现在参照附图，图1-8示出了可用于固定形成于第一管12与第二 管14之间的球形接合的管箍IO和预连接部件的若干实施方式。管箍 IO尤其在关于彼此重叠的球状端部16与扩口端部18之间提供具有高 拉断强度（pull-apart strength)的流体密封。在管箍10中形成的台阶 20使管箍与通过重叠的端部形成的球形接合的带有台阶的外表面相 符。由于将部件描述为具有大体上为圓形的横截面，因此本文所使用 的轴向地、径向地和周向地这些术语指相对于该圓形的方向，从而轴 向方向沿着圓形的轴线延伸，径向方向离开该轴线径向地延伸，而周 向方向绕着圆形的圓周延伸。
图1示出了汽车排气系统的第一管12和第二管14。如图所示， 这些管本身具有相同的标称直径，并且球状端部16的外表面22的形状净皮确定为与扩口端部18的内表面24相配，/人而在第一管12与第二 管14之间形成球形接合。球状端部16和扩口端部18具有某种程度的 互补的球形轮廓，当球状端部16与扩口端部18配装且管箍IO被箍紧 时，球状端部16与扩口端部18具有的某种程度的互补的球形轮廓在 外表面22与内表面24之间的交界处形成至少一个密封（图3)。球状 端部16的^求形4仑廓的弧长大于扩口端部18的弧长。当J求状端部16 与扩口端部18配装但不一定^皮箍紧时，径向偏置的球状端部16和扩 口端部18形成周向"l妻缝25。在该情况下，第一管12可关于第二管14 绕着球形接合旋转以限定角度0 (图2)。角度0代表两个管端部的角 偏差量，并且在图示的实施方式中可达到大约5。的最大值，同时当管 箍10被箍紧时仍然在球形接合处实现有效密封。对于其它的实施方 式，根据具体的应用，两管端部的球形接合可被设计为容许大于或小 于该<扁差的最大<扁差。
图1-3示出了管箍10的第一实施方式。通常，管箍10环绕配装 的端部16和18，并且可被箍紧以施加密封和加强端部的均勻分布的 轴向和径向力。管箍10被构造成密封与所图示和描述的球形接合类似 的球形接合。为此，管箍10包括包绕配装的端部16和18的带26并 从而通过箍紧机构28绕着这些端部被箍紧。
带26的尺寸被确定为包绕球形接合以及在被箍紧时在球形接合 处提供各种力。可由金属片材（例如，不锈钢、镀锌钢等）沖模或切 割出带26,然后通过已知的金属加工工艺对带26进行沖模或拉制以 形成其圆形。当形成带26的圓形时，可在带26中同时形成台阶20， 并且用以形成带台阶的带26及其箍紧机构28的适当材料、工具和技 术对本领域的技术人员来说是众所周知的。带26 —旦形成则具有从第 一边缘32轴向地延伸至第二边缘34并从第 一端部36周向地延伸至第 二端部38的圓形主体30。
台阶20允许主体30与周向接缝25相符。换句话"i兌，台阶20容 纳周向接缝25，从而管箍10可有效地密封球形接合。如图1所示， 台阶20绕着主体30的周缘连续地形成，并与第一边缘32和第二边缘 34平行且位于第一边缘32与第二边缘34之间。台阶20轴向地位于沿着主体30的大致中部，从而当管箍10被箍紧时，在台阶的每一侧 提供充分的带材料以提供有效的密封。如图3所示，台阶20可由主体 30中的倾斜部分限定，并且尽管图中未示出，但是台阶20还可由更 加垂直（径向地延伸）的部分限定。在这两种情况下，台阶20使主体 30的一侧关于其另一侧升高从而限定具有一个半径的周向连续的升 高侧以及半径的值小于升高侧的未升高侧。升高侧高于未升高侧一定 距离，该距离可近似于扩口端部18的壁厚，从而当管箍10被组装在 球形接合上时，升高侧限定了空间40以容纳扩口端部18。如果需要， 台阶的阶差量可略小于或大于扩口端18的壁厚，以控制在箍紧管箍的 过程中施加在两个管端部中的每一个上的压力的相对量。
参照图l,第一端部36和第二端部38在箍紧机构28处彼此相对。 通过将主体30的一体的延伸部径向向外折叠并接着折叠回到其自身 上以形成金属片的双层部分，将第一端部36和第二端部38均形成为 径向延伸凸缘。该形成操作还用于限定凸缘的外部径向端部处的第一 环42和第二环44。每个双层部分带有孔（未示出）以用于容纳箍紧 才几构28的一部分。
箍紧机构28使第 一端部36和第二端部38彼此拉近或彼此远离以 分别箍紧和松开管箍10。本领域的技术人员将理解，可与管箍10— 起使用不同于如图所示箍紧机构的箍紧机构。如图所示，箍紧机构28 连接至带26的第一端部36和第二端部38。箍紧机构28可包括分离 第一端部36和第二端部38的反作用构件46,并可包括位于第二端部 38的相反侧的间隔块48。反作用构件46和间隔块48带有孔以容纳通 过螺母52和垫圈54紧固的螺栓50。这类箍紧机构的进一步构造和操 作对本领域的技术人员来说是众所周知的。
在使用中，球状端部16和扩口端部18以扩口端部在球状端部之 上的重叠方式配装在一起，以形成球形接合。在完全配装之前，可将 管箍IO安装在扩口端部18上，/人而球状端部16可插入管箍中并抵靠 扩口端部18的内表面24。管箍10在升高带侧处位于扩口端部18的 上方直到扩口端部的最边缘到达台阶20。因而，台阶20用于将管箍 10定位在扩口端部18上。在一个实施方式中，带26可在邻近于第二边缘34的焊接点55 (图3和8)处被焊接至扩口端部18,以将带预 组装至第二管。焊接点55可以是周向的焊线、绕着带26周向隔开的 一个或多个焊点等。^接着将^求状端部16插入管箍10中以及扩口端部 18中。第一管12可绕着球形接合旋转至期望的方位。当管箍被箍紧 时，带26的未升高侧可在某些情况下实质上紧靠球状端部16的外表 面22，而带26的升高侧可实质上紧靠扩口端部18的外表面。轴向载 荷将两个管端部压在一起以在外表面22与内表面24之间形成至少一 个密封。甚至在存在管端部的角偏差的情况下，也形成这种密封。
在球状端部16与扩口端部18之间产生的精确的密封可尤其依赖 于球状端部、扩口端部和带26的对应半径。在一个示例中，J求状端部 16的外表面22的半径等于扩口端部18的内表面24的半径，在外表 面22紧靠内表面24的情况下，这在理论上产生表面与表面的密封。 但是在某些情况下，如在通过焊接将管箍预连接至扩口端部18的情况 下，这种状况可能是不理想的。将管箍焊接至扩口端部18的焊接可能 使内表面24弯曲，或者影响内表面24的平整度或平滑度，这可能干 扰或破坏表面与表面的密封，从而对密封的质量产生不利的影响。图 8示出了避免这种情况的一个解决方案，该方案中，球状端部16的外 表面22可具有从中心Cl测量的第一半径R1，扩口端部18的内表面 24可具有A^中心C2测量的不同的第二半径R2。用于将管箍IO预连 接至管14上的焊接点55位于管箍的边缘34与扩口端部18的中间部 分，并且第一半径Rl比第二半径R2大数值jc。由于将扩口端部18 的半径设置为小于球状端部16的半径，同时将焊接定位在与管箍的外 部轴向边缘34邻近的点55处，因此所导致的构造产生了如图所示的 轴向地离开焊接点55的密封接触57。
密封接触57 (在横截面中显示为点）可以是在扩口端部18的自 由端或末端与^M犬端部16的中部之间周向形成的密封线，同时相对的 外表面22和内表面24从密封接触57并在朝向球状端部的自由端的方 向上分叉以限定间隙59。间隙59使外表面22与存在于内表面24上 的任何焊接不平或弯曲分隔，从而防止任何潜在的密封干扰，确保了 接触点57处的有效密封。在第一管12和第二管14的直径大约为45.00
iimm的一个示例中，第一半径Rl可以大约为27.75 mm,而在假设数 值x大约为0.60mm的情况下，第二半径R2可以大约为27.15 mm。 这些尺寸可以产生通过密封接触57和分叉的相对表面所描述的状况。 在某些实施方式中，两半径之间的标称差x在用于较小直径的管（例 如，45mm以下的直径的管）的大约0.4 mm至用于4交大直径（例如， 90 mm以上的管）的1.0 mm的范围内。在其它实施方式中，具有/人 大约38mm至大约130 mm的任何标称外部管直径的管的两半径之间 的差x可以大约为0.6 mm。这些管的尺寸（管直径和扩口端部/球状端 部半径）的容差例如可以是+/-0.25 mm，从而半径的差x可以潜在地 /人小到0.10 mm变化至大到1.1 mm。
从对图3的观察可理解，无论管端部之间是否存在角偏差，采用 管箍的带台阶的构造导致管箍与球状端部之间以及管箍与扩口端部之 间的接触重叠的轴向量在绕着接合的周缘的所有点处保持恒定。也就 是说，无论管端部之间是否存在角偏差，通过将管箍定位在球形接合 上，使得管箍与扩口端部对准（意味着管箍被定位在与扩口端部的轴 向中心线垂直的平面内），管箍与球状端部之间的接触接合的轴向量在 绕着球状端部的所有周向位置处相等。
图4示出了管箍110的第二实施方式。该实施方式的、与图1-3 的第一实施方式的类似元件对应的元件通过将第一实施方式中使用的 标号偏移100所得到的标号来表示。第二实施方式中的部件中的某些 类似于第一实施方式中所描述的部件，如箍紧机构，从而对这些部件 的描述在此不再重复。
在此，带126具有多个轴向加强肋或加强筋156，这些加强肋或 加强筋156形成于带126的主体130中，以提高施加在球形接合上的 轴向力并且还加强了主体130。在某些情况下，筋156赋予带126弹 性，这意味着带126能够在被使用或被松开之后回复至或接近其初始 形状。可在拉制出主体130本身之后通过单独的金属拉制工艺在主体 130中形成筋156。本领域技术人员将理解可以采用其它金属形成工艺 来形成筋156。如图所示，筋156是椭圆形的，并且绕着带126的未 升高侧的周缘均匀地间隔。筋156可径向延伸至台阶120,使得该台阶在每个筋处不连续。在该实施方式中，每个筋的高度等于台阶120 的高度。可以设置更多或更少的筋，并且这些筋可具有适用于具体应 用的各种形状。
图5示出了管箍210的第三实施方式。该实施方式的、与图1-3 的第一实施方式的类似元件对应的元件通过将第一实施方式中使用的 标号偏移200所得到的标号来表示。第三实施方式中的部件中的某些 类似于第一实施方式中所描述的部件，如箍紧机构，从而对这些部件 的描述在此不再重复。
在此，带226具有多个轴向加强肋或加强筋256，这些加强肋或 加强筋256形成于带226的主体230中，以提高施加在球形接合上的 轴向力并且还加强了主体230。在某些情况下，筋256赋予带226弹 性，这意p未着带226能够在被使用和被松开之后回复至或接近其初始 形状。可在拉制出主体本身之后通过单独的金属拉制工艺在主体230 中形成筋256。本领域技术人员将理解可采用其它金属形成工艺形成 筋256。如图所示，筋256的一端是椭圓形的，而另一端是圆柱形的。 椭圓形的一端可在带226上的未升高侧延伸至台阶220,而圆柱形的 一端可在带226的升高侧延伸超出台阶220。这两端共同地横过台阶 220延伸。筋256可绕着带226均匀且周向地间隔。该实施方式中的 每个筋的高度大于台阶120的高度。可以设置更多或更少的筋，并且 这些筋可具有适用于具体应用的各种形状。
图6示出了可用于将管箍预连接至管端部中的一个的连接托架。 该附图的、与图1-3的第一实施方式中的类似元件对应的元件通过将 第一实施方式中使用的标号偏移300所得到的标号表示。该附图中的 部件中的某些类似于第一实施方式中所描述的部件，如箍紧机构，从 而对这些部件的描述在此不再重复。
在此，托架358与管箍310—起使用，管箍310可与上述的前三 个管箍实施方式中的任何一个相同或不同。当将托架358预组装在第 二管314的扩口端部318上时，托架358有助于保持管箍310的定位。 这有助于管箍和球形接合的组装。托架358可用作焊接点55的附加或 替代。具体地，托架358与箍紧机构328接合并防止管箍310在扩口端部318上扭转或者定向错误。托架358可由回火的不锈钢等制成， 以在部件中产生一定量的弹性。托架358具有连接至第二管314的基 座360以及以在扩口端部318的上方并超出扩口端部318的方式凸出 的凸出部362。基座360略微呈弧形以与第二管314的形状互补。凸 出部362与基座360 —体并在其整个主体上呈圓筒形，凸出部362的 主体的大小被确定为安装在箍紧机构328的第一环342或第二环344 中。凸出部362离开基座360径向地延伸，接着在轴向上弯曲。联接 部364连接基座360和凸出部362，并为凸出部提供当管箍310被箍 紧时可能需要的一定量的径向和周向挠度。托架358可由单一的金属 带制成，将该金属带巻曲以形成起始于联接部364的凸出部362。可 将金属带的侧向边缘巻曲成彼此抵接以形成带有接缝的圆筒形，接着 在沿着将该圓筒形在沿其长度的一半处采用保持管强度的半径弯曲 90°。凸出部362的自由端可以是圓形或圆锥形以有助于将凸出部插入 环342中。此外，该自由端可形成为扩大的头部，这种扩大的头部需 要将凸出部的头部压配穿过环342，从而该自由端不会因相对的轴向 移动而容易地脱开。
在使用中，可将托架358在扩口端318附近点焊至第二管314的 外表面，/人而凸出部362位于扩口端部318的上方并超出该扩口端部。 当将管箍310预装配到扩口端部318上时，凸出部362 —直插在第一 环342或第二环344中。这样将管箍310保持在扩口端部318上，并 在形成球形接合以及箍紧管箍310之前防止管箍310定向错误。
图7示出了连接夹，该连接夹与托架358 —起使用或者不与托架 358 —起使用以将管箍预连接至管端部中的一个。该附图的、与图1-3 的第 一实施方式的类似元件对应的元件通过将第 一 实施方式中使用的 标号偏移400所得到的标号来表示。该附图中的部件中的某些类似于 第一实施方式中所描述的部件，如箍紧机构，从而对这些部件的描述 在此不再重复。
在此，带426包括具有一对相对设置的指状件466的夹，指状件 466以轴向上超出带的第一边缘432并径向上位于带的第一边缘432 的下方的方式凸出。如以下所讨论的，指状部466用于将第一管412的^求状端部416在管箍410中保持就位。指状部466可由回火的不4秀 钢等制成以在部件中产生一定量的弹性。指状部可在第一边缘432的 下方部分地巻曲以限定巻曲端468。指状部的径向向内面向的表面和 自由端径向向管箍内延伸，/人而指状部的径向向内的表面和自由端在 J求状端部416与管端部412的剩余部分的连接处附近与3求状端部416 的外表面接合。可提供夹的基座470以将指状部466焊接至带426的 未升高侧。其它的实施方式可以一皮实现为没有该底座，相反，这些实 施方式可以被实现为具有分别连接至带的单独的指状部，或者实现为 具有从带426的侧向边缘432起始的一体的延伸部。
在使用中，指状部466通过巻曲端468部与J求状端部416接合， 这样允许指状部466压在球状端部416的外表面上。当这种情况发生 时，指状部466径向弯曲，从而在球状端部416上施加力，该力将球 状端部压向管箍的相对的周缘侧，球状端部在该周缘侧处与管箍的内 表面接合。在首先如通过焊接或使用托架358将管箍预连接至扩口端 部418的情况下，这种佳J求状端部416与管箍410和扩口端部418 4妄 合的卡合安装保持管箍与管端部的宽松连接，从而安装者在对管箍进 行箍紧和最终定位时更加灵活。指状部466仍然允许第一管412在管 箍410一皮完全箍紧之前绕着球形接合旋转。
可以理解，以上描述不是对本发明的限定，而是对本发明的一个 或多个优选示例性实施方式的描述。本发明不限于本文所公开的具体 实施方式，而仅由下面的权利要求限定。此外，包含在以上描述中的 说明与具体的实施方式有关并且不被解释为对本发明的范围的限制， 或者不被解释为对权利要求书中所使用的术语的定义的限制，除非以 上对术语或短语进行了明确的定义。各种其它实施方式和对所公开的 实施方式的各种改变和修改对本领域技术人员来说是显而易见的。所 有这些其它实施方式、改变和修改落在所附的权利要求的范围内。
在说明书和所附的权利要求书中所使用的术语"例如"、"比方"和 "比如"，以及动词"包括"、"具有"、"包含，，和它们的其它动词形式在与 列示的一个或多个部件或其它项目 一同使用时，均被解释为是非限制 性的，这意味着不认为所列示的项目排除其它的、附加的部件或项目。对其它术语采用其最广泛的合理含义进行解释，除非这些术语用于需 要不同解释的语义环境中。