Результат интеллектуальной деятельности: ЗАЖИМНЫЙ ХОМУТ

Объектом изобретения является зажимный хомут.

Такой хомут может быть использован для соединения трубопроводов, в частности, в автомобильной или авиационной области (например, для соединения трубопроводов системы выхлопа или очистки выхлопных газов).

Более конкретно изобретение относится к зажимному хомуту такого типа, который содержит:

- поясок с двумя свободными концами, по меньшей мере, один из этих свободных концов завернут таким образом, что образует петлю, причем эта петля ограничена внешней частью пояска и нижележащей внутренней частью пояска; и

- стягивающую систему, взаимодействующую с упомянутой петлей для стягивания упомянутого пояска.

Обычно, два свободных конца упомянутого пояска завернуты для образования петли, а упомянутая стягивающая система позволяет сблизить упомянутые петли одна к другой для стягивания упомянутого пояска.

В документе DE 3926626 А1 описано соединение для трубопроводов с двумя зажимными хомутами такого типа. Каждый из хомутов выполнен так, что концы пояска завернуты к внешней части хомута, затем приварены к внешней поверхности ленты пояска для образования петель. Кроме того, каждый хомут содержит стягивающую систему, с двумя крепежными цилиндрическими деталями, размещенными соответственно внутри обеих петель зажима. Эти крепежные детали называют обычно цапфами.

Через первую цапфу проходит отверстие с винтовой резьбой, а через вторую цапфу проходит отверстие с гладкими стенками. Стягивающая система содержит болт с головкой и стержнем с винтовой резьбой. Каждая петля хомута имеет два отверстия напротив друг друга, размещенные так, что стержень болта проходит через каждую их двух петель. Кроме того, стержень болта свободно проходит через гладкое отверстие и ввинчивается в резьбовое отверстие. Когда ввинчивают болт в первую цапфу, головка болта взаимодействует со второй цапфой, которая прижимается к внутренней части пояска петли, тогда как первая цапфа прижимается к внутренней части пояска другой петли. Таким образом, обеспечивают стягивание хомута сближением упомянутых петель.

Объектом изобретения является зажимный хомут упомянутого выше типа, в котором исключена цапфа для уменьшения количества деталей хомута и, таким образом, упрощения его сборки и/или уменьшения стоимости его изготовления при сохранении надлежащих качеств стягивания.

Эта цель достигается тем, что в зажимном хомуте упомянутого выше типа, в котором, по меньшей мере, один свободный конец пояска, образующий петлю, завернут внутрь хомута, в котором внутренняя часть пояска петли продолжается за петлей под упомянутой лентой, и в котором внешняя часть пояска каждой петли имеет стягивающую стенку, с которой взаимодействует стягивающая система.

Когда стягивающая система взаимодействует со стягивающей перегородкой внешней части пояска, наличие цапфы внутри упомянутой петли не является обязательным.

Кроме того, в хомуте по изобретению в противовес хомуту по DE 3926626 А1 усилия, оказываемые на петлю стягивающей системой, влияют больше не на внутреннюю часть пояска нижней частью петли, а на наружную часть пояска внешней частью петли. Для учета такого нового распределения усилий, концы завернуты внутрь хомута таким образом, что лента пояска продолжается внешней частью пояска (а не внутренней частью, как в DE 3926626 А1).

Предпочтительно, для облегчения изготовления хомута и, в частности, для исключения сварки, указанная часть пояска не фиксируется под упомянутой лентой.

Это возможно, так как, с одной стороны, усилия стягивания воздействуют на внешнюю часть пояска петли и, с другой стороны, в процессе стягивания хомута упомянутая внутренняя часть пояска является неподвижной, будучи сжатой между стягиваемым объектом и лентой, которая покрывает эту часть. Действительно, в процессе стягивания хомута между стягиваемым объектом, упомянутой внутренней частью пояска и лентой возникают силы трения. Эти силы трения могут быть достаточны для того, чтобы противодействовать любому перемещению внутренней части пояска и, таким образом, мешать деформации (сплющиванию) петли.

Если силы трения оказываются недостаточными, то предусматривают упор, чтобы помешать внутренней части пояска перемещаться вдоль ленты (то есть по окружности пояска) в процессе стягивания хомута. В соответствии с простым вариантом осуществления изобретения этот упор образован плечиком, выполненным на ленте, причем в это плечико упирается нижняя часть пояска в процессе стягивания хомута. Более того, высота плечика, по существу, равная толщине нижней части пояска, позволяет обеспечить непрерывность контура сжатия хомута.

Само собой разумеется, можно было бы представить другие виды упоров, например выступ или нервюру, выступающую на внутренней поверхности ленты, или также выступ или нервюру, жестко соединенную с нижней частью пояска, выступающую внутри петли и упирающуюся в основание внешней части пояска.

В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

- фиг.1 и 2 изображают первый вариант хомута;

- фиг.3 изображает второй вариант хомута;

- фиг.4 изображает третий вариант хомута;

- фиг.5 и 6 изображают четвертый вариант хомута;

- фиг.7 изображает пятый вариант хомута;

- фиг.8 изображает шестой вариант хомута; и

- фиг.9 изображает седьмой вариант хомута.

Варианты хомутов в соответствии с чертежами имеют многочисленные общие характеристики. Эти общие характеристики описаны ниже и обозначены на чертежах одинаковыми цифровыми позициями.

Каждый зажимный хомут содержит поясок с лентой 3 и два свободных конца. Каждый из этих свободных концов завернут внутрь хомута, образуя петлю 5. Каждая петля 5, таким образом, ограничена внешней частью 7 пояска, которая продолжает ленту 3, и внутренней нижележащей частью 9 пояска, которая возвращается под ленту 3. Упомянутая внутренняя часть пояска продолжается за петлей 5 под частью Р ленты 3. Вдоль части Р ленты хомут имеет, таким образом, двойную толщину ленты.

Внутренняя часть 9 пояска не скреплена (т.е. она ни приварена, ни приклеена, ни приклепана...) с лентой 3. Другими словами, внутренняя часть 9 пояска находится в свободном контакте с лентой 3 и только жесткость петли 5 мешает выходу внутренней части 9 пояска из-под части петли Р.

Предпочтительно, внутренняя поверхность ленты 3 имеет плечико 45, размещенное непосредственно на входе части ленты Р. Вход и выход в настоящей заявке определяются в направлении усилия, оказываемого стягивающей системой на петлю.

Если смотреть изнутри хомута от выхода ко входу ленты 3 плечико 45 образует поднимающуюся ступеньку. Таким образом, внутренняя часть 9 пояска упирается в это плечико 45 в процессе стягивания хомута. Кроме того, высота плечика 45 является, по меньшей мере, по существу, равной толщине внутренней части 9 пояска для того, чтобы последняя не выступала относительно внутренней поверхности ленты 3. Если бы внутренняя часть пояска 9 выступала, она могла бы повредить стягиваемый объект. В вариантах осуществления высота плечика 45, по существу, равна толщине внутренней части 9 пояска, что позволяет получить поясок с непрерывным контуром стягивания.

Это плечико может быть выполнено различным образом. На фиг.1-8 оно выполнено путем штамповки ленты 3. На фиг.9 оно выполнено путем закрепления петель 5 на части основной ленты 3а.

Основание 11 петли 5 является зоной, наиболее близкой к ленте 3, а крайняя часть 13 петли 5 зоной, противолежащей этому основанию 11 (то есть зоной, наиболее удаленной от ленты 3). Внутренняя часть 9 пояска размещена за основанием 11 петли 5, на входе последней.

В положении максимального стягивания хомута зазор между крайними частями 13 петли 5 является минимальным.

Каждый хомут содержит также систему стягивания, которая будет описана ниже.

Внешняя часть 7 пояска имеет вдавленную часть 15, углубленную относительно внешнего контура петли 5. Эта вдавленная часть образует стягивающую перегородку 17, на которую опирается стягивающая система. Более того, эта вдавленная часть снабжена сбоку двумя боковыми сегментами внешней части 4 пояска 7. Каждый боковой сегмент является, по существу, прямолинейным и соединяет первую точку 20 внешней части пояска, размещенную непосредственно на входе вдавленной части 15, со второй точкой 21 внешней части пояска, размещенной непосредственно на выходе вдавленной части 15. Первая точка 20 находится, обычно, вблизи основания петли и, предпочтительно, в области этого основания 11. Боковой сегмент 19 механически играет роль распорки, расположенной между входной и выходной частями вдавленной части 15, и удерживает часть петли 5, размещенную на выходе стягивающей стенки 17 для исключения деформаций последней при стягивании.

Представленные варианты зажимных хомутов имеют, обычно, кольцевое сечение. Таким образом, предпочтительно, стягивающая стенка 17 ориентирована по существу радиально, в то время как боковые сегменты 19 образуют с радиусом хомута угол А, превышающий угол 30°. Действительно, боковые сегменты 13 тем лучше удерживают часть петли, размещенную на выходе стенки 17, чем больше угол А.

Стягивающая стенка 17 является по существу плоской. Вдавленная часть 15 имеет, при необходимости, другую по существу плоскую стенку 23, которая находится напротив стягивающей стенки 17 и образует ненулевой угол с последней. Стенки 17 и 23 образуют основную перегородку вдавленной части 15.

В вариантах стенка 23 опирается на внутреннюю часть 9 пояска. Стягивающая стенка 17 ориентирована, по существу, радиально, при этом угол, образованный стенками 17 и 23, является близким к 90° (он тем ближе к 90°, чем больше радиус хомута). Когда стенка 23 опирается на внутреннюю часть 9 пояска, она играет роль опорной поверхности, распределяющей радиальные усилия, оказываемые стягивающей системой на внутреннюю часть 9 пояска. Далее внутренняя часть 9 пояска передает, в свою очередь, упомянутые радиальные усилия на стягиваемый объект.

В соответствии с другим аспектом хомутов по изобретению каждая петля 5 имеет два отверстия 25 и 27 одно напротив другого. Первое отверстие 27 выполнено в стягивающей стенке 17. Второе отверстие 25 выполнено в области конца 13 петли 5. Кроме того, стягивающая система (описанная ниже) содержит стержень 29, вставляемый в отверстия 25 и 27 таким образом, чтобы пройти в каждую из петель 5.

Когда необходимо использовать один и тот же хомут для стягивания объектов с различными диаметрами, необходимо, чтобы стержень 29 стягивающей системы мог перемещаться радиально относительно концов 13 петель 5. Для обеспечения такого радиального перемещения вторые отверстия 25 выполнены вытянутыми, причем их большая длина ориентирована радиально (см. фиг.5-8). Если необходимо, первые отверстия 27 также могут быть вытянутыми.

Ниже будет описана стягивающая система, используемая во всех представленных хомутах. Следует отметить, что могут быть использованы другие системы, которые будут опираться на стягивающие стенки 17 и которые позволят петлям 5 сблизиться между собой.

Рассматриваемая стягивающая система содержит узел болт/гайка, включающий болт со стержнем 29 с винтовой резьбой и головку 31 болта, гайку 33 и промежуточную втулку 35, имеющую, в данном случае, форму муфты. Диаметр болта выбран таким, что он позволяет пройти ему через отверстия 27. Напротив, диаметр головки 31 болта и диаметр промежуточной втулки 35 выбраны такими, что они не проходят через отверстия 27. В данном варианте промежуточная втулка 35 размещена между гайкой 33 и пояском, но она может быть также размещена между головкой 31 болта и пояском. Более того, промежуточная втулка 35 может быть выполнена отдельно или заодно с гайкой 33 или головкой 31 болта.

Таким образом, головка 31 болта и гайка 33 через промежуточную втулку 35 опираются на стягивающие стенки 17 петель 5. Промежуточная втулка 35 используется для того, чтобы располагать гайку 33 или головку болта снаружи вдавленной части 15 и, таким образом, легко манипулировать этой гайкой с помощью инструмента. Наличие промежуточной втулки 35 является, само собой разумеется, необязательным. Например, не нужно никакой промежуточной втулки 35, когда вдавленная часть 15 имеет достаточную ширину для манипулирования гайкой 33 (или головкой 31 болта), или когда гайка (или головка болта) является достаточно длинной и выходит за пределы вдавленной части 15.

Впрочем, следует отметить, что форма и размеры вдавленной части 15 выбраны, предпочтительно, таким образом, чтобы предотвратить вращение головки 31 болта или гайки 33. Таким образом, нет необходимости удерживать головку болта или гайку в процессе свинчивания гайки с болтом.

Ниже будут описаны особенности каждого из вариантов хомутов, изображенных на фиг.1-7.

Первый вариант хомута, представленный на фиг.1 и 2, таков, что вдавленная часть 15 имеет две боковых стенки 37, которые сочленены с боковыми сегментами 19. Эти боковые стенки 37 размещены, таким образом, между стенками 17 и 23, которые образуют основную стенку вдавленной части 15 и боковые сегменты 19, расположенные на поверхности вдавленной части 15 с каждой стороны последней.

На практике вдавленная часть 15 выполнена путем штамповки внешней части 7 пояска.

Второй вариант хомута, представленный на фиг.3, таков, что вдавленная часть 15 разрезана во внешней части 7 пояска таким образом, чтобы быть отделенной от боковых сегментов 19. Этот хомут также содержит боковую стенку 37 и образует, таким образом, выемки. Выполненные вырезы являются единственными боковыми вырезами, выполненными вдоль боковых сегментов 19 так, что вдавленная часть 15 имеет основную стенку, образованную стенками 17, 23, и связана на остальной части внешнего пояска входной и выходной частями.

На практике вдавленная часть 15 выполняется путем штамповки внешней части 7 пояска.

Хомут по фиг.3 содержит, кроме того, усиливающие вставки 41. Каждая вставка 41 расположена в пространстве внутри петли 5 между стягивающей стенкой 17 и концом 13 петли и повторяет внутренний контур этого пространства.

Эти вставки 41 противостоят деформации (сплющиванию) петель 5 под действием стягивающих средств. Стягивающая система не опирается на эти вставки 41, которые нельзя сравнить, таким образом, с цапфами из известного уровня техники.

В противовес цапфам из предшествующего уровня техники вставки 41 не обязательно должны быть жесткими (наиболее часто цельными) для передачи усилий стягивания. Так, в данном варианте вставки 41 выполнены путем штамповки из одной металлической ленты. Предпочтительно, эта лента является той же, которая используется для хомута, для того, чтобы стоимость изготовления хомута оставалась невысокой.

В этом варианте каждая вставка 41 выполнена в виде желобка, днище которого примыкает к внутренней части 13 петли 5 и свободные концы которого размещены у стягивающей стенки 17.

Третий вариант хомута, представленный на фиг.4, аналогичен хомуту по фиг.3 с единственными отличиями, заключающимися в следующем:

- для изготовления вдавленной части 15 в верхней части хомута вырезан язычок, и этот язычок вдавливают для того, чтобы он образовывал стягивающую стенку 17. Вдавленная часть 15 имеет основную стенку, образованную единственной стягивающей стенкой 17 (она лишена стенки 23), которая выполнена на оставшейся части 7 внешнего пояска только на ее выходном конце; и

- хомут по фиг.4 не содержит вставки 41.

Следует отметить, что зажимный хомут по фиг 4 должен быть достаточно жестким в области язычка 17 для того, чтобы последний не прогибался внутрь петли 5 при стягивании.

Четвертый вариант хомута, изображенный на фиг.5 и 6, является таковым, что часть пояска, размещенная в области конца 13 петли 5, имеет две усилительных нервюры 42, ориентированных по окружности и размещенных на ее боковых сторонах. Эти нервюры 43 позволяют усилить механическую жесткость петли 5 для того, чтобы помешать ее деформации (сплющиванию) под действием стягивающих средств. Эти нервюры 43 выполнены при штамповке хомута.

Вдавленная часть 15 хомута по фиг.5 и 6 такова, что она имеет боковые стенки 37 (как хомут на фиг.1 и 2), а стягивающая стенка 17 и стенка 23 образуют между собой линию пересечения. Более того, вдавленная часть 15 имеет фаски 49 в зонах соединения между линией пересечения и боковыми стенками 37. Эти фаски 49 выполнены в процессе формирования вдавленной части 15 путем штамповки.

Фаски 49 позволяют ограничить явление сужения, показанное стрелками В, локализованное в средней части рукава 19 и выполняются в процессе штамповки.

Действительно, благодаря фаскам 49 количество материала, вдавливаемого в области упомянутой линии пересечения, является наименьшим в связи с тем, что уменьшение ширины боковых сегментов 19 справа от этой линии пересечения является наименьшим.

Наконец, следует отметить, что большинство сегментов 40 с сечением V или U, вогнутость которого обращена к центру хомута, вставлено во внутреннюю поверхность ленты 3 и частей внешнего пояска 9. Это позволяет, например, использовать хомут для соединения встык двух труб с концами в форме усеченного конуса.

Пятый вариант хомута, представленный на фиг.7, аналогичен варианту по фиг.6 с той разницей, что он не содержит сегментов, вставленных во внутреннюю поверхность ленты 3, так как сама лента имеет V- или U-образное сечение, вогнутость которого направлена к центру хомута. Точнее говоря, это - части пояска, предназначенные для контактирования со стягиваемым объектом, то есть это - часть ленты 3, размещенная на входе плечиков 45, и часть 9 внутреннего пояска, которое имеет такое сечение.

Шестой вариант хомута, изображенный на фиг.8, аналогичен варианту по фиг.4 и 5 с той разницей, что вместо отверстий 25 и 27 петли 5, получающей головку 31 болта, имеется только одно вытянутое отверстие 26, простирающееся от стягивающей стенки до конца 13 петли 5. Само собой разумеется, вытянутое отверстие 26 могло бы быть альтернативно выполнено в петле 5, получающей гайку 33, либо в обеих петлях 5. Это позволяет легко рассоединить хомут, радиально вынимая стержень 29 болта из соответствующей(-их) петли(петель) 5, а также легко разместить на стягиваемом объекте.

Седьмой вариант хомута, изображенный на фиг.9, аналогичен варианту по фиг.3 с той разницей, что плечико 45 выполнено другим образом.

В соответствии с этим вариантом петля 5 выполнена отдельно от остальной части пояска и содержит фиксирующую лапку 3b, продолженную упомянутой частью 7 внешнего пояска, которая сама продолжена упомянутой частью 9 внутреннего пояска. Фиксирующая лапка 3b размещена, таким образом, на внешней части пояска 7. Впрочем, фиксирующая лапка 3b закрывает часть площади внутреннего пояска 9 (на части Р) и выходит за нее, на входе. Конец фиксирующей лапки 3b, размещенной за частью 9 внешнего пояска, закреплен, например, сваркой на внешней поверхности части основной ленты 3a. Будучи соединенными, фиксирующая лапка 3b и часть основной ленты 3а образует ленту 3 хомута. Плечико 45 образовано, таким образом, на конечной части основной ленты 3а. Высота этого плечика 45 соответствует толщине части основной ленты 3а.

Предпочтительно, предусматривают направляющие средства для сохранения прямолинейности части 9 внешнего пояска относительно ленты 3. В варианте по фиг.9 эти направляющие средства предусмотрены в области плечика 45 и содержат вырез 47, выполненный на свободной конечной части основной ленты 3а. Этот вырез 47 взаимодействует с выступающей частью 47 дополняющей формы, образованной на свободном конце части внутреннего пояска 9. При стягивании выступающая часть 49 перемещается в вырез 47 и, вследствие этого, внутренняя часть пояска 9 передвигается в направлении части основной ленты 3а. Альтернативно вырез мог бы быть выполнен в свободном конце внутренней части пояска 9, а выступающая часть сформирована на свободном конце части 3а основной ленты.

Когда плечико 45 выполнено путем деформации (штамповки) ленты 3, как в случае по фиг.1-8, вырез 47 также выполняют путем деформации ленты, предпочтительно одновременно с плечиком 45.

Могут быть предусмотрены другие типы направляющих средств, в частности скобы, выступающие с боков нижней части 9 пояска и загнутые сверху фиксирующих лапок 3b.

Наконец, следует отметить, что вариант осуществления по фиг.9 позволяет серийно изготавливать одинаковые петли 5 для их последующей фиксации на частях основной ленты 3а различных размеров (т.е. диаметров), и, таким образом, изготавливать пояски различных размеров.