ЗАЖИМНЫЙ ХОМУТ
CLAMP

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 крайней 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, и упомянутая стягивающая система позволяет сблизить упомянутые петли друг к другу для стягивания упомянутого пояска.
Хомут такого типа описан в документе FR 2 522 086. Этот хомут содержит стягивающую систему с двумя полуцилиндрическими крепежными деталями, размещенными соответственно внутри обеих петель хомута. Эти крепежные детали обычно называются цапфами.
Первая цапфа проходит через отверстие с внутренней резьбой, а вторая цапфа проходит через гладкое отверстие. Стягивающая система представляет собой болт с головкой и стержнем с резьбой. Каждая петля хомута имеет два отверстия, размещенные напротив друг друга таким образом, что стержень болта проходит через каждое из двух отверстий. Кроме того, стержень болта свободно проходит в гладкое отверстие и закрепляется в отверстии с внутренней резьбой. Когда болт завинчивают в первую цапфу, головка болта входит в соединение со второй цапфой, которая затем доходит до части нижнего пояска петли, при этом первая цапфа прижимается к внутренней части пояска другой петли. Таким путем обеспечивают стягивание хомута сближением упомянутых петель.
Объектом изобретения является зажимный хомут упомянутого выше типа, в котором исключены цапфы 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 упомянутая выше часть верхнего пояска упомянутой петли имеет вдавленную часть, углубленную относительно внешнего контура петли и ограниченную стягивающей перегородкой и в которую введена стягивающая система, при этом упомянутая вдавленная часть ограничена сбоку двумя боковыми сегментами внешнего пояска.
Когда стягивающая система взаимодействует со стягивающей перегородкой части внешнего пояска, наличие цапфы внутри упомянутой петли не является обязательным.
Кроме того, в хомуте по изобретению в противовес хомуту по документу FR 2 522 086 усилия, оказываемые на петлю стягивающей системой, влияют не на внутреннюю часть стягивающего пояска снизу петли, а на наружную часть пояска внешней части петли. Для учета такого нового распределения усилий предусмотрены упомянутые боковые сегменты, которые играют роль распорок и удерживают часть петли, расположенную в выходной части стягивающей перегородки, для того, чтобы последняя не деформировалась при стягивании. Входная и выходная части определены в настоящей заявке относительно направления усилия, оказываемого стягивающей системой на рассматриваемую петлю.
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 и
- фиг.8 изображает шестой 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 3 с двумя свободными концами. Каждый из этих свободных концов завернут таким образом, чтобы образовать петлю 5, и каждая петля 5 ограничена внешней частью 7 пояска и внутренней нижележащей частью 9 пояска. Основанием 11 петли 5 считают наиболее близкую к средней части зону петли пояска 3, а конец 13 петли 5 определяют как зону петли, противолежащую основанию 11 (т.е. зону, наиболее удаленную зону пояска 3).
В положении максимального стягивания хомута зазор между концами 13 петель 5 является минимальным.
Каждый хомут содержит также стягивающую систему, 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 19 внешней части 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 11 петли и предпочтительно в области этого основания 11. Боковой сегмент 19 механически играет роль распорки, размещенной между входной и выходной частями вдавленной части 15.
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 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, система стягивания зажима (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 радиально перемещаться относительно концов 13 петель 5. Для обеспечения такого радиального перемещения вторые отверстия 25 выполнены вытянутыми, при этом 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 сблизиться петлям 5 между собой.
Рассматриваемая стягивающая система содержит узел болт/гайка, включающий болт со стержнем 29 с винтовой резьбой, и головку болта 31, гайку 33 и промежуточную втулку 35, имеющую в данном случае форму муфты. Диаметр болта выбран таким, что он позволяет пройти ему через отверстия 25 и 27. Напротив, диаметр головки 31 болта и диаметр промежуточной втулки 35 выбраны такими, что последние не проходят через отверстия 25 и 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 за одно 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 в случае, 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, размещенные 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, чтобы вдавленная часть 15 имела основную стенку, образованную стенками 17 и 23, которая связана на остальной внешней 7 части 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 размещена в пространстве внутри петли 5 между стягивающей стекой 17 и концом 13 петли 5 и повторяет внутренний контур этого пространства.
Эти вставки 41 противостоят деформации (расплющиванию) петель 5 под действием стягивающих средств. Стягивающая система не опирается на эти вставки 41, которые нельзя сравнить, таким образом, с цапфами из предшествующего уровня техники.
В противовес цапфам из предшествующего уровня техники вставки 41 не обязательно должны быть достаточно 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 ограниченной.
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 внешней ленты 7 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.
Хомуты по фиг. 1-4 таковы, что каждый свободный конец пояска 3 завернут наружу для образования петли 5, чтобы крайняя часть 39 пояска 3 плоско соединялась, затем сваривалась с внешней поверхностью пояска 3 таким образом, чтобы в этой зоне (т.е. в зоне, размещенной сразу на входе основания 11 петли 5) зажим имел двойную толщину пояска.
Четвертый вариант хомута, представленный на фиг.5 и 6, является таковым, что часть пояска, размещенная в области конца 13 петли 5, имеет две усилительных нервюры 43, ориентированные по окружности и размещенные 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), и такова, что 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 ветви 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 V- или U-образного сечения, вогнутость которых обращена к центру хомута, вставлено во внутреннюю поверхность пояска 3. 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 единственной разницей в том, что он не содержит сегментов, вставленных во внутреннюю поверхность пояска 3, так как сам поясок имеет V- или U-образное сечение, вогнутость которого обращена к центру хомута. Следует отметить, что такое сечение имеет только части пояска, предназначенные для контактирования со стягиваемым объектом.
Шестой вариант хомута, представленный на фиг.8, аналогичен варианту по фиг.4 и 5 с единственной разницей, что вместо отверстий 25 и 27 петли 5, получающей головку 31 болта, имеется только одно вытянутое отверстие 26, простирающееся от стягивающей стенки 17 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.
Следует отметить, что хомуты по фиг. 5-8 таковы, что свободные концы пояска завернуты внутрь для формирования петли 5 и что одна концевая часть 41 пояска плоско примыкает к внутренней поверхности этого пояска 3 (то есть зона, размещенная непосредственно на входе основания 11 петли 5), при этом хомут имеет двойную толщину пояска. Упомянутая концевая часть не обязательно должна быть приварена к пояску 3, так как она мало нагружается при стягивании хомута. Действительно стягивающее усилие воздействует на внешнюю часть пояска 7 петли 5. Предпочтительно при изготовлении хомута не выполняют сварочных операций.
При стягивании хомута упомянутая концевая часть 41 сжимается между зажимаемым объектом и частью пояска, который его покрывает. Таким образом, появляются силы трения, которые могут быть достаточными, чтобы помешать любому перемещению по окружности концевой части 41 и противодействовать, таким образом, деформации петли 5. Если эти силы трения являются однако недостаточными, на пояске 3 выполняют плечико 45, на которое опирается концевая часть 41 при стягивании зажима. Кроме этого высота плечика 45, по меньшей мере, приблизительно и предпочтительно равна толщине концевой части 41 для того, чтобы обеспечить непрерывность контура стягивания в области этого плечика 45.
Плечико 45 выполнено, например, штамповкой при изготовлении пояска 3.