專利名稱：使管子在其一個端部附近變形的方法及使用在該方法中的工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使管子在其一個端部附近變形的方法，具體用于生產(chǎn)剛性管子的密封連接器。本發(fā)明還涉及使用在該方法中的工具。
背景技術(shù)：
在此討論的該方法需要能夠使管子變形以生產(chǎn)示出在文獻DE-19526316C2中的圖2或文獻DE-19757946A1中的該類型的連接器。這兩個文獻揭示了剛性管的一連接器。一螺帽被壓在需要連接的管子上。該管子的需要連接的端部被引入到連接器的陽性部分中，一方面，該連接器在其外表面上具有與螺帽的螺紋相對應(yīng)的螺紋，另一方面，該連接器在其內(nèi)部具有一錐形孔。該管子向外變形以產(chǎn)生能夠限制可被引入到陽性部分中的該管子將被連接的長度的肩部。一旦管子的端部被推入到陽性部分中，該螺帽被擰在相應(yīng)的螺紋上，直接或間接地壓在需要連接的剛性管子的變形部分上。
所引述的文獻沒有指出管子是怎樣變形的。事實上，已知的實踐是將需要變形的管子的端部放置在模具中，壓力施加在管子的自由端上以使其管壁變形，并且形成該管子的材料被推入到為此目的設(shè)置在模具中的殼體中。
該裝置的一個缺點是必須使用能夠施加很大的力的笨重的工作機械。而且，需要很多的能量來使管子變形。
該生產(chǎn)方法的另一缺點是它會折斷形成需要被連接的管子的金屬纖維。因此，在變形區(qū)域，該管子變得脆弱。
對于其他類型的連接器，在需要連接的管子的端部，直接進行管子的變形。已知的實踐是通過鐓鍛使管子變形。專利EP-0381603B1描述了用于制作連接器的這樣的一種方法。該方法能夠不損傷金屬纖維并消耗了較少的能量，但是不能夠生產(chǎn)揭示在文獻DE-19757946A1中的那些連接器。
發(fā)明概述因此本發(fā)明的一個目的是提供能夠使管子在距其自由端的一段距離處變形而不使其脆弱的一種方法。
為此，本發(fā)明提出了用以使具有一縱向軸線的管子在其端部附近變形的一種方法，在該方法中，管子被放置在一可開啟的模具中，該模具具有與所需的最終外形相對應(yīng)的一凹槽，管子的一自由端從模具中伸出。
按照本發(fā)明，該方法還包括以下步驟-將從模具伸出的管子的端部引入到成型件的腔體中，該腔體具有一端壁、形狀設(shè)定為與管子和所需變形相對應(yīng)的一側(cè)壁、以及與端壁相對的一開口，-對著腔體的端壁推壓管子的端部，在腔體的開口和模具之間留出余隙，-借助于成型件將一基本為軸向的力施加到管子的端部上，施加力的區(qū)域圍繞管子的縱向軸線轉(zhuǎn)動，從而使管子逐漸變形，-從成型件的腔體和模具中收回變形管子的端部。
事實是形成所要得到的變形的力不是同時施加到管子的整個周緣上，允許管子逐漸變形，并不折斷制造管子的金屬纖維。當管子被引入到腔體中時，變形受到控制。通過設(shè)定該腔體的形狀，能夠使管子在距其自由端的預(yù)定長度上的該部分未變形。
存在通過轉(zhuǎn)動管子的軸線可將力局部地施加到管子上的各種可能的方式。例如，可以通過沿著壁滾動并圍繞所需變形的管子的軸線劃出一個圓圈使壓輥作用在成型件的一個壁上。
在按照本發(fā)明的該方法的一個有利的實施例中，例如，該成型件被構(gòu)制到具有一縱向軸線的工具中，該縱向軸線相對管子的軸線是傾斜的并與其相交，通過轉(zhuǎn)動工具將大致軸向的力施加到管子的該端，該工具相對管子的軸向作一軌道運動，并同時使該工具和模具彼此靠近。
在該實施例中，腔體的轉(zhuǎn)動軸線和管子的軸線之間的傾斜角度是2到5度。
還可以設(shè)想出的是，當管子的端部被引入到工具的腔體中時，靠在需要變形的管子的內(nèi)壁的一模具桿被引入到管子中。由此管子的內(nèi)部在該管子變形的同時成型。
在按照本發(fā)明的該方法的另一實施例中，成型件被放置到管子的端部上，使腔體的縱向軸線大致對應(yīng)于管子的縱向軸線，一外部工具對著制作腔體的表面推壓成型件的相對表面。
在該情況下，該外部工具較佳地是帶有一軸線的工具，該軸線相對于管子的縱向軸線是傾斜的，與向著模具的直線運動相結(jié)合，該工具相對于管子的縱向軸線作一軌道運動。
本發(fā)明還涉及用于實施按照本發(fā)明的變形方法的工具。該工具是大致圓柱形部件的形式，在其端部制作有一開放的腔體，該腔體具有一轉(zhuǎn)動軸線、設(shè)置在大致橫向平面中的一端壁、以及鄰近該端壁并沿著遠離該壁的方向變窄的一錐形區(qū)域。該腔體在其開放的端部具有連接于第一并向著開放的端部變寬的一第二錐形區(qū)域。
為了在所需變形的管子的外表面上形成一環(huán)形凸起和肋條，該腔體較佳地具有一環(huán)形溝槽。相似地，為了在所需變形的管子的外表面上形成一環(huán)形溝槽，該腔體較佳地具有一環(huán)形肋條。
可用來實施按照本發(fā)明的方法的另一類型的工具包括包括一大致圓柱形的部分，在其端部制作有一開放的腔體，該腔體具有一轉(zhuǎn)動軸線、設(shè)置在橫向平面中的一端壁、以及鄰近該端壁的一錐形區(qū)域，它還包括可相對腔體的橫向軸線轉(zhuǎn)動的所安裝的一模具桿。該模具桿使管子在變形過程中從內(nèi)部成型。
在該類型工具的一個較佳的實施例中，該腔體制作在安裝模具桿的管形件中，腔體的端壁是由模具桿的基部形成的，這兩個部分安裝在具有一端壁和位于相反端的開口的大致圓柱形的殼體中。
附圖的簡要說明在任何情況下，參考附圖，通過以下的描述可以很好地理解本發(fā)明，通過非限制性的例子在附圖中示出了按照本發(fā)明的一方法的多個不同形式的實施例以及使用在這些不同形式中的多個工具。


圖1至4示意地示出在一管子的端部的鄰近處使其變形的一種方法中的四個步驟，圖5是示出通過圖1至4所示的變形獲得的一連接器的剖視圖，圖6是與圖4相對應(yīng)的使用不同工具用于相同方法的視圖。
圖7是示出使用圖6所示的變形的管子的一連接器的剖視圖，圖8是用于另一形式的實施例與圖4相對應(yīng)的視圖，圖9是通過圖8所示的管子獲得的一連接器的剖視圖，圖10-13是示出按照本發(fā)明的另一形式的一方法的視圖，圖14是示出通過圖10至13所示的方法變形的管子獲得的一連接器的剖視圖，圖15以較大的比例示出圖10至13所示的該工具的另一形式的實施例，以及圖16是與圖15相對應(yīng)的按照本發(fā)明的一工具的另一形式的實施例的視圖。
具體實施例方式
圖1至4示出帶有兩個顎部4的一可打開的模具2。在這兩個顎部之間可以固定一個管子6。該管子被設(shè)置成使其一自由端從模具2伸出。這些圖還示出具有前表面10的一工具8，一個腔體12制作在前表面10中。
管子6是一圓柱形的金屬管。它具有勻稱的縱向軸線14。模具2趨于在使管子6變形時夾住管子6，并且部分決定了變形管子的形狀。形成模具2的這兩個顎部4通過未描述但本領(lǐng)域中的技術(shù)人員已知的裝置壓合在一起。由此，它們將管子6夾持就位。管子6的一自由端16從模具2中伸出。管子6將在其伸出模具2的該區(qū)域被變形。
顎部4具有或多或少與將被變形的管子的外表面相對應(yīng)的凹部18。該凹部18的尺寸是特定的以很好地夾住管子6。在管子的自由端16從中伸出的該模具的表面20，一附加的溝槽22制作在每個顎部4中。該溝槽22的形狀被設(shè)計成將要產(chǎn)生的變形形式。
工具8包括一個心軸24，一成型件26固定在心軸24的端部上。腔體12制作在成型件26中。心軸24和成型件26是具有帶有共同轉(zhuǎn)動軸線28的或多或少的圓柱形外形的兩個部分。該軸線28與管子的軸線14相交并相對后者以大約4°的角度傾斜。
腔體12具有位于前表面10的一開口30。與開口30相對的地方，腔體12具有相對于軸線28或多或少為橫向的一端壁32。在與端壁32相同的端部，腔體12具有一截錐形的表面34。該截頭錐體向著開口30變窄。在開口30之前，腔體12的區(qū)域再次變寬。因此腔體12具有一個窄點36。腔體12在開口30的相同端部的變寬是具有不同錐度的兩個截錐形區(qū)域的形式。
圖1僅示出用來實施按照本發(fā)明的一方法的各個物件。在圖2中，可容易地看出，該工具和模具之間發(fā)生了相對運動。在此假定模具2是靜止的，而工具8可沿平行于管子6的軸線14的方向作直線運動。因此，工具8接近模具2，并且管子6的自由端16進入到成型件26的腔體12中。而后，工具8圍繞管子的軸線14轉(zhuǎn)動。該工具相對于管子6作軌道運動。該工具的軸線28相對于管子2的軸線16劃出一個圓錐體。該轉(zhuǎn)動運動是與沿管子6的軸線14的給定方向的直線運動相結(jié)合的。用于驅(qū)動工具8的工具夾持器沒有示出在圖中。這樣的工具夾持器對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。在此可以使用與文獻FR-2660219中的所述相同類型的壓頭機。
當工具8運動接近模具2時，管子的自由端16頂靠腔體12的端壁32。腔體12的深度和管子從模具中伸出的長度使得當管子的端部16頂靠腔體的端壁32時，在工具的前表面10和模具的表面20之間仍然存在一個空間。該工具在其軌道運動和直線運動中持續(xù)被驅(qū)動以使管子6變形。通過這兩種運動的結(jié)合，工具8在管子6上、具體在其自由端16上施加了一個或大或小的軸向力。該力沒有作用在管子的整個周緣上，只是作用在局部。該力的應(yīng)用區(qū)域隨工具8轉(zhuǎn)動。因此，存在圍繞管子的周緣運動的一個力。這使得能夠進行“柔和的”變形，該變形對于制造管子的材料不劇烈并不會折斷金屬的纖維。
腔體12的錐臺區(qū)域34使得當工具8轉(zhuǎn)動時，管子6的自由端16不被變形。管子6的變形在腔體的窄點36開始。工具8將管子6的材料推入到制作在顎部4中的溝槽22中。同時，位于窄點36和開口30之間的該腔體的該部分界定了管子的外側(cè)使其呈現(xiàn)為所需的形狀。如圖4所示，工具8頂住模具2的表面20。完成了管子的變形。而后從腔體12中收回管子的自由端16并打開顎部4。由此釋放該管子。
圖5示出用通過圖1至4所示方法變形的管子生產(chǎn)的一連接器。在該連接器中可以辨識出變形的管子6、一螺帽38、具有圓錐形內(nèi)表面42的一螺紋接頭40、以及一密封體44。各個部件對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是已知的并且是標準件。所以在此不再贅述。通過使管子鐓鍛進入顎部4的溝槽22中所得到的外凸起46可作為位于螺帽38的端部的凸肩。通過成型件26在外部成型的該區(qū)域可作為密封體44的支承部分。密封體44靠在接頭40的前表面上。
圖6示出工具8的另一形式。因此，能夠使管子6作不同的變形。在此，在位于開口30和窄點36之間的該腔體的區(qū)域中，該腔體具有一環(huán)形的肋條48，肋條48可用來在管子6的外表面上產(chǎn)生一個溝槽50。該溝槽50可用來接納一個O形環(huán)密封體52。使管子變形的方法與上述相同。因此該圖描述的僅是與圖4所示步驟相對應(yīng)的該方法的一個步驟。
同樣地，圖8示出與圖4所示步驟相對應(yīng)的該變形方法中的一個步驟。在此，位于窄點36和開口30之間的該腔體的區(qū)域具有一環(huán)形溝槽54。溝槽54使得能夠在管子的外表面上產(chǎn)生第二凸起56。如圖9所示，因此存在第一凸起46和第二凸起56。第二凸起56位于接頭40的圓錐形表面42的該區(qū)域中。O形環(huán)密封體52放置在兩凸起46和56之間。由此，在圓錐形表面42獲得了密封。
圖10至13示出參照圖1至4所述的該變形方法的另一形式。如這些附圖所示，在此使用的工具與圖1至4、6和8中所示的工具有很大的不同?？偟闹v，還是存在其內(nèi)形成有腔體112的一成型件126。但是，在腔體112的中心，具有所安裝的一模具桿158以圍繞橫向軸線160轉(zhuǎn)動。成型件126和模具桿158被安裝在形成于支承體162中的一殼體中。該支承體自身安裝在心軸124上。心軸124和支承體162具有共同的轉(zhuǎn)動軸線128。在模具2這一方面，存在相同的部件。在圖10至13中需要注意的唯一區(qū)別在于模具中的溝槽22，它具有稍微不同的形狀。如同早先描述的該方法，管子6的軸線14與該工具的軸線128相交，軸線14和軸線128之間形成的角度大約為4°。
該變形方法如下。
在圖10所示的第一步驟中，該工具移動接近模具2。因此它具有沿管子6的軸線14所給定方向的直線運動。在該接近的運動過程中，該工具也作如同上述的軌道運動。因此該工具的軸線128相對管子的軸線14劃出一個圓錐體。如圖10所示，模具桿推壓管子6的內(nèi)壁。該模具桿的末端邊緣是圓形的以使它能夠容易地進入到管子6中。隨著接近運動的持續(xù)，模具桿158圍繞其軸線160轉(zhuǎn)動并進入到管子6中。成型件126和模具桿158的基部之間的接觸區(qū)域是大致的球形。彈簧164將成型件保持在模具桿上的位置。
如圖11所示，在模具桿進入管子6之后，接近模具的該工具的接近運動繼續(xù)進行，管子6的一個壁頂住腔體112的端壁。在此，腔體112的端壁是由模具桿158的基部形成的。這示出在圖12中。繼續(xù)與其軌道運動相結(jié)合的該工具的接近運動。而后，如同前面的解釋，一或大或小的軸向力施加在管子的自由端上。該力局部地施加于在管子的周緣處轉(zhuǎn)動的應(yīng)用區(qū)域。但是，在此，除了借助于外壁的變形之外，還使用模具桿使管子的內(nèi)部成型。因此，能夠極佳地控制變形區(qū)域的管子厚度。
一旦完成變形，該工具從模具移開，并且模具的顎部4被打開以釋放變形的管子。而后可用該管子來生產(chǎn)如示出在圖14中的連接器。在此我們可以看到與螺紋接頭140相接合的一螺帽138。當然，螺帽138在管子6變形之前就安裝在管子6上。在該連接器中，應(yīng)注意到，管子6也具有一個凸起146，螺帽138的端部靠著凸起146。在凸起146的該區(qū)域，管子具有增加的厚度，這是通過使用模具桿158來獲得的。
圖15更詳盡地并以更大的比例示出可使用在圖10至13所示的方法中的一工具的該實施例的另一形式。在此還是存在成型件126和模具桿158。這兩部分被容納在支承件162中。支承件162安裝在心軸124的端部。在靜止位置，該組件具有一轉(zhuǎn)動軸線128。
該模具桿具有帶有平坦底面166的一圓頂?shù)幕?。該支承?62是罐狀的。模具桿的平坦底面166靠著支承件162的內(nèi)部端壁。模具桿158的基部具有沿軸線128延伸的一截錐形的凸起(當該組件處在靜止位置時)。在其端部，該截錐形的凸起具有一環(huán)形肋，該肋的形狀被設(shè)定成管子6的內(nèi)部的預(yù)想形狀。因此，該模具桿的基部和截錐形的凸起之間的過渡是模具桿的關(guān)節(jié)的軸160。該軸相對于工具的軸線128是橫向的。
在此的成型件126是一個管形件。它以環(huán)形形式蓋住模具桿158。在模具桿的基部，成型件126與其相接觸。接觸表面是大致的球形表面。該表面允許模具桿轉(zhuǎn)動，而不會使成型件126轉(zhuǎn)動。在模具桿的截錐形凸起處，在模具桿和成型件之間存在一個余隙。該余隙允許將要變形的管子6的壁的通過。成型件126的外表面是大致的圓柱形。它與罐形的支承件162的內(nèi)壁相匹配。一彈性環(huán)168將模具桿158和環(huán)126所形成的組件保持在支承件162中。
圖16示出用來在管子6的自由端16的附近使其產(chǎn)生變形的一工具的另一形式。在此，模具2保持不變。它具有兩個顎部4、將要變形的管子6從中伸出的一表面20、以及容納該管子的一殼體。還是設(shè)置了溝槽22，以允許管壁的變形。
在此，該工具制作成兩個獨立的部分一成型插孔226和一傾斜的平坦模具桿270。
該成型件126具有在其一個端部被封閉的一插孔的形式。因此該成型件具有一腔體212。該腔體被設(shè)定成管子和管子的所需變形的形狀。成型件226具有一轉(zhuǎn)動軸線。當成型件處于管子6的自由端16上的位置時，該轉(zhuǎn)動軸線與管子的軸線14相一致。在腔體212為開放的表面的相對側(cè)上，該成型件具有一橫向的平坦端壁272。
該傾斜的平坦模具桿包括帶有軸線228的一心軸224。該軸線228與管子的軸線14相交并相對該軸線是傾斜的。安裝在心軸224的端部上的是具有平坦和圓錐形的前表面276的一模具桿的頭部274。該圓錐形的角度使得前表面呈現(xiàn)出垂直于管子的軸線14的一邊緣278。
為了使管子變形，成型件226被設(shè)定在管子6的自由端上的位置中。該成型件可連接在模具2上。該連接允許成型件226沿軸線14的直線移動。管子16的自由端靠著成型件226的腔體212的端壁。使傾斜的平坦模具桿作軌道運動。因此其軸線228相對軸線14劃出一個圓錐形。該模具桿270還沿軸線14所給定的方向向著模具2作直線運動。模具桿270借助于其前表面276推壓成型件226的端壁272。在該運動過程中，總有一個邊緣278與成型件226的端壁272相接觸。該接觸線圍繞軸線14轉(zhuǎn)動。該模具桿270將一或大或小的軸向力施加在成型件226上。該力被全部傳遞到管子16上。在與端壁272相接觸的邊緣278的有角的位置處被局部化。在模具桿270的軌道運動過程中，施加力的區(qū)域圍繞管子的自由端的周緣運動。一旦完成了所需的變形，收回模具桿和成型件226，通過打開模具2釋放變形的管子。
以上所述的所有方法都能夠使管子在其自由端的附近變形。因為用來使管子變形的能量小于現(xiàn)有技術(shù)中為了達到這樣的變形所使用的能量，所以這些方法是經(jīng)濟的方法。此外，這些方法能夠使金屬管變形，而不會折斷金屬的纖維。其結(jié)果是，在變形的區(qū)域，管子不會表現(xiàn)出脆弱性。管子的強度和剛性沿其整個長度是一致的。
無需多言，本發(fā)明并不局限于以上通過非限制性的例子所描述的諸方法，或者局限于通過非限制性的例子所描述的工具，相反，它涵蓋了處于以下權(quán)利要求書的范圍中的所有變型形式。
權(quán)利要求
1.用以使具有縱向軸線(14)的管子(6)在其端部(16)附近變形的方法，在該方法中，管子(6)被放置到具有與所需的最終外部形狀相對應(yīng)的一凹槽(22)的可打開的模具(2)中，管子的一自由端(16)從模具(2)中伸出，其特征在于它還包括以下步驟將從模具(2)伸出的管子的端部(16)引入到成型件(26，126，226)的腔體(12，112，212)中，該腔體具有一端壁(32)、形狀設(shè)定為與管子和所需變形相對應(yīng)的一側(cè)壁、以及與端壁(32)相對的一開口(30)，抵著腔體(12，112，212)的端壁推壓管子(16)的端部，在腔體的開口和模具之間留出余隙，借助于成型件(26，126，226)將一軸向力施加到管子的端部(16)上，施加力的區(qū)域圍繞管子的縱向軸線(14)轉(zhuǎn)動，從而致使管子逐漸變形，從成型件的腔體(12，112，212)和模具(2)中收回變形管子的端部。
2.如權(quán)利要求1所述的變形方法，其特征在于成型件(26，126)被構(gòu)制到具有縱向軸線(28，128)的工具(8)中，縱向軸線(28，128)相對管子的軸線是傾斜的并與其相交，通過轉(zhuǎn)動該工具使軸向力作用在管子的端部上，而后使工具相對管子的軸線(14)作軌道運動，并且同時使工具(8)和模具(2)彼此接近。
3.如權(quán)利要求2所述的變形方法，其特征在于腔體的轉(zhuǎn)動軸線(28，128)和管子軸線(14)之間的傾斜角度在2到5度之間。
4.如權(quán)利要求2和3中的一個權(quán)利要求所述的變形方法，其特征在于當管子的端部(16)被引入到工具的腔體(112)中時，靠在需要變形的管子(6)的內(nèi)壁上的模具桿(158)被引入到該管子中。
5.如權(quán)利要求1所述的變形方法，其特征在于成型件(226)被放置在管子的端部(16)上，使腔體(212)的縱向軸線與管子的縱向軸線(14)相對應(yīng)，一外部工具(270)推壓于成型件(226)的與形成有腔體(212)的表面相對的表面(272)。
6.如權(quán)利要求5所述的變形方法，其特征在于該外部工具是帶有軸線(228)的工具(270)，軸線(228)相對管子的縱向軸線(14)是傾斜的，與向著模具(2)的直線運動相結(jié)合，該工具相對管子的縱向軸線作一軌道運動。
7.用于實施權(quán)利要求1至3中的一個權(quán)利要求所述變形方法的工具(8)，其特征在于它是圓柱形部件的形式，在其端部制作有一開放的腔體(12)，腔體(12)具有一轉(zhuǎn)動軸線(28)、設(shè)置在橫向平面中的一端壁(32)、以及鄰近該端壁(32)并沿著遠離該壁的方向變窄的一錐形區(qū)域(34)。
8.如權(quán)利要求7所述的工具，其特征在于腔體(12)在其開放的端部(10)具有連接于第一并向著開放的端部(10)變寬的一第二錐形區(qū)域。
9.如權(quán)利要求7和8中的一項權(quán)利要求所述的工具，其特征在于腔體(12)具有一環(huán)形溝槽(54)。
10.如權(quán)利要求7至9中的一項權(quán)利要求所述的工具，其特征在于腔體(12)具有一環(huán)形肋條(48)。
11.用于實施權(quán)利要求4所述變形方法的工具，其特征在于它包括一圓柱形部分，在其端部制作有一開放的腔體(112)，腔體(112)具有一轉(zhuǎn)動軸線(128)、設(shè)置在橫向平面中的一端壁、以及鄰近該端壁的一錐形區(qū)域，它還包括可相對腔體的橫向軸線(160)轉(zhuǎn)動的所安裝的一模具桿(158)。
12.如權(quán)利要求11所述的工具，其特征在于該腔體制作在安裝模具桿(158)的管形件(126)中，腔體的端壁是由模具桿的基部形成的，這兩個部分安裝在具有一端壁和位于相反端的開口的圓柱形殼體中。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括以下步驟的一方法:將一管子(6)放置到可開啟的模具(2)中,該模具(2)具有與所需的最終外部形狀相對應(yīng)的一凹槽(22);將管子的端部(16)插入到成型部分(26)的腔體(12)中,所述腔體具有一基部(32)、帶有適配形狀的一側(cè)壁、以及與基部(32)相對的一開口(30);抵著腔體(12)的基部(32)推壓管子的端部(16),在腔體的開口和模具之間留出余隙;將一大致的軸向力施加到管子的端部(16)上,施加力的區(qū)域圍繞管子的縱向軸線轉(zhuǎn)動,由此使管子逐漸變形;將變形管子的端部從成型部分的腔體(12)和模具(2)中取出。
文檔編號B21J9/00GK1338977SQ0080324
公開日2002年3月6日 申請日期2000年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月30日
發(fā)明者迪迪耶·古安瑞 申請人:派克漢尼芬股份有限公司