Соединительное устройство, содержащее патрубки соединяемых элементов для приема текучей среды (варианты) - RU2342590C2
Код документа: RU2342590C2
Чертежи
Описание
Изобретение относится к соединительному устройству, содержащему патрубки соединяемых элементов для приема текучей среды, таких как трубопроводы и резервуары для текучей среды, в котором каждый из патрубков снабжен соосным с их центральной осью стопорным ребром, за которым выполнена канавка и которое имеет соосную с центральной осью коническую переднюю боковую поверхность и радиальную заднюю боковую поверхность, при этом передняя боковая поверхность одного стопорного ребра расположена напротив передней боковой поверхности другого стопорного ребра; задняя боковая поверхность по меньшей мере одного стопорного ребра образует одну стенку примыкающей канавки; а соединительное устройство содержит также изогнутую по окружности на более чем 240° пружинную ленту из стали, осевые концы которой имеют направленные внутрь фланцы с дугообразной, соосной с центральной осью внутренней кромкой, которые входят в зацепление за стопорными ребрами и прерываются по меньшей мере на стороне пружинной ленты, противоположной ее окружным концам; патрубки частично вставлены друг в друга, а вставленные друг в друга части патрубков уплотнены друг относительно друга по меньшей мере одним уплотнительным кольцом.
Кроме того, изобретение относится к соединительному устройству, содержащему патрубки соединяемых элементов для приема текучей среды, таких как трубопроводы или резервуары для текучей среды, в котором каждый из патрубков снабжен соосным с их центральной осью стопорным ребром с радиальной задней боковой поверхностью, при этом задняя боковая поверхность по меньшей мере одного из стопорных ребер ограничивает канавку; соединительное устройство содержит также изогнутую по окружности по дуге на по меньшей мере 240° пружинную ленту из стали, осевые концы которой имеют направленные внутрь фланцы с дугообразной, соосной с центральной осью внутренней кромкой, которые входят в зацепление за стопорными ребрами и прерываются по меньшей мере на стороне пружинной ленты, противоположной ее окружным концам; патрубки частично вставлены друг в друга, а вставленные друг в друга части патрубков уплотнены друг относительно друга по меньшей мере одним уплотнительным кольцом.
В таких соединительных устройствах пружинная лента надевается на стопорные ребра патрубков путем ее расширения в радиальном направлении. Однако патрубки нельзя вставить в пружинную ленту в осевом направлении, как во вставном соединении, так как при этом один из фланцев перемещается в осевом направлении в канавке за стопорным ребром до тех пор, пока другой фланец не будет прилегать к этому стопорному ребру, и для размещения другого стопорного ребра между фланцами не останется свободного места.
Другие известные соединительные устройства, содержащие пружинную ленту, например, известную из DE 19818562 С1 или DE 19800283 С1 пружинную ленту, так называемый «профильный хомут», служат для соединения труб, которые снабжены на своих концах стопорными ребрами в форме фланцев, обращенные от концов боковые поверхности которых являются коническими. Пружинная лента выполнена из листовой стали. Ее боковые края для образования фланцев отогнуты внутрь под углом менее чем 90°. Угол соответствует углу конуса фланцев на концах труб. Прорезь между концами пружинной ленты может перекрываться посредством стопорного или шарнирного замка. Расположенный напротив прорези шарнир образован материалом пружинной ленты в области прерывания ее фланцев по типу «пленочного шарнира» или дополнительным шарнирным замком. При соединении труб пружинную ленту при открытом замке (или открытых замках) устанавливают вокруг фланцев труб и закрывают замок или каждый замок. При этом фланцы пружинной ленты прилегают к коническим боковым поверхностям фланцев труб так, что концы труб стягиваются. Хотя листовая сталь пружинной ленты является в варианте с «пленочным шарниром» (DE 19818562 С1) в области шарнира гибкой, но радиальное усилие зажима на трубы все же не действует. Усилие зажима обусловлено только усилием натяжения замка или замков. Поэтому соединительное устройство с профильным хомутом непригодно в качестве запираемого простым образом вставного соединения, в котором для обеспечения соединения требуется лишь вдвинуть концы труб в осевом направлении в профильный хомут с заходом фланцев за выполненные на трубах стопорные ребра. Изготовление пружинной ленты со стопорным замком, который выполнен как одно целое с пружинной лентой, требует дорогостоящих инструментов для штамповки и гибки. При этом дополнительно требуется изготовление и монтаж шарнирного замка.
Вставное соединение, известное из ЕР 1378701 А1, выполнено из эластичного синтетического материала и содержит два овальных кольца, соединенных двумя диаметрально противоположными перемычками. Кольца снабжены внутри стопорными выступами. При вдвигании концов труб в кольца они упруго расширяются стопорными ребрами на концевых участках труб до тех пор, пока стопорные выступы колец не зайдут за стопорные выступы с образованием зацепления. В соединенном состоянии между областями колец, имеющими меньший радиус кривизны, и трубами остается зазор, который дает возможность радиального взаимодействия колец с целью разъединения. Материал этого соединения ограничен синтетическим материалом. Для изготовления соединения требуется дорогостоящий формовочный инструмент. Из-за больших промежуточных пространств между перемычками и предусмотренного для разъединения зазора между кольцами и трубами соединенные концевые участки труб могут загрязниться, что может затруднить повторное соединение и разъединение.
В основе изобретения лежит задача создать более простое в обращении и изготовлении и более прочное соединительное устройство указанного выше типа.
Согласно изобретению, первое решение этой задачи состоит в том, что передние боковые поверхности стопорных ребер составляют с центральной осью угол менее 50°, при этом радиус наименьшей описанной окружности передних боковых поверхностей стопорных ребер меньше внутреннего радиуса фланцев пружинной ленты, осевая ширина фланцев соответствует ширине канавки для их размещения, а пружинная лента является стойкой к коррозии.
Второе решение этой задачи состоит в том, что каждый фланец пружинной ленты имеет отогнутый в радиальном направлении внутрь и отогнутый наклонно наружу участок; наклонный участок образует с центральной осью соответствующего патрубка угол в диапазоне от 10° до 60°; диаметр внутренней кромки наружного края наклонного участка больше наименьшего наружного диаметра стопорных ребер; осевая ширина по меньшей мере одного фланца соответствует ширине канавки для его размещения, а пружинная лента является стойкой к коррозии.
В обоих этих решениях для того, чтобы соединить патрубки и соединенные с ними элементы для приема текучей среды, такие как трубопроводы и резервуары для текучей среды, в частности топливные баки и радиаторы механических транспортных средств, с соединительным устройством можно обращаться простым образом, как со вставным соединением. Кроме того, пружинную ленту можно предварительно установить на одном из патрубков. Пружинная лента является не только стойкой к коррозии, но и жаростойкой, так что соединительное устройство пригодно также для газовыпускных трубопроводов, по которым проходит очень горячий газ.
В то время как в первом решении стопорные ребра на патрубках имеют коническую переднюю боковую поверхность, во втором решении передняя боковая поверхность по меньшей мере одного из стопорных ребер может быть радиальной. В соответствии с этим стопорные ребра могут быть выполнены очень узкими и соответственно более узкой может быть выполнена пружинная лента, что требует меньших затрат на материал.
Описанные далее усовершенствования относятся к обоим решениям, если не указано иное.
Так, один вариант выполнения состоит в том, что фланцы, предусмотренные на одном осевом конце пружинной ленты, короче в окружном направлении пружинной ленты, чем фланцы, предусмотренные на ее другом конце. Это облегчает отсоединение одного патрубка, так как пружинную ленту для отсоединения нужно раздвинуть или расширить лишь настолько, чтобы можно было вытянуть один патрубок между фланцами на одном осевом конце пружинной ленты, в то время как фланцы на ее другом осевом конце ленты могут оставаться в зацеплении, находясь за стопорным ребром другого патрубка.
То же самое может быть достигнуто также в том случае, когда фланцы, предусмотренные на одном осевом конце пружинной ленты, уже в радиальном направлении, чем фланцы, предусмотренные на ее другом конце.
Другая возможность достижения этого состоит в том, что наружный диаметр одного стопорного ребра больше наружного диаметра другого стопорного ребра.
Может быть предусмотрено, что по меньшей мере на одном осевом конце пружинной ленты по меньшей мере один из фланцев снабжен радиальным вырезом для введения соответствующего радиального выступа на патрубке, введенном в этот конец. Благодаря этому соединение патрубков друг с другом можно осуществить только в одном определенном относительном угловом положении, если это желательно.
Окружные концы пружинной ленты могут ограничивать осевую прорезь шириной от 0 до 2 мм. Это позволяет достаточно широко раздвинуть или расширить пружинную ленту, чтобы отсоединить по меньшей мере один патрубок, путем введения простого инструмента, например конца отвертки.
Дополнительно окружные концы пружинной ленты могут быть снабжены вырезами для введения раздвижного инструмента, например раздвижных клещей.
Альтернативно или в дополнение к вырезам соседние с прорезью окружные концевые участки пружинной ленты могут быть снабжены отверстиями для введения раздвижного инструмента.
Вместо прорези между окружными концами пружинной ленты может быть также предусмотрено, что ее окружные концевые участки перекрываются. Благодаря этому предотвращается возможность попадания грязи или вызывающей коррозию текучей среды в пространство внутри пружинной ленты.
Это может быть также достигнуто в значительной мере посредством того, что один окружной концевой участок пружинной ленты проходит узким концом в окружную прорезь другого окружного концевого участка пружинной ленты.
Каждый из окружных концевых участков пружинной ленты может быть снабжен отходящим от ее наружной стороны выступом для приложения к нему раздвижного инструмента.
Эти выступы могут быть образованы отогнутыми окружными концевыми участками пружинной ленты.
Окружные концевые участки пружинной ленты могут представлять собой радиальные плоские, согнутые под углом или имеющие форму полого цилиндра губки для раздвигания.
Дополнительно на наружной стороне окружных концевых участков пружинной ленты могут быть закреплены оболочки из синтетического материала. Эти оболочки защищают пружинную ленту, в особенности, если она снабжена стойким к коррозии защитным слоем, от ударных нагрузок, таких как удар камня в моторном отсеке или в газовыпускной области механического транспортного средства.
Оболочки могут быть простым образом закреплены на окружных концевых участках пружинной ленты с геометрическим замыканием.
Этот способ закрепления может быть реализован посредством того, что радиальные выступы оболочек вставлены в отверстия окружных концевых участков пружинной ленты.
Кроме того, оболочки могут закрывать радиальными фланцами фланцы пружинной ленты, чтобы защитить их от ударных нагрузок.
Предпочтительно, чтобы один патрубок был окружен втулкой с осевой прорезью, оставляющей свободными окружные концевые участки пружинной ленты, на расстоянии в радиальном направлении, соответствующем максимальной требуемой величине раздвигания пружинной ленты. Эта втулка обеспечивает не только защиту пружинной ленты и предусмотренной при необходимости дополнительной оболочки, но и ограничение раздвигания пружинной ленты, чтобы не раздвинуть или расширить ее очень сильно, в частности чтобы не раздвинуть ее настолько, что можно было бы отсоединить оба патрубка, если нужно отсоединить лишь один, оставив пружинную ленту на другом патрубке.
Втулка может быть простым образом закреплена на одном патрубке в гнезде с защелкой в радиальном направлении. В этом случае ее можно закрепить на патрубке не только заранее, но и впоследствии.
Фланцы могут составлять с областью пружинной ленты, соединяющей их в осевом направлении, угол в диапазоне от 15° до 90°. Преимущество угла 90° в том, что расстояние от стопорных ребер до противоположной стенки канавки или корпуса может быть меньше, чем при угле, меньшем 90°. Это означает, что пружинная лента может быть выполнена более узкой, а патрубки соответственно более короткими, чем при угле, меньшем 90°. Однако при угле, меньшем 90°, фланцы имеют более высокую жесткость или более высокое сопротивление осевому изгибу при осевом нагружении пружинной ленты давлением текучей среды во внутреннем пространстве патрубков.
По меньшей мере в одном из двух описанных выше соединительных устройств пружинная лента может быть соединена перемычкой со шланговым хомутом, служащим для закрепления трубопровода для текучей среды на одном из патрубков. Преимущество такого варианта в том, что пружинная лента может одновременно служить также для предварительной установки шлангового хомута на патрубке, прежде чем на патрубке будет закреплен трубопровод для текучей среды вместе со шланговым хомутом.
В других описанных ранее вариантах выполнения согласно изобретению пружинная лента тоже может быть соединена перемычкой со шланговым хомутом, служащим для закрепления трубопровода для текучей среды на одном из патрубков.
Следующее решение указанной выше задачи состоит в том, что в соединительном устройстве, содержащем патрубки соединяемых элементов для приема текучей среды, таких как трубопроводы и резервуары для текучей среды, в котором каждый из патрубков снабжен соосным с их центральной осью стопорным ребром с радиальной задней боковой поверхностью, причем задняя боковая поверхность по меньшей мере одного из стопорных ребер ограничивает канавку, а соединительное устройство содержит также изогнутую по окружности на по меньшей мере 240° пружинную ленту из стали, имеющую направленные внутрь выступы с радиальными поверхностями, которые прилегают к задним боковым поверхностям стопорных ребер, согласно изобретению, выступы представляют собой выдавленные из пружинной ленты стопорные лапки, а пружинная лента является стойкой к коррозии.
Эти стопорные лапки могут быть особенно жесткими на изгиб, если они выдавлены на одном крае соответствующих окружных прорезей, ограниченных по их длине.
При этом окружные прорези предпочтительно представляют собой продольные отверстия с пластинкой, которая при плоском состоянии пружинной ленты направлена поперек к продольному отверстию и край которой при выдавленном из пружинной ленты выступе образует радиальную поверхность для прилегания к задней боковой поверхности соответствующего стопорного ребра.
Патрубки предпочтительно содержат синтетический материал. Поэтому они могут быть отформованы простым образом. Благодаря соответствующим армирующим добавкам, таких как стекловолокно, они могут выдерживать большие усилия, в частности, сдвигающие усилия в области стопорных ребер.
Патрубки предпочтительно содержат электропроводящую добавку, так что соединительное устройство может пропускать электрический ток через выполненную из металла пружинную ленту во избежание электростатического заряда, что является особенным преимуществом в случае, если элементы для приема текучей среды, такие как трубопроводы или резервуары, тоже электропроводящие.
Изобретение и его усовершенствования описываются далее более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых
фиг.1 изображает осевой разрез первого варианта выполнения соединительного устройства согласно изобретению, содержащего два вставленных друг в друга патрубка, которые удерживаются металлической пружинной лентой с радиальными фланцами на радиальных концах, при этом пружинная лента окружена защитной втулкой,
фиг.2 изображает фрагмент модификации соединительного устройства, показанного на фиг.1, в котором защитная втулка отсутствует, а стопорные ребра патрубков имеют разные наружные диаметры,
фиг.3 изображает фрагмент модифицированного по сравнению с вариантом согласно фиг.1 соединительного устройства, в котором один фланец пружинной ленты короче в радиальном направлении, чем другой,
фиг.4 изображает в перспективе пружинную ленту соединительного устройства согласно фиг.1,
фиг.5 изображает в перспективе пружинную ленту, несколько модифицированную по сравнению с показанной на фиг.4,
фиг.6 изображает вид показанной на фиг.5 пружинной ленты в направлении оси,
фиг.7 изображает в перспективе следующую пружинную ленту, несколько модифицированную по сравнению с показанной на фиг.4,
фиг.8 изображает вид в направлении оси еще одной пружинной ленты, несколько модифицированной по сравнению с показанной на фиг.4,
фиг.9 изображает вид в направлении оси еще одной ленты, несколько модифицированной по сравнению с показанной на фиг.8,
фиг.10 изображает в перспективе еще одну пружинную ленту, несколько модифицированную по сравнению с показанной на фиг.1,
фиг.11 изображает осевой разрез пружинной ленты, показанной на фиг.10,
фиг.12 изображает в перспективе еще одну пружинную ленту, модифицированную по сравнению с показанной на фиг.1,
фиг.13 изображает осевой разрез пружинной ленты, показанной на фиг.12,
фиг.14 изображает в перспективе пружинную ленту, несколько модифицированную по сравнению с показанной на фиг.12,
фиг.15 изображает осевой разрез пружинной ленты, показанной на фиг.14,
фиг.16 изображает в перспективе пружинную ленту, несколько модифицированную по сравнению с показанными на предшествующих чертежах,
фиг.17 - перспективное изображение следующей пружинной ленты, несколько модифицированной по сравнению с пружинной лентой, показанной на фиг.4,
фиг.18 изображает осевой разрез части соединительного устройства согласно фиг.1, в котором соединенный с пружинной лентой шланговый хомут в виде червячного хомута зажимает на патрубке трубопровод для текучей среды,
фиг.19 изображает в перспективе часть соединительного устройства, показанную на фиг.18,
фиг.20 изображает другой осевой разрез части соединительного устройства, показанной на фиг.18,
фиг.21 изображает в перспективе другой вид части соединительного устройства, показанной на фиг.18,
фиг.22-25 изображают то же, что и фиг.18-21, за исключением того, что червячный хомут заменен на пружинный ленточный хомут,
фиг.26 изображает осевой разрез соединительного устройства, несколько модифицированного по сравнению с показанным на фиг.1, в котором фланцы пружинной ленты имеют отогнутый в радиальном направлении внутрь и отогнутый наклонно наружу участок,
фиг.27 изображает в перспективе соединительное устройство, показанное на фиг.26, без одного патрубка,
фиг.28 изображает модификацию соединительного устройства, показанного на фиг.26,
фиг.29 изображает осевой разрез пружинной ленты, несколько модифицированной по сравнению с пружинной лентой, показанной на фиг.26,
фиг.30 изображает в перспективе еще одну пружинную ленту, несколько модифицированную по сравнению с пружинными лентами, показанными на предшествующих чертежах,
фиг.31 изображает осевой разрез пружинной ленты, показанной на фиг.30,
фиг.32 изображает осевой разрез соединительного устройства, модифицированного по сравнению с показанными на предшествующих чертежах, с пружинной лентой согласно фиг.30 и 31, и
фиг.33 изображает в перспективе пружинную ленту, несколько модифицированную по сравнению с пружинной лентой согласно фиг.30.
Соединительное устройство согласно фиг.1 состоит из двух частично вставленных друг в друга патрубков 1 и 2, соединяющей патрубки 1 и 2 пружинной ленты 3, втулки 4 и двух уплотнительных колец 5.
Патрубки содержат термопластичный синтетический материал с армирующим материалом, таким как стекловолокно, и электропроводящую добавку. Патрубок 2 состоит из двух деталей 6 и 7, соединенных друг с другом с геометрическим замыканием путем сплавления. Деталь 6 образует диффузионный барьер, который предпочтительно образован полиамидом. В противоположность этому деталь 7 содержит полиэтилен, который не образует диффузионного барьера, но может быть сплавлен с соответствующим материалом, таким как высокоплотный полиэтилен топливного бака. Чтобы соединить патрубок 2 с топливным баком, деталь 7 сплавляется с краем его входного отверстия.
Пружинная лента 3 выполнена из металла, такого как пружинная сталь, и является стойкой к коррозии. С этой целью она может быть выполнена либо из стойкого к коррозии металла, например нержавеющей стали, либо из металла, покрытого стойким к коррозии материалом. Пружинная лента 3 имеет на своих осевых концах отогнутые в радиальном направлении внутрь фланцы 8, которые показаны также на фиг.4, и осевую прорезь 9. Края осевой прорези или окружные края пружинной ленты 3 снабжены расположенными друг против друга вырезами 10 для введения раздвижного инструмента (не показан), в данном случае раздвижных клещей. В области пружинной ленты 3, расположенной диаметрально противоположно прорези, фланцы прерываются, так что пружинная лента 3 образует в этой области упругий шарнир 11.
Согласно фиг.1 патрубки 1 и 2 снабжены каждый соосным с их центральной осью М стопорным ребром 12, за которым выполнена окружная канавка 13, и имеют соосную с центральной осью М коническую переднюю боковую поверхность 14 и радиальную заднюю боковую поверхность 15.
При соединении между собой патрубков 1, 2 и, соответственно, соединяемых с их помощью элементов для текучей среды, сначала один из патрубков 1, 2 вводят его конической боковой поверхностью 14 вперед, под фланцы 8 на одном осевом конце пружинной ленты, раздвигая ее, до тех пор, пока эти фланцы 8 не войдут, благодаря силе упругости пружинной ленты 3, в расположенную за стопорным ребром 12 канавку 13 с образованием зацепления. Затем вводят другой патрубок 1, 2 передней боковой поверхностью 14 его стопорного ребра 12 вперед, в пружинную ленту 3, раздвигая ее повторно, до тех пор, пока расположенные на другом осевом конце пружинной ленты 3 фланцы 8 не войдут в расположенную за этим стопорным ребром 12 канавку 13 с образованием зацепления. Ширина канавок 13 примерно соответствует осевой ширине фланцев 8. Поэтому когда патрубки 1, 2 соединяются под пружинной лентой 3, она не может перемещаться в осевом направлении благодаря передней боковой поверхности 14 стопорного ребра 12 патрубка 1 или 2, введенного последним. В соединенном состоянии патрубков 1, 2 передние боковые поверхности 14 стопорных ребер 12 расположены близко друг от друга, так что пружинная лента 3 в осевом направлении относительно узкая и лишь несколько шире, чем общая ширина двух стопорных ребер 12. Передние боковые поверхности 14 стопорных ребер образуют с центральной осью М или продольным направлением патрубков угол α, который меньше 50°, и поэтому патрубки 1, 2 можно легко вставить в пружинную ленту 3. Кроме того, радиус наименьшей описанной окружности передних боковых поверхностей 14 стопорных ребер 12 меньше внутреннего радиуса фланцев 8 пружинной ленты 3, так что передние боковые поверхности 14 при соединении патрубков 1, 2 встречаются с внутренними в радиальном направлении краями фланцев 8, и эти края могут скользить по передним боковым поверхностям 14 в радиальном направлении наружу.
Втулка 4 тоже имеет проходящую в осевом направлении прорезь (не показана) и является упруго эластичной. Втулка 4 может быть выполнена из пружинной стали или синтетического материала. Она надета с защелкиванием в радиальном направлении на проходящий в окружном направлении, по меньшей мере частично, фланец 16, ограничивающий канавку 13, и охватывает фланец 16 несколько больше, чем на 180°. Одновременно втулка 4 служит для ограничения максимальной величины раздвигания пружинной ленты 3, в результате чего она одновременно обеспечивает симметричное относительно центральной оси М расширение пружинной ленты 3.
Согласно фиг.4, протяженность фланцев 8 в окружном направлении лишь такова, что для отсоединения или разъединения патрубков 1, 2 пружинную ленту 3 нужно раздвинуть лишь настолько, чтобы стопорные ребра 12 можно было отвести от пружинной ленты 3 непосредственно под фланцами 8.
Если нужно отсоединить только один патрубок, например, патрубок 1, и оставить пружинную ленту 3 установленной на другом патрубке, то наружный диаметр стопорного ребра 12 того патрубка, на котором пружинная лента 3 должна остаться, например, патрубка 2, может несколько больше наружного диаметра стопорного ребра 12 другого патрубка (или наружный диаметр стопорного ребра 12 патрубка 1 меньше, чем наружный диаметр стопорного ребра 12 патрубка 2), как показано на фиг.2, поэтому путем малого раздвигания пружинной ленты 3 можно отсоединить только один патрубок, в данном случае патрубок 1.
Согласно фиг.3, такая же возможность обеспечивается посредством того, что у стопорных ребер 12 с одинаковыми наружными диаметрами одни фланцы 8, например показанные на фиг.3 слева, выполнены короче в радиальном направлении (с меньшей радиальной высотой), чем другие фланцы 8.
Четвертая возможность состоит, согласно фиг.5 и 6, в том, что фланцы 8, выполненные на одном осевом конце пружинной ленты 3, выполнены короче в окружном направлении, чем противоположные им в осевом направлении фланцы 8 на другом осевом конце пружинной ленты 3. Поэтому более короткие в окружном направлении фланцы 8 проходят в своей канавке 13 на меньшее угловое расстояние, так что при раздвигании пружинной ленты 3 для отсоединения патрубков 1, 2 сначала выходит из зацепления стопорное ребро 12, ограничивающее эту канавку 13 сзади, после чего соответствующий патрубок может отсоединяться один, если пружинная лента 3 не раздвигается далее.
Как показано на фиг.5 и 6, выполненные на одном осевом конце пружинной ленты 3 фланцы 8 или только один из них могут быть снабжены узким радиальным вырезом 17, в который может вводиться соответствующий радиальный выступ (не показан) на введенном в этот конец патрубке. Благодаря этому пружинная лента 3, которая в противном случае могла бы поворачиваться на обоих патрубках 1, 2, может поворачиваться только относительно одного из них, если это желательно, хотя возможность поворачивания дает то преимущество, что прорезь 9 можно повернуть относительно патрубков 1, 2 в такое положение, в котором она легко доступна для раздвигания, т.е. для введения раздвижного инструмента.
В то время как в варианте выполнения пружинной ленты 3 согласно фиг.4 окружные концы пружинной ленты, если она прижимается к патрубкам за счет своей упругости, могут упираться друг в друга, но тем не менее в вырезы 10 можно ввести раздвижной инструмент, в модификации пружинной ленты 3 согласно фиг.5 и 6 вырезы 10 отсутствуют и прорезь 9 в стянутом состоянии пружинной ленты 3, когда она прилегает к патрубкам 1, 2, закрыта не полностью и имеет ширину примерно до 2 мм, так что для раздвигания пружинной ленты в прорезь 9 может быть легко введен рабочий конец отвертки.
Пружинная лента 3 согласно фиг.7 отличается от пружинной ленты согласно фиг.4 тем, что все фланцы 8 снабжены вырезом 17, в который может входить соответствующий радиальный выступ на введенном в этот конец патрубке, чтобы можно было установить пружинную ленту 3 в заданном угловом положении относительно обоих патрубков 1, 2. Дополнительно вблизи окружных концов пружинной ленты 3 выполнены радиальные сквозные отверстия 18, которые служат для введения раздвижного инструмента, например, раздвижных клещей. Поэтому предусмотренные в пружинной ленте 3 согласно фиг.4 вырезы 10 здесь отсутствуют. Тем не менее окружные концы пружинной ленты 3 в соединенном состоянии патрубков 1, 2 могут быть отделены в соответствии с шириной прорези. Альтернативно пружинная лента 3 может иметь такие размеры, что ее окружные концы в соединенном состоянии патрубков 1, 2 прилегают друг к другу, и она жестко охватывает патрубки 1, 2.
Пружинная лента 3 согласно фиг.8 отличается от пружинной ленты согласно фиг.4 тем, что когда патрубки 1, 2 соединены друг с другом, ее концевые участки перекрываются и так же снабжены отверстиями 18 для введения раздвижного инструмента. Перекрытие служит для того, чтобы при соединении или отсоединении патрубков 1, 2 рука не защемлялась в прорези 9, предусмотренной для пружинных лент, описанных выше. Кроме того, пружинная лента 3 может, независимо от различных допусков на размеры, более надежно полностью закрывать зазор с уплотнением, чтобы предотвратить попадание грязи и пламени в случае горения.
Пружинная лента 3 согласно фиг.9 отличается от пружинной ленты согласно фиг.8 лишь тем, что наружный концевой участок пружинной ленты имеет выгиб 19, соответствующий толщине пружинной ленты 3. Этот выгиб 19 более надежно предотвращает образование зазора между перекрывающимися концевыми участками при стягивании пружинной ленты.
Перекрытие согласно фиг.8 и 9 может быть также предусмотрено в пружинных лентах 3, описанных выше и ниже.
Пружинная лента 3 согласно фиг.10 и 11 отличается от пружинной ленты согласно фиг.7 тем, что фланцы 8 по обеим сторонам шарнира 11 или прорези 9 не прерываются, а образуют вместе с соединяющей фланцы 8 средней, в осевом направлении, областью пружинной ленты 3 угол β, который меньше, чем равный 90° угол пружинных лент 3, описанных выше и ниже, и находится в диапазоне от 15° до 85°, предпочтительно от 15° до 75°. На фиг.11 угол β равен 75°. Угол β не только облегчает вдвигание патрубков 1, 2 в пружинную ленту 3, но и повышает жесткость фланцев 8 на отгибание под действием внутреннего давления в соединительном устройстве.
В пружинной ленте 3 согласно фиг.12 и 13 на наружной в радиальном направлении стороне ее окружных концевых участков 20 закреплены с геометрическим замыканием оболочки 21 из синтетического материала. С этой целью выступающие в радиальном направлении внутрь выступы 22 оболочек 21 входят в отверстия 23 окружных концевых участков 20 пружинной ленты 3. Эти оболочки 21 защищают пружинную ленту 3 от ударных нагрузок.
В отличие от фиг.12 и 13, где оболочки 21 не закрывают фланцы 8 пружинной ленты 3, в пружинной ленте 3 согласно фиг.14 и 15 фланцы 8 закрыты радиальными фланцами 24 оболочек 21.
В пружинной ленте 3 согласно фиг.16 один окружной концевой участок 20 пружинной ленты проходит узким концом 25 через окружную прорезь 26 ее другого окружного концевого участка 20. Кроме того, каждый из окружных концевых участков 20 пружинной ленты 3 снабжен соответствующим выступом 27 или 28, направленным от ее наружной стороны, для приложения раздвижного инструмента. Эти выступы 27, 28 образованы путем отгибания концов окружных концевых участков пружинной ленты 3. Дополнительно выступ 27 снабжен отогнутым на одном конце прорези 26 язычком 29, который при максимальном раздвигании пружинной ленты 3 упирается в выступ 28 и тем самым ограничивает величину раздвигания. Пружинная лента 3, вплоть до фланцев 8, соответствует обычному пружинному ленточному хомуту и поэтому может быть изготовлена таким же способом, как и он, с помощью аналогичных инструментов и из такого же материала. Благодаря расположению в прорези 26 конца 25 достигается перекрытие окружных концевых участков 20, аналогично пружинным лентам, показанным на фиг.8 и 9. Выступы 27 и 28 играют роль губок для раздвигания таким же образом, как в обычном пружинном ленточном хомуте.
Показанная на фиг.17 пружинная лента 3 отличается от пружинной ленты согласно фиг.16 тем, что ее свободные концы отогнуты назад к концевым участкам 20 с образованием имеющих в основном форму полого цилиндра выступов 30, 31 и тоже служат в качестве губок для приложения раздвижного инструмента либо между выступами 30, 31, либо в их полости. Поэтому они действуют в качестве раздвижных губок одинаковым образом. Выступы 27 и 28 в пружинной ленте 3 согласно фиг.16 тоже могут быть отогнуты в форме полого цилиндра, как и выступы 30, 31 в пружинной ленте согласно фиг.17, при этом концевой элемент 25 пружинной ленты согласно фиг.16 также может проходить через прорезь 26.
В варианте выполнения соединительного устройства согласно фиг.18-21 предварительно смонтированная на патрубке 1 пружинная лента 3, которая выполнена так же, как и пружинная лента 3 согласно фиг.10, но с показанным на фиг.11 углом β, равным 90°, соединена перемычкой 32, выполненной как одно целое с пружинной лентой 3, с обычным хомутом 33 для шланга, в данном случае червячным хомутом, посредством которого один трубопровод 34 для текучей среды в виде эластичного шланга из синтетического материала или резины соединен с патрубком 1. Соединение между перемычкой 32 и зажимной лентой 35 хомута 33 может быть сварным соединением, например, точечным сварным соединением, или соединением с геометрическим замыканием.
После того как зажимная лента 3 вместе со шланговым хомутом 33 описанным способом предварительно установлена на патрубке 1, трубопровод 34 для текучей среды при еще открытом шланговом хомуте 33 надвигают на изображенный ребристый концевой участок патрубка 1 и затем затягивают шланговый хомут 33 и зажимают трубопровод 34 для текучей среды на патрубке.
Преимущество этого варианта состоит в том, что пружинная лента 3 и шланговый хомут 33 могут поставляться изготовителю автомобилей в предварительно смонтированном на патрубке 1 состоянии для окончательного монтажа, после чего окончательный монтаж может производиться простым образом путем соединения патрубков 1, 2 и подсоединения трубопровода для текучей среды.
Элементы соединительного устройства, изображенные на фиг.22-25, соответствуют показанным на фиг.18-21 за исключением того, что в качестве шлангового хомута используется обычный пружинный ленточный хомут 36, а пружинная лента 3 соединена с хомутом 36 как одно целое посредством перемычки 32. Преимущество этого варианта в том, что пружинная лента 3 и пружинный ленточный хомут 36 могут быть изготовлены как одно целое, из одного и того же материала.
Вместо червячного хомута или пружинного ленточного хомута с пружинной лентой 3 в качестве шлангового хомута с пружинной лентой 3 перемычкой 32 может быть соединена зажимная втулка.
Соединительное устройство, показанное на фиг.26 и 27, соответствует в основном показанному на фиг.1, за исключением того, что патрубок 1 снабжен в основном прямоугольным в поперечном сечении стопорным ребром 37 и не имеет кольцевых канавок для размещения уплотнительных колец 5, стопорное ребро 12 заходит за свободный конец вставленной в патрубок 2 части патрубка 1 и снабжено на своей внутренней стороне кольцевыми канавками для размещения уплотнительных колец 5, а фланцы 8 пружинной ленты 3 имеют отогнутый в радиальном направлении внутрь участок 38 и отогнутый наклонно наружу участок 39, причем наклонный участок 39 составляет с центральной осью М соответствующего патрубка 1, 2 угол γ в диапазоне от 10° до 60°, а диаметр внутренних в радиальном направлении кромок наружных в радиальном направлении краев наклонных участков 39 больше, чем диаметр стопорных ребер 37 или наименьший диаметр передней боковой поверхности 14 стопорного ребра 12. Однако осевая ширина по меньшей мере одного фланца 8, в данном случае обоих фланцев 8, соответствует ширине по меньшей мере одной канавки 13, если только она предусмотрена.
Преимущество этого варианта в том, что фланцы 8 пружинной ленты 3 при соединении концов 1, 2 труб не проскальзывают по уплотнительным кольцам 5; напротив, взаимодействующие с уплотнительными кольцами 5 уплотнительные поверхности патрубка 1 при соединении патрубков 1, 2 не повреждаются внутренними в радиальном направлении краями фланцев 8, так как эти края скруглены и не имеют острых кромок. Внутренние в радиальном направлении кромки наружных в радиальном направлении краев наклонных участков 39 имеют больший диаметр, чем, во-первых, стопорное ребро 37 и, во-вторых, наименьшая описанная окружность передней боковой поверхности 14 стопорного ребра 12. Поэтому наклонные участки 39 при соединении патрубков 1, 2 легко скользят, с одной стороны, по обращенной от боковой поверхности 14 кромке стопорного ребра 37, а с другой стороны, по обращенной к стопорному ребру 37 внутренней в радиальном направлении кромке передней боковой поверхности 14. Как хорошо видно на фиг.27, на которой патрубок 1 не показан, наклонные участки 39 являются коническими.
Соединительное устройство согласно фиг.28 отличается от соединительного устройства согласно фиг.26 и 27 лишь тем, что показанная на фиг.26 и 27 справа канавка 13 выполнена так же как в соединительном устройстве согласно фиг.1, непосредственно рядом с более коротким в осевом направлении стопорным ребром 12 патрубка 2, и с такой же глубиной, как канавки 13 согласно фиг.1, так что зажимная лента 3 соединительного устройства согласно фиг.28 может быть значительно более узкой, чем зажимная лента 3 соединительного устройства согласно фиг.26 и 27.
На фиг.29 показана пружинная лента 3, модифицированная в сравнении с пружинной лентой согласно фиг.26-28 в том отношении, что наклонные участки 39 скруглены, так что внутренний в радиальном направлении край фланцев 8 скруглен больше.
В пружинной ленте 3, показанной на фиг.30-32, вместо фланцев 8 на окружных концевых участках 20 пружинной ленты 3 вблизи ее осевых концов в двух параллельных радиальных плоскостях выдавлены направленные радиально внутрь выступы 40 в виде стопорных лапок. Каждый из выступов 40 выдавлен на одном крае 41 соответствующей из окружных прорезей 42 пружинной ленты 3, ограниченных по длине. Окружные прорези 42 являются продольными отверстиями с пластинкой, направленной при нахождении пружинной ленты в плоском состоянии поперек к продольному отверстию, при этом край пластинки при выдавленном из пружинной ленты выступе 40 образует радиальную упорную поверхность 43 для прилегания к соответствующему стопорному ребру 44. Вместо четырехугольных в поперечном сечении стопорных ребер 44, они могут быть примерно треугольными, с наклонной передней боковой поверхностью, как и передняя боковая поверхность 14 стопорных ребер 12 согласно фиг.1. Выступы 40 имеют также наклонную заходную поверхность 45, которой они скользят, когда патрубки 1, 2 вставляют в пружинную ленту 3, по наружным в радиальном направлении, обращенным друг к другу кромкам стопорных ребер 44 до тех пор, пока они не войдут в канавки 13 за задними боковыми поверхностями стопорных ребер 44.
Преимущество варианта выполнения пружинной ленты 3 с выступами 40 состоит в том, что выступы 40 выдерживают относительно большие осевые силы, вызванные внутренним давлением в патрубках 1, 2. Кроме того, давление упорных поверхностей 43 выступов 40 действует на задние боковые поверхности стопорных ребер 44 практически только на их внутреннем в радиальном направлении конце, и потому стопорные ребра 44 на наружном в радиальном направлении крае практически не подвергаются действию изгибающих усилий также при более узком в осевом направлении выполнении или при выполнении с наклонной передней боковой поверхностью. Форма патрубков 1, 2, содержащих только два относительно коротких в радиальном направлении фланца 16, ограничивающих канавки 13, позволяет просто изготавливать патрубки 1, 2 не только из синтетического материала, но и из металла. В этом варианте выполнения ширина канавок 13 тоже соответствует осевой ширине выступов 40, включая ширину более коротких в радиальном направлении, направленных наружу усиливающих фланцев 46 на осевых концах пружинной ленты 3. Усиливающие фланцы 46 повышают жесткость окружных концевых участков 20 на изгиб, но оставляют свободными края упруго эластичного шарнира 11.
В то время как выступы 40 в варианте пружинной ленты согласно фиг.30-32 расположены друг против друга в осевом направлении, в пружинной ленте 3 согласно фиг.33 они смещены друг относительно друга в окружном направлении. Благодаря этому повышается осевая прочность на растяжение пружинной ленты 3 согласно фиг.33, по сравнению с пружинной лентой 3 согласно фиг.30-32.
Модификации показанных вариантов выполнения могут, например, состоять в том, что признаки отдельных вариантов комбинируются друг с другом.
Реферат
Изобретение относится к соединительным устройствам. В соединительном устройстве, содержащем патрубки соединяемых элементов для приема текучей среды, патрубки снабжены каждый окружным стопорным ребром, за которым выполнена канавка и которое имеет коническую переднюю боковую поверхность и радиальную заднюю боковую поверхность. Передние боковые поверхности стопорных ребер расположены друг напротив друга. Задняя боковая поверхность, по меньшей мере, одного стопорного ребра ограничивает канавку. Соединительное устройство содержит также изогнутую по окружности пружинную ленту из стали, осевые концы которой имеют направленные внутрь фланцы, которые входят в зацепление за стопорными ребрами и прерываются, по меньшей мере, на стороне пружинной ленты, противоположной ее окружным концам. Патрубки вставлены друг в друга и уплотнены друг относительно друга. Для удобства в обращении и повышения прочности соединительного устройства передние боковые поверхности стопорных ребер составляют с центральной осью угол. Радиус наименьшей описанной окружности передних боковых поверхностей меньше внутреннего радиуса фланцев пружинной ленты, а осевая ширина фланцев соответствует ширине канавки, в которой они размещаются. Пружинная лента является стойкой к коррозии. Описаны варианты выполнения соединительного устройства. Изобретение повышает надежность соединения. 5 н. и 46 з.п. ф-лы, 33 ил.
