CN1338977A - 使管子在其一个端部附近变形的方法及使用在该方法中的工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括以下步骤的一方法:将一管子(6)放置到可开启的模具(2)中,该模具(2)具有与所需的最终外部形状相对应的一凹槽(22);将管子的端部(16)***到成型部分(26)的腔体(12)中,所述腔体具有一基部(32)、带有适配形状的一侧壁、以及与基部(32)相对的一开口(30);抵着腔体(12)的基部(32)推压管子的端部(16),在腔体的开口和模具之间留出余隙;将一大致的轴向力施加到管子的端部(16)上,施加力的区域围绕管子的纵向轴线转动,由此使管子逐渐变形;将变形管子的端部从成型部分的腔体(12)和模具(2)中取出。

Description

使管子在其一个端部附近变形的方法及使用在该方法中的工具

技术领域

本发明涉及用于使管子在其一个端部附近变形的方法，具体用于生产刚性管子的密封连接器。本发明还涉及使用在该方法中的工具。

发明背景

在此讨论的该方法需要能够使管子变形以生产示出在文献DE-19526316C2中的图2或文献DE-19757946A1中的该类型的连接器。这两个文献揭示了刚性管的一连接器。一螺帽被压在需要连接的管子上。该管子的需要连接的端部被引入到连接器的阳性部分中，一方面，该连接器在其外表面上具有与螺帽的螺纹相对应的螺纹，另一方面，该连接器在其内部具有一锥形孔。该管子向外变形以产生能够限制可被引入到阳性部分中的该管子将被连接的长度的肩部。一旦管子的端部被推入到阳性部分中，该螺帽被拧在相应的螺纹上，直接或间接地压在需要连接的刚性管子的变形部分上。

所引述的文献没有指出管子是怎样变形的。事实上，已知的实践是将需要变形的管子的端部放置在模具中，压力施加在管子的自由端上以使其管壁变形，并且形成该管子的材料被推入到为此目的设置在模具中的壳体中。

该装置的一个缺点是必须使用能够施加很大的力的笨重的工作机械。而且，需要很多的能量来使管子变形。

该生产方法的另一缺点是它会折断形成需要被连接的管子的金属纤维。因此，在变形区域，该管子变得脆弱。

对于其他类型的连接器，在需要连接的管子的端部，直接进行管子的变形。已知的实践是通过镦锻使管子变形。专利EP-0381603B1描述了用于制作连接器的这样的一种方法。该方法能够不损伤金属纤维并消耗了较少的能量，但是不能够生产揭示在文献DE-19757946A1中的那些连接器。

发明概述

因此本发明的一个目的是提供能够使管子在距其自由端的一段距离处变形而不使其脆弱的一种方法。

为此，本发明提出了用以使具有一纵向轴线的管子在其端部附近变形的一种方法，在该方法中，管子被放置在一可开启的模具中，该模具具有与所需的最终外形相对应的一凹槽，管子的一自由端从模具中伸出。

按照本发明，该方法还包括以下步骤：

-将从模具伸出的管子的端部引入到成型件的腔体中，该腔体具有一端壁、形状设定为与管子和所需变形相对应的一侧壁、以及与端壁相对的一开口，

-对着腔体的端壁推压管子的端部，在腔体的开口和模具之间留出余隙，

-借助于成型件将一基本为轴向的力施加到管子的端部上，施加力的区域围绕管子的纵向轴线转动，从而使管子逐渐变形，

-从成型件的腔体和模具中收回变形管子的端部。

事实是形成所要得到的变形的力不是同时施加到管子的整个周缘上，允许管子逐渐变形，并不折断制造管子的金属纤维。当管子被引入到腔体中时，变形受到控制。通过设定该腔体的形状，能够使管子在距其自由端的预定长度上的该部分未变形。

存在通过转动管子的轴线可将力局部地施加到管子上的各种可能的方式。例如，可以通过沿着壁滚动并围绕所需变形的管子的轴线划出一个圆圈使压辊作用在成型件的一个壁上。

在按照本发明的该方法的一个有利的实施例中，例如，该成型件被构制到具有一纵向轴线的工具中，该纵向轴线相对管子的轴线是倾斜的并与其相交，通过转动工具将大致轴向的力施加到管子的该端，该工具相对管子的轴向作一轨道运动，并同时使该工具和模具彼此靠近。

在该实施例中，腔体的转动轴线和管子的轴线之间的倾斜角度是2到5度。

还可以设想出的是，当管子的端部被引入到工具的腔体中时，靠在需要变形的管子的内壁的一模具杆被引入到管子中。由此管子的内部在该管子变形的同时成型。

在按照本发明的该方法的另一实施例中，成型件被放置到管子的端部上，使腔体的纵向轴线大致对应于管子的纵向轴线，一外部工具对着制作腔体的表面推压成型件的相对表面。

在该情况下，该外部工具较佳地是带有一轴线的工具，该轴线相对于管子的纵向轴线是倾斜的，与向着模具的直线运动相结合，该工具相对于管子的纵向轴线作一轨道运动。

本发明还涉及用于实施按照本发明的变形方法的工具。该工具是大致圆柱形部件的形式，在其端部制作有一开放的腔体，该腔体具有一转动轴线、设置在大致横向平面中的一端壁、以及邻近该端壁并沿着远离该壁的方向变窄的一锥形区域。该腔体在其开放的端部具有连接于第一并向着开放的端部变宽的一第二锥形区域。

为了在所需变形的管子的外表面上形成一环形凸起和肋条，该腔体较佳地具有一环形沟槽。相似地，为了在所需变形的管子的外表面上形成一环形沟槽，该腔体较佳地具有一环形肋条。

可用来实施按照本发明的方法的另一类型的工具包括包括一大致圆柱形的部分，在其端部制作有一开放的腔体，该腔体具有一转动轴线、设置在横向平面中的一端壁、以及邻近该端壁的一锥形区域，它还包括可相对腔体的横向轴线转动的所安装的一模具杆。该模具杆使管子在变形过程中从内部成型。

在该类型工具的一个较佳的实施例中，该腔体制作在安装模具杆的管形件中，腔体的端壁是由模具杆的基部形成的，这两个部分安装在具有一端壁和位于相反端的开口的大致圆柱形的壳体中。

附图的简要说明

在任何情况下，参考附图，通过以下的描述可以很好地理解本发明，通过非限制性的例子在附图中示出了按照本发明的一方法的多个不同形式的实施例以及使用在这些不同形式中的多个工具。

图1至4示意地示出在一管子的端部的邻近处使其变形的一种方法中的四个步骤，

图5是示出通过图1至4所示的变形获得的一连接器的剖视图，

图6是与图4相对应的使用不同工具用于相同方法的视图。

图7是示出使用图6所示的变形的管子的一连接器的剖视图，

图8是用于另一形式的实施例与图4相对应的视图，

图9是通过图8所示的管子获得的一连接器的剖视图，

图10-13是示出按照本发明的另一形式的一方法的视图，

图14是示出通过图10至13所示的方法变形的管子获得的一连接器的剖视图，

图15以较大的比例示出图10至13所示的该工具的另一形式的实施例，以及

图16是与图15相对应的按照本发明的一工具的另一形式的实施例的视图。

具体实施方式

图1至4示出带有两个颚部4的一可打开的模具2。在这两个颚部之间可以固定一个管子6。该管子被设置成使其一自由端从模具2伸出。这些图还示出具有前表面10的一工具8，一个腔体12制作在前表面10中。

管子6是一圆柱形的金属管。它具有匀称的纵向轴线14。模具2趋于在使管子6变形时夹住管子6，并且部分决定了变形管子的形状。形成模具2的这两个颚部4通过未描述但本领域中的技术人员已知的装置压合在一起。由此，它们将管子6夹持就位。管子6的一自由端16从模具2中伸出。管子6将在其伸出模具2的该区域被变形。

颚部4具有或多或少与将被变形的管子的外表面相对应的凹部18。该凹部18的尺寸是特定的以很好地夹住管子6。在管子的自由端16从中伸出的该模具的表面20，一附加的沟槽22制作在每个颚部4中。该沟槽22的形状被设计成将要产生的变形形式。

工具8包括一个心轴24，一成型件26固定在心轴24的端部上。腔体12制作在成型件26中。心轴24和成型件26是具有带有共同转动轴线28的或多或少的圆柱形外形的两个部分。该轴线28与管子的轴线14相交并相对后者以大约4°的角度倾斜。

腔体12具有位于前表面10的一开口30。与开口30相对的地方，腔体12具有相对于轴线28或多或少为横向的一端壁32。在与端壁32相同的端部，腔体12具有一截锥形的表面34。该截头锥体向着开口30变窄。在开口30之前，腔体12的区域再次变宽。因此腔体12具有一个窄点36。腔体12在开口30的相同端部的变宽是具有不同锥度的两个截锥形区域的形式。

图1仅示出用来实施按照本发明的一方法的各个物件。在图2中，可容易地看出，该工具和模具之间发生了相对运动。在此假定模具2是静止的，而工具8可沿平行于管子6的轴线14的方向作直线运动。因此，工具8接近模具2，并且管子6的自由端16进入到成型件26的腔体12中。而后，工具8围绕管子的轴线14转动。该工具相对于管子6作轨道运动。该工具的轴线28相对于管子2的轴线16划出一个圆锥体。该转动运动是与沿管子6的轴线14的给定方向的直线运动相结合的。用于驱动工具8的工具夹持器没有示出在图中。这样的工具夹持器对于本领域的技术人员而言是显而易见的。在此可以使用与文献FR-2660219中的所述相同类型的压头机。

当工具8运动接近模具2时，管子的自由端16顶靠腔体12的端壁32。腔体12的深度和管子从模具中伸出的长度使得当管子的端部16顶靠腔体的端壁32时，在工具的前表面10和模具的表面20之间仍然存在一个空间。该工具在其轨道运动和直线运动中持续被驱动以使管子6变形。通过这两种运动的结合，工具8在管子6上、具体在其自由端16上施加了一个或大或小的轴向力。该力没有作用在管子的整个周缘上，只是作用在局部。该力的应用区域随工具8转动。因此，存在围绕管子的周缘运动的一个力。这使得能够进行“柔和的”变形，该变形对于制造管子的材料不剧烈并不会折断金属的纤维。

腔体12的锥台区域34使得当工具8转动时，管子6的自由端16不被变形。管子6的变形在腔体的窄点36开始。工具8将管子6的材料推入到制作在颚部4中的沟槽22中。同时，位于窄点36和开口30之间的该腔体的该部分界定了管子的外侧使其呈现为所需的形状。如图4所示，工具8顶住模具2的表面20。完成了管子的变形。而后从腔体12中收回管子的自由端16并打开颚部4。由此释放该管子。

图5示出用通过图1至4所示方法变形的管子生产的一连接器。在该连接器中可以辨识出变形的管子6、一螺帽38、具有圆锥形内表面42的一螺纹接头40、以及一密封体44。各个部件对于本领域的技术人员而言是已知的并且是标准件。所以在此不再赘述。通过使管子镦锻进入颚部4的沟槽22中所得到的外凸起46可作为位于螺帽38的端部的凸肩。通过成型件26在外部成型的该区域可作为密封体44的支承部分。密封体44靠在接头40的前表面上。

图6示出工具8的另一形式。因此，能够使管子6作不同的变形。在此，在位于开口30和窄点36之间的该腔体的区域中，该腔体具有一环形的肋条48，肋条48可用来在管子6的外表面上产生一个沟槽50。该沟槽50可用来接纳一个O形环密封体52。使管子变形的方法与上述相同。因此该图描述的仅是与图4所示步骤相对应的该方法的一个步骤。

同样地，图8示出与图4所示步骤相对应的该变形方法中的一个步骤。在此，位于窄点36和开口30之间的该腔体的区域具有一环形沟槽54。沟槽54使得能够在管子的外表面上产生第二凸起56。如图9所示，因此存在第一凸起46和第二凸起56。第二凸起56位于接头40的圆锥形表面42的该区域中。O形环密封体52放置在两凸起46和56之间。由此，在圆锥形表面42获得了密封。

图10至13示出参照图1至4所述的该变形方法的另一形式。如这些附图所示，在此使用的工具与图1至4、6和8中所示的工具有很大的不同。总的讲，还是存在其内形成有腔体112的一成型件126。但是，在腔体112的中心，具有所安装的一模具杆158以围绕横向轴线160转动。成型件126和模具杆158被安装在形成于支承体162中的一壳体中。该支承体自身安装在心轴124上。心轴124和支承体162具有共同的转动轴线128。在模具2这一方面，存在相同的部件。在图10至13中需要注意的唯一区别在于模具中的沟槽22，它具有稍微不同的形状。如同早先描述的该方法，管子6的轴线14与该工具的轴线128相交，轴线14和轴线128之间形成的角度大约为4°。

该变形方法如下。

在图10所示的第一步骤中，该工具移动接近模具2。因此它具有沿管子6的轴线14所给定方向的直线运动。在该接近的运动过程中，该工具也作如同上述的轨道运动。因此该工具的轴线128相对管子的轴线14划出一个圆锥体。如图10所示，模具杆推压管子6的内壁。该模具杆的末端边缘是圆形的以使它能够容易地进入到管子6中。随着接近运动的持续，模具杆158围绕其轴线160转动并进入到管子6中。成型件126和模具杆158的基部之间的接触区域是大致的球形。弹簧164将成型件保持在模具杆上的位置。

如图11所示，在模具杆进入管子6之后，接近模具的该工具的接近运动继续进行，管子6的一个壁顶住腔体112的端壁。在此，腔体112的端壁是由模具杆158的基部形成的。这示出在图12中。继续与其轨道运动相结合的该工具的接近运动。而后，如同前面的解释，一或大或小的轴向力施加在管子的自由端上。该力局部地施加于在管子的周缘处转动的应用区域。但是，在此，除了借助于外壁的变形之外，还使用模具杆使管子的内部成型。因此，能够极佳地控制变形区域的管子厚度。

一旦完成变形，该工具从模具移开，并且模具的颚部4被打开以释放变形的管子。而后可用该管子来生产如示出在图14中的连接器。在此我们可以看到与螺纹接头140相接合的一螺帽138。当然，螺帽138在管子6变形之前就安装在管子6上。在该连接器中，应注意到，管子6也具有一个凸起146，螺帽138的端部靠着凸起146。在凸起146的该区域，管子具有增加的厚度，这是通过使用模具杆158来获得的。

图15更详尽地并以更大的比例示出可使用在图10至13所示的方法中的一工具的该实施例的另一形式。在此还是存在成型件126和模具杆158。这两部分被容纳在支承件162中。支承件162安装在心轴124的端部。在静止位置，该组件具有一转动轴线128。

该模具杆具有带有平坦底面166的一圆顶的基部。该支承件162是罐状的。模具杆的平坦底面166靠着支承件162的内部端壁。模具杆158的基部具有沿轴线128延伸的一截锥形的凸起(当该组件处在静止位置时)。在其端部，该截锥形的凸起具有一环形肋，该肋的形状被设定成管子6的内部的预想形状。因此，该模具杆的基部和截锥形的凸起之间的过渡是模具杆的关节的轴160。该轴相对于工具的轴线128是横向的。

在此的成型件126是一个管形件。它以环形形式盖住模具杆158。在模具杆的基部，成型件126与其相接触。接触表面是大致的球形表面。该表面允许模具杆转动，而不会使成型件126转动。在模具杆的截锥形凸起处，在模具杆和成型件之间存在一个余隙。该余隙允许将要变形的管子6的壁的通过。成型件126的外表面是大致的圆柱形。它与罐形的支承件162的内壁相匹配。一弹性环168将模具杆158和环126所形成的组件保持在支承件162中。

图16示出用来在管子6的自由端16的附近使其产生变形的一工具的另一形式。在此，模具2保持不变。它具有两个颚部4、将要变形的管子6从中伸出的一表面20、以及容纳该管子的一壳体。还是设置了沟槽22，以允许管壁的变形。

在此，该工具制作成两个独立的部分：一成型插孔226和一倾斜的平坦模具杆270。

该成型件126具有在其一个端部被封闭的一插孔的形式。因此该成型件具有一腔体212。该腔体被设定成管子和管子的所需变形的形状。成型件226具有一转动轴线。当成型件处于管子6的自由端16上的位置时，该转动轴线与管子的轴线14相一致。在腔体212为开放的表面的相对侧上，该成型件具有一横向的平坦端壁272。

该倾斜的平坦模具杆包括带有轴线228的一心轴224。该轴线228与管子的轴线14相交并相对该轴线是倾斜的。安装在心轴224的端部上的是具有平坦和圆锥形的前表面276的一模具杆的头部274。该圆锥形的角度使得前表面呈现出垂直于管子的轴线14的一边缘278。

为了使管子变形，成型件226被设定在管子6的自由端上的位置中。该成型件可连接在模具2上。该连接允许成型件226沿轴线14的直线移动。管子16的自由端靠着成型件226的腔体212的端壁。使倾斜的平坦模具杆作轨道运动。因此其轴线228相对轴线14划出一个圆锥形。该模具杆270还沿轴线14所给定的方向向着模具2作直线运动。模具杆270借助于其前表面276推压成型件226的端壁272。在该运动过程中，总有一个边缘278与成型件226的端壁272相接触。该接触线围绕轴线14转动。该模具杆270将一或大或小的轴向力施加在成型件226上。该力被全部传递到管子16上。在与端壁272相接触的边缘278的有角的位置处被局部化。在模具杆270的轨道运动过程中，施加力的区域围绕管子的自由端的周缘运动。一旦完成了所需的变形，收回模具杆和成型件226，通过打开模具2释放变形的管子。

以上所述的所有方法都能够使管子在其自由端的附近变形。因为用来使管子变形的能量小于现有技术中为了达到这样的变形所使用的能量，所以这些方法是经济的方法。此外，这些方法能够使金属管变形，而不会折断金属的纤维。其结果是，在变形的区域，管子不会表现出脆弱性。管子的强度和刚性沿其整个长度是一致的。

无需多言，本发明并不局限于以上通过非限制性的例子所描述的诸方法，或者局限于通过非限制性的例子所描述的工具，相反，它涵盖了处于以下权利要求书的范围中的所有变型形式。

Claims (12)

1.用以使具有纵向轴线(14)的管子(6)在其端部(16)附近变形的方法，在该方法中，管子(6)被放置到具有与所需的最终外部形状相对应的一凹槽(22)的可打开的模具(2)中，管子的一自由端(16)从模具(2)中伸出，其特征在于它还包括以下步骤：

将从模具(2)伸出的管子的端部(16)引入到成型件(26，126，226)的腔体(12，112，212)中，该腔体具有一端壁(32)、形状设定为与管子和所需变形相对应的一侧壁、以及与端壁(32)相对的一开口(30)，

抵着腔体(12，112，212)的端壁推压管子(16)的端部，在腔体的开口和模具之间留出余隙，

借助于成型件(26，126，226)将一轴向力施加到管子的端部(16)上，施加力的区域围绕管子的纵向轴线(14)转动，从而致使管子逐渐变形，

从成型件的腔体(12，112，212)和模具(2)中收回变形管子的端部。

2.如权利要求1所述的变形方法，其特征在于：成型件(26，126)被构制到具有纵向轴线(28，128)的工具(8)中，纵向轴线(28，128)相对管子的轴线是倾斜的并与其相交，通过转动该工具使轴向力作用在管子的端部上，而后使工具相对管子的轴线(14)作轨道运动，并且同时使工具(8)和模具(2)彼此接近。

3.如权利要求2所述的变形方法，其特征在于：腔体的转动轴线(28，128)和管子轴线(14)之间的倾斜角度在2到5度之间。

4.如权利要求2和3中的一个权利要求所述的变形方法，其特征在于：当管子的端部(16)被引入到工具的腔体(112)中时，靠在需要变形的管子(6)的内壁上的模具杆(158)被引入到该管子中。

5.如权利要求1所述的变形方法，其特征在于：成型件(226)被放置在管子的端部(16)上，使腔体(212)的纵向轴线与管子的纵向轴线(14)相对应，一外部工具(270)推压于成型件(226)的与形成有腔体(212)的表面相对的表面(272)。

6.如权利要求5所述的变形方法，其特征在于：该外部工具是带有轴线(228)的工具(270)，轴线(228)相对管子的纵向轴线(14)是倾斜的，与向着模具(2)的直线运动相结合，该工具相对管子的纵向轴线作一轨道运动。

7.用于实施权利要求1至3中的一个权利要求所述变形方法的工具(8)，其特征在于：它是圆柱形部件的形式，在其端部制作有一开放的腔体(12)，腔体(12)具有一转动轴线(28)、设置在横向平面中的一端壁(32)、以及邻近该端壁(32)并沿着远离该壁的方向变窄的一锥形区域(34)。

8.如权利要求7所述的工具，其特征在于：腔体(12)在其开放的端部(10)具有连接于第一并向着开放的端部(10)变宽的一第二锥形区域。

9.如权利要求7和8中的一项权利要求所述的工具，其特征在于：腔体(12)具有一环形沟槽(54)。

10.如权利要求7至9中的一项权利要求所述的工具，其特征在于：腔体(12)具有一环形肋条(48)。

11.用于实施权利要求4所述变形方法的工具，其特征在于：它包括一圆柱形部分，在其端部制作有一开放的腔体(112)，腔体(112)具有一转动轴线(128)、设置在横向平面中的一端壁、以及邻近该端壁的一锥形区域，它还包括可相对腔体的横向轴线(160)转动的所安装的一模具杆(158)。

12.如权利要求11所述的工具，其特征在于：该腔体制作在安装模具杆(158)的管形件(126)中，腔体的端壁是由模具杆的基部形成的，这两个部分安装在具有一端壁和位于相反端的开口的圆柱形壳体中。

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