專利名稱：無梯階內(nèi)箍緊表面軟管箍及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)箍緊表面無任何梯階、斷續(xù)或間隙的管箍，以及此類管箍毛坯最佳長度之確定方法。
利用這類配件的管箍年產(chǎn)量要超過幾個億，從生產(chǎn)合理化角度來分析它們以期減少此類管箍帶所涉及的材料成本，這顯然是有價值的。換言之，即使管箍帶毛坯長度這一微小數(shù)量，對于給定尺寸管箍而言也是十分可觀的。例如，毛坯平均總長度即使節(jié)省區(qū)區(qū)0.25英寸，那么管箍年產(chǎn)量以1億個計，其節(jié)約也是十分可觀的，此時節(jié)約總量將達2500萬英寸，或者28.3333萬英尺，或者9.4444萬碼。
根據(jù)本發(fā)明，達此要求的途徑是優(yōu)化為滿足管箍可靠使用所需的箍帶毛坯的最低長度。這當中包括在清晰而易于確定的距離上確定管箍之一定的關(guān)鍵點。這中間要給整個寬度內(nèi)箍緊帶部分端部定位，它相距外箍緊帶部分自由端之外的可塑變耳環(huán)二支腳部分的支腳部分之一一個較小的距離，并且根據(jù)非變形條件下耳環(huán)下間隙長度，協(xié)調(diào)梯階狀部分的位置與舌形伸出部分的長度。
附圖
詳細說明現(xiàn)在參閱附圖，其中各圖所使用的相同符號用來表示相同的零部件，圖3示意性表示通常用編號13′標識的已塑變耳環(huán)緊固完畢的管箍。為清楚起見，軟管和管接頭已略去。在圖3中，處于固緊狀態(tài)下受拉應(yīng)力的零部件用粗線表示。由于一定公稱尺寸管箍應(yīng)當包含軟管和管接頭一定范圍公差，那么就在圖3與4中假定軟管與管接頭(未示出)在公差范圍內(nèi)外徑大于最小尺寸，但小于最大尺寸，故在塑變耳環(huán)13′下留有微小間隙。略去已塑變耳環(huán)13′中所存在的任何應(yīng)力，在固緊狀態(tài)下受拉應(yīng)力的管箍零部件可追蹤如下從已塑變耳環(huán)13′的右內(nèi)端部起，在圖3中可觀察到，拉應(yīng)力的軌跡可以沿順時針方向追蹤，經(jīng)過外帶部分11a，梯階狀部分67，側(cè)向剩余帶部分11′，箍緊帶11，到達通常用編號30表示的機械連接頭，該連接頭例如包括所謂導(dǎo)向鉤31和一個或多個深拉支撐鉤32，并且從那里經(jīng)外帶部分11a，到達已塑變的耳環(huán)左支腳部分的內(nèi)端。由于耳環(huán)的塑變關(guān)系，管箍直徑減小引起的此拉力又產(chǎn)生徑向箍緊力。
現(xiàn)在來看圖4，圖中用粗線表示產(chǎn)生徑向箍緊力的管箍零部件，產(chǎn)生這類徑向箍緊力的箍緊表面，可以從與外箍緊帶端部自由端吻合的內(nèi)箍緊帶部分11b相互搭接始點開始追蹤，到舌形伸出部分61，側(cè)向剩余部分11′和主箍緊帶11，返回至內(nèi)箍緊帶部分11b相互搭接始點。這一分析表明，從圖3與4觀察，內(nèi)箍緊帶部分11b到機械連接頭30、31、32右側(cè)，以及舌形伸出部分61基本上無任何拉應(yīng)力，因此產(chǎn)生所需箍緊力要靠相互搭接外帶部分11a中拉應(yīng)力。這也說明，已塑變耳環(huán)下的任何間隙，即使再小也罷，必須由內(nèi)箍緊帶部分整個帶寬覆蓋，以便盡量減少內(nèi)箍緊帶部分產(chǎn)生扭曲或跑進此類間隙內(nèi)的現(xiàn)象，因為間隙會造成泄漏。
接著再看圖5，下面的要點將用來討論本發(fā)明。符號A表示內(nèi)外帶部分11b與11a之間相互搭接始點，它始于外帶部分11a自由端。符號B與C分別表示支腳部分14與15在其與外帶部分11a連接處之內(nèi)端。符號D表示整個寬度內(nèi)帶部分11b的端部和舌形伸出部分61的始點，而符號E表示舌形伸出部分61的端部，符號F則表示梯階狀部分67的始點。耳環(huán)13的最大縮小產(chǎn)生管箍直徑尺寸的最大減少，它也與耳環(huán)的最大型變相對應(yīng)。當支腳部分14與15的內(nèi)端B與C互相接觸時，即出現(xiàn)此現(xiàn)象。給定尺寸的管箍直徑之最大縮小量因而實際上等于未變形耳環(huán)支腳部分之間的間距，去掉箍緊帶厚度的2倍。為了確保，即使對于給定管箍尺寸，于給定的公差范圍之內(nèi)，當軟管與管接頭直徑具有最小直徑尺寸時，管子仍被可靠固緊，就必需使之在已塑變支腳部分的內(nèi)端相互接觸時或之前發(fā)生。
在組裝線上，氣動鉗類工具總是以固定的力使耳環(huán)變形，產(chǎn)生固定的箍緊力，而與管子和管接頭的實際外部尺寸無關(guān)。雖然給定管箍尺寸是要覆蓋一定的公差范圍，而在耳環(huán)下留有微小的間隙也未嘗是不可能的。如上面所述，因此至關(guān)重要的是耳環(huán)下的間隙應(yīng)由內(nèi)箍緊帶的整個帶寬架起。因為一窄舌形伸出部分非常容易作為熱脹或內(nèi)應(yīng)力增大的結(jié)果而屈服和跑入間隙中去。對于相對堅固的薄塑料管，這可能會產(chǎn)生泄漏，這就是為什么德國Gebrauchsmuster GM 75 41 277不能滿足這些重要要求的原因，因為它規(guī)定任何間隙都可以僅靠窄舌形伸出部分搭橋處理。
上述種種還表明，整個寬度內(nèi)帶部分必須有足夠長度，這樣當機械連接頭30、31、32已經(jīng)咬住但在耳環(huán)塑變之前方能搭接已塑變耳環(huán)下的任何間隙。在圖5現(xiàn)有技術(shù)的管箍上，要靠整個寬度內(nèi)箍緊帶部分11b的長度來達到這一點，它伸過支腳部分15之外以一個大致距離C-D。這本身還要求，舌形伸出部分61具有從D點至E點的長度，以便伸過梯階部分67上的開口，該梯階部分67本身位于從D點起的不需要的大距離D-F上。但是，現(xiàn)有技術(shù)的管箍中距離C-D、D-E以及D-F沒有被局限于優(yōu)化尺寸。因為弧的長度還可以用這里所對的角表示，未變形耳環(huán)13下的內(nèi)箍緊帶部分11b的弧便對著一個角，以便長度等于 ，式中r是管箍的給定半徑。進而從C點至D點，內(nèi)箍緊帶部分11b的弧將等于 ，而舌形伸出部分61的弧長將等于 。內(nèi)箍緊帶部分自A點起的總長度將等于2r(++′+β)360]]>。如果假定自B-C點的弧長等于長度L，略去梯階部分的額外箍緊帶長度，則半徑為r給定管箍尺寸所需毛坯長度等于2r+2r×(++′+β)360+2H]]>，式中H為耳環(huán)的高度。
圖6與7說明一現(xiàn)有技術(shù)的管箍，該管箍需要上面等式求出的毛坯長度，但它使用過多的箍緊帶材料。
因為整個寬度內(nèi)箍緊帶部分僅僅需要延伸至剛好在圖5中由D′表示的C點之外的點，從而可節(jié)省出從D′點至D點的箍緊帶材料。同樣地，梯階部分67的始點F僅僅需要位于離開D′點一個距離，該距離足以使整個帶寬內(nèi)箍緊帶部分在耳環(huán)塑變至最大可能限度時終結(jié)于梯階式部分67始點前。這意味著，距離D-F可以縮短，以與距離B-C對應(yīng)，或略大于B-C的距離，作為安全預(yù)防措施。換句話說，由于舌形伸出部分僅需要伸展到F′點之外一很小距離，角′與β按照本發(fā)明可以縮小。
根據(jù)本發(fā)明，在毛坯需要長度上可以取得相當可觀的節(jié)約，其途徑是將D點位置靠近C點，因為為了管箍的正常使用，在外箍緊帶部分11a與C點外內(nèi)箍緊帶部分11b之間不需要有多大的相互搭接。再有，因耳環(huán)13的最大塑變由支腳部分14與15內(nèi)端的接觸限定，階梯狀部分67的始點F僅只需要位于F′點上，該點的位置距D點一個距離B-C，或者出自預(yù)防考慮，離開一略大于B-C的距離。接著，舌形伸出部分61可以減少至距離D′-E′，這中間一方面是比較圖6與7，它說明典型的現(xiàn)有技術(shù)的管箍，另一方面則是圖8與9，它說明本發(fā)明，通過比較利用本發(fā)明可以取得等于S的毛坯材料節(jié)省(圖6)。
如上所述，角′只需大到能夠保證滿足下列要求即可，即內(nèi)帶部分11b整個帶寬延伸到圖5上D′所示的點。角′可接近零值，根據(jù)本發(fā)明作為預(yù)防措施可定在0.02～0.15左右，該值取決于管箍尺寸，因為弧長是管箍半徑的直接函數(shù)。對應(yīng)于梯階形部分67始點的F′點僅需要放在距D′點一距離，使等于或出自預(yù)防措施考慮略微大于該角，以期保證整個寬度內(nèi)帶部分11b的端部能夠在耳環(huán)最大塑變時處于或略微超出于梯階部分67。那么舌形伸出部分61的長度，即β角就僅只需要這樣一個尺寸，使之從D′點起測量，能夠恰好延伸過梯階式部分的孔口，這意味著β角應(yīng)大于該角，例如大于量為角的約0.1至約0.25。
A點至B點的角可分為角′與角″，從而角對著A點至G點的孤，亦即外帶部分11a的自由端至外帶部分自由端之外的最后口35的邊緣的弧。從而該弧的長度決定于所使用的機械連接頭，即鉤的類型和口的數(shù)量以及管箍使用的材料，也就是材料厚度和類型以及箍緊帶內(nèi)預(yù)期圓周方向上的最大應(yīng)力。換言之，各相鄰口35之間的腹板部分之間的距離d(圖8)必須足以避免材料撕裂。對于自第一個口外帶部分自由端最近邊緣與外帶部分端部的距離而言，也是這樣。至于管箍G點與B點之間的長度f，從材料強度角度沒有這類特定要求。但是，長度f即角″應(yīng)能足夠滿足鉗子的鉗口活動而又不影響機械連接頭。在任何情況下，角″可明顯小于角′，而對于管箍給定尺寸和給定材料以及所要求的預(yù)定箍緊力，可憑經(jīng)驗確定或算出最佳值。
對于一所謂給定尺寸的無梯級管箍，根據(jù)本發(fā)明其最佳長度的計算方法決定于支腳部分14與15的內(nèi)端B和C所對的弧，或者搭接部分的長度L，可將其假定為相當或幾乎相等于安全距離B-D′，以便在機械連接頭卡住時使整個寬度內(nèi)箍緊帶部分伸展過未變形耳環(huán)下間隙之外。這一假定的依據(jù)是，耳環(huán)13的最大塑變由二倍的箍緊帶厚度所限定。視需要，作為預(yù)防措施可取一僅僅大于此距離L的距離，而隨之舌形伸出部分有一長度D′-E′，它延伸在梯階狀部分上開口之外僅僅一微小距離，該部分的始點F′相距整個寬度內(nèi)帶部分D′端一距離，該距離約等于或略大于距離L。
參考在此種應(yīng)用中搭接部分的長度L，可以假定支腳部分14與15為直線性的，平行的。但是如同2000年2月16日提出的第09/504850號申請所公開的那樣，該申請的全部內(nèi)容以參考的方式包含在本發(fā)明中。在這種支腳部分不平行和域非直線性時，在與箍緊帶相連接處支腳部分內(nèi)端相互間的間隔被認為是代替搭接部分長度L的有效尺寸，本說明中或權(quán)利要求書中的任何引讓均應(yīng)如此解釋。
由于給定管箍尺寸所需圓周由等式2r決定，本發(fā)明提出毛坯需要長度的優(yōu)化方法，其途徑是承認，只有對內(nèi)外帶部分之間的相互搭接區(qū)域使用某種限制性標準才能做到這一點，而且可以作為可塑變耳環(huán)支腳部分內(nèi)端的間距的函數(shù)來做到這一點。
雖然只展示和介紹按照本發(fā)明的一種實施例，可以理解的是，本發(fā)明不限于此，而是大量的改變和改進可為技術(shù)上精通此領(lǐng)域的人所通曉。例如，本發(fā)明可用在具有“Oetiker”耳環(huán)和上述結(jié)構(gòu)構(gòu)件的任何管箍上，以期避免在內(nèi)箍緊表面上出現(xiàn)任何梯階、間隙或斷續(xù)。此外，舌形伸出部分可在橫截面上凸起成形，這就可在梯階狀部分上產(chǎn)生略微狹窄的孔口，并且略微相應(yīng)增加孔口每側(cè)箍緊帶部分的寬度，由其吸收固緊時箍緊帶中產(chǎn)生的最大拉應(yīng)力。因此，我不想局限于這里已證明和說明的細節(jié)。而意在涵蓋所附權(quán)利要求書范圍包含的一切諸如此類的改變與改進。
權(quán)利要求
1.一種管箍，包括具有相互搭接的內(nèi)外箍緊帶部分的箍緊帶部分，一個用于連接相互搭接帶部分的連接頭；一個用于減小管箍直徑尺寸以將管箍緊固在所要緊固的物體上的緊固件，所述緊固件包括一可塑變耳環(huán)，該環(huán)具有一對通常向外延伸的支腳部分，所述支腳通過沿箍緊帶裝置縱向延伸的橋接部分互相連接起來，所述支腳部分的內(nèi)端互相間隔一個第一預(yù)定距離，所述接頭比所述緊固件更靠近外箍緊帶部分的自由端；以及另外的裝置，用于提供一種內(nèi)箍緊表面，基本上使箍緊表面不存在梯階、間隙或斷續(xù)，所述箍緊表面包括位于所述內(nèi)箍緊帶端部的舌形伸出部分和位于外箍緊帶部分的梯階狀部分，外箍緊帶部分具有與箍緊帶厚度大致相當?shù)膹较蚋叨龋⒕哂幸粋€開孔，開孔的尺寸使得所述舌形伸出部分可延伸穿過，其特征在于內(nèi)箍緊帶部分的整個寬度延伸超過更遠離外箍緊帶部分自由端的一對支腳部分之一的內(nèi)端一個第二個距離，此距離在連接頭被卡住和緊固件仍處于非緊固狀態(tài)時，足以在所述支腳部分內(nèi)端與外箍緊帶部分的連接處之外最多延伸僅一個短距離；且所述梯階部分的位置相距整個寬度內(nèi)帶部分的端部的距離約等于所述第一距離；并且所述舌形伸出部分具有一個大于所述第一距離的長度，以便所述舌形伸出部分僅以一微小的距離延伸穿過所述孔口。
2.按照權(quán)利要求1所述的管箍，其特征在于所述第二距離顯著小于所述第一距離，最好等于所述第一距離的約0.05至約0.15倍。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的管箍，其特征在于所述之舌形伸出部分長度至少等于，最好是大于所述第一距離，其大于量為所述第一距離的約0.15至約0.2倍。
4.按照權(quán)利要求1至3中的任一項所述的管箍，其特征在于具有半徑r的管箍毛坯的長度等于下列等式2r+2r(++′+β360+2H]]>式中 是由外箍緊帶部分自由端至所述一對支腳部分的另一個的內(nèi)端的箍緊帶長度對著的角；是由所述之第一距離對著的角；′是由所述之第二距離對著的角；β是從整個寬度內(nèi)帶部分的端部至舌形伸出部分端部的箍緊帶部分長度對著的角；且H是橋接部分高度，并假定第一距離基本上對應(yīng)于橋接部分長度L，且由于梯階部分高度的關(guān)系略去箍緊帶的較小長度。
5.按照權(quán)利要求1至4的任一項所述的箍緊帶，其特征在于所述舌形伸出部分在橫截面上成形凸起。
6.按照權(quán)利要求1至5的任一項所述的管箍，其特征在于所述孔口基本上位于箍緊帶的中央且在箍緊帶橫向上的寬度為箍緊帶寬度的約30％至約50％。
7.按照權(quán)利要求1至6的任一項所述的管箍，其特征在于在箍緊帶橫向上的所述孔口的寬度約等于所述梯階部分中箍緊帶的每一剩余側(cè)向部分的寬度。
8.按照權(quán)利要求1至7的任一項所述的管箍，其特征在于所述連接頭在所述內(nèi)帶部分上包括至少一個向外延伸的鉤以用于咬住上述外帶部分上至少一個口，并且從外帶部分自由端往外的上述口的最后一個的橫邊與所述一對支腳部分中另一支腳部分相距至多等于所述第一距離的距離。
9.一種優(yōu)化由帶材制作的管箍所需毛坯的長度的方法，管箍包括連接相互搭接帶部分的連接頭；一耳環(huán)狀緊固件，該緊固件有一對通常外伸的支腳部分，該支腳部分在管箍處于非固緊狀態(tài)下由一預(yù)定長度的橋接部分相互連在一起，相互搭接整個寬度內(nèi)帶部分將耳環(huán)狀緊固件下的任何間隙搭接起來，以及避免管箍的內(nèi)箍緊表面中出現(xiàn)任何梯階、間隙或斷續(xù)的裝置，包括作為所述橋接部分長度函數(shù)確定下列值的步驟a)相互搭接的整個帶寬內(nèi)帶部分的端部。
10.按照權(quán)利要求9所述的優(yōu)化由帶材制作的管箍所需毛坯長度的方法，還包括作為所述橋接部分長度函數(shù)的確定下列值的步驟a)梯階狀部分相對整個帶寬內(nèi)箍緊帶部分端部的位置；b)舌形伸出部分長度。
全文摘要
一種用箍緊帶材制作的管箍，其所需毛坯的長度根據(jù)所謂的“Oetiker”耳環(huán)搭接部分(16)的長度進行優(yōu)化，借此這一搭接部分長度用來確定搭接的整個帶寬內(nèi)箍緊帶部分(11b)的長度以及梯階部分(67)的始點位置和整個帶寬內(nèi)箍緊帶部分(11b)端部舌形伸出部分(61)的長度。
文檔編號F16L33/02GK1451084SQ00816112
公開日2003年10月22日 申請日期2000年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月31日
發(fā)明者小保羅·M·克雷格 申請人:漢斯厄蒂克機械和設(shè)備工廠有限公司