CN119343536A - 具有较强闭合钩设计的夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种夹具(10)，其由具有第一和第二圆周端部(2，3)的夹紧带(1)制成，所述第一和第二圆周端部在夹具(10)的闭合状态下彼此重叠。夹具(10)包括在第一端部(2)处径向向外突出的连接钩(20)、在第一端部(2)处径向向外突出的第一张紧钩(30)、以及在第二端部(3)处径向向外突出的第二张紧钩(40)，并且第二张紧钩(40)具有用于在夹具(10)的闭合状态下接收连接钩(20)的边缘部分(21)的孔口(42)。所述连接钩(20)以及第一和第二张紧钩(30、40)中的至少一个具有切出的窗口(22、43)，其中，从夹紧带(1)去除二维材料区域，并且所述切出的窗口(22、43)优选地在与连接钩(20)的边缘部分(21)和/或第一张紧钩或第二张紧钩(30、40)的齿状突起(31、41)横向相邻的区域中具有圆形的弧形部分(24)，当所述夹具(10)必须承受高径向扩张力时，所述齿状突起(31、41)避免在这些部分处破裂。

Description

具有较强闭合钩设计的夹具

技术领域

本发明涉及一种由扁平金属带或金属条制成的夹具，该金属带或金属条形成环，以围绕具有大致圆形横截面的物体(例如软管、管道或护套)紧固。特别地，本发明涉及一种所谓的“低轮廓夹具”，即，仅具有小的径向向外突出部分的夹具，从而导致相对小的整体径向夹具轮廓。此外，本发明特别涉及所谓的无台阶夹具，即，在闭合状态下在内表面处几乎没有不平坦部分或台阶的夹具。

背景技术

美国2009/0313792A1公开了一种传统夹具，其具有在条带的第一端部附近径向向外突出的连接钩(紧固螺柱)和在条带的第二端部附近径向向外突出并且设置有孔的张紧钩(紧固耳状物)，连接钩的自由端部边缘部分可以插入该孔中，以便在紧固耳状物装配在连接钩的脚部部分上时紧固和紧固夹具。

WO 2018/082819 A1给出了这种传统夹具的另一示例，其具有连接钩形式的闭合钩和两个张紧钩，用于通过紧固工具(诸如钳子)将夹具紧固在待紧固物体周围。

这些传统夹具遇到的缺点在于其闭合钩的负载保持特性不足。当闭合的夹具经受高径向扩张力时，连接钩和/或张紧钩的边缘部分倾向于变形和/或在边缘部分的横向侧处带材料中出现裂纹。此外，在用于传统夹具的钩制造过程中，在切割和压花步骤中可能已经出现裂纹。

美国2017/0227030A1和WO 2006/111181 A1描述了常规夹具，其钩邻近冲压出的带开口。然而，所提供的开口对钩子的负载保持特性没有积极影响。

发明内容

本发明的目的是提高连接钩和/或张紧钩的强度和刚度，而不损害夹具的成本和可用性。

该目的通过权利要求1中限定的夹具实现。其他权利要求涉及优选实施例和相应的制造方法。

根据本发明，所述连接钩以及所述第一张紧钩和第二张紧钩中的至少一个通过切出的窗口被加强，所述切出的窗口通过从所述扁平夹紧带移除横向邻近所述连接钩的边缘部分和/或横向邻近至少一个所述张紧钩的齿状突起的带材料的二维区域而形成。当闭合的夹具承受高径向扩张力时，切出的窗口的形状更均匀地分布作用在与边缘部分和/或齿状突起横向相邻的带区域上的材料变形应力，从而即使在高径向应力下也避免破裂。

当切出的窗口的至少一部分边沿(优选整个窗口边沿的至少50％)径向向外凸起时，可以增强钩的加强效果。例如，窗边沿的至少三个侧面凸起，以便形成径向突起。这允许在三维方向上分布作用在与边缘部分和/或齿状突起横向相邻的带区域上的材料变形应力，即，不仅在轴向上，而且在周向上沿着凸起带材料的径向延伸分布。因此，钩被加强并且变得更加坚固以抵抗变形应力。

在优选的示例中，第二张紧钩通过要求保护的切出的窗口加强。根据该示例，除了窗口的与第二张紧钩的齿状突起相对的侧面或部分之外的所有窗边沿径向向外凸起，以形成冠状或壳状突起，其中齿状突起在径向尖端处形成为峰。

在另一优选示例中，连接钩通过要求保护的切出的窗口加强。根据该示例，切出的窗口的整个边沿径向向外凸起以形成套环状突起，其中连接钩的边缘部分在径向尖端处形成为峰。

当窗口在与边缘部分和/或齿状突起横向相邻的区域中具有圆形部分时，特别是在靠近边缘部分和/或齿状突起的任一横向侧处具有半圆形形状的两个圆形部分时，通过切出的窗口对钩的加强效果特别好。半圆形或弧形部分已经示出了优化的载荷分布轮廓。

窗口可以优选地进一步具有基部部分，该基部部分可以具有圆角矩形形状。基部部分允许材料在夹具的制造过程中在窗边沿处的平滑变形。因此，边缘部分和/或齿状突起的侧壁可以形成为以平滑斜坡和圆形几何形状上升，即使在高径向应力下也具有低开裂倾向。窗口的基部部分和弧形角部被设置成使得它们从宽度方向上的两个横向侧和从夹紧带的圆周方向上的一侧围绕边缘部分和/或齿状突起。有限元分析(FEA)已经为连接钩(也称为“负载保持钩”)和/或张紧钩的这种几何形状提供了特别好的负载分布。

本发明的特别重要的实施例(其也可以独立于连接钩和/或张紧钩中的任何窗口要求保护，参见本说明书的最后部分)要求将连接钩和第一张紧钩在第一端部上沿周向彼此相邻地定位，使得它们之间的接触区域具有弯曲形状，优选曲线形状。与所述连接钩及所述第一张紧钩不同，所述接触区域不径向地从所述扁平夹紧带的水平面突出。接触区域具有弯曲形状，即，其大致沿宽度方向延伸，但不沿垂直于带的纵向方向的直线延伸。这有助于避免当夹具通过紧固工具(例如，通过钳爪作用在第一张紧钩和第二张紧钩上的钳子)闭合时，带材料在连接钩和第一张紧钩之间的区域中扭结或屈曲。

径向突出的侧轨，其形成在其中形成有连接钩和第一张紧钩的带区域的两个横向侧处，有助于进一步加强带材料并避免屈曲。

附图说明

现在将在下面参考附图更详细地描述本发明的实施例，其中：

图1是处于平坦(非圆形)状态的根据本发明第一实施例的夹具的第一端部的透视图；

图2是图1所示的第一端部的俯视图；

图3是图1所示的第一端部沿夹紧带的纵向延伸的侧视图；

图4是根据本发明实施例的夹具在圆形状态和预装配状态下的立体图；

图5A是扁平带材料的一部分的局部视图，其中在形成径向突起之前移除了切出的窗口；

图5B是在形成连接钩之后与图5A中的扁平带材料的相同部分的局部视图；和

图6是根据本发明第二实施例的第二张紧钩的透视图。

在本说明书中，术语“径向”、“轴向”和“周向”是指夹具的整体几何形状，在其闭合状态下，该夹具通常是具有一定半径和周长的环。夹具被设计成用于包围基本上沿轴向方向延伸的管道、软管或护套。

具体实施方式

图1至图3示出了处于扁平(非圆形)状态的夹具10的第一圆周端部2。图4示出了处于圆形状态并且钩在预装配位置中的完整夹具，在该预装配位置中，夹具半径大于在最终闭合状态中的夹具半径。

夹具10由扁平金属带或条1通过本领域中通常已知的各种切割和变形或压花步骤制成。第一圆周端部2的末端具有减小的宽度并且形成舌状部分11，舌状部分11适于被接收在带1的第二端部3的内侧处的舌状通道19中(参见图4)。在舌状通道19的端部处，在两个横向侧上存在台阶部分17A、17B，用于与形成在舌状部分11的端部处的两个横向侧上的侧边缘14A、14B邻接。由台阶部分17A、17B形成的径向台阶的高度对应于扁平带材料1的厚度。因此，闭合的夹具10在其闭合状态下提供面向待紧固物体的基本上无台阶的内表面。

从舌状部分11沿周向朝向带1的第二端部3的方向延伸，夹具10具有预装配钩12，该预装配钩适于在预装配状态下被接收在第二张紧钩40的孔口42中(参见图4)。

周向靠近预装配钩12的是连接钩或负载保持钩20和第一张紧钩30的组合布置。连接钩20和第一张紧钩30沿周向方向在弯曲的接触线28处彼此直接接触。虽然连接钩20和第一张紧钩30都从未变形的带材料1的水平面径向突出，但是接触线28与未变形的带材料1处于相同的水平面。连接钩20具有中心切出的窗口22，其将在下面针对图5A和5B更详细地描述。

连接钩20具有自由边缘部分21，该自由边缘部分21形成连接钩20的径向最外尖端并且用作接合齿，该接合齿适于在夹具10的闭合状态下被接收在第二张紧钩40的孔口42中(参见图4)。边缘部分21在周向方向上指向第二端部3，使得当两个端部2和3在夹具1的闭合状态下被周向地拉动远离彼此时，边缘部分21钩入孔口42中。连接钩20还在与窗口22相对的周向方向上具有后表面，该后表面具有平滑的径向斜面并且在夹具10的闭合操作期间为第二端部3的最外端提供斜坡。

第一张紧钩30和第二张紧钩40均设置有沿周向方向面向彼此的齿状凸起31、41。这些齿状突起31、41允许与在夹具10的闭合操作中与第一张紧钩30和第二张紧钩40接合的钳子(未示出)的钳口形成防滑形状配合。

侧轨13A、13B在第一端部2的至少形成连接钩20和第一张紧钩30的那部分的左横向侧和右横向侧处形成为附加的加强肋。侧轨13A、13B形成为大致沿带材料1的纵向(＝周向)方向延伸，并且优选地延伸到形成舌状部分11的区域。这是为了避免在夹具闭合期间舌状部分11的扭结。

侧轨13A、13B径向向内突出，即，在与连接钩20和第一张紧钩30突出到其中的径向方向相反的径向方向上突出。由此，侧轨13A、13B不仅提高了夹具在连接钩20的区域中抵抗屈曲或弯曲的机械稳定性。侧轨13A、13B径向向内突出的事实还保证了夹具10沿着包括形成张紧钩和连接钩20、30、40的关键部分的整个内圆周抵靠待紧固物体的牢固且均匀的径向压缩。

夹具10在第二端部3还设置有多个公差补偿波状部18。公差补偿波状部18的弯曲径向形状允许补偿夹具10和待紧固物体的某些直径变化。公差补偿波状部18还在轴向方向上具有曲率，该曲率允许公差补偿波状部18的至少一部分紧密地配合在待紧固物体上，即使当公差补偿波状部18的其他部分保持在离待紧固物体一定径向距离处。

现在将借助于图5A和5B更详细地描述第一实施例的张紧钩20的制造过程。图5A示出了平面金属带材料1的一部分，其中窗口22被切除。窗口22是大致U形的并且由具有圆角矩形形状的基部部分23和定位在基部部分23的两个横向相对的角部处的两个圆形部分24构成。两个圆形部分24中的每一个都是弧形的并且形成半圆形，使得在其间形成自由边缘部分21。

在切出图5A所示的窗口22之后，带材料1变形或压花以径向向外升高自由边缘部分21和窗口22的整个边沿。这导致图5B中所示的连接钩20的最终套环状构造。由于切出的窗口22的圆形形状和作为二维区域的整体延伸，与传统夹具制造相比，夹具制造过程中的切割和压印步骤产生裂纹的趋势较低。此外，具有在径向方向上作为套环升高的窗边沿的连接钩20的形状有助于在三维上均匀地分布作用在连接钩20上的任何变形应力，即，不仅在轴向和径向方向上而且在周向方向上。

FEA研究还表明，两个圆形部分24和窗口22的凸起外边沿为连接钩20提供了负载和机械应力的优化分布特性。因此，它具有增强的刚度和强度，以抵抗径向力、应力和冲击，这些径向力、应力和冲击可能在处于闭合构型的夹具的使用期间作用在自由边缘部分21上。特别地，由于部分24没有尖锐边缘而是具有圆形(优选半圆形)形状的事实，在靠近边缘部分21的横向侧部分处的裂纹不太可能发生。

代替如第一实施例中所述的连接钩20或除了如第一实施例中所述的连接钩20之外，也可以是第一张紧钩30和第二张紧钩40中的一个或两个通过切出的窗口加强。这在本图6中示出为第二张紧钩40的第二实施例。

从具有图5A所示的基部部分23和两个圆形部分24的相同窗口形状开始，可以获得具有图6所示的切出的窗口43和齿状突起41的钩设计。需要在带的宽度方向上额外切割带材料(图5A中未示出)以形成孔口42。使用与图5B中所示的连接钩20相同的窗口形状提供了相同的切割/冲压工具可以用于两个窗口22、43的优点。然而，可以使用针对各个连接钩和/或张紧钩的形状优化的不同形状，并且落入本发明的范围内。此外，代替连接钩20和第二张紧钩40或除了连接钩20和第二张紧钩40之外，第一张紧钩30也可以在与齿状突起31相邻的区域中设置有切出的窗口，即使这在附图和详细实施例中未示出。

如图6所示，切出的窗口框架的四个侧面中的三个侧面径向向外凸起。仅与齿状突起41相对的那侧保持在未凸起的带材料的平面中。换句话说，除了齿状突起41形成为径向峰的一侧之外，窗口43的最靠近带的轴向侧边缘的侧部或边沿部分升高。由此，第二张紧钩40形成为具有顶篷或壳的形状，该顶篷或壳具有与齿状突起41相邻的弧形侧部。这些弧形侧部允许不仅沿带材料的延伸部径向和轴向地而且沿带材料的延伸部径向和周向地分布作用在窗口边沿上的变形应力。由此，窗口43变得更耐外部应力，第二张紧钩40的载荷保持特性提高。

作为独立于连接钩20以及第一张紧钩30和第二张紧钩40的任何特定形状的替代方案，本发明还覆盖连接钩20与第一张紧钩30之间的弯曲接触部分28作为主要特征。特别地，本发明还涉及：

[1]一种夹具(10)，由一夹紧带(1)制成，所述夹紧带(1)具有第一和第二圆周端部(2、3)，所述第一和第二圆周端部(2、3)在所述夹具(10)的一闭合状态下彼此重叠，所述夹具(10)包括：

连接钩(20)，所述连接钩在所述第一端部(2)处径向向外突出，

第一张紧钩(30)，所述第一张紧钩在所述第一端部(2)处径向向外突出，和

第二张紧钩(40)，所述第二张紧钩(40)在所述第二端部(3)处径向向外突出并且具有孔口(42)，所述孔口(42)用于在所述夹具(10)的闭合状态下接收所述连接钩(20)的边缘部分(21)，

其中，所述连接钩(20)和所述第一张紧钩(30)在所述第一端部(2)上沿周向彼此相邻地定位，

其特征在于，所述连接钩(20)和所述第一张紧钩(30)之间的接触区域(28)具有弯曲形状，优选为曲线形状。

[2]根据[1]所述的夹具(10)，其中，所述接触区域(28)不从所述扁平夹紧带(1)的水平面径向突出。

[3]根据[1]或[2]所述的夹具(10)，其中，所述连接钩(20)以及所述第一张紧钩(30)和所述第二张紧钩(40)中的至少一个具有切出的窗口(22、43)，在所述切出的窗口(22、43)中，从所述夹紧带(1)移除二维材料区域。

[4]根据[3]所述的夹具(10)，其中，窗口(22、43)在与第一张紧钩(30)或第二张紧钩(40)的边缘部分(21)和/或齿状突起(31、41)横向相邻的区域中具有圆形部分(24)。

[5]根据[4]所述的夹具(10)，其中，所述圆形部分(24)具有半圆形形状。

[6]根据[4]或[5]所述的夹具(10)，其中，窗口(22、43)在朝向另一端部(3、2)的方向上在周向邻近边缘部分(21)和/或第一张紧钩(30)或第二张紧钩(40)的齿状突起(31、41)的区域中具有基部部分(23)。

[7]根据[6]所述的夹具(10)，其中，基部部分(23)具有带圆角的矩形形状。

[8]根据[4]至[7]中任一项所述的夹具(10)，其中，所述窗口(22、43)从所述夹紧带(1)的宽度方向上的两个横向侧和圆周方向上的一侧包围所述连接钩(20)的边缘部分(21)和/或所述第一张紧钩(30)或第二张紧钩(40)的齿状突起(31、41)。

[9]根据[1]至[8]中任一项所述的夹具(10)，还包括：

径向突出的侧轨(13A、13B)，所述径向突出的侧轨(13A、13B)在所述带区域的两个横向侧处形成在所述第一端部(2)上，所述连接钩(20)和所述第一张紧钩(30)形成在所述带区域中，和/或

舌状部分(11)，所述舌状部分(11)形成在所述第一端部(2)的圆周端部处并且构造成插入到形成在所述第二端部(3)处的舌状通道(19)中，和/或

至少一个径向向外突出的公差补偿波状部(18)，其优选地形成在所述第二端部(3)处并且可选地在所述轴向方向上弯曲。

附图标记列表

1扁平带材料

2第一端部

3第二端部

10夹具

11舌状部分

12预装配钩

13A、13B侧轨

14A、14B侧边缘

17A、17B台阶部分

18公差补偿波状部

19舌状通道

20连接钩

21突出边缘部分

22切出的窗口(U形)

23基部部分(圆角矩形)

24尖端部分(半圆形)

28接触区域(曲线)

30第一张紧钩

31齿状突起

40第二张紧钩

41齿状突起

42孔口

43切出的窗口

Claims (15)

1.一种夹具(10)，由夹紧带(1)制成，所述夹紧带(1)具有第一和第二圆周端部(2、3)，所述第一和第二圆周端部(2、3)在所述夹具(10)的闭合状态下彼此重叠，所述夹具(10)包括：

连接钩(20)，所述连接钩在所述第一端部(2)处径向向外突出，

第一张紧钩(30)，所述第一张紧钩在所述第一端部(2)处径向向外突出，和

第二张紧钩(40)，所述第二张紧钩(40)在所述第二端部(3)处径向向外突出并且具有孔口(42)，所述孔口(42)用于在所述夹具(10)的闭合状态下接收所述连接钩(20)的边缘部分(21)，

其特征在于，所述连接钩(20)以及所述第一张紧钩(30)和所述第二张紧钩(40)中的至少一个具有切出的窗口(22、43)，在所述切出的窗口(22、43)中，从所述夹紧带(1)移除二维材料区域。

2.根据权利要求1所述的夹具(10)，其中，至少部分所述切出的窗口(22、43)的边沿、优选地整个窗口边沿的至少50％径向向外凸起。

3.根据权利要求2所述的夹具(10)，其中，除了所述窗口(43)的与所述第二张紧钩(40)的齿状突起(41)相对的侧面或部分之外，全部所述窗口边沿径向向外凸起，以形成顶篷状或壳状突起，所述顶篷状或壳状突起具有由所述第二张紧钩(40)的齿状突起(41)形成的峰。

4.根据权利要求2所述的夹具(10)，其中，所述切出的窗口(22)的整个边沿径向向外凸起，以形成套环状突起，所述套环状突起具有由所述连接钩(20)的边缘部分(21)形成的峰。

5.根据前述权利要求中任一项所述的夹具(10)，其中，所述窗口(22、43)在与所述边缘部分(21)和/或所述第一或第二张紧钩(30，40)的齿状突起(31，41)横向相邻的区域中具有圆形部分(24)。

6.根据权利要求5所述的夹具(10)，其中，所述圆形部分(24)具有半圆形形状。

7.根据权利要求5或6所述的夹具(10)，其中，所述窗口(22、43)在朝向所述另一端部(3、2)的方向上在周向邻近所述边缘部分(21)和/或所述第一张紧钩(30)或所述第二张紧钩(40)的所述齿状突起(31、41)的区域中具有基部部分(23)。

8.根据权利要求7所述的夹具(10)，其中，所述基部部分(23)具有圆角矩形形状。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的夹具(10)，其中，所述窗口(22、43)从所述夹紧带(1)的宽度方向上的两个横向侧和从圆周方向上的一侧围绕所述连接钩(20)的边缘部分(21)和/或所述第一张紧钩(30)或所述第二张紧钩(40)的齿状突起(31、41)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的夹具(10)，其中，

所述连接钩(20)和所述第一张紧钩(30)在所述第一端部(2)上沿周向彼此相邻地定位，且

连接钩(20)和第一张紧钩(30)之间的接触区域(28)具有弯曲形状，优选曲线形状。

11.根据权利要求10所述的夹具(10)，其中，所述接触区域(28)不从所述扁平夹紧带(1)的水平面径向突出。

12.根据前述权利要求中任一项所述的夹具(10)，还包括：

径向突出的侧轨(13A、13B)，所述侧轨(13A、13B)在所述带状区域的两个横向侧处形成在所述第一端部(2)上，在所述带状区域中形成有所述连接钩(20)和所述第一张紧钩(30)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的夹具(10)，还包括：

舌状部分(11)，所述舌状部分(11)形成在所述第一端部(2)的圆周端部处并且构造成插入到形成在所述第二端部(3)处的舌状通道(19)中。

14.根据前述权利要求中任一项所述的夹具(10)，还包括：

至少一个径向向外突出的公差补偿波状部(18)，其优选地形成在所述第二端部(3)处并且可选地在所述轴向方向上弯曲。

15.一种由扁平夹紧带(1)形成夹具(10)的方法，所述扁平夹紧带(1)具有第一圆周端部(2)及第二圆周端部(3)，所述第一圆周端部(2)及所述第二圆周端部(3)被配置成在所述夹具(10)的闭合状态下彼此重叠，所述方法包括：

从所述夹紧带(1)移除二维材料区域以形成切出的窗口(22、43)，

形成所述夹紧带(1)以提供连接钩(20)，所述连接钩(20)在所述第一端部(2)处径向向外突出，

形成所述夹紧带(1)以提供第一张紧钩(30)，所述第一张紧钩(30)在所述第一端部(2)径向向外突出；以及

形成所述夹紧带(1)以提供第二张紧钩(40)，所述第二张紧钩(40)在所述第二端部(3)处径向向外突出并且具有孔口(42)，所述孔口(42)用于在所述夹具(10)的闭合状态下接收所述连接钩(20)的边缘部分(21)，

其特征在于，所述连接钩(20)以及所述第一张紧钩(30)和所述第二张紧钩(40)中的至少一个形成在围绕所述切出的窗口(22、43)的区域中。