專利名稱：在管子上加工喇叭口的方法和用于形成喇叭口的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種，通過優(yōu)選使管端在多步或一步擴口中在直徑上形成大的突變，而在優(yōu)選由銅或鋼或Cu、Ni和Fe的合金制成的管子上加工喇叭口的方法。為了實現(xiàn)所述擴口，管端沿軸向被引入擴口工具。本發(fā)明還涉及一種用于加工這樣一種類型的喇叭口的裝置。
在用管子加工銅或鋼配件(fittings)時，優(yōu)選通過使管子部分進行階梯式擴口形成管端的喇叭口。在對管子進行擴口的過程中，在每個必須步驟中，壁厚減小。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在管子的標稱寬度大于50mm并且壁厚為2.7mm的情況下，在兩步擴口之后，壁厚僅為2.4mm。在出現(xiàn)最薄壁厚的最后擴口步驟中，管端一般向內(nèi)折邊以確保在隨后的管子連接過程中在凸緣后部獲得對密封部件的足夠支撐。隨后，配件在凸緣位置和在密封部件區(qū)域承受最大的應(yīng)力；在最壞的情況下，這可能導(dǎo)致發(fā)生泄漏。由于壁厚很薄，如果喇叭口在附

圖1中“A”所指示的位置向外彎曲，那么就可能發(fā)生泄漏。在常規(guī)的加工方法中，僅僅能夠通過開始時選擇更大壁厚的管子來防止由于向外彎曲導(dǎo)致的泄漏。因此，對于正常的非擴口部分，管子的尺寸必須超過一定程度以確保擴口部分能夠承受所需載荷。由于擴口，擴口部分具有更小的壁厚。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種加工管子喇叭口的方法和裝置，同時無需增加所使用管子的壁厚。
該目的通過權(quán)利要求1和5所描述的技術(shù)方案得以實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求2至4包含方法步驟的有益補充。從屬權(quán)利要求6至8中描述了根據(jù)本發(fā)明的裝置的其它實施方式。
為了避免存在現(xiàn)有技術(shù)方法中的所討論的問題，根據(jù)本發(fā)明的解決方案特別是與最后的擴口步驟一起或在單獨的工作步驟中提供了管端的鐓鍛步驟，同時用擴口工具預(yù)定內(nèi)徑。在擴口過程中，外徑受到鐓鍛裝置和圍繞管子的外部成形夾爪的限制。
特別是在管子由銅或Cu、Ni和Fe的合金制成的情況下，根據(jù)本發(fā)明的方法使得在為隨后使用時需要對作用力的阻力的位置處實現(xiàn)壁厚的增加成為可能。壁厚的增加本質(zhì)依賴于圖2中所示的行程“X”。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使臨界區(qū)域的壁厚達到與原始管材相同的厚度是特別有利的。借助本發(fā)明的這樣一種技術(shù)特征，原始管部分的壁厚可以小一定的數(shù)值，由于鐓鍛步驟的結(jié)果，該減少的壁厚可以得到增加。按照這樣的方式可以節(jié)省巨大的材料費用。根據(jù)權(quán)利要求5，根據(jù)本發(fā)明用于在管端使用所述方法加工喇叭口的裝置包括-能夠被軸向引入到管端中并且具有一個或多個限定管端后續(xù)內(nèi)徑的錐形部分和圓柱部分的擴口工具，-一個或多個具有限定管端后續(xù)外徑的錐形部分和圓柱部分的成形夾爪，和-具有大體上呈圓柱形結(jié)構(gòu)的鐓鍛裝置，在存在必要間隙的條件下，所述鐓鍛裝置的最小內(nèi)徑與擴口工具的最大外徑相一致并且所述鐓鍛裝置具有大體上沿徑向延伸的環(huán)形臺肩，在鐓鍛步驟過程中，所述環(huán)形臺肩能夠軸向壓靠在管端的端面上。
因此，通過擴口工具、成形夾爪和鐓鍛裝置之間的協(xié)同作用，可以形成優(yōu)選多步擴大的管喇叭口。所述鐓鍛工具本質(zhì)上包括一個具有用于接收擴口的管端的內(nèi)部環(huán)形凹進部分并且軸向壓靠在管端端面上的圓柱管。優(yōu)選在需要增加壁厚的區(qū)域提供凹進部分和成形夾爪的內(nèi)徑并且以這樣的方式彼此協(xié)調(diào)以便于根據(jù)預(yù)定的行程獲得所需要的壁厚，就是說，根據(jù)鐓鍛裝置和成形夾爪之間的相對位移。
下面，結(jié)合附圖1和附圖2以一種示范的方式對本發(fā)明進行更詳細的描述，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明在管子1上加工出的喇叭口的構(gòu)造的截面圖。
圖2為在管端擴口和鐓鍛步驟過程中根據(jù)本發(fā)明的裝置的主要部分的截面圖。
圖1中所示的加工過的管子1具有與原始管材壁厚一致的壁厚d1。在進行兩步擴口之后，管子具有第一錐形部分5、鄰接的具有根據(jù)擴口程度相對于壁厚d1減小的壁厚d7的第一圓柱部分7、第二錐形部分6，鄰接的第二圓柱部分8和向內(nèi)彎曲的凸緣9。第二圓柱部分8具有壁厚d8，該壁厚在提供凸緣9之前通過根據(jù)本發(fā)明的鐓鍛步驟增大至所需程度。壁厚d8應(yīng)該至少等于壁厚d7。甚至已經(jīng)發(fā)現(xiàn)將所述壁厚增大至壁厚b1是有利的。
在圖2中，多步擴口工具2已沿軸向被壓入管端。具有部分5至8的喇叭口的形狀在內(nèi)部通過擴口工具2的部分5’至8’形成和在外部通過成形夾爪3(shaping shoe)的部分5”至8”形成。為了使圓柱體部分8獲得更大的壁厚，基本由圓柱管構(gòu)成的鐓鍛裝置4用內(nèi)部臺肩10被軸向壓在管端上，而成形夾爪3與鐓鍛裝置4之間的相對移動可具有一個最大行程X。鐓鍛裝置4具有旨在用于接收管端部分8并且由圓柱部分11和臺肩10形成的環(huán)形凹進部分。雖然根據(jù)本發(fā)明可僅僅在圓柱部分11軸向長度區(qū)域通過鐓鍛步驟足以對壁厚進行所需要的擴大，不過同時對成形夾爪3環(huán)繞的圓柱部分8的一部分加厚可能是有利的。
附圖標記列表1管子2擴口工具3成形夾爪4鐓鍛裝置51的錐形部分5’ 2的錐形部分5” 3的錐形部分61的錐形部分6’ 2的錐形部分6” 3的錐形部分71的圓柱部分7’ 2的圓柱部分7” 3的圓柱部分81的圓柱部分
8’ 2的圓柱部分8” 3的圓柱部分9凸緣10 4上的臺肩11 4的圓柱部分X4的行程(最大)d1 1的壁厚d7 5的壁厚d8 8的壁厚
權(quán)利要求
1.一種，通過優(yōu)選使管端在多步或一步擴口中在直徑上形成大的突變，而在優(yōu)選由銅、鋼或Cu、Ni和Fe的合金制成的管子(1)上加工喇叭口的方法，其中所述擴口工具(2)被軸向引入到管端中，其特征在于，同時和/或隨后將擴口工具(2)引入到管端中，管端的已擴口區(qū)域或需擴口區(qū)域通過沿軸向?qū)芏耸┘幼饔昧Χ蝗炕虿糠昼呭?，同時要被加工的管端外徑受到一個或多個全部或部分圍繞管端的成形夾爪(3)的限制。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在管端多步擴口的情況下，只有需擴口的管端區(qū)域或具有最大直徑的已擴口管端區(qū)域受到鐓鍛。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，需擴口的管端區(qū)域或已擴口的管端區(qū)域被鐓鍛達到這樣一個程度，以至于鐓鍛部分的壁厚增加至管子剩余部分的壁厚或至少達到先前已擴口部分的壁厚。
4.如權(quán)利要求1，2或3所述的方法，其特征在于，所述鐓鍛管端向內(nèi)形成凸緣以便于接收密封部件。
5.一種用于在管端使用如前述權(quán)利要求所述方法加工喇叭口的裝置，包括-能夠被軸向引入到管端中并且具有一個或多個限定管端后續(xù)內(nèi)徑的錐形部分和圓柱部分(5’，6’，7’，8’)的擴口工具(2)，-一個或多個具有限定管端后續(xù)外徑的錐形部分和圓柱部分(5”，6”，7”，8”)的成形夾爪(3)，和-具有大體上呈圓柱形結(jié)構(gòu)的鐓鍛裝置(4)，在存在必要間隙的條件下，所述鐓鍛裝置的最小內(nèi)徑與擴口工具(2)的最大外徑相一致并且所述鐓鍛裝置具有大體上沿徑向延伸的環(huán)形臺肩(10)，在鐓鍛步驟過程中，所述環(huán)形臺肩能夠軸向壓靠在管端的端面上。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在其朝向管端的側(cè)面上，擴口工具(2)具有一個與臺肩(10)鄰接并且其內(nèi)徑限定管端圓柱部分(8)的擴大外徑的最大直徑的圓柱部分(11)，在鐓鍛步驟后達到所述最大外徑。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述圓柱部分(11)的內(nèi)徑與成形夾爪(3)的最大內(nèi)徑相一致。
8.如權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述圓柱部分(11)的軸向長度大于或等于具有最大內(nèi)徑的成形夾爪(3)的圓柱部分的長度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過優(yōu)選使管端在多步或一步擴口中在直徑上形成大的突變，而在優(yōu)選由銅、鋼或Cu、Ni和Fe的合金制成的管子(1)上形成連接的方法，所述擴口工具(2)被軸向引入到管端中。本發(fā)明的特征在于，同時和/或隨后將擴口工具(2)引入到管端中，管端的已擴口區(qū)域或需擴口區(qū)域通過沿軸向?qū)芏耸┘幼饔昧Χ蝗炕虿糠昼呭?，同時要被加工的管端外徑受到一個或多個全部或部分圍繞管端的成形夾爪(3)的限制。本發(fā)明還涉及一種根據(jù)所述方法在管端形成連接的裝置。
文檔編號B21D41/02GK1886210SQ200480035337
公開日2006年12月27日 申請日期2004年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月28日
發(fā)明者W·威格納(瓊), W·鮑爾 申請人:威齊格及弗蘭克有限責(zé)任公司