绕的坯料制成具有一个倾斜边缘的所述隔套是特别有利的。然而，它也可以采用不同方式制成，比如，用一根管子切成的薄片。
在上述实施例中，是螺母16被旋转驱动而紧固所述夹圈，而且隔套被设置在所述螺母与支承翼片10B之间。如上所示，通过将螺栓头楔紧而可防止螺栓头14A旋转。
有可能将此实施例反过来，通过将隔套18或118设置在螺栓头侧而防止螺母16在翼片10B内旋转，并且当紧固夹圈时旋转驱动螺栓头。
这种相反的结构提供的优点是，当夹圈处于紧固状态时，能够防止螺栓杆偏离螺母16超出得太远。

Claims (20)

1.一种夹圈，包括一个开口环(10)和紧固装置，所述开口环的每一端设有一个带有一个孔(12A，12B)的支承翼片(10A，10B)，所述紧固装置包括一个拉紧螺栓(14)、一个螺母(16)和一个隔套(18，118)，该螺栓具有一根穿过支承翼片上孔(12A，12B)的杆(14B)和一个位于其中一个支承翼片附近的头部(14A)，该螺母位于另一支承翼片附近并与螺栓的杆相配合，由螺栓头和螺母组成的两个元件中的至少一第一元件(16)适用于被旋转驱动以致紧固螺栓，而隔套(18，118)被设置在所述第一元件与所述第一元件位于其附近的支承翼片之间，其特征在于：
所述隔套(18，118)由环绕螺栓(14)的杆(14B)设置的一被卷绕的坯料(20)形成。
2.按照权利要求1所述的夹圈，其特征在于：被所述隔套(18，118)靠于其上的支承翼片(10B)设有一个唇缘(24B)，和形成隔套的坯料(20)的两端部(21，22；121，122)之间的接合面(23，123)接合在所述唇缘(24B)之下。
3.按照权利要求1或2所述的夹圈，其特征在于：所述隔套(18)的横截面在其第二端边缘(18B)的附近、在更接近于环(10)的侧面上被局部地变平，该第二端边缘(18B)与所述隔套置靠于其上的支承翼片(10B)相配合。
4.按照权利要求1或2项所述的夹圈，其特征在于：它设有楔固装置(19A，19B，19C；25A，25B，25C)，用于楔紧隔套(18)从而防止它相对于环(10)发生旋转。
5.按照权利要求4所述的夹圈，其特征在于：所述隔套(18)置靠在其上的支承翼片(10B)具有一个唇缘(24B)，该隔套接合在该唇缘(24B)之下，而且，该唇缘(24B)具有至少一个防旋转的楔固面(25A，25B，25C)，它与不是圆形的隔套周边的一部分(19A，19B，19C)相配合。
6.按照权利要求1或2所述的夹圈，其特征在于：所述环(10)具有一个基本上为V形的横截面，它的顶部(11C)从环的外周边突出。
7.按照权利要求1或2所述的夹圈，其特征在于：所述隔套的内周边限定出一个通道(28)，它的高度(H)是在夹圈正被紧固时、在支承翼片相向靠近所在的平面(PA)内被测量的，该高度大于螺栓(14)的杆(14B)的直径(d)。
8.按照权利要求7所述的夹圈，其特征在于：所述通道(28)的高度至少等于螺栓(14)的杆(14B)的直径(d)的1.2倍。
9.一种夹圈，包括一个开口环(10)和紧固装置，所述开口环的每一端设有一个带有一个孔(12A，12B)的支承翼片(10A，10B)，所述紧固装置包括一个拉紧螺栓(14)、一个螺母(16)和一个隔套(18，118)，该螺栓具有一根穿过支承翼片上孔(12A，12B)的杆(14B)和一个位于其中一个支承翼片附近的头部(14A)，该螺母位于另一支承翼片附近并与螺栓的杆相配合，由螺栓头和螺母组成的两个元件中的至少一第一元件(16)适用于被旋转驱动以致紧固螺栓，而隔套(18，118)被设置在所述第一元件与所述第一元件位于其附近的支承翼片之间，其特征在于：
所述隔套(18，118)具有一个与所述第一元件(16)相配合的第一端边缘(18A，118A)，和一个与被隔套置靠在其上的支承翼片(10B)相配合的第二端边缘(18B，118B)，当至少是在夹圈处于被紧固状态时，第一端边缘基本上垂直于隔套(18，118)的纵向(D)，第二端边缘(18B，118B)相对于垂直于所述纵向的方向倾斜，第二端边缘(18B，118B)的倾斜(αB)是这样的，即隔套的长度在远离夹圈的环的方向上增大。
10.按照权利要求9所述的夹圈，其特征在于：被所述隔套(18，118)置靠在其上的支承翼片(10B)设有一个唇缘(24B)，隔套(18，118)由一被卷绕的坯料(20)形成，该坯料被设置成环绕螺栓(14)的杆(14B)，和在用来形成隔套的该坯料(20)的两端部(21，22；121，122)之间的接合面(23，123)接合在所述唇缘(24B)之下。
11.按照权利要求9或10所述的夹圈，其特征在于：所述隔套(18，118)由一被卷绕的坯料(20)形成，该坯料被设置成环绕螺栓(14)的杆(14B)，和被卷绕以形成所述隔套(18)的坯料(20)具有在该坯料长度上变化的宽度(11，12)。
12.按照权利要求11所述的夹圈，其特征在于：被卷绕以形成所述隔套(18)的坯料(20)在其端部(21，22)之间的接合面(23)附近具有一个最大宽度(11)。
13.按照权利要求9或10所述的夹圈，其特征在于：所述隔套(118)在其长度方向上在其周边的一部分上是可变形的。
14.按照权利要求13所述的夹圈，其特征在于：在所述夹圈被紧固之前，隔套(118)具有一个横向槽(130)，该槽在隔套周边的一部分上延伸，该部分位于更接近于夹圈(10)的环的侧面上，并且当隔套被紧固时该槽适于至少部分地闭合。
15.按照权利要求9或10所述的夹圈，其特征在于：所述隔套(18)的横截面在其第二端边缘(18B)的附近、在更接近于环(10)的侧面上被局部地变平，该第二端边缘(18B)与所述隔套置靠于其上的支承翼片(10B)相配合。
16.按照权利要求9或10所述的夹圈，其特征在于：它设有楔固装置(19A，19B，19C；25A，25B，25C)，用于楔紧隔套(18)从而防止它相对于环(10)发生旋转。
17.按照权利要求16所述的夹圈，其特征在于：所述隔套(18)置靠在其上的支承翼片(10B)具有一个唇缘(24B)，该隔套接合在该唇缘(24B)之下，而且，该唇缘(24B)具有至少一个防旋转的楔固面(25A，25B，25C)，它与不是圆形的隔套周边的一部分(19A，19B，19C)相配合。
18.按照权利要求9或10所述的夹圈，其特征在于：所述环(10)具有一个基本上为V形的横截面，它的顶部(11C)从环的外周边突出。
19.按照权利要求9或10所述的夹圈，其特征在于：所述隔套的内周边限定出一个通道(28)，它的高度(H)是在夹圈正被紧固时、在支承翼片相向靠近所在的平面(PA)内被测量的，该高度大于螺栓(14)的杆(14B)的直径(d)。
20.按照权利要求19所述的夹圈，其特征在于：所述通道(28)的高度至少等于螺栓(14)的杆(14B)的直径(d)的1.2倍。
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