PL158142B1 - Obejma mocujaca do laczenia dwóch rur metalowych PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

Obejma mocujaca do laczenia dwóch rur metalo- wych, zwlaszcza rur ukladu wydechowego silnika pojaz- du o koncach dwóch laczonych rur majacych dopelnia- jace sie powierzchnie nosne w ksztalcie stozkowym, które wystaja wzgledem cylindrycznej powierzchni zewnetrz- nej rur a obejma stanowi jeden otwarty pierscien, który w przekroju poprzecznym ma ksztalt odwróconej litery „V“ i którego dwa konce zawieraja elementy oporowe dla elementów napinajacych, przy czym elementy oporowe wystaja promieniowo siegajac obwodu wewnetrznego pierscienia i sa zaciskane jeden z drugim w ukladzie sru- ba-nakretka, znamienna tym, ze pierscien (1) jest odksz- talcalny w swoim przekroju poprzecznym a leb (3a) sruby (3) posiada na swoim obwodzie rowek (3b) w ksztalcie litery „V“ o ksztalcie odpowiadajacym przekrojowi poprzecznemu pierscienia (1) dla utworzenia oparcia dla pierwszej lapy (2) przynajmniej w strefie, w której ta lapa jest polaczona z pierscieniem (1) a oporowa tulejka (5) jest umieszczona pomiedzy nakretka (4) i druga lapa (2), przy czym tulejka oporowa ma ksztalt zblizony do ksztaltu lba (3a) i jest przesuwnie zamocowana na srubie oraz przystosowana dla stworzenia oporu drugiej lapie (2) przynajmniej w strefie jego polaczenia z pierscieniem. Fig. 1 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest obejma mocująca do łączenia dwóch rur metalowych.

Znane są często występujące trudności w zapewnieniu szczelnego łączenia dwóch rur metalowych, zwłaszcza jeżeli wymaga się zastosowania ciężaru złącza tak małego jak jest to tylko możliwe i szybkiej realizacji połączenia. Ma to bardzo powszechne zastosowanie w konstrukcjach samochodowych, przykładowo rura wydechowa silnika składa się z wielu odcinków rur metalowych.

Znane jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3964773 dopasowane ukształtowanie końców rur posiadających dopełniające się powierzchnie podparcia, zwykle o kształcie stożkowym. Obejma mocująca jest osadzona wokół tych powierzchni stożkowych, które tworzą osadzenie względem powierzchni zewnętrznej rur celem utrzymania ich położenia nałożonego typu zakładkowego zapewniającego wymaganą szczelność połączenia jak i sztywność mechaniczną. Obejma tego rodzaju posiada dwa elementy półkoliste, których przekrój jest w kształcie odwróconej litery „V“ dla realizacji nałożenia wystających powierzchni stożkowych rur.

Każdy element półkolisty jest zaopatrzony na jego końcach w kołnierze, one same są przystosowane do zamocowania zakładkowego za pomocą śruby lub sworzni. W rozwiązaniu z powyższego opisu patentowego elementy półkoliste posiadają na jednym z ich końców połączenie przegubowe umożliwiające wykorzystanie pojedynczego sworznia dla realizacji zamocowania obejmy. Umieszczenie tego rodzaju obejmy trwa względnie długo, ponieważ często jest konieczne zastosowanie co najmniej dwóch sworzni do łączenia i mocowania. Ponadto siły ściskające są niewłaściwie wykorzystywane i zwłaszcza rozkładane, ponieważ dążą one do zbliżenia jednego do drugiego elementu półkolistego, względnie sztywnych, bez wywoływania równomiernego naprężenia rozkładanego na ich obwodach.

Znane jest również z opisu patentowego francuskiego nr 1031 767 szczelne połączenie rur wentylacyjnych o dużej średnicy za pomocą nałożenia obejmy mocującej analogicznie do wymienionego. Zaznacza się równocześnie, że rozwiązanie według tego opisu wymaga zastosowania „kołnierzy wzmacniających umieszczonych w celu zamocowania na zewnętrznych końcach stożkowych łączonych rur, które wydają się praktycznie niemożliwe do zastosowania przy łączeniu rur tworzących przewód wydechowy silnika pojazdu.

W końcu należy zaznaczyć, że urządzenia i układy, które zostały krótko omówione, wymagają zwykle zastosowania uszczelnienia złącza z kauczuku lub podobnego tworzywa, umieszczonego

158 142 między dopełniającymi powierzchniami podparcia tych rur. Występowanie takiego złącza wydaje się oczywiście trudniejsze i delikatniejsze ze względu na połączenie rur, w szczególności, gdy chodzi o wielkoseryjną produkcję; jest ono z drugiej strony źródłem niedogodności związanych z niebezpieczeństwem pogorszenia się jakości złącza przez gorące gazy czynne.

Istnieje zapotrzebowanie na obejmę tego rodzaju, która umożliwia łatwe i szybkie, szczelne połączenie dwóch rur metalowych, przy czym dobra szczelność połączenia została uzyskana zwłaszcza dzięki poprawionemu wykorzystaniu sił dociskających. Przeznaczona szczególnie dla konstrukcji samochodowych obejma tego rodzaju jest względnie lekka i jej użycie jest łatwe w montażu w fabryce lub montażu elementów wymienianych.

Znana jest także z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 693 380 obejma umożliwiająca jedynie utrzymanie w kierunku osiowym połączenia dwóch elementów napędzanych obrotowo jeden przez drugiego. Tutaj obejma jest utworzona przez otwarty pierścień, którego część ma kształt odwróconej litery „V“. Obejma jest umieszczona dla zamocowania na stożkowych bokach masywnych elementów zamocowanych na elementach napędzanych obrotowo. W rozwiązaniu tym, pierścień nie musi podlegać siłom skrętnym.

W celu podtrzymywania w kierunku osiowym połączenia dwóch elementów, jego część w kształcie odwróconej litery „V“ jest zrealizowana jako nieodkształcalna za pomocą tarcz wzmacniających, które nie szkodzą wymaganej giętkości obejmy w kierunku obwodowym w momencie jej umiejscowienia.

Celem rozwiązania według wynalazku jest opracowanie obejm mocujących, posiadających w przekroju kształt odwróconej litery „V“ posiadających wyeliminowane niedogodności występujące w znanych rozwiązaniach.

Obejmę według wynalazku stanowi otwarty pierścień, którego część jest odkształcalna dla mocnego nałożenia na siebie dopełniających się powierzchni podparcia o kształcie stożkowym tych rur, zaś wolne końce tych rur posiadają elementy wsporcze leżące promieniowo aż do sąsiedztwa obwodu wewnętrznego pierścienia, dla zapewnienia usytuowania elementów mocujących i utrzymania pierścienia w położeniu zamkniętym po nałożeniu obejmy na łączone rury.

Dwa wolne końce otwartego pierścienia, utworzone są przez łapy umieszczone promieniowo, które tworzą obudowę stanowiącą powierzchnie podparcia dla elementów mocowania i utrzymania pierścienia w położeniu zamkniętym. Elementy mocowania i utrzymania pierścienia w położeniu zamkniętym są utworzone przez pojedynczy zespół śruby i nakrętki. Łeb śruby i ślizgowe powierzchnie oporowe usytuowane są jarzmowo na śrubie i posiadają w przekroju kształt litery „V“ na ich obwodzie, przeznaczony do przyjęcia podpory na łapach pierścienia, przynajmniej w ich obszarze połączenia z pierścieniem.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku perspektywicznym obejmę, fig. 2 - w widoku obejmę z fig. 1 umieszczoną i zamocowaną na dwóch połączonych rurach, a fig. 3 - obejmę w przekroju wzdłuż strzałki „F“zfig.2.

Na figurze 1 jest przedstawiona obejma utworzona przez otwarty pierścień metalowy, który w przekroju poprzecznym ma kształt odwróconej litery „V“. Taka obejma jest zwykle wykonana przez zagięcie i ukształtowanie blachy płaskiej. Grubość tej blachy jest ustalona zasadniczo dla zapewnienia wytrzymałości odpowiedniej dla sił rozciągających, które są przykładane do obejmy w czasie jej mocowania. Zatem jak to widać dalej, nie jest wcale konieczne, i może być nawet szkodliwe powiększenie tej grubości, a zatem sztywności obejmy.

Na każdym wolnym końcu otwarty pierścień posiada łapę 2 wygiętą promieniowo w kierunku zewnętrznym obejmy. Zaznacza się również, że obejma posiada ukształtowanie, które w położeniu zamkniętym, gdy dwie łapy 2 są umieszczone jedna obok drugiej to średnica zewnętrzna odpowiada średnicy powierzchni stożkowej występów łączonych rur (fig. 2).

Łapy 2 tworzące obszary podparcia dla elementów dopełniających umożliwiają zamocowanie i utrzymanie pierścienia w położeniu zamkniętym. W przedstawionym przykładzie elementy dopełniające są utworzone przez znany zespół śruby 3 i nakrętki 4 oraz łapy 2 posiadające otwory umożliwiające przejście gwintowanego trzonu śruby. Łapy 2 są usztywnione przez obrzeże 2a, które ogranicza obudowę z jednej strony dla masywnego łba 3a śruby, a z drugiej strony dla

158 142 oporowych 5 powierzchni ślizgowych usytuowanych jarzmowo na śrubie, przy czym nakładana nakrętka 4 podpiera się na jarzmowym łożysku oporowym.

Zaznacza się jeszcze, że łeb 3a śruby posiada na obrzeżu wycięcie 3b w kształcie litery „V“, odpowiadające przekrojowi pierścienia 1, tego rodzaju, w którym obszar podparcia łba 3a na łapie odpowiednio rozciąga się przynajmniej do obszaru mocowania tej łapy z pierścieniem 1. Oporowe 5 powierzchnie ślizgowe stanowią łożysko posiadające identyczny kształt do łba 3a śruby, podpieranej na drugiej łapie 2 przynajmniej w obszarze mocowania z pierścieniem.

Korzystne jest przewiercenie łożyska oporowego 5 umożliwiające przejście gwintowanego trzonu śruby posiadającej średnicę zewnętrzną tak blisko średnicy zewnętrznej gwintu śruby, umożliwiając w ten sposób podparcie czołowe łożyska oporowego 5 na łapie 2 odpowiednio zawsze prostopadle do osi śruby.

Pomiędzy nakrętką 4 i łożyskiem oporowym 5 może być umieszczona również okrągła podkładka.

Przedstawiona na fig. 2 i 3 obejma jest umieszczona przede wszystkim w swym położeniu otwartym powyżej obszaru mocowania dwóch rur 6 i 7 w ten sposób, że jej ukształtowanie wewnętrzne zostaje nałożone na wystające powierzchnie stożkowe 6a i 7a rur. Wystająca powierzchnia 6a zawiera w rzeczywistości dwa boki stożkowe, podczas gdy końcowa powierzchnia 7a zawiera tylko bok stożkowy przeznaczony do nałożenia na jeden z boków powierzchni 6a. Śruba jest więc wkładana sukcesywnie do przewierceń łap 2, aż jej łeb 3a zostanie odpowiednio umieszczony w obudowie łapy 2, gdzie zostaje ona umieszczona nieruchomo obrotowo, jej wycięcie w kształcie litery „V“ 36», zostaje nałożone na pierścień 1. Tak samo łożysko oporowe § mało widoczne na fig. 2 jest wkładane na gwintowany trzon aż do dojścia do drugiej łapy 2, a jego wycięcie w kształcie litery „V“ zostaje nałożone na pierścień 1 w ten sposób, że wszystko dokonywane jest symetrycznie względem łba śruby. Jest więc możliwe przeprowadzenie mocowania obejmy za pomocą nakrętki 4. W czasie operacji średnica pierścienia zmniejsza się stopniowo i jeżeli jest to konieczne, kształt „V“ jej przekroju nieco zmienia się w ten sposób, że boki stożkowe są względem wystających powierzchni rur 6 i 7 mocno nakładane jeden na drugi, zapewniając zarazem wymaganą szczelność i doskonałe połączenie mechaniczne rur.

Korzystne jest,gdy kąt wewnętrzny w przekroju elementu o kształcie odwróconej litery „V“ obejmy jest znacznie mniejszy, dla przykładu co najmniej o 10° od kąta utworzonego przez boki stożkowe o kształcie odwróconej litery „V“ wystających powierzchni 6a i 7a rur. Dla przykładu, jeżeli kąt boków stożkowych w kształcie odwróconej litery „V“ wystających powierzchni 6a i 7a rur jest bliski 90°, kąt wewnętrzny w przekroju elementu w kształcie odwróconej litery „V“ obejmy może sam być bliski 65°. W tym przypadku, jeżeli średnica rur jest bliska 50 mm, można ustalić, że jest uzyskiwana szczelność właściwa dla połączenia przy przyłożeniu pary sił mocowania bliskich 3 mDaN do nakrętki 4, jeżeli gwintowany trzon śruby 3 posiada średnicę 10 mm i skok równy 15 mm.

Uwidocznione na fig. 2 i 3 boki stożkowe pierścienia 1 mają wymiary dostatecznie małe, stąd ich obrzeża wewnętrzne nie mogą dochodzić do obszaru mocowania części cylindrycznych rur i wystających powierzchni 6a i 7a. Rozwiązanie takie umożliwia mocne nałożenie boków stożkowych względem powierzchni wystających, zwłaszcza w sąsiedztwie ich obrzeży zewnętrznych, w obszarze szczytowym odwróconego ukształtowania „V“ pierścienia 1.

Pierścień stanowiący obejmę według wynalazku posiada regularne odkształcenie w czasie mocowania, które umożliwia uzyskanie pary sił wytrzymałościowych o bardzo dużej wartości pomiędzy dwoma mocowanymi rurami. W szczególności siły mocowania wywoływane przez zespół śruba-nakrętka działają bezpośrednio na pierścień, dzięki szczególnemu kształtowi łba 3a śruby i łożyska oporowego 5 oraz wycięć w kształcie litery „V“. Brak luzu pomiędzy śrubą a jarzmowym łożyskiem oporowym zapewnia uniknięcie odkształcenia łap 2 przy mocowaniu. Mocowanie może być w ten sposób prowadzone w zakresie aż pierścień obejmy zostanie całkowicie lub praktycznie zamknięty, io znaczy aż łapy 2 zostaną dołączone jedna do drugiej lub usytuowane blisko jedna względem drugiej.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 500C zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Obejma mocująca do łączenia dwóch rur metalowych, zwłaszcza rur układu wydechowego silnika pojazdu o końcach dwóch łączonych rur mających dopełniające się powierzchnie nośne w kształcie stożkowym, które wystąją względem cylindrycznej powierzchni zewnętrznej rur a obejma stanowi jeden otwarty pierścień, który w przekroju poprzecznym ma kształt odwróconej litery „V“ i którego dwa końce zawierają elementy oporowe dla elementów napinających, przy czym elementy oporowe wystają promieniowo sięgając obwodu wewnętrznego pierścienia i są zaciskane jeden z drugim w układzie śruba-nakrętka, znamienna tym, że pierścień (1) jest odkształcalny w swoim przekroju poprzecznym a łeb (3a) śruby (3) posiada na swoim obwodzie rowek (3b) w kształcie litery „V“ o kształcie odpowiadającym przekrojowi poprzecznemu pierścienia (1) dla utworzenia oparcia dla pierwszej łapy (2) przynajmniej w strefie, w której ta łapa jest połączona z pierścieniem (1) a oporowa tulejka (5) jest umieszczona pomiędzy nakrętką (4) i drugą łapą (2), przy czym tulejka oporowa ma kształt zbliżony do kształtu łba (3a) i jest przesuwnie zamocowana na śrubie oraz przystosowana dla stworzenia oporu drugiej łapie (2) przynajmniej w strefie jego połączenia z pierścieniem.