Хомут червячный

Область техники
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к червячным винтовым хомутам, которые могут быть использованы для соединения рукавов или шлангов в различных конструкциях, относящихся к автотранспортной, судостроительной, станкостроительной, авиационной и бытовой промышленности.
Уровень техники
Наиболее близким аналогом полезной модели является червячный хомут, описанный в патенте РФ на полезную модель №124355, 20.01.2013. Хомут содержит корпус, имеющий верхний и нижний участки, в котором установлен резьбовой стержень винта с шестигранной головкой с крестом и шлицом. В нижнем участке корпуса размещены концы свернутой в кольцо гибкой металлической ленты, один из которых снабжен упорами для фиксации корпуса, а на другом конце выполнена зубчатая дорожка, находящаяся в зацеплении с резьбовым стержнем винта. Края ленты завальцованы во внешнюю сторону кольца и обработаны. Край торца корпуса со стороны шестигранной головки винта загнут и размещен в кольцевой канавке, выполненной на стержне винта со стороны его шестигранной головки, обхватывая кольцевую канавку по ее внутреннему диаметру ниже оси винта. Корпус выполнен из стальной штампованной заготовки. Верхний участок корпуса имеет в поперечном сечении параболоидальную форму с загнутыми во внутрь нижними частями, образующими плоским нижний участок корпуса с продольным швом, длина которого в продольном сечении меньше длины верхней параболоидальной части корпуса. При этом нижний плоский участок корпуса фиксируется с концом ленты, снабженной упорами, точечной сваркой в месте расположения продольного шва.
Основным недостатком аналога является наличие продольного сварного шва, соединяющего нижние загнутые части корпуса. Выполнение протяженного шва приводит к длительному нагреву соединяемых частей, что в свою очередь может привести к возникновению неровностей. Дальнейшее формирование точечного сварного шва, соединяющего корпус и ленту внахлест, только ухудшает ситуацию и может привести к искажению формы корпуса, что негативно сказывается на прочности соединения и максимальном моменте затяжки хомута, поскольку при увеличении силы затяжки, имеется риск срыва резьбового соединения.  Кроме того, аналог не учитывает геометрические параметры участка соединения корпуса с лентой, которые оказывают значительное влияние на качество соединения.
Раскрытие сущности полезной модели
Задачей заявленной полезной модели является устранение недостатков аналогов и создание простой и надежной конструкции червячного хомута
Технический результат полезной модели заключается в повышении крутящего момента срыва резьбового соединения хомута.
Указанный технический результат достигается в полезной модели за счет того, что хомут содержит трубчатый корпус, выполненный из листовой металлической заготовки и имеющий верхнюю часть параболоидальной формы и нижнюю плоскую часть, образованную загнутыми внутрь корпуса концами заготовки с формированием продольного стыка; винт, установленный в корпусе; и свернутую в кольцо металлическую ленту, концы которой размещены в корпусе, при этом первый конец ленты приварен к нижней части корпуса точечной сваркой, а второй конец снабжен зубчатой дорожкой, находящейся в зацеплении с резьбовой частью винта; причем в винте со стороны головки выполнена кольцевая канавка, а соответствующий край верхней части торца корпуса загнут и размещен в указанной кольцевой канавке с обеспечением ее обхвата, загнутые концы нижней части корпуса связаны между собой и с первым концом ленты только одним точечным сварным швом, выполненным контактной сваркой внахлест; при этом соотношение диаметра кольца металлической ленты и длины продольного стыка нижней части корпуса составляет от 1,5 до 15.
Кроме того, согласно частным вариантам реализации полезной модели:
соотношение высоты выступа верхней части корпуса и глубине кольцевой канавки винта составляет от 1,5 до 2,5;
головка винта выполнена шестигранной и имеет шлиц для отвертки;
первый конец ленты снабжен упорами для фиксации нижней части корпуса;
края ленты завальцованы во внешнюю сторону кольца.
В отличие от ближайшего аналога, в конструкции которого имеется продольный сварной шов, соединяющий части корпуса, и точечный сварной шов, связывающий корпус с лентой, в рассматриваемом решении применен только один точечный сварной шов, выполняемый контактной сваркой, который соединяет концы нижней части корпуса между собой, а также с лентой.
Выполнения контактной сварки лишь в одной точке без формирования продольного шва уменьшает время термического воздействия на соединяемые элементы и значительно снижает риск их деформации, что приводит к повышению значения крутящего момента срыва резьбового соединения винта и ленты в виду сохранения заданной геометрии корпуса. При этом, как показали испытания, выполнение контактной сварки в одной точке достаточно для того, чтобы хомут выдерживал стандартные нагрузки при монтаже и эксплуатации.
Выбор величины соотношения диаметра кольца металлической ленты к длине продольного стыка нижней части корпуса, равного 1,5-15, также обусловлен вопросом деформации элементов хомута. Если соотношение будет составлять меньше 1,5, сварка в одной точке не обеспечит надежную фиксацию ленты на корпусе без смещений в виду большой длины нижней плоской части корпуса, контактирующей по существу с цилиндрической поверхностью ленты. При этом затяжка такого хомута может привести к деформации ленты и корпуса. При соотношении параметров больше 15 длина нижней части корпуса по отношению к диаметру ленты будет слишком мала, что может привести к деформации корпуса в нижней части при эксплуатационных нагрузках.
Таким образом, приведенные признаки обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в повышении крутящего момента срыва резьбового соединения хомута.
Приведенные частные случаи реализации полезной модели также направлены на достижение данного технического результата. Однако указанные частные случаи не являются единственно возможными формами воплощения предложенной конструкции, а показывают наиболее предпочтительные, с точки зрения указанного результата, варианты.
В частности выбор параметров загиба корпуса и канавки винта обусловлен следующим. При сборке хомута, сначала в корпус вкручивается винт, при этом второй конец ленты находится в свободном положении таким образом, что винт свободно входит в корпус по резьбе без взаимодействия загнутого края и канавки винта. Затем при затяжке хомута второй конец ленты входит в корпус, поджимая винт к верхней части корпуса таким образом, что выступающий его край входит в канавку, образуя соединение, дополнительно препятствующее срыву винта и его выходу из корпуса. Кроме того, указанный загиб препятствует входу головки винта внутрь корпуса. При величине соотношении высоты верхней части корпуса к глубине кольцевой канавки винта менее 1,5 фиксация выступа в канавке может быть недостаточно надежной. С другой стороны, превышение указанного соотношения более 2,5 может создать сложности при первоначальном вкручивании винта в корпус, что в свою очередь может привести к деформации верхней части корпуса. Т.е. указанное соотношение позволяет гарантированно сохранить заданную геометрию элементов, и обеспечить высокое значение крутящего момента срыва соединения. Однако его соблюдение не является строго обязательным, поскольку надежное удержание винта в корпусе обеспечивается в основном за счет резьбового соединения.
Краткое описание чертежей
Конструкция заявленного хомута поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показан вид хомута сбоку;
на фиг. 2 показан вид хомута спереди;
на фиг. 3 показано место соединения нижней части корпуса с лентой вид снизу;
на фиг. 4 показана конструкция корпуса;
на фиг. 5 показана конструкция винта.
Элементы хомута обозначены на чертежах следующими позициями:
1 – корпус,
2 – винт,
3 – лента,
4 – верхняя часть корпуса,
5 – нижняя часть корпуса,
6 – концы нижней части корпуса,
7 – продольный стык,
8 – первый конец ленты,
9 – шов точечной сварки,
10 – упор,
11 – второй конец ленты,
12 – зубчатая дорожка,
13 – края ленты,
14 – головка винта,
15 – резьбовая часть винта,
16 – шлиц винта,
17 – кольцевая канавка винта,
18 – загнутый край корпуса.
Осуществление полезной модели
Заявленный хомут содержит трубчатый корпус (1), установленный в корпусе винт (2) и свернутую в кольцо металлическую ленту (3), концы которой размещены в корпусе.
Корпус (1) выполнен из листовой металлической заготовки, обработанной методом штамповки с формированием верхней части (4), имеющей параболоидальную форму, и плоской нижней части (5), которая образована загнутыми внутрь свободными концами (6) заготовки с формированием продольного стыка (7). Длина (L) указанного продольного стыка (7), определяющая длину нижней части (5) корпуса (1), и диаметр (D) кольца ленты (3) удовлетворяют соотношению: L/D=1,5-15. При этом длина продольного стыка, как правило, меньше длины верхней части (4) корпуса (1).
Для изготовления корпуса (1) может применяться, в частности сталь, сплавы алюминия и т.д.
Первый конец (8) металлической ленты (3) контактирует с внутренней поверхностью нижней части (5) корпуса (1) и соединен с ней сваркой. При этом предусмотрен единственный точечный сварочный шов (9), выполненный внахлест контактной сваркой (в одной точке). Указанный шов (9) расположен на линии продольного стыка (7) и соединяет между собой концы (6) нижней части (5) корпуса (1) и первый конец (8) ленты (3). Для обеспечения более надежной фиксации на первой ленте по краям нижней части (5) могут быть выполнены упоры (10), препятствующие смещению корпуса (1). Упоры (10) могут быть сформированы путем выдавливания (пуклевки) материала на небольших участках ленты.
Второй конец ленты (11) снабжен зубчатой дорожкой (12), обеспечивающей затягивание хомута. Указанная дорожка (12) выполнена на внешней поверхности указанного конца (11) ленты. При этом внутренняя поверхность, предпочтительно, сохраняется гладкой (на фиг. 3 дорожка показана для наглядности), что обеспечивает затягивание хомута без повреждений и повышается надежность соединения.
Для исключения порезов соединяемого рукава или шланга края (13) ленты могут быть завальцованы во внешнюю сторону кольца и защищены от заусенцев.
Винт (2) имеет головку (14) и стержень с резьбовой частью (15), которая находится в зацеплении с зубчатой дорожкой (12) ленты (3).
Головка (14) винта, предпочтительно, выполнена шестигранной и имеет прямой, крестообразный или комбинированный шлиц (16) для отвертки.
В стержне винта со стороны головки (14) выполнена кольцевая канавка (17). При этом край (18) верхней части корпуса торцевой стороны загнут и размещен в указанной кольцевой канавке (17) с обеспечением ее обхвата ниже оси винта (2).
В предпочтительном варианте реализации полезной модели, высота (H) выступа верхней части (4) корпуса (1) и глубина (B) кольцевой канавки (17) (расстояние от стержня до выступающей резьбовой части) винта (2) определяются соотношением: H/B=1,5-2,5.
При монтаже хомута второй конец ленты размещают в корпусе и посредством винта затягивают вокруг соединяемой детали.