專利名稱：自調(diào)節(jié)的至少兩次取向的高聚物軟管和管路夾的制作方法
一般說來，本發(fā)明涉及把彈性的軟管和管路夾緊到固定裝置和軟管連接裝置比如芯軸和連接插件上，并涉及由一種至少兩次取向的高聚物制成的帶的使用，此種高聚物對至少兩個使直徑減小的釋放溫度中的每個溫度做出響應(yīng)而收縮，關(guān)于彈性的軟管和管路提供改進的收縮作用力。更具體地說，本發(fā)明涉及由一種至少兩次取向的高聚物的帶制成的改進了的彈性軟管和管路夾，這種夾子比先有技術(shù)的夾子容易安裝。具體地說，本發(fā)明涉及一種改進了的夾子，用來把軟管和管路密封到與汽車?yán)鋮s系統(tǒng)有關(guān)的連接裝置上。
通常使用增強的彈性軟管和管路(下面一般地把它們稱為軟管)輸送各種流體，這些軟管做為流體輸送系統(tǒng)的一部分可能處在不同的壓力和溫度下。為了這些系統(tǒng)有效地運行，在軟管與芯軸，連接件或其它固定裝置之間的連接必須是對流體密封的，并且必須能夠防止由流體壓力引起的分離。這種分離的方式被稱為吹開。軟管由固定裝置上分離開也可以由于環(huán)境的干擾出現(xiàn)，這種分開的方式被稱為拉開。
軟管與連接件或其它固定裝置之間的連接通常是通過把一根軟管的開口端放置在例如一個芯軸上實現(xiàn)的。通常把此軟管和有關(guān)的固定裝置的尺寸和形狀做成容許軟管的開口端在該固定裝置上滑動，并關(guān)于該固定裝置牢固地密封。在中等的溫度或壓力環(huán)境下，這樣的裝配通常是足夠的。然而，更典型地，關(guān)于該軟管在靠近它的開口端使用一個軟管夾，用來使該軟管更牢固地夾緊芯軸或插件，為的是防止泄漏，吹開和拉開。
已經(jīng)以多種尺寸和形狀生產(chǎn)了軟管夾，并由多種材料制成了軟管夾。在美國專利No.5340167中描述了許多先有技術(shù)軟管夾設(shè)計，并總結(jié)了它們各自的缺陷?，F(xiàn)有技術(shù)軟管夾的共同的缺陷包括金屬夾的腐蝕，由于鋒利的金屬邊緣造成軟管損壞的危險，使夾子必須在特別的軸向和圓周方向上設(shè)置的夾子突出部在軟管環(huán)境中占據(jù)了寶貴的空間，以及難以在快速自動組裝線類型的安裝技術(shù)中采用這些夾子。還有，大多數(shù)先有技術(shù)軟管夾沒有足夠的自調(diào)節(jié)特征，即，不能按照被夾緊的材料的膨脹和收縮而膨脹和收縮。
可以熱收縮的高聚物軟管夾給出明顯改善了的自調(diào)節(jié)特征和極好的動態(tài)和靜態(tài)環(huán)箍應(yīng)力，與其它傳統(tǒng)風(fēng)格的軟管夾相比，改進了防止吹開和拉開的能力，并且，它還沒有會浪費空間的突出部，這些突出部要求特別的軸向定位或轉(zhuǎn)動定位，并會造成損傷，或收集碎片。這種類型的夾子也很好地適應(yīng)芯軸和插入件形狀的不規(guī)則。然而，這種夾子的安裝要求在安裝部位相當(dāng)麻煩和困難地使用一個熱源，來實現(xiàn)該夾子與軟管連接端的接合。在組裝線類型的環(huán)境下，這特別困難，在這種情況下，可能要把不同類型的軟管連接系統(tǒng)安裝在機動車設(shè)備上。例如，可能把軟管連接系統(tǒng)的構(gòu)形做成在多個方向上，例如，在水平方向上和在豎直方向上；它們可能在一排直徑中；它們可能被設(shè)置在被其它裝置圍繞著的相對受限制的緊湊區(qū)域內(nèi)。另外，必須在足以使夾子與軟管適當(dāng)?shù)亟雍系囊欢螘r間內(nèi)施加熱量；這可能要求由幾秒到幾分鐘，取決于夾子的尺寸和位置，這一操作是費時間的，并且在組裝線的裝配中通常是不實際的。也可能要求沿著組裝線設(shè)置附加的能源，來適應(yīng)熱源的使用。
滿意地施加可以熱收縮的帶還在非常大的程度上取決于操作者的誤差；如果不能均勻地施加熱量，該帶可能不能正確地裝配，造成增加泄漏的可能性。為了確保熱量均勻地分布，可能需要使用一種裝置或熱監(jiān)視器。同樣，如果沒有把夾子施加在正確的位置上，完美的熱量分布可能也無法補償裝配的不準(zhǔn)，這也增加了泄漏的可能性。迄今還不知道一種可以自調(diào)節(jié)的軟管夾，它關(guān)于軟管的連接端可以給出均勻的收縮作用力，可以改善動態(tài)的和靜態(tài)的環(huán)箍應(yīng)力，并且，可以把這種軟管夾容易地施加到軟管連接端上，而不需要從外部施加熱量。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種軟管夾，它能夠快速地安裝到軟管和管路的連接端上，而不用施加熱量到該夾子上。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種軟管夾，它通過動態(tài)的環(huán)箍應(yīng)力給出關(guān)于軟管的連接部位的改進了的收縮作用力。
為了實現(xiàn)上述和其它目的，并按照本發(fā)明的如在這里實施和廣泛描述的一個目的，提供了一種自調(diào)節(jié)的至少兩次取向的高聚物軟管夾和使用該夾的方法。本發(fā)明的軟管夾提供了關(guān)于彈性軟管的連接端的夾緊作用力。該裝置包括一個至少兩次取向的高聚物的帶，它對至少兩個減小直徑的釋放溫度中的每一個溫度作出響應(yīng)，進行收縮，把這種高聚物做成帶或做成一個夾子。
結(jié)合在本說明中并構(gòu)成它的一部分的附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，它們與描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。在這些附圖中有

圖1為另一種先有技術(shù)的軟管和管路夾的透視圖。
圖2為在夾子的第一次高聚物取向之前的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的透視圖。
圖3為在高聚物材料的第一次高聚物取向之后并在第二次高聚物取向之前的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的端視圖。
圖4為在高聚物材料的第二次高聚物取向之后本發(fā)明的優(yōu)選實施例的端視圖。
圖5為一個優(yōu)選實施例的端視圖，示出了在軟管的連接端上初始的收縮之后在圖6的線5-5上的被取向的高聚物帶。
圖6為一個剖開側(cè)視圖，示出了施加到在芯軸上的軟管上的本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。
圖7為另一個優(yōu)選實施例的透視圖，示出了在第一次和第二次高聚物取向之前和之后的高聚物帶。
圖8為另一個優(yōu)選實施例的端視圖，示出了在初始的收縮之后裝到軟管的連接端上的被取向的高聚物。
圖9為一個側(cè)視圖，示出了在實現(xiàn)本發(fā)明中有用的圓形限制裝置的一個實施例。
參見圖，特別是參見圖1，該圖為已有的軟管夾的一個示例，即，可以熱收縮的軟管和管路夾，在有較大的收縮作用力和容易有效地安裝在軟管和管路的連接端上的方面，本發(fā)明尋求改進它的缺點。
參見圖2，在該圖示出了本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，它的形式為處于它的未取向或在膨脹之前的狀態(tài)的自調(diào)節(jié)的至少兩次取向高聚物軟管和管路夾10。在本說明文件中，″至少兩次取向的高聚物″這個詞的含義為一種高聚物，已經(jīng)使它取向即使它機械地膨脹至少兩次，形成一種高聚物，它對至少兩個使直徑減小的釋放溫度中的每一個溫度作出響應(yīng)，實現(xiàn)收縮。
這時的該夾子10的內(nèi)徑A被定義為它的第一標(biāo)稱內(nèi)徑。此直徑通常比該夾子將施加到其上的軟管的連接端的外徑小。通過首先擠壓成形出帶有孔12的一根夾子材料管，并把它切成如所示的長度，可以制成此夾子10。在一個優(yōu)選實施例中，把夾子設(shè)計成使得該夾子將設(shè)置在其上的軟管的直徑與該夾子的第一標(biāo)稱直徑的比由大約2.5∶1.0到大約5.0∶1.0，更可取的是由大約3.0∶1.0到4.8∶1.0，并且，最可取的是由大約3.5∶1.0到大約4.5∶1.0。
在實現(xiàn)本發(fā)明中有用的夾子材料與先有技術(shù)的金屬軟管夾相比有較低的模量，這容許可以使用較寬的寬度；該夾子可以在芯軸的頭部上伸展，而不犧牲該夾子的密封整體性。夾子材料的均勻性和夾子設(shè)計的連續(xù)性使得可以有較大的夾子厚度。在先有技術(shù)的金屬夾子中，這樣較大的厚度一般可能造成泄漏的路徑。例如，設(shè)計用來與傳統(tǒng)的2.5英寸(6.4厘米)內(nèi)徑的彈性軟管一起使用的本發(fā)明的軟管夾將有由大約1.20英寸(3.05厘米)到大約1.40英寸(3.56厘米)的寬度，和由大約0.080英寸(0.20厘米)到大約0.100英寸(0.25厘米)的厚度。在另一個示例中，設(shè)計用來與傳統(tǒng)的0.75英寸(1.91厘米)內(nèi)徑的軟管一起使用的本發(fā)明的軟管夾將有由大約0.75英寸(1.91厘米)到大約0.94英寸(2.39厘米)的寬度，和由大約0.060英寸(0.15厘米)到大約0.080英寸(0.20厘米)的厚度。
再次參見圖2，隨后，在一個預(yù)先選定的溫度下用機械的方法使該管第一次擴展，取圖3中用實線所示的形狀。在此接合處，夾子10的內(nèi)徑為B，此內(nèi)徑在第一次高聚物取向之后但是在第二次高聚物取向之前的過渡期間內(nèi)存在。此直徑被稱為第二標(biāo)稱內(nèi)徑。此第二標(biāo)稱內(nèi)徑一般也比軟管的外徑小，但是比夾子的第一標(biāo)稱內(nèi)徑大。第一次機械擴展實現(xiàn)了高聚物的第一次取向，這是用機械的方法使高聚物材料變形的過程，從而在高聚物結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力特征，這造成對于兩個或更多的使直徑減小的釋放溫度之一的響應(yīng)。與此擴展步驟有關(guān)的應(yīng)力釋放表現(xiàn)為高聚物材料趨向把它本身重新朝向在第一次高聚物取向之前的形狀變形，即朝向它的第一標(biāo)稱內(nèi)徑A改變，并且，當(dāng)把該夾子暴露給第一機械擴展的溫度或接近該第一機械擴展溫度時發(fā)生此應(yīng)力釋放。
在一個優(yōu)選實施例中，進行第一機械擴展，使得夾子的第二標(biāo)稱內(nèi)徑與第一標(biāo)稱內(nèi)徑的比為由大約1.5∶1.0到大約5.0∶1.0，更可取的是由大約2.5∶1.0到4.2∶1.0，并且，最可取的是由大約3.0∶1.0到大約4.0∶1.0。
形成本發(fā)明的軟管夾的高聚物帶對至少兩個使直徑減小的釋放溫度中的每一個溫度作出響應(yīng)，這些釋放溫度最好落在由大約40攝氏度到大約175攝氏度的范圍內(nèi)，把帶暴露給這些溫度中的任何溫度使該帶趨向于收縮?？筛淖兊仡A(yù)先選定使直徑減小的釋放溫度。在這種情況下，最好把每個使直徑減小的釋放溫度選擇成使得對于每個這樣的溫度出現(xiàn)可區(qū)分的收縮狀況。這就是說，對于一個給定的帶，每個使直徑減小的釋放溫度最好與在該特定的范圍內(nèi)任何另一個使直徑減小的釋放溫度至少有大約5攝氏度的差別。
當(dāng)采用在實現(xiàn)本發(fā)明中優(yōu)選的高聚物材料時，最好在低于軟管和芯軸材料的熔點的溫度下進行每次機械擴展操作，但是在任何情況下，要高于大約-40攝氏度，最好高于大約-10攝氏度，以便產(chǎn)生在本發(fā)明中有用的釋放特征。
在一個涉及汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的優(yōu)選實施例中，最好在由大約0攝氏度到大約150攝氏度的溫度范圍內(nèi)，更可取的是由大約15攝氏度到大約100攝氏度，并且，最可取的是由大約60攝氏度到大約85攝氏度。按照這一實施例，在這些相對較高的溫度下進行的第一機械擴展在該夾子中產(chǎn)生它的對至少兩個使直徑減小的釋放溫度中的第二個溫度的響應(yīng)特征。
一旦把該夾子用機械的方法擴展第一次，可以通過把它足夠地冷卻，使它暫時地設(shè)定在它的第二標(biāo)稱內(nèi)徑上，即在由大約15攝氏度到大約-40攝氏度的溫度下，更可取的是由大約10攝氏度到大約-25攝氏度，并且，最好為由大約5攝氏度到大約-20攝氏度?？蛇x地把取向的帶以此第二標(biāo)稱內(nèi)徑裝在一個限制裝置上，以避免可能遇到的任何收縮。對于這樣的限制裝置可以設(shè)想使用包括硬紙板的任何適當(dāng)?shù)牟牧?，此限制裝置一般可以為圓形的形狀，其外徑剛好比該帶的第二標(biāo)稱內(nèi)徑小，容許把該帶放置在該限制裝置上。
隨后在一個預(yù)先選定的溫度下把夾子用機械的方法擴展第二次，取在圖4中用實線表示的形狀。在完成此第二次擴展后，夾子10的內(nèi)徑為C，此內(nèi)徑在第二次高聚物取向之后但是在接續(xù)的機械擴展或者施加到軟管的連接端上并在其上收縮之前的過渡期間內(nèi)存在。此直徑被稱為第三標(biāo)稱內(nèi)徑。此第三標(biāo)稱內(nèi)徑一般比軟管的外徑大。此第二次機械擴展包括高聚物的第二次取向，此過程重復(fù)了使高聚物材料機械變形的過程，從而在高聚物結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生附加的應(yīng)力特征，這造成對于兩個或更多的使直徑減小的釋放溫度中的第二個溫度的響應(yīng)。與此擴展步驟有關(guān)的應(yīng)力釋放表現(xiàn)為高聚物材料趨向把它本身重新朝向在第二次高聚物取向操作之前的形狀變形，即朝向它的第二標(biāo)稱內(nèi)徑B改變，并且，一般當(dāng)把該夾子暴露給第二機械擴展的溫度或接近該第二機械擴展溫度時發(fā)生此應(yīng)力釋放。
在一個優(yōu)選實施例中，進行第二機械擴展，使得夾子的第三標(biāo)稱內(nèi)徑與第一標(biāo)稱內(nèi)徑的比最好為由大約3.0∶1.0到大約6.0∶1.0，更可取的是由大約4.0∶1.0到5.5∶1.0，并且，最可取的是由大約4.4∶1.0到大約5.2∶1.0。當(dāng)采用與汽車?yán)鋮s系統(tǒng)有關(guān)的本發(fā)明的此優(yōu)選實施例所優(yōu)選的高聚物材料時，第二機械擴展溫度最好在由大約0攝氏度到大約40攝氏度的溫度范圍內(nèi)，更可取的是由大約10攝氏度到大約30攝氏度，并且，最可取的是由大約15攝氏度到大約25攝氏度。這些范圍一般包括通常被稱為″室溫″的范圍。按照這一實施例，在室溫下進行的此第二機械擴展在該夾子中產(chǎn)生它的對至少兩個使直徑減小的釋放溫度中的第一個溫度的響應(yīng)特征。
緊接在第二次機械擴展操作之后，以及在任何在室溫或室溫附近進行的機械擴展操作之后，可以把至少兩次取向的高聚物夾子裝在通常為圓形的堅固的限制裝置上，此限制裝置承受在該夾子中產(chǎn)生的傾向于重新使它變形成它各自的取向之前的直徑的作用力。一種這樣的堅固的限制裝置的一個示例在圖9中示出，它包括一個堅固的帶，此帶或者有對接的端部，或者有縫合的端部，把它做成一個圓或環(huán)20。在本文件中″縫合″這個詞的含義是一種類型的端部纏繞在一起或舌形構(gòu)形和凹槽構(gòu)形，其中這樣的限制裝置的每個用另外方法對接的端部的特征為交替的齒部和齒刃部，把這些部分做成與相對的端部上的類似部分相接合。盡管要求此限制裝置有足夠的強度承受由于帶產(chǎn)生的壓縮作用力造成的彎曲，但是此限制裝置必須是可以壓碎到可以通過用一種適當(dāng)?shù)墓ぞ呋蛴檬质┘尤魏卧趶较蛏系淖饔昧Χ阉鼜澢驂核榈某潭?。為了在使用時能由該限制裝置上除去該帶，這是必須的。此帶可以由任何適當(dāng)?shù)膱怨痰牟牧现瞥桑ㄤX，鋼，增強的硬紙板和木頭，在一個優(yōu)選實施例中，它由鋁制成。環(huán)的厚度將依照被取向的高聚物夾子的尺寸和它所施加的收縮作用力而改變。
在一個優(yōu)選實施例中，堅固的限制裝置由一種四分之一硬或半硬的切開邊緣的鋁合金制成。按照這一實施例，并且為了適應(yīng)設(shè)計用于內(nèi)徑由大約0.025英寸(0.64厘米)到大約3.125英寸(7.93厘米)的標(biāo)準(zhǔn)軟管的至少兩次取向的高聚物夾子的需要，即對于外徑由大約0.60英寸(0.15厘米)到大約4.20英寸(10.7厘米)的限制裝置，該限制裝置的壁厚最好由大約0.010英寸(0.025厘米)到大約0.050英寸(0.13厘米)，更可取的是由大約0.015英寸(0.038厘米)到大約0.040英寸(0.10厘米)，并且，最可取的是由大約0.020英寸(0.051厘米)到大約0.035英寸(0.089厘米)。對于這些設(shè)計參數(shù)，該限制裝置的帶的寬度最好由大約0.500英寸(1.27厘米)到大約2.00英寸(5.08厘米)，更可取的是由大約0.55英寸(1.40厘米)到大約1.75英寸(4.45厘米)，并且，最可取的是由大約0.60英寸(1.52厘米)到大約1.60英寸(4.06厘米)。
如果尋求在夾子中賦予附加的使直徑減小的釋放溫度，可以在該至少兩次取向的高聚物夾子上進行附加的機械擴展操作。然而，在這時，可以準(zhǔn)備軟管夾10用來設(shè)置在彈性的軟管的連接端上，用來把該夾子10夾緊到一個芯軸或其它軟管插入件16上，如在圖6中所示出的那樣。芯軸或插入件16可以與任何流體運送系統(tǒng)相結(jié)合。這樣的芯軸和插入件更可取地是與在由大約-40攝氏度到大約175攝氏度的溫度范圍內(nèi)攜帶流體的系統(tǒng)相結(jié)合。在一個優(yōu)選實施例中，芯軸和插入件與汽車引擎的冷卻系統(tǒng)相結(jié)合。
希望在把夾子10施加到軟管連接處之前，把在限制裝置上的夾子冷卻到由大約0攝氏度到大約-60攝氏度的溫度，更可取的是由大約-5攝氏度到大約-50攝氏度，并且，最可取的是由大約-10攝氏度到大約-30攝氏度，盡管這在實現(xiàn)本發(fā)明中不是必須的。這特別是下列情況第一使直徑減小的釋放溫度在室溫或接近室溫；在使用之前冷卻該夾子使在室溫下的初始收縮變慢，以便容許有令人滿意的時間長度用來適當(dāng)?shù)匕褗A子施加到軟管和芯軸組件的連接部位上。顯然，在施加夾子之前這樣的冷卻僅只能減緩，而一般說來不能防止帶的收縮。因此，在它的使直徑減小的釋放溫度以下，夾子可以開始明顯地收縮，但是這種收縮是以比當(dāng)夾子被暴露在預(yù)先選定的使直徑減小的釋放溫度或接近釋放溫度時出現(xiàn)的收縮速率要慢得多的速率收縮。
如在圖5和圖6中所示，把夾子10施加到軟管和連接組件的連接部位18上包括把夾子10由堅固的限制裝置20上除去，把夾子10設(shè)置在軟管14的連接端18上，并把端部18設(shè)置在芯軸或插入件16上。可以把潤滑油施加到軟管和/或芯軸上，使施加夾子變得容易。設(shè)想通常將在室溫環(huán)境下安裝至少兩次取向的高聚物軟管夾。在一個優(yōu)選實施例中，在室溫下進行第二次機械擴展，造成夾子對第一使直徑減小的釋放溫度的響應(yīng)。因此，在此第一使直徑減小的釋放溫度除去堅固的限制裝置觸發(fā)初始的或第一次收縮，即達到它的第二標(biāo)稱內(nèi)徑B。然而，由于有軟管，基本上防止了該夾子達到第二標(biāo)稱內(nèi)徑。而，這時夾子收縮直到達到被稱為它的第四標(biāo)稱內(nèi)徑的一個內(nèi)徑。因此，此夾子的第四標(biāo)稱內(nèi)徑是設(shè)想在夾子的第一使直徑減小的釋放溫度下由于關(guān)于軟管和芯軸的連接端初始的收縮使夾子具有的內(nèi)徑。夾子的第四標(biāo)稱內(nèi)徑通常比它的第三標(biāo)稱內(nèi)徑小。
這里，夾子處在連接部位的位置，并且，在與汽車?yán)鋮s系統(tǒng)有關(guān)的一個優(yōu)選實施例中，現(xiàn)在可以通過該系統(tǒng)輸送冷卻劑，一般達到大約110攝氏度的溫度。按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并通過預(yù)先選擇第二使直徑減小的釋放溫度，軟管夾盡管是通過軟管材料暴露給此提高了的溫度觸發(fā)第二使直徑減小的釋放特征，使夾子趨向于進一步收縮到前面被稱為第一標(biāo)稱內(nèi)徑A的程度。然而，由于存在軟管再次基本上防止了夾子達到其第一標(biāo)稱內(nèi)徑。而，這時夾子收縮直到達到被稱為它的第五標(biāo)稱內(nèi)徑的一個內(nèi)徑。因此，此夾子的第五標(biāo)稱內(nèi)徑是在夾子的第二使直徑減小的釋放溫度下由于關(guān)于軟管和芯軸的連接端第二次收縮使夾子具有的內(nèi)徑。
在實施在汽車?yán)鋮s系統(tǒng)環(huán)境中的本發(fā)明的優(yōu)選實施例過程中，發(fā)現(xiàn)第一收縮狀況足以在設(shè)計用于5/8英寸(1.59厘米)內(nèi)徑軟管的自調(diào)節(jié)的至少兩次取向的高聚物軟管夾中產(chǎn)生大約500psi(3.46*10**6Pa)的動態(tài)環(huán)箍應(yīng)力，在實施中，此應(yīng)力對于這樣的夾子關(guān)于軟管連接端的可接受的初始接合是足夠的。因此，為了有足夠的收縮，把夾子設(shè)定在關(guān)于如圖5中所示的連接端18的一個牢固位置，施加熱量不是必須的。因為夾子10的材料有相當(dāng)好的柔性，并且，夾子的形狀沒有明顯的不連續(xù)部位，所以，可以看到，在此部位夾子10所施加的收縮作用力基本上是均勻的。
表1列出了本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例的各自的標(biāo)稱內(nèi)徑，以及對它們最佳設(shè)計了每個夾子的彈性軟管的內(nèi)徑和外徑，所有數(shù)值以英寸給出，并且；ID=內(nèi)徑OD=外徑D1=第一標(biāo)稱內(nèi)徑D2=第二標(biāo)稱內(nèi)徑D3=第三標(biāo)稱內(nèi)徑表1軟管內(nèi)徑 軟管外徑 夾子D1夾子D2 夾子D30.250 0.560 0.197 0.462 0.6690.500 0.810 0.197 0.729 0.9510.750 1.065 0.265 0.970 1.2501.000 1.340 0.321 1.232 1.5731.250 1.640 0.381 1.470 1.8751.500 1.890 0.429 1.692 2.156
1.750 2.140 0.476 1.914 2.4402.000 2.390 0.560 2.133 2.7502.250 2.640 0.607 2.330 3.0252.500 2.890 0.655 2.520 3.3132.750 3.140 0.690 2.738 3.5803.000 3.390 0.771 2.947 3.886關(guān)于軟管夾的前三個標(biāo)稱內(nèi)徑，按照另一個優(yōu)選實施例，帶的第三標(biāo)稱內(nèi)徑與軟管外徑的比在后面被稱為″裕度比″，此比值最好為由大約1.0∶1.0到大約1.5∶1.0，更可取的是由大約1.05∶1.0到1.28∶1.0，并且，最可取的是由大約1.10∶1.0到大約1.21∶1.0。軟管外徑與第二標(biāo)稱內(nèi)徑的比最好為由大約1.0∶1.0到大約1.5∶1.0，更可取的是由大約1.05∶1.0到1.3∶1.0，并且，最可取的是由大約1.1∶1.0到大約1.2∶1.0。帶的第三標(biāo)稱內(nèi)徑與帶的第二標(biāo)稱內(nèi)徑的比最好為由大約1.05∶1.0到大約2.0∶1.0，更可取的是由大約1.1∶1.0到1.6∶1.0，并且，最可取的是由大約1.2∶1.0到大約1.5∶1.0。
在圖7中示出了本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例。在這里，夾子10的材料被做成窄條10a。隨后，按照前面對高聚物取向描述的步驟和因素把該窄條拉伸至少兩倍，到達新的取向尺寸10b,10c。隨后，把至少兩次取向的窄條10c折疊到它自身上，形成一個帶，把重疊的部分用化學(xué)的方法或其它方法焊接起來，如在圖8中以實線對于夾子10d所示出的那樣。在此實施例中夾子10d的使用與對于前面的實施例的使用相同。然而，此實施例在夾子10中在窄條重疊的位置引入了不連續(xù)的部位，產(chǎn)生了與前面描述的實施例中相比不太均勻的收縮作用力。這種均勻性的降低是否會造成泄漏取決于夾子的具體使用。
在實施本發(fā)明中有用的材料與對于所描述的實施例的材料的特征基本上是相同的。這些材料一旦經(jīng)受接續(xù)的機械拉伸操作以后有多重使直徑減小的釋放特征，或?qū)Χ鄠€使直徑減小的釋放溫度作出響應(yīng)，造成多次收縮的狀況。使直徑減小的釋放特征的數(shù)目一般說來等于材料經(jīng)受的機械拉伸操作的數(shù)目。最好可以對于所打算的應(yīng)用在給定的范圍內(nèi)預(yù)先選擇每個使直徑減小的釋放特征，這是通過選擇在高聚物取向過程中把材料保持在該溫度下的溫度實現(xiàn)的。夾子在該溫度下用機械方法擴展的那個溫度一般但不必然是將觸發(fā)給定的收縮狀況的溫度。這一特點給夾子設(shè)計者提供了足夠的余地來對于多種不同的壓力和溫度的使用進行設(shè)計，并且，對于多種條件進行設(shè)計，在運輸和儲存過程中夾子將暴露在這些條件下。
夾子由一種材料制成，此材料每次在經(jīng)受在它各自的釋放溫度或高于各自的釋放溫度時最好顯著地收縮。這一特征在下面被稱為″堅韌收縮″。這與那些可以熱收縮的材料相反，那些材料只收縮幾次，甚至只收縮一次，達到被它們的環(huán)境確定的一個限度，隨后取一定形狀，使得即使被加熱，在自由空間中不受限制，該材料也不能多次收縮。只要不容許材料收縮到如果該夾子在自由空間中不受限制地長時間經(jīng)受高于它的釋放溫度的溫度所可能造成的程度，就會出現(xiàn)在本發(fā)明中優(yōu)選的材料中的堅韌收縮。如果夾子經(jīng)受這樣的條件，一般不能作到每次把它暴露給它的特定的釋放溫度都能夠收縮。然而，在實際應(yīng)用中，限制該夾子出現(xiàn)這種類型的顯著收縮，開始是靠堅固的限制裝置，其后是靠被夾緊的物體。
準(zhǔn)備制作成夾子的材料也最好特征為通過彈性和熱膨脹系數(shù)的接合，使得該夾子以一定速率在加熱的條件下擴展并在冷卻的條件下收縮，該速率接近或高于該夾子作用在其上的材料的相應(yīng)的擴展和收縮的速率，這些材料包括軟管和下面的芯軸。
在汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的環(huán)境下，溫度，壓力和使用期限一般對軟管，芯軸，插入件和夾子有影響。通常要求夾子由于冷卻劑的循環(huán)能重復(fù)性地收縮和擴展。壓力和使用期限的更顯著的影響包括軟管材料的流動或壓縮，而在夾子附近軟管壁變薄。堅韌的收縮，接近或高于軟管材料的熱膨脹系數(shù)以及好的彈性的結(jié)合使本發(fā)明的夾子在連續(xù)地或周期性地經(jīng)受預(yù)先選定的釋放溫度或高于預(yù)先選定的釋放溫度的那些應(yīng)用中有自調(diào)節(jié)的能力，即以接近下面的材料的速率進行擴展和收縮。通過有適當(dāng)?shù)膭討B(tài)和靜態(tài)環(huán)箍應(yīng)力，由于它的自調(diào)節(jié)特征，同時由于收縮作用力基本上均勻和對芯軸和插入件形狀的不規(guī)則的適應(yīng)性，夾子可以補償壓力，溫度和使用期限對于軟管和芯軸的影響。因此，在夾子和有關(guān)的流體輸送系統(tǒng)的使用期限內(nèi)基本上消除了熱泄漏和冷泄漏。
對于本發(fā)明的至少兩次取向的高聚物軟管夾來說，動態(tài)環(huán)箍應(yīng)力是由于夾子的內(nèi)徑主動地減小使夾子施加到被夾緊的物體上的在帶的每單位截面積上的收縮作用力。在這種情況下，這隨著個別收縮狀況的不同而不同。靜態(tài)環(huán)箍應(yīng)力是夾子由于對抗被夾緊的物體所施加的膨脹作用力而施加到被夾緊的物體上的在帶的每單位截面積上的收縮作用力。
對于本發(fā)明的至少兩次取向的高聚物軟管夾來說，存在至少兩個動態(tài)環(huán)箍應(yīng)力值和至少兩個靜態(tài)環(huán)箍應(yīng)力值；對于每種收縮狀況一個值。然而，對于低溫收縮狀況的靜態(tài)懷箍應(yīng)力，即夾子的第一靜態(tài)環(huán)箍應(yīng)力只存在一個非常短的時間，即只是當(dāng)較高溫度的流體還沒有流過連接部位，觸發(fā)第二種收縮狀況時存在。對于與通常設(shè)計的芯軸和插入件一起的汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的應(yīng)用，與初始收縮狀況有關(guān)的動態(tài)環(huán)箍應(yīng)力，即夾子的第一動態(tài)環(huán)箍應(yīng)力最好是由大約10到大約3000psi(6.89×104到大約2.07×107pa)；更可取的是由大約100到大約2000psi(6.89×105到大約1.38×107pa)；并且，最可取的是由大約500到大約1500psi(3.45×106到大約1.03×107pa)，所有這些數(shù)值都是在-40攝氏度到175攝氏度的溫度范圍內(nèi)。與第二收縮狀況有關(guān)的動態(tài)環(huán)箍應(yīng)力，即夾子的第二動態(tài)環(huán)箍應(yīng)力最好是由大約100到大約4000psi(6.89×105到大約2.76×107pa)；更可取的是由大約800到大約3500psi(5.52×106到大約2.41×107pa)；并且，最可取的是由大約1000到大約2600psi(6.89×106到大約1.79×107Pa)，所有這些數(shù)值都是在-40攝氏度到175攝氏度的溫度范圍內(nèi)。對于此第二收縮狀況的靜態(tài)環(huán)箍應(yīng)力，即夾子的第二靜態(tài)環(huán)箍應(yīng)力最好是由大約100到大約5000psi(6.89×105到大約3.45×107pa)；更可取的是由大約800到大約4500psi(5.52×106到大約3.10×107pa)；并且，最可取的是由大約1000到大約3600psi(6.89×106到大約2.48×107pa)，所有這些數(shù)值都是在-40攝氏度到175攝氏度的溫度范圍內(nèi)。
令人驚奇地發(fā)現(xiàn)通過至少兩次用機械方法拉伸的操作把至少兩次使直徑減小的特征結(jié)合進夾子中，現(xiàn)在通?？梢垣@得達到采用先有技術(shù)的熱收縮高聚物夾子所可以得到的數(shù)量的大約兩倍的用動態(tài)環(huán)箍應(yīng)力表示的收縮作用力。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，準(zhǔn)備制作成夾子的材料可以經(jīng)受普通的化學(xué)物，包括乙二醇，汽油，馬達油和類型A和E的汽車變速器流體。汽油被確定為在ASTM D471-79標(biāo)準(zhǔn)中的ASTM參考油C。馬達油被確定為在ASTM D471-79標(biāo)準(zhǔn)中的ASTM3號油。ASTM D471-79在這里被結(jié)合進來作為參考。優(yōu)選的材料對這些油的耐用能力使得當(dāng)把該材料浸在乙二醇中并在22攝氏度的溫度下保持七天，它保持它原來的抗拉強度的101％，它原來的拉伸至斷裂的強度(elongation to break)的94％，它的原來的模量的86％，膨脹小于1％。當(dāng)浸在汽油中并在22攝氏度的溫度下保持七天，優(yōu)選的夾子材料保持它原來的抗拉強度的93％，它原來的拉伸至斷裂的強度的94％，它的原來的模量的91％，膨脹24％。當(dāng)浸在汽油中并在70攝氏度的溫度下保持七天，優(yōu)選的夾子材料保持它原來的抗拉強度的105％，它原來的拉伸至斷裂的強度的102％，它的原來的模量的92％，膨脹31％。當(dāng)浸在馬達油中并在100攝氏度的溫度下保持七天，優(yōu)選的夾子材料保持它原來的抗拉強度的104％，它原來的拉伸至斷裂的強度的107％，它的原來的模量的101％，膨脹11％。當(dāng)浸在類型A的汽車變速器流體中并在100攝氏度的溫度下保持七天，優(yōu)選的夾子材料保持它原來的抗拉強度的109％，它原來的拉伸至斷裂的強度的130％，膨脹5％。當(dāng)浸在類型F的汽車變速器流體中并在100攝氏度的溫度下保持七天，優(yōu)選的夾子材料保持它原來的抗拉強度的104％，它原來的拉伸至斷裂的強度的100％，膨脹5％。
在一個優(yōu)選實施例中，準(zhǔn)備制作成夾子的材料包括共聚物，在一個更可取的實施例中，包括共聚多酯。杜邦化學(xué)公司以HYTREL的商標(biāo)在市場上供應(yīng)一種優(yōu)選的材料，此材料滿足上述的優(yōu)選的特征。兩種優(yōu)選的材料是HYTREL型號4056和HYTREL型號6346。也有其它的有類似特征并基本上滿足上述標(biāo)準(zhǔn)的材料。
按照優(yōu)選實施例的本發(fā)明的至少兩次取向的高聚物軟管夾為相對較柔軟的材料，此材料使它可以施加均勻的收縮作用力，同時適應(yīng)軟管或芯軸的形狀的不規(guī)則。還有，由于它把堅韌的收縮，彈性和熱膨脹系數(shù)結(jié)合起來，此夾子可以跟隨著軟管材料的膨脹和收縮，即它是自調(diào)節(jié)的，這減小了軟管材料在夾子與芯軸或插入件之間流動的可能性。這一特征解決了壓力，溫度和使用期限對軟管和芯軸或其它插入件的短期和長期效應(yīng)。
此夾子對多個使直徑減小的釋放溫度中的每一個作出收縮響應(yīng)，并且，在一個優(yōu)選實施例中，對兩個使直徑減小的釋放溫度中的每一個作出收縮響應(yīng)。在一個優(yōu)選實施例中，把第一釋放溫度選擇成在室溫下提供初始的收縮狀況，或由大約0攝氏度到大約40攝氏度，更可取的是由大約10攝氏度到大約30攝氏度，并且，最可取的是由大約15攝氏度到大約25攝氏度，這產(chǎn)生了足夠的收縮作用力，保持夾子適當(dāng)?shù)亟雍系杰浌芙M件的連接部位上。最好把第二釋放溫度選擇成在升高的溫度下提供第二種收縮狀況，在由大約0攝氏度到大約150攝氏度，更可取的是由大約15攝氏度到大約100攝氏度，并且，最可取的是由大約60攝氏度到大約85攝氏度，這產(chǎn)生比先有技術(shù)高聚物軟管夾改進了的用動態(tài)環(huán)箍應(yīng)力表示的收縮作用力。這些特征的總效果是提供了一種改進了的夾子，可以把它施加到軟管和芯軸或其它連接裝置的連接端上，而不需要由外面對夾子施加熱量，并且，該夾子一旦放在其位置上，并輸送較高溫度的流體，將給出改進了的用動態(tài)環(huán)箍應(yīng)力表示的收縮作用力，并從而改進防止熱泄漏和冷泄漏的能力。
本發(fā)明的夾子也提供了環(huán)箍應(yīng)力，足以基本上防止與采用先有技術(shù)設(shè)計的芯軸和插入件的汽車?yán)鋮s系統(tǒng)有關(guān)的軟管的吹出和拉出。此夾子還能適當(dāng)?shù)亟?jīng)受汽車?yán)鋮s系統(tǒng)環(huán)境的化學(xué)物，并能適當(dāng)?shù)亟?jīng)受腐蝕，從而在相當(dāng)長的使用期間內(nèi)提供服務(wù)。它的重量輕，并且沒有突出部，那些突出部會浪費空間，要求特別的軸向和圓周方向上的設(shè)置，并且是收集碎片的原因，或者是潛在的損壞的原因。還有，該夾子的多個使直徑減小的釋放溫度使得它可以快速而容易地施加上，并且，容易地適用于組裝生產(chǎn)線的安裝。迄今，在設(shè)計用于汽車?yán)鋮s系統(tǒng)應(yīng)用的軟管夾中還沒有這些特征和好處的結(jié)合可供使用。
盡管用本發(fā)明的這種至少兩次取向的高聚物軟管夾可以獲得的用動態(tài)環(huán)箍應(yīng)力表示的收縮作用力一般說來可以為或超過采用先有技術(shù)的可以熱收縮的高聚物軟管夾可得到的收縮作用力的兩倍，但是，一個特定的夾子施加的具體的收縮作用力取決于許多變量，這包括第二標(biāo)稱內(nèi)徑與第一標(biāo)稱內(nèi)徑之比，第一標(biāo)稱內(nèi)徑與軟管外徑之比，以及這些至少兩次取向的高聚物夾子暴露在其中的儲存條件，包括溫度和時間長度。一般說來，第二標(biāo)稱內(nèi)徑與第一標(biāo)稱內(nèi)徑之比越高，在它的第二使直徑減小的釋放溫度下在一個給定的夾子中可供使用的收縮作用力越大。軟管外徑與夾子的第二標(biāo)稱內(nèi)徑之比越高，在它的第一使直徑減小的釋放溫度下在一個給定的夾子中可供使用的收縮作用力越大。還有，如果把一個夾子在一個剛硬的限制裝置上在大約20攝氏度下保存少于例如六個月，它將給出比如果把它在大約50攝氏度下保存多于六個月要大的收縮作用力。
在圖中已經(jīng)示出了并在可以改變的改型和另外的實施例中詳細地描述了本發(fā)明的上面的描述和說明性的實施例。然而，應(yīng)該理解到，本發(fā)明的上面的描述只是提供了示例，而本發(fā)明的范圍只由權(quán)利要求書限定，如聯(lián)系先有技術(shù)所解釋的那樣。還有，可以在沒有在這里未專門描述的任何部件的條件下實施在這里說明性地公布的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1．一種改進的軟管夾，類型為取向高聚物類型的軟管夾，其改進包括所述軟管夾對于至少兩個使直徑減小的釋放溫度中的每一個溫度有收縮響應(yīng)。
2．按照權(quán)利要求1的改進，其特征在于，還包括所述至少兩個使直徑減小的釋放溫度在大約-40攝氏度到大約175攝氏度的范圍內(nèi)。
3．按照權(quán)利要求2的改進，其特征在于，還包括所述至少兩個使直徑減小的釋放溫度可改變地預(yù)先選定。
4．按照權(quán)利要求3的改進，其特征在于，通過選擇高聚物取向溫度來實現(xiàn)所述釋放溫度的預(yù)先選定。
5．按照權(quán)利要求3的改進，其特征在于，把所述使直徑減小的釋放溫度中的每個溫度可改變地預(yù)先選定為與任何其它的使直徑減小的釋放溫度至少差5攝氏度。
6．按照權(quán)利要求1的改進，其特征在于，所述軟管夾用來提供關(guān)于與汽車?yán)鋮s系統(tǒng)有關(guān)的彈性軟管和芯軸的連接端的夾緊作用力；所述軟管夾由形式為帶的至少兩次取向的高聚物制成，所述至少兩個使直徑減小的釋放溫度中的每個溫度在大約-40攝氏度到大約175攝氏度的范圍內(nèi)，把所述帶的尺寸和形狀做成在徑向上關(guān)于所述軟管的所述連接端設(shè)置，使所述軟管與所述芯軸嚴(yán)密地密封接合，并防止所述軟管相對于所述芯軸在軸向上移動。
7．按照權(quán)利要求6的改進，其特征在于，所述帶有在大約0攝氏度到大約40攝氏度的范圍內(nèi)的第一使直徑減小的釋放溫度和在大約0攝氏度到大約175攝氏度的范圍內(nèi)的第二使直徑減小的釋放溫度。
8．按照權(quán)利要求6的改進，其特征在于，所述帶有在大約10攝氏度到大約30攝氏度的范圍內(nèi)的第一使直徑減小的釋放溫度和在大約15攝氏度到大約100攝氏度的范圍內(nèi)的第二使直徑減小的釋放溫度。
9．一種改進的彈性軟管，芯軸和軟管夾組件，包括a．有一個連接端的彈性軟管；b．插進所述連接端的一個芯軸；以及c．在所述連接端裝在所述軟管上的一個軟管夾；其改進包括所述軟管夾對于至少兩個使直徑減小的釋放溫度中的每一個溫度有收縮響應(yīng)。
10．生產(chǎn)軟管夾的一種改進的方法，包括如下步驟擠壓一種高聚物形成有第一標(biāo)稱內(nèi)徑的帶，以及用機械的方法第一次擴展所述帶，其改進包括a．所述用機械方法擴展是在由大約0攝氏度到大約150攝氏度的溫度下擴展到第二標(biāo)稱內(nèi)徑，其中，所述第二標(biāo)稱內(nèi)徑與所述第一標(biāo)稱內(nèi)徑的比為由大約1.5∶1.0到大約5.0∶1.0；b．在由大約0攝氏度到大約40攝氏度的溫度下第二次用機械方法把所述帶擴展到第三標(biāo)稱內(nèi)徑，其中，所述第三標(biāo)稱內(nèi)徑與所述第一標(biāo)稱內(nèi)徑的比為由大約3.0∶1.0到大約6.0∶1.0；以及c．把所述帶放置在一個限制裝置上。
全文摘要
本發(fā)明是一種用來關(guān)于彈性軟管或管路(14)的一個連接端提供夾緊作用力的裝置(10)。該裝置包括一種至少兩次取向的高聚物,它對于至少兩個使直徑減小的釋放溫度中的每一個溫度有收縮響應(yīng),把它的尺寸和形狀做成一個帶(10)。該夾子在一個相當(dāng)長的使用壽命內(nèi)是自調(diào)節(jié)的?？梢园言搸аb到軟管或管路的連接端上和固定裝置比如連接件,插入件或芯軸(16)上,而不用由外部施加熱量,最好預(yù)先把第一使直徑減小的釋放溫度選定成大約在室溫。此夾子有超越先有技術(shù)的夾子的改進了的收縮作用力。
文檔編號B29C61/08GK1233319SQ97198702
公開日1999年10月27日 申請日期1997年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月10日
發(fā)明者羅伯特·E·斯塔姆凱 申請人:蓋茨公司