專利名稱：用于有槽管搭接頭的具有帶凸起襯墊的帶夾的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于互連管和其它管狀主體的管夾，更具體地，涉及帶襯墊的帶夾以及使用帶夾形成的管搭接頭。
背景技術(shù)：
通常，管夾用于連接排氣系統(tǒng)中的各種結(jié)構(gòu)管和其它管狀主體。在許多應(yīng)用中，期望管之間的連接提供流體密封并具有良好的抗軸向分離阻力。一種類型的管夾為與伸縮重疊管一起使用的帶夾，另一種類型為與端到端鄰接管一起使用的管聯(lián)接器。這兩種類型通常都包括在管上放置并收緊的帶，并且這兩種類型可包括位帶下方的待收緊的密封套和/ 或襯墊。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供了包括內(nèi)管、外管和帶夾的管搭接頭。內(nèi)管具有伸縮地安裝在外管的(第二)管端內(nèi)的第一管端。外管具有位于第二管端中的槽。帶夾包括位于所述第二管端上的帶，帶從第一端周向地延伸至第二端，收緊機(jī)構(gòu)用于將端拉在一起以收緊帶。帶夾還包括襯墊，位于第一管端之上并位于第二管端之內(nèi)，使得襯墊至少部分地夾在第一管端與第二管端之間。襯墊具有凸起，凸起從襯墊的外表面徑向向外延伸并至少部分地接收在外管的槽中。在使用中，槽使外管能夠在夾的收緊過程中略微徑向收縮，并且該凸起在槽的位置處有助于提供流體密封。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了包括帶、收緊機(jī)構(gòu)和襯墊的帶夾。帶從第一端周向地延伸至第二端，并且其尺寸被設(shè)置為安裝在待夾緊的外管端上。收緊機(jī)構(gòu)在第一端和第二端處與帶連接。收緊機(jī)構(gòu)包括至少一個緊固件以使第一端和第二端向彼此靠攏從而收緊位于外管端之上的帶。襯墊安裝在內(nèi)管端之上并安裝在外管端之內(nèi)，使得襯墊至少部分地夾在內(nèi)管端與外管端之間。襯墊具有凸起，凸起從襯墊的外表面徑向向外延伸并被構(gòu)造為至少部分接納收在外管端的槽內(nèi)。


下文將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的一個或多個優(yōu)選示例性實施方式，其中類似的標(biāo)記表示類似的元件，在附圖中圖1是管搭接頭的示例性實施方式的分解圖；圖2是圖1所示管搭接頭的槽的放大圖；圖3是圖1所示管搭接頭在組裝狀態(tài)下的放大截面圖；圖4是圖1所示管搭接頭的凸起的放大剖視圖；以及圖5是圖1所示管搭接頭在組裝狀態(tài)下從管搭接接頭的槽和凸起處截取的放大截面圖。
具體實施例方式參照附圖，圖1至圖5示出管搭接頭10的示例性實施方式，管搭接頭10用于在排氣系統(tǒng)中提供具有良好的抗軸向分離阻力的流體密封。如本文中所使用的，用語“管”指的是管狀結(jié)構(gòu)，例如排氣管、催化轉(zhuǎn)化器、柴油微粒過濾器以及其它排氣系統(tǒng)部件，其可被用于汽車應(yīng)用例如重型卡車和客車，或可被用于非汽車應(yīng)用例如發(fā)電機(jī)和農(nóng)業(yè)設(shè)備，本文僅列舉幾個示例。管搭接頭10包括具有凸起的襯墊，凸起與位于管中的槽相互作用以在管搭接頭處提供低泄漏的密封，同時在重疊的管之間允許足夠的軸向游隙，從而在一些應(yīng)用中適應(yīng)制造公差和/或組裝公差的需要。管搭接頭10還依靠(除了其它方面之外)所形成的襯墊密封的軸向長度而適于高溫(例如550°c)應(yīng)用，例如，在汽車應(yīng)用中，在相關(guān)排氣歧管的下游位置和相關(guān)催化轉(zhuǎn)化器的上游位置(均未示出)處。一般而言，管搭接頭10包括一對管，其中每個管均具有圓柱形管端，圓柱形管端限定沿著或大體平行于其中心縱向軸線延伸的軸向方向、從軸線沿著管端的任何半徑向外延伸的徑向方向以及沿著管端的圓周延伸的圓周方向。參照圖1，在示出的實施方式中，管搭接頭10包括第一管或內(nèi)管12、第二管或外管 14以及帶夾16。內(nèi)管12具有相對于外管14在直徑上減小的尺寸，并用作當(dāng)管伸縮地重疊時插入外管的陽部件。內(nèi)管12具有第一管端18、第一終端或邊緣20以及第一外表面22。 在一個示例中，內(nèi)管12由金屬例如400系列的不銹鋼制成；當(dāng)然其它金屬或材料也是可以的。外管14具有相對于內(nèi)管12在直徑上擴(kuò)大的部分，并用作當(dāng)管伸縮地重疊時接收內(nèi)管的陰部件。在未示出的其它實施方式中，外管14可在其整個軸向范圍上具有一致的在直徑上擴(kuò)大的尺寸。在直徑上擴(kuò)大的部分提供軸向空隙或游隙量(例如30mm)，以允許內(nèi)管 12插入外管14的不同伸縮插入深度；此外，用于給定應(yīng)用的準(zhǔn)確插入深度可依賴于管和/ 或與管相關(guān)的部件的可接受的尺寸公差和制造精度。外管14具有第二管端M、第二終端或邊緣沈、第二外表面觀、內(nèi)表面30以及槽32。在一個示例中，外管14由金屬例如400系列的不銹鋼制成；當(dāng)然其它金屬或材料也是可以的。槽32提供用于當(dāng)帶夾16收緊時外管14周向地封閉和收縮的間隔的凸部，由此外管收緊于內(nèi)管12上，并向內(nèi)管12施加周向和徑向的力。參照圖1和圖2，在非收縮狀態(tài)下， 槽32大體呈橢圓形，其具有位于第二終端沈處的開放端34，具有軸向布置在第二終端內(nèi)部的封閉端36，并具有軸向長度L和在整個軸向長度上基本一致的周向?qū)挾萕。槽32還具有第一側(cè)壁38、面對第一側(cè)壁的第二側(cè)壁40以及端壁42。在非收縮狀態(tài)下，第一側(cè)壁38和第二側(cè)壁40在軸向上大體為線性的并且相對于彼此大體平行(又稱為直槽)。第一側(cè)壁 38和第二側(cè)壁40與第二終端沈成第一尖角44和第二尖角46，并與端壁42成圓角。在其它實施方式中，槽可具有不同構(gòu)造和配置。例如，周向?qū)挾葻o需在整個軸向長度上一致，第一側(cè)壁和第二側(cè)壁可以是非線性的并無需相對于彼此平行，多個槽可間隔在第二管端上的其它周向位置。在示出的實施方式中，帶夾16包括帶48、收緊機(jī)構(gòu)50以及襯墊52。參照圖1，在使用中，帶48與外管14的第二外表面觀金屬對金屬地接觸，并在其周圍形成周向的金屬對金屬的密封。帶48可由例如409級不銹鋼或其它合適的材料的鋼板制造，即成為開放環(huán)路的金屬。帶48從第一端M周向地延伸至第二端56，從第一側(cè)58沿軸向延伸至第二側(cè)
460。帶48的徑向向內(nèi)側(cè)具有內(nèi)表面62，徑向向外側(cè)具有外表面64。帶48還具有從相應(yīng)的第一端M和第二端56延伸的第一凸緣66和第二凸緣68，第一凸緣66和第二凸緣68由帶的遠(yuǎn)離彼此折疊并折回自身以產(chǎn)生一對徑向突出的環(huán)的部分形成，每個環(huán)具有內(nèi)支腳和外支腳。帶48可具有橫跨槽32周向?qū)挾萕的軸向長度。現(xiàn)在參照圖1和圖3，收緊機(jī)構(gòu)50與帶48連接并且能夠收緊和放松，以使第一端 54和第二端56彼此靠近和遠(yuǎn)離。在示出的實施方式中，收緊機(jī)構(gòu)50包括單獨的螺栓螺母緊固件組合、反作用塊66和背板68。緊固件組合包括T型螺栓70和螺母72，T型螺栓70 具有用于在凸緣的軸向?qū)挾壬暇鶆虻胤植际站o力的半圓柱形頭部，并具有接收螺母72的部分帶螺紋的柄部。反作用66具有雙凸面形狀，具有用于接收T型螺栓70的通道，并具有徑向向內(nèi)的表面。背板68具有半圓柱形狀并且還具有用于接收T型螺栓70的通道。當(dāng)組裝時，T型螺栓70也插入位于第一凸緣66和第二凸緣68中的通道。當(dāng)縮緊時，螺母72旋擰在T型螺栓70上，T型螺栓70的半圓柱形頭部、反作用塊66和背板68共同作用以將第一端M和第二端56朝向彼此拉動，產(chǎn)生圍繞帶48的周向地分布的徑向向內(nèi)的力。可設(shè)置反作用塊66的尺寸以使其徑向向內(nèi)的表面與管14的外表面觀接合，以在帶48中的凸緣所處的間隙處將徑向向內(nèi)的力施加至管上。在其它實施方式中，收緊機(jī)構(gòu)可具有不同構(gòu)造和配置。例如，收緊機(jī)構(gòu)可具有雙螺栓螺母緊固件組合，無需設(shè)置反作用塊和/或背板，并可設(shè)置未示出的其它組件。參照圖1和圖3至圖5，在使用中，襯墊52以重疊布置的方式夾在內(nèi)管12與外管 14之間，并在襯墊兩側(cè)形成圍繞內(nèi)管12與外管14的周向的襯墊對金屬的密封。襯墊52 可由在帶48收緊時被壓縮的相對較軟的材料制成；合適的材料包括石墨基材料、云母基材料、陶瓷纖維或玻璃纖維，本文僅列舉一些示例。在示出的實施方式中，襯墊52為具有封閉環(huán)路結(jié)構(gòu)的連續(xù)環(huán)。襯墊52從第一側(cè)78軸向延伸至第二側(cè)80。襯墊52在徑向向內(nèi)側(cè)上具有內(nèi)表面82，在徑向向外側(cè)上具有外表面84。在組裝時，襯墊52可預(yù)組裝至內(nèi)管12或外管14 ；例如，內(nèi)表面82可具有布置在其上的壓力敏感粘合劑以粘合至第一外表面22，和 /或外表面84可具有布置在其上的壓力敏感粘合劑以粘合至內(nèi)表面30。襯墊52可具有在第一側(cè)78與第二側(cè)80之間測量的軸向長度，該軸向長度大于帶48的軸向長度，跨越槽32 的周向?qū)挾萕，并且襯墊52可具有約1.3mm的徑向高度。當(dāng)然，其它軸向長度和徑向高度也是可能的；例如，小于帶48的軸向?qū)挾鹊妮S向?qū)挾?。在其它實施方式中，襯墊可具有不同構(gòu)造。例如，襯墊無需為封閉環(huán)路，而可以是具有開放環(huán)路結(jié)構(gòu)的劈開的襯墊。在示例性實施方式中，襯墊52還具有凸起86和凸緣88。凸起86被接納在槽32 中并當(dāng)槽處于非收縮狀態(tài)和收縮狀態(tài)時均至少部分填充槽(圖5中示出)。一般而言，凸起 86被構(gòu)造、設(shè)置尺寸、并設(shè)置形狀以具有與槽32的結(jié)構(gòu)互補的結(jié)構(gòu)，并可具有與槽的過盈配合或在插入時在槽中自由配合。例如，在示出的實施方式中，凸起86具有與槽32的寬度和長度基本相同的寬度和長度。凸起86可與襯墊52形成整體，在示出的實施方式中，凸起 86為徑向突起且在軸向和周向延伸的橢圓形結(jié)構(gòu)。凸起86可具有等于或大于外管壁在第二管端M處的徑向厚度的突起或徑向高度；在一個示例中，凸起的徑向高度為約2. 5mm;在另一示例中，凸起86的徑向高度比的外管14在槽32處的徑向高度大0.5mm至1.5mm。當(dāng)然其它徑向高度也是可以的。凸起86具有第一側(cè)壁90、第二側(cè)壁92、后部94、前部96以及外表面98。在未收縮狀態(tài)下，第一側(cè)壁90和第二側(cè)壁92在軸向上大體為線性的并相對于彼此且相對于槽32的側(cè)壁38、40大體平行。在使用中，凸起86通常在徑向和周向上被壓縮；在這種意義下，凸起86在被壓縮時變得更加緊湊。凸起86的周向壓縮通過在管端M 徑向收縮時迫使槽32的相對的壁38、40朝彼此靠攏產(chǎn)生，凸起的徑向壓縮通過管端M的相同徑向收縮產(chǎn)生。在其它實施方式中，凸起86可具有不同構(gòu)造和配置。例如，第一側(cè)壁和第二側(cè)壁可以是非線性的并無需彼此平行，多個凸起可根據(jù)所設(shè)置槽的數(shù)量被間隔在襯墊上的其它周向位置。參照圖3，凸緣88被用于定位、保持和設(shè)置襯墊52以抵靠外管14的第二終端沈， 和/或被用于在襯墊上定位、保持和設(shè)置外管。在示出的實施方式中，凸緣88為位于與第二終端沈安裝在一起的襯墊52的第一側(cè)78處的在周向上連續(xù)且徑向突起的邊或緣。參照圖1、圖3和圖5，在組裝時，帶48(徑向向外)布置在外管14上，襯墊52布置在內(nèi)管12上或(徑向向內(nèi))布置在外管內(nèi)。內(nèi)管12和外管14伸縮地套在一起以在第一管端18與第二管端M之間形成重疊區(qū)域，使得襯墊52定位在第一管端18與第二管端 M之間。該組裝被完成，從而凸起86被接納在槽32內(nèi)。有時，在收緊機(jī)構(gòu)50縮緊時，所施加的徑向和周向的力在面對或接觸的內(nèi)管12的第一外表面22與外管14的內(nèi)表面30之間可引起褶皺或徑向分離，褶皺或徑向分離在第一外表面22與內(nèi)表面30之間形成間隙，例如圖5中所示的100，并且該間隙的尺寸可隨時間而增加。在某些沒有襯墊的情況下，這樣可能是有問題的。例如，流體F從內(nèi)管12向下游流至外管14，并且當(dāng)從第一管端18穿過至第二管端M時，流體F可圍繞第一管端20反轉(zhuǎn)方向(又稱為渦流)并可進(jìn)入在面對的第一外表面22與內(nèi)表面30之間所形成的空間或間隙100。流體可從該處泄漏到大氣中。這尤其可發(fā)生在外管14的槽處。然而，示例性襯墊52可填充間隙100從而基本阻止泄露。當(dāng)縮緊時，襯墊52在徑向和周向上受到壓縮，并可直接在第二終端26外部形成相應(yīng)的突出部或其它結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)伸縮插入的深度，直接在第一終端20的外部形成相應(yīng)的突出部或其它結(jié)構(gòu)。該一個或多個突出部可增強(qiáng)該處的襯墊對金屬的密封。此外，凸起86填充接近槽32的間隙100并基本阻止任何泄露。在槽32縮緊和收縮時，凸起86受到擠壓，并且其前部96朝向并圍繞封閉端36移動，因此增加襯墊材料的量并增強(qiáng)該處的襯墊對金屬的密封。槽32的第一側(cè)壁 38和第二側(cè)壁40在具有構(gòu)成側(cè)壁的最近物理點的尖角44、46的開放端34處朝向彼此匯合并傾斜，同時端壁42基本保持其周向?qū)挾?。尖?4、46彼此不接觸，但在一些實施方式中可以接觸。第一側(cè)壁38和第二側(cè)壁40分別與凸起86的第一側(cè)壁90和第二側(cè)壁92接合， 并在沿其各自軸向長度的一個或多個點處接觸，并形成襯墊對金屬的密封。所產(chǎn)生的在凸起86上的周向的擠壓迫使凸起的一部分(包括凸起的前部96)與封閉端36相鄰地擠在一起?？梢岳斫猓陨厦枋鍪菍Ρ景l(fā)明的一個或多個優(yōu)選示例性實施方式的描述。本發(fā)明不限于本文所公開的具體實施方式
，而僅由下面的權(quán)利要求限定。此外，包含在以上描述中的說明與具體的實施方式有關(guān)并且不被解釋為對本發(fā)明的范圍的限制，或者不被解釋為對權(quán)利要求書中所使用的用語的定義的限制，除非以上對用語或短語進(jìn)行了明確的定義。 各種其它實施方式和對所公開的實施方式的各種改變和修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。例如，可使用一個槽或多個槽，在一些實施方式中，槽無需向終端開放，但可由管端的材料完全限定。此外，在其它實施方式中，襯墊凸起可位于襯墊的徑向向內(nèi)表面，并與內(nèi)管端中所形成的槽匹配。然后，獨立的密封槽可根據(jù)需要被用在外管上，以允許外管向著襯墊在周向上收縮。所有這些其它實施方式、改變和修改落在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
在說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的用語“例如”、“比方”、“比如”和“類似”， 以及動詞“包括”、“具有”、“包含”和它們的其它動詞形式在與列示的一個或多個部件或其它項目一同使用時，均被解釋為是非限制性的，這意味著不認(rèn)為所列示的項目排除其它的、 附加的部件或項目。對其它用語采用其最廣泛的合理含義進(jìn)行解釋，除非這些用語用于需要不同解釋的語義環(huán)境中。
權(quán)利要求
1.一種管搭接頭，包括內(nèi)管，具有第一管端；外管，伸縮地接納所述第一管端并具有第二管端和槽，所述槽位于所述第二管端中；襯墊，位于所述第一管端之上并位于所述第二管端之內(nèi)并至少部分地夾在所述第一管端與所述第二管端之間，所述襯墊具有凸起，所述凸起從所述襯墊的外表面徑向向外延伸并至少部分地接納在所述外管的所述槽中；帶，位于所述第二管端之上并從第一端周向地延伸至第二端；以及收緊機(jī)構(gòu)，在所述第一端與所述第二端處與所述帶連接，所述收緊機(jī)構(gòu)包括至少一個緊固件以使所述第一端和所述第二端向彼此靠攏從而收緊所述帶。
2.如權(quán)利要求1所述的管搭接頭，其中，當(dāng)所述帶收緊時，所述槽至少部分地周向收縮并壓縮所述凸起。
3.如權(quán)利要求2所述的管搭接頭，其中，所述槽具有位于所述第二管端的終端處的開放端，并具有位于所述終端的軸向內(nèi)部的封閉端，其中，所述槽的至少部分周向收縮使所述凸起的一部分朝向所述槽的封閉端移動。
4.如權(quán)利要求1所述的管搭接頭，其中，所述凸起具有與所述槽基本相同的寬度和長度尺寸。
5.如權(quán)利要求1所述的管搭接頭，其中，所述襯墊具有向外延伸的凸緣，當(dāng)所述襯墊插入所述第二管端時，所述凸緣與所述第二管端的終端接合，從而限制所述襯墊進(jìn)一步插入所述第二管端。
6.如權(quán)利要求5所述的管搭接頭，其中，所述襯墊從第一邊緣軸向延伸至第二邊緣，并且所述凸緣位于所述邊緣之一處。
7.如權(quán)利要求1所述的管搭接頭，其中，所述凸起的徑向高度比所述外管的徑向高度大約 0. 5mm 至 1. 5mm。
8.一種帶夾，包括帶，從第一端周向地延伸至第二端，并且所述帶的尺寸被設(shè)置為安裝在待夾持的外管端之上；收緊機(jī)構(gòu)，在所述第一端與所述第二端處與所述帶連接，所述收緊機(jī)構(gòu)包括至少一個緊固件以使所述第一端和所述第二端向彼此靠攏從而收緊位于所述外管端之上的所述帶； 以及襯墊，安裝在內(nèi)管端之上并安裝在所述外管端之內(nèi)，使得所述襯墊至少部分地夾在所述內(nèi)管端與所述外管端之間，所述襯墊具有凸起，所述凸起從所述襯墊的外表面徑向向外延伸并至少部分地接納于所述外管端的槽中。
9.如權(quán)利要求8所述的帶夾，其中，所述凸起具有長度以及沿其長度基本一致的寬度。
10.如權(quán)利要求8所述的帶夾，其中，所述襯墊從第一邊緣軸向延伸至第二邊緣，其中， 所述襯墊之一僅在所述邊緣之一處具有向外延伸的凸緣。
11.如權(quán)利要求8所述的帶夾，其中，所述凸起的徑向高度比所述外管端的徑向高度大約 0. 5mm 至 1. 5mm。
全文摘要
用于形成管搭接頭的帶夾。帶夾包括帶、收緊機(jī)構(gòu)和襯墊。帶從第一端周向地延伸至第二端，并且其尺寸被設(shè)置為安裝在外管端之上。收緊機(jī)構(gòu)在第一端與第二端處與帶連接。收緊機(jī)構(gòu)包括至少一個緊固件以使第一端和第二端向彼此靠近從而收緊位于外管端之上的帶。襯墊被構(gòu)造為安裝在內(nèi)管端之上并安裝在外管端之內(nèi)，使得襯墊至少部分地夾在內(nèi)管端與外管端之間。襯墊具有凸起，該凸起從襯墊的外表面徑向向外延伸并至少部分地接納于外管端的槽中。
文檔編號F16L21/06GK102472421SQ201080033999
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者大衛(wèi)·里奧·懷亞特, 布賴恩·T·伊格納茨卡 申請人:諾瑪美國控股有限責(zé)任公司