专利名称：夹紧环设计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造夹紧环的工艺，所述工艺用以有效地减少制造过程中产生的废弃废料，如果不能消除的话。该工艺产生出具有通过金属连接技术而形成的接缝的夹紧环结构。
背景技术：
夹紧环用于制动驱动器中并且通常由钢片或其他类型的金属制成。夹紧环可以用来接触并保持制动驱动器的外壳零件在一起从而保持制动器外壳内的压力。夹紧环还可以被用来减少活塞元件的横向运动并可以被用来在制动驱动器的工作过程中密封致动器壳体。对于现有技术中由钢片制成的加紧环，所述钢通常被切割成具有一定宽度的钢带，所述宽度是为提供足够的材料以坯制一个直径从大约6英寸至10英寸范围的圆形件所需的。在现有技术的制造工艺过程中，提供了下列步骤。步骤1包括提供具有正确厚度的钢片。在步骤2中，毛坯圆形成在钢片中并且圆的外部均为将要被扔掉和废弃的废料。步骤3包括将圆拉延成基础形状，步骤4包括将圆的中心部分废弃来形成环，由此圆的中心被作为废料扔掉。现有技术的制造工艺过程在图1至图4中示出。图1显示被提供的具有正确厚度的钢片100。图2显示在钢片100中坯制出圆205、210、215、220和225。坯制完成，围绕圆环的钢为第一废弃坯料。图3显示将圆300拉延成基础形状的步骤，并且图4显示圆300的中心400被坯制去除。然后中心400被废弃并且形成加紧环。在这个工艺过程中圆环也可经过附加的拉延操作。然而，这个工艺过程效率低并且不经济，因为超过70%的钢片被作为废料扔掉。另外，最终的产品夹紧环由于它的侧壁在制造过程中被拉伸而通常弱化。这是因为由于拉延工艺固有的拉伸作用使得拉延过程也减小环的垂直侧的中心的厚度，并且这将产生出具有降低的拉伸强度的加紧环。具有降低的拉伸强度的加紧环比那些在制造工艺过程中没有经过拉伸或其它比如张紧或压缩的夹紧环具有较短的使用寿命并且更容易失效。在现有技术中，由于拉延过程，当前所制造的标准部件比基础的钢厚度有15-20%的侧壁薄化。此外，由于夹紧环零件的成本包括包含被移除的废料的整个钢片的成本，现有技术的工艺过程效率低。扔掉钢片上的剩余部分而仅仅钢片的一小部分被用来形成夹紧环是材料成本的巨大浪费。夹紧环被用在致动器产品上很多年了，并且现有技术多次尝试减小成本，然而，每次为了制造一个零件都需要大百分比的废料。美国专利No. 6，5 ，867 (Anderson)教导了由金属形成的一种环形保持部件可以由一片或两片制成。然而，该’867专利教导通过铰链附装两个半片，胜于通过焊接。该’867专利没有教导制造夹紧环的工艺过程并且没有提到制定消除和减少废弃废料(waste scrap)的制造工艺过程的益处。美国专利No. 5，775，202 (Plantan et al.)教导了一种由连续滚轧制成的变形夹紧带。然而，该’ 202专利没有教导将端部焊接在一起的工艺。进一步，这个专利没有教导制造夹紧环的工艺过程并且没有提到制定消除和减少废弃废料的制造工艺过程的益处。美国专利No. 5，433，138 (Choinski et al.)和 5，311，809 (Choinski et al.)教导了一种包括金属环的保持部件，但是并没有教导制造夹紧环的工艺过程并且没有提到制定消除和减少废弃废料的制造工艺过程的益处。类似地，美国专利No. 5，193, 432 (Smith)教导了环形保持部件的一端可以与另一端对接焊到一起。然而，该’432专利没有提到这种工艺过程用来消除和减少废弃废料的益处。美国专利申请No. 2004/0041007 (Cremerius)教导一种制造带状部分的方法，弯曲带状部分以将带的端部对接形成柱状环，并且焊接带的端部以使它们形成夹紧环。然而，该’007 申请没有提到这种工艺过程用来消除和减少废弃废料的益处。此外，这两个专利都没有教导制造夹紧环的工艺过程并且没有提到制定消除和减少废弃废料的制造工艺过程的益处。由于现有技术种无一教导一种消除和减少废弃废料的制造夹紧环的制造方法和工艺过程，因此，期望提供这样一种方法和工艺过程。进一步期望提供一种制造夹紧环的方法和工艺过程，该制造过程没有低效率和浪费并且不会将超过70%的钢片作为废料扔掉。进一步期望提供一种具有加强的拉伸强度的夹紧环，因为它在制造过程中没有对环的侧壁进行拉伸。进一步期望提供一种具有通过金属连接方法而形成的接缝的夹紧环。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种制造夹紧环的方法和工艺过程，该过程能够消除和减少，包括废弃废料的70%以上。本发明的另一目的在于提供一种具有增大的有效强度的夹紧环，因为它在制造过程没有经历环侧壁拉伸的过程。本发明的另一目的在于提供一种对于现有技术的替代的制造夹紧环的工艺过程。本发明的另一目的在于提供一种由于缺少现有技术拉延过程的拉伸而在环的侧壁的中心具有增大的厚度的夹紧环。本发明的另一目的在于提供一种具有由金属结合技术而形成的接缝的夹紧环。本发明的另一目的在于超越先前的尝试以减小制造夹紧环的成本。先前的尝试多次用来减小成本，然而每次制造一个零件都需要产生大百分比的废料。在该工业中有长久的需求来制造具有减小的成本的夹紧环，而不需要大百分比的废料来制造每个零件。这些和其他目的通过提供一种制造夹紧环的方法来实现，所述方法包括以下步骤提供金属带；将带切割成矩形形状；经由成形技术将带成形为环；将带的两端通过金属接合技术连接来形成夹紧环。金属接合技术可以从包括焊接、硬钎焊、螺栓连接、软钎焊或铆钉连接的组中选择。成形技术可以从包括卷料、滚轧、锻造、拉伸、精轧、弯曲、剪切、冲压或起伏成形(raising)的组中选择。将带切割为矩形形状的步骤可以从包括剪切、冲切(die cutting)、车削、轧制 (milling)、钻、磨或锯切割的组中选择。该方法可以进一步包括弯曲所述环的底部来形成弧形或曲型区域的步骤。弧形或曲型区域可以利用成形技术形成。所述夹紧环可以防干扰。金属带可以为正方形。夹紧环还可以具有从6英寸到9 英寸范围的直径。该方法进一步包括测试夹紧环的步骤来满足功能产品的防干扰的安全要求。夹紧环进一步可包括通过金属接合技术形成的接缝。金属带还可以从包括钢、铝、铁、金、银、铜、铅、锡或金属合金的组中选择。本发明的其他目的通过提供一种夹紧环来实现，其包括被成形为环的金属带，其中带的焊接具有一由金属接合技术形成的接缝，并且其中金属带通过切割技术形成。夹紧环可以具有它的通过成形技术成形的金属带。成形技术可以从包括卷料、滚车U锻造、拉伸、精轧、弯曲、剪切、冲压或起伏成形的组中选择。金属接合技术可以从包括焊接、硬钎焊、螺栓连接、软钎焊或铆钉连接的组中选择。夹紧环可以具有从6英寸到10英寸范围的直径。夹紧环的底部可以弯曲形成弧形或曲面区域。弧形或曲面区域可以使用成形技术形成。夹紧环可以防干扰。用来形成成形材料的切割技术可以从包括剪切、模具切割、车肖IJ、铣削、钻、磨或锯切割的组中选择。形成夹紧环的金属带可以从包括钢、铝、铁、金、银、铜、铅、锡或金属合金的组中选择。本发明的其他目的可以通过提供一种由包括下列步骤的工艺过程制成的夹紧环而实现提供金属带；将带切割成矩形形状；通过成形技术将带成形为环；将带的两端通过金属接合技术连接来形成夹紧环，其中夹紧环具有通过金属接合技术而形成的接缝。夹紧环的金属接合技术可以从包括焊接、硬钎焊、螺栓连接、软钎焊或铆钉连接的组中选择。夹紧环的成形技术可以从包括卷料、滚轧、锻造、拉伸、精轧、弯曲、剪切、冲压或起伏成形的组中选择。夹紧环可以具有从6英寸到9英寸范围的直径。本发明的其他目的可以通过提供一种工艺过程实现，该工艺过程教导了夹紧环的制造包括将金属卷纵剪成正确的宽度和长度，使用卷料、滚轧和/或任何一种金属成形技术将带成形为环，然后使用金属接合技术例如焊接将两端接合在一起，由此底端形成拱形区域并且可以在端部接合工艺之前或之后通过再次运用金属卷料、滚轧和成形技术形成， 并且还需要使装配后的最终产品必须满足功能产品安全要求并且工艺过程有效地消除废弃废料。在本发明中可以有效地消除废料，并且产品的有效强度通过消除拉伸环的侧壁而被提高。该工艺过程还可包括将金属卷纵剪成正确的宽度和长度，运用卷料、滚轧和/或其他任何一种金属成形技术来将带成形为环，然后通过金属接合技术将两端连接在一起。底部弯曲形成弧形或曲型区域并且可以在端部接合工艺之前或之后通过再次运用金属卷料、 滚轧和成形技术形成。对于最终装配的要求是要复制经拉延的环的形状，而装配后的最终产品必须满足功能产品安全要求，即，与现有技术的经滚压拉延的产品同样地防干扰。考虑随后的附图和附加的详细说明，本发明的其他目的和它的特别特征和优点将变得更加清楚。可以理解的是，详细说明和具体例子虽然指示本发明的优选实施例，但目的仅在于举例说明并不在于限制本发明的范围
图1为现有技术的金属片的顶视图；图IA为图1所示的金属片的端视图；图2显示了在图1的金属片上形成的坯制圆；图3显示了在图1的金属片上拉延圆的步骤；图4显示了将图3中的圆的中心坯制去除的步骤；图5显示了本发明的夹紧环的顶视图；图6显示了图5的具有弧形或曲型区域的夹紧环的截面视图；图7显示了图6的弧形或曲型区域的近距离的详细视图；图8显示了图5的夹紧环的透视图；图9显示了本发明的钢片的侧视图；图9A显示了图9的钢片的端视图；图10显示了从图9的钢片形成的本发明的夹紧环；图11显示了图10的夹紧环具有接缝；图IlA显示了图11的夹紧环的弧形或曲型区域的截面视具体实施例方式参考图5，显示了本发明的夹紧环500。所示的夹紧环500具有脊部，然而这种脊部不是本发明的所有实施例都需要的。图6显示了图5的夹紧环500沿着线A-A的截面视图。这里，夹紧环的弧形区域沿着图6的横截面B被示出。图7显示了图6的弧形或曲型区域的近距离的详细视图。弧形部分700在图7中被示出，该弧形部分700具有顶部710和底部705。弧形部分700用来帮助夹紧环形成密封。弧形部分700、顶部710、和底部705可以具有多种角度来使夹紧环 500与它要附装的元件相符。图8显示了本发明的夹紧环500的透视图；图9显示了本发明的钢片900的侧视图，并且图9A显示了图9的钢片900的端视图。钢片900通过从包括卷料、滚轧、锻造、拉伸、精轧、弯曲、剪切、冲压或起伏成形的组中选择的成形技术来成形。在被成形后，钢片900被成形为图10所示的夹紧环1000。夹紧环1000具有在它的两端之间形成的间隔1050。如图11所示，间隔1050被接缝1100填充。接缝1100可以通过选自包括焊接、硬钎焊、螺栓连接、软钎焊或铆钉连接的组中的金属接合技术而形成。图IlA显示了具有弧形或曲型部分1050的夹紧环1000的截面视图。图IlA为图 11沿着截线11A-11A的截面视图。
本发明可以包括使用例如焊接、硬钎焊、螺栓连接、软钎焊或铆钉连接的金属接合技术。本发明可以包括使用例如电弧焊、防护金属电弧焊接(SMAW)、等离子电弧焊和其他现有技术中所知的焊接技术。本发明可以包括成形技术例如卷料、滚轧、锻造、拉伸、精轧、弯曲、剪切、冲压或起伏成形。本发明还可以包括卷料纵剪设备和技术以及卷料机和接合设备。虽然本发明连同它的一些具体实施例已经详细地解释说明，但是可以理解的是， 这是一种举例说明的方式并不是限制，并且可以在形式上和细节上做出多种变化和更改， 而对附加的权利要求的范围应当被宽泛地解释成如现有技术将允许的程度。本发明的说明书实质上仅仅为代表性的，并且因此，不偏离本发明的要旨的变化被认为是包括在本发明的范围内。这种变化不被认为是偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于制造夹紧环的方法，包括以下步骤提供金属带；将所述带切割成矩形形状；通过成形技术将带成形为环；以及将所述带的两端通过金属接合技术进行连接以形成夹紧环。
2.如权利要求1所述的方法，其中，金属接合技术可以从包括焊接、硬钎焊、螺栓连接、 软钎焊或铆钉连接的组中选择。
3.如权利要求1所述的方法，其中，成形技术可以从包括卷料、滚轧、锻造、拉伸、精轧、 弯曲、剪切、冲压或起伏成形的组中选择。
4.如权利要求1所述的方法，其中，将带切割为矩形形状的步骤可以从包括剪切、冲切、车削、轧制、钻、磨或锯切割的组中选择。
5.如权利要求1所述的方法，还包括弯曲所述环的底部来形成弧形区域的步骤。
6.如权利要求5所述的方法，其中，弧形区域可以利用成形技术形成。
7.如权利要求1所述的方法，其中，夹紧环为防干扰的。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述矩形形状是正方形。
9.如权利要求1所述的方法，其中，夹紧环具有从6英寸到9英寸范围的直径。
10.如权利要求1所述的方法，还包括测试夹紧环的步骤以满足功能产品的防干扰的安全要求。
11.如权利要求1所述的方法，其中，夹紧环具有通过金属接合技术形成的接缝。
12.如权利要求1所述的方法，其中，金属带可以从包括钢、铝、铁、金、银、铜、铅、锡或金属合金的组中选择。
13.一种夹紧环，包括被成形为环的金属带，其中，金属带具有由金属接合技术形成的接缝，并且金属带由切割技术形成。
14.如权利要求13所述的夹紧环，其中，金属带经由成形技术成形。
15.如权利要求13所述的夹紧环，其中，金属接合技术从包括焊接、硬钎焊、螺栓连接、 软钎焊或铆钉连接的组中选择。
16.如权利要求13所述的夹紧环，其中，成形技术从包括卷料、滚轧、锻造、拉伸、精轧、 弯曲、剪切、冲压或起伏成形的组中选择。
17.如权利要求13所述的夹紧环，其中，夹紧环具有从6英寸到9英寸范围的直径。
18.如权利要求13所述的夹紧环，其中，夹紧环的底部弯曲以形成弧形区域。
19.如权利要求18所述的夹紧环，其中，弧形区域利用成形技术形成。
20.如权利要求13所述的夹紧环，其中，夹紧环为防干扰的。
21.如权利要求13所述的夹紧环，其中，切割技术从包括剪切、冲切、车削、轧制、钻、磨或锯切割的组中选择。
22.如权利要求13所述的夹紧环，其中，金属带从包括钢、铝、铁、金、银、铜、铅、锡或金属合金的组中选择。
23.一种由包括以下步骤的方法制成的夹紧环，所述步骤是提供金属带；将所述带切割成矩形形状；经由成形技术将所述带成形为环；以及将所述带的两端经由金属接合技术进行连接来形成所述夹紧环，其中，所述夹紧环具有通过金属接合技术形成的接缝。
24.如权利要求23所述的夹紧环，其中，金属接合技术从包括焊接、硬钎焊、螺栓连接、 软钎焊或铆钉连接的组中选择。
25.如权利要求23所述的夹紧环，其中，成形技术从包括卷料、滚轧、锻造、拉伸、精轧、 弯曲、剪切、冲压或起伏成形的组中选择。
26.如权利要求23所述的夹紧环，其中，夹紧环具有从6英寸到9英寸范围的直径。
全文摘要
本发明提供一种夹紧环和用于制造夹紧环的工艺，用来有效地减少制造方法中产生的废弃废料，若不能消除的话。所述夹紧环和用于制造该夹紧环的工艺，产生出具有通过金属接合技术例如焊接、硬钎焊、螺栓连接、软钎焊和铆钉连接而形成的接缝的夹紧环。
文档编号B23P15/00GK102554562SQ20111032771
公开日2012年7月11日 申请日期2011年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者J·R·斯潘瑟 申请人:哈尔德克斯制动器公司