CN1284902A

CN1284902A - 管子联接

Info

Publication number: CN1284902A
Application number: CN98813675A
Authority: CN
Inventors: 斯特凡·克拉尔
Original assignee: Saxonia Umformtechnik GmbH
Current assignee: Saxonia Umformtechnik GmbH
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2001-02-21
Also published as: WO1999033589A3; WO1999033589A2; DE19757962C2; KR20010015894A; EP1044078B1; DE19757962A1; ATE216640T1; TR200001831T2; JP2002508252A; EP1044078A1; DE59803942D1

Abstract

本发明涉及一种由多个并列布置的大多是扁平的板件固定联接而成的板叠,本发明还涉及该板叠的制造方法。其制造方法简单,而且成本低,从而使整个板叠的制造一方面成本低,另一方面具有足够的精度。本发明所述多个零件相互联接的方法,其中所述零件特别是薄板1在纵向10上并列布置,其主平面垂直于纵向10并且构成一个板叠13,本发明的特征是,在所述零件特别是板叠1a,1b,1c的至少一个同心通孔2内***一根沿纵向10布置的管子3,所述管子3的外径4仅稍小于通孔2,并且膨胀所述管子3,直至通过其外径4的扩大将所述零件,特别是板叠1a,1b,1c固定在管子3上。

Description

管子联接

1．应用领域

本发明涉及一种由多个并列布置的大多是扁平的板件固定联接而成的板叠，本发明还涉及该板叠的制造方法。

在工业应用中，经常需要将多个并列布置的大多是非常薄的板件组合在一起，例如用于针织机的针床。为此目的要将许多这种零件相互联接成为一个板叠，从而使其操作，特别是使更换更为容易。这种特点的重要性尤其表现在这些零件属于易损件的情况，必须相对频繁地进行调换的场合。用整体材料制造，例如通过铣加工的方法，特别对于薄板零件而言是不可能的，而且也不经济。

迄今为止，公开了不同的方法将这类零件相互联接在一起，这些零件大多用金属制成，特别是用可硬化碳钢制成。

焊接的方法并不经常采用，因为所必须的焊接温度会使零件产生变形，特别是焊接时零件之间的相对位置容易发生改变。

另一种方法是粘合，但是对于只有很小的相互接触表面的零件，其联接的承载能力有限，而且每个板叠包括许多零件时，这种方法要耗费大量时间。

此外，还有一种公知的方法是，在零件的自由端浇铸另一种材料，从而联接成一个板叠。当对承载力的要求较低时，可以注入塑料，承载力较高时要使用低熔点金属合金，例如铅合金或者锌白铜。

以上方法的缺点是，浇铸的材料大大增加了板叠的重量，特别是浇铸金属。所浇铸出的板叠经常比没有浇铸材料的板叠重10倍。特别是零件很薄很小时，例如针织机的薄板。

另一个缺点是，浇铸必须在零件的自由端进行，因为在中间范围浇铸非常麻烦，而且必须考虑浇铸材料在冷却时的收缩，而这需要大量的经验。但是零件的自由端部分经常作为工作表面，必须保持原状。

另外还有一种公知的方法是，用配合销将零件穿在一起，其中的零件上要有相互同心的孔，通过该孔将配合销穿过。各个零件之间所要求的间隔可通过设置相应的中间隔离套筒实现。

另一个缺点是，所使用的配合销必须有极小的制造尺寸公差，所以成本很高。此外，穿过配合销时在薄板之间设置隔离套筒很困难，而且很费时。另外，隔离套筒的累积误差也会产生问题。

a)技术任务

本发明的任务是，提供一种板叠以及制造该板叠的方法，其制造简单，而且成本低，从而使整个板叠的制造一方面成本低，另一方面具有足够的精度。

b)所述任务的解决方案

以上任务由权利要求1和19的特征得到解决。有利的实施例体现在从属权利要求中。

通过在零件的相互同心的通孔中***一根管子，然后对该管子进行膨胀，使各个零件固定在管子上，这种方法和以前的固定方法相比具有明显的优点。

所穿入的管子和配合销相比，不需要很高的配合精度，因为管子在初始状态下的外径和零件通孔的内径之间的间隙，对板叠中的零件以后的运动间隙没有影响，所以克服了配合销的缺点。

每个零件在联接时，仅需要具有正确的相对位置即可。一方面***管子的方式简单，因为有足够的间隙，即约1％至2％毫米的间隙允许存在于管子的外径和通孔的内径之间。另一方面，零件的联接在管子膨胀后才完成，所以零件上的通孔有少许位置偏差或尺寸偏差都可以得到补偿，这可简化零件的制造，降低成本。此外管子本身的外径和壁厚所需满足的要求明显低于配合销的严格公差。

管子的壁厚例如在0.1毫米至0.4毫米之间，管子的直径可随着零件的尺寸有相对较大的变化。对于高度约10毫米至20毫米的零件，管子的直径通常为3毫米。

各个零件大多用可硬化的碳钢制成，而联接时应处于未硬化状态，该钢例如是C80或C100，而管子大多用铬镍钢制成。

管子的膨胀或者采用径向作用的压力，如流体在管子内作用的压力，所述流体如液压油或空气，提高管子内的压力，使管子径向膨胀。为此目的必须将管子至少一端密封，在另一个开口端施加压力。

胀管可采用比较简单的机械方法进行，例如向管内送入一个机械部件，它在管子的内壁上向外作用径向力，使得管子径向扩张。这种扩张并不需要在整个圆周上实现，例如仅需在径向上相对的两个侧面扩张即可。扩张也不需要同时在管子的整个长度上进行，而是可以分段在所要求的管子纵向胀管部位上进行，即对于相互隔开的零件而言，分别在两个相邻的零件之间的范围内进行。当然公知的机理是一次性完成管子全部长度的扩张，例如采用一个胀管杆，它包括两个沿管子纵轴相对设置的部件。当其中一个部件相对另一个部件偏心布置时，所述胀管杆会由于两个部件的相对扭转而改变其外径，所以会挤压管子内壁使其扩大。另一个方案是，沿纵向相对顶推两个楔形部件，使其相对沿径向向外移动。

一种特别有利的胀管方法首先可用于不同长度的管子，而且相关的零件磨损很小，该方案是沿管子内部顶推一个胀管件，该胀管件的直径大于管子的内径，而且该胀管件具有与管子内轮廓相吻合的相同形状的外轮廓。这种胀管件可以是一个胀管顶头，其最厚的部位位于前端。特别有利的方案是，在管子内顶推一个具有以上性质的圆球，或者可采用一个推杆向前机械顶推该圆球，或者用压缩空气等使圆球穿过管子移动。管子本身在另一个方向上必须固定在一个挡块上。通过这种方式胀管时，在零件的狭窄通孔范围内，管子被扩张的外径紧密压在通孔内径上。对于非常薄的、不稳定的零件而言，甚至可使该零件平面发生有限的弯曲，但是这种弯曲中，由于零件的固有弹性可使零件可靠地固定在管子的外径上。

在通常情况下和/或在附加的情况下，在零件的范围内，对管子材料进行胀管时，在通孔内将没有地方膨胀，所以会沿纵向朝着各个零件之间的间隔区域流动。通过这种材料流动，在零件之间以及在零件通孔之间的范围内，管子会向外***，从而实现了额外的形状固定，使零件可靠地固定在管子的所要求的轴向位置上。

和胀管方法的类型无关，沿径向胀管时同时会造成管子缩短，在所述尺寸关系情况下，该缩短将在管子初始长度的大约1％的范围内变化。这种自动缩短特别是在顶推圆球的胀管方法中出现，所以是有利的，因为在许多情况下，由相互联接的零件组成的板叠不允许超过一个特定的最大程度。如果在这种情况下将管子胀管之前的初始长度选择为板叠的最大长度，则可保证最终完成的板叠不会超过这个预定的最大极限。

如果零件沿管子的纵向直接相互靠在一起，则胀管最好在通孔的至少一个端面进行，这是必要的，以便在胀管时允许管子膨胀时发生位移的管子材料流动，以实现纵向上的形状联接。如果零件不是整体式的，而是例如需要补充焊接时，即焊接至少两个沿纵向并排布置的零件或薄板时，可为此目的仅对两个相互联接的零件中的一个通孔用胀管联接，而零件的另一部分的通孔虽然是同心的，但选择了较大的直径，所以该较大直径部位可用于容纳胀管时发生流动的管子材料。

c)实施例

下面对照附图所述实施例对本发明做进一步的说明。

图1表示板叠的主视图，沿管子3的纵向观察，

图2表示沿剖面线X-X所做的板叠剖面图，

图3表示板叠的另一种结构，其视图方向和图2相同，

图4也表示另一种板叠，其视图方向和图2及图3相同。

图1表示本发明所述板叠，它在观察方向上包括前后排列在一起的薄板1a和1b，还包括将这些薄板1a、1b联接在一起的管子3。在薄板覆盖的范围内有3根管子3相互平行穿过薄板1a、1b上的对应的同心通孔2a、2b、2c，薄板1a、1b即固定在管子上。

三个通孔2a、2b、2c以及穿在孔内的管子3并没有处在同一条线上，而是构成一个三角形。

另一种可能是，将管子3中的至少一根穿过处在点划线上方的通孔，即仅穿过薄板1a延伸。

图1所示的板叠是一台平式针织机的针床。

所述板叠的结构和固定从图2至图4中更易于识别，图中表示出了管子3与薄板1a、1b、…或1、1’之间沿方向X-X的联接状态。

如图2所示，并排布置的薄板1a、1b、…沿纵向10直接相互靠在一起。每个块薄板1a、1b、…均由两块薄板分段1、1’组成，它们例如通过点焊的焊点16相互联接成一个整体。

如图1所示，薄板分段1’向上凸起，所以在制成的板叠上，薄板分段1’相互构成了位于其中间的零件的导向件，而且该导向件的槽底是由薄板分段1形成的。

如果板叠如图2所示，其端面必须与薄板分段相同的方式封闭，则薄板或者用三个相互焊接在一起的薄板分段1、1’、1，如图2的左侧端面所示，或者仅有一个薄板分段1。

薄板分段在焊接之前已经在每块薄板分段1、1’上的同心位置上制出通孔2、2’，但其尺寸不同，例如薄板分段1的通孔2尺寸有一个很小的间隙17，如1％至2％毫米，即其尺寸大于管子3在初始状态下的外径4，而位于薄板1’上的通孔2’则明显大于薄板分段1的通孔2，两者是同心布置的，并且在该相对位置上由焊点16相互联接在一起。

在较小通孔2的同心孔内可如图1所示用管子3穿过整个板叠的每一个通孔2，图中所示的是通孔2a、2b、2c。管子3有一个特定的初始长度LA，该长度如图2所示位于纵向10上。

管子3的外径以及通孔2a、2b、2c同样具有圆形轮廓，当然也可采用其他轮廓。

然后将管子3与薄板1a、1b、…联接在一起，其方法是在纵向10上从一个端面将圆球7放入管子3内，并顶推穿过整个管子，圆球的外径9大于管子3在初始状态下的内径12。圆球7由一根推杆8向前顶推，并沿纵向10压向管子3的端面的挡块18，但是该挡块并没有设置在管子3内部。

此时开始对管子3进行机械胀管，其中管子3的材料在近似室温的条件下发生冷流动，即塑性变形。在较小的通孔2的范围，管子3的材料首先被向外挤压，直至达到通孔2的内表面。继续沿径向向外扩张无法进行时，管子材料将沿纵向10流动，从而被挤压进较大的通孔2’，并在其范围内再向外做径向流动，从而构成朝外的***19，19’。

较大的通孔2’的大小应当按以下方式选择，使其***19尽可能不与较大通孔2’的内表面接触。

根据管子3材料的流动性可产生相应的***19，一种***的侧面边缘的凸起十分平坦，或者另一种***19’，其侧面边缘的凸起相对较大。

在较小通孔2的范围内，管子材料沿径向外挤压时，相应的薄板1仅通过摩擦联接保持在轴向位置上，而***19的作用则是将薄板在轴向上固定在管子3外表面上，此时具有较陡侧边缘的***19’当然可提供更好的形状联接。

由于管子3的材料基本上沿径向向外移动，所以在整体上管子3的初始长度LA将缩短，缩短后的长度L要短0.5％至2％。因为最终的长度L就是板叠在纵向10上的长度，所以管子3的端面通常与第一片和最后一片薄板1联接，这样可保证板叠的总体长度保持在一个预定的上限内，只要管子3具有初始长度LA，则它对板叠的所有管子都是相同的，而且代表了板叠制成后的最大长度。

如果薄板分段1、1’没有相互联接，即缺少焊点16，则具有较大通孔的薄板分段1’在板叠完成后可绕管子3摆动。

图3的观察方向和图2一样，但表示的是另一种内部结构的板叠。图3所示板叠由相同的分别为整体式的薄板1a、1b、1c…组成，它们以一个确定的间隔20相互平行排列。为制造板叠，要将所述薄板1a、1b、1c…以正确的间隔预先定位，然后将管子3穿过通孔2，其中通孔2相当于图2中的薄板1上的较小的通孔2，其相对管子3的关系也相同。

该实施例中也通过管子扩张实现管子3的材料发生所要求的冷流动，从而在薄板1a、1b、1c…之间形成***19和19’。

如图3所示，胀管采用一个胀管顶头14，它和圆球7一样沿纵向推入管子内，并且以其最宽的位置将管子3的内径扩大，从而使管子外径也按图2所示方式扩大。和圆球3相比，这种胀管顶头14的缺点是，磨损始终发生在相同的位置上，即胀管顶头14的最宽部位，该部位在继续胀管过程中将向后缩小，而圆球3的磨损却均匀发生在整个圆球表面上。此外其工作推力远大于使用自由圆球所需的推力，因为顶头或者必须完全拉回来，或者相反，完全穿过管子后取出。所以将胀管顶头14与推杆固定联接在一起可以简化操作。

图4所示的板叠结构中，其薄板1a、1b、1c直接相互靠在一起，但都是整体式薄板。

通孔2通常用钻孔或冲压方法得到。为使管子3的材料能够向外沿径向扩张，并且不均匀地分布在轴向上，通孔2a、2b、2c…分别从薄板1a、1b、1c的端面出发形成一个扩径15，其形状为钻孔倒角。该扩径也可只存在于薄板的一个侧面。同样该扩径也可设置在通孔的圆周上并具有特定的角度范围。

Claims

1．多个零件相互联接的方法，所述零件特别是薄板(10)在纵向(10)上并列布置，其主平面垂直于纵向(10)并且构成一个板叠(13)，其特征是，

a)在所述零件特别是板叠(1a，1b，1c)的至少一个同心通孔(2)内***一根沿纵向(10)布置的管子(3)，

b)所述管子(3)的外径(4)仅稍小于通孔(2)，并且

c)膨胀所述管子(3)，直至通过其外径(4)的扩大将所述零件，特别是板叠(1a，1b，1c)固定在管子(3)上。

2．如权利要求1所述的方法，其特征是，所述管子(3)用金属，特别是铬镍钢制成。

3．如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，所述管子的壁厚(16)在0.1至0.4毫米之间。

4．如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，胀管是用一个圆球(7)穿过所述管子(3)实现的，管子处在定位于板叠中的状态，所述圆球(7)的直径大于管子(3)在初始状态下的内径(12)。

5．如权利要求4所述的方法，其特征是，用一根推杆(8)顶推所述圆球(7)穿过所述管子，并同时将管子位于对面的端部顶在一个挡块上。

6．如权利要求1至4所述的方法，其特征是，胀管是通过注入一种流体，特别是机油或空气实现的，将所述管子(3)的至少一个端部封闭，并向管内施加不低于2巴的压力。

7．如权利要求1至4所述的方法，其特征是，胀管仅在各板叠(1a，1b，1c)之间的区域进行。

8．如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，胀管使用一个位于推杆(9)前端的胀管顶头(14)进行。

9．如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，胀管使用一个胀管棒进行，所述胀管棒插到所述管子(3)内，对其外径进行扩张，使得所述管子(3)的内径在径向上向外压出。

10．如权利要求9所述的方法，其特征是，所述胀管棒由若干个可作相对运动的零件组成，其中所述零件之一可在整个长度上以可摆动方式偏心设置在其他零件的纵向上，或者有两个零件可沿纵向在斜面上相对推移，所述斜面是在所述零件上构成的，并可相对外压。

11．如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，所述圆球(7)或胀管顶头的外径(9)大于管子在初始状态下的内径(12)，但是小于通孔(2)在初始状态下的尺寸。

12．如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，所述零件，特别是薄板在纵向(10)上紧密排列。

13．如权利要求1至11所述的方法，其特征是，所述零件，特别是薄板在纵向(10)上间隔排列，并且通孔(2a，2b，2c)至少在一个端部被扩张，从而足以容纳膨胀管子(3)时流入的材料。

14．如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，所述通孔(2a，2b，2c)在两个端部被扩张。

15．如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，所述零件或板叠由多个在纵向上并排联接，特别是相互固定联接，而且点焊在一起的分段薄板(1，1’)组成，它们具有相互对应的同心通孔(2，2’)，这些通孔大小不同但同轴布置，其中仅有较小尺寸的通孔(2)在扩张所穿过的管子(3)时与管子(3)固定联接。

16．如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，所述零件特别是薄板上具有多个通孔(2a，2b，2c)。

17．如权利要求16所述的方法，其特征是，在所述通孔中有两个以上的通孔(2a，2b，2c，…)不在一个平面上。

18．如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征是，为制造具有特定长度(L)的板叠，采用一根或多根具有较大初始长度(LA)的管子(3)，而且管子的扩张是通过在径向上连续扩径实现的。

19．由多个零件相互固定联接而成的板叠，所述零件特别是薄板(1a，1b，1c)的主平面垂直于纵向(10)布置，特别是如上述权利要求中任一项所制造板叠，器特征是，所述并列布置的零件被至少一根沿纵向(10)布置的共用的管子(3)穿过，所述并列布置的零件被固定在该管子上，而且在各个零件或薄板(1a，1b，1c)的通孔(2)之间的范围内所述管子的外径大于在通孔(2)范围内的外径，在该范围内所述管子的外壁与通孔的内径固接在一起。

20．如权利要求19所述多个沿纵向相互联接的板叠作为针织机针床的用途，特别是作为平式针床针织机的平式针床，尤其是分段式针床。