專利名稱：用來對套箍進行模鍛的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來把套箍模鍛到圓柱形件比如管端的外壁上的設(shè)備。更具體地說，本發(fā)明涉及一種模鍛設(shè)備，在該設(shè)備中，液壓驅(qū)動部段是隔離開的，并且，該部段可以與一個尺寸適配器工具分開，該液壓驅(qū)動部段包括一個驅(qū)動件，該驅(qū)動件通過把一個軸向作用力施加到一個連接螺母上對套箍進行模鍛。本申請請求保護美國的權(quán)益。
背景技術(shù)：
套箍類型的管道配件是眾所周知的，其特征為包括一個帶螺紋的連接螺母、一個帶螺紋的連接本體以及一個或多個套箍，這些套箍配裝在連接螺母的里面。連接本體典型地包括一個凸輪帶動表面，該凸輪帶動表面與套箍上的凸輪帶動相接合。把一個圓柱形件比如一個管端與緊密圍繞管端的外壁的套箍一起滑進該連接本體中。當把連接螺母裝進連接本體的帶螺紋的端部上時，把一個軸向作用力施加到那些套箍上，這些套箍產(chǎn)生模鍛作用，從而使得每個套箍本體的一些部分產(chǎn)生徑向的位移，使得套箍緊密地夾緊管端的外壁。
在許多應(yīng)用中，可以通過使用簡單的手動工具比如扳手組裝配件。然而，對于較大的管道尺寸以及對于用較硬的材料制成的管道，常常必須使用液壓施加足夠的作用力，把套箍適合地模鍛到管道上。還有，在某些應(yīng)用中，希望能夠以方便的方式組裝多個配件。
一些年以來，已經(jīng)發(fā)展了多種類型的用動力幫助的模鍛設(shè)備。一種這樣類型的工具是液壓模鍛設(shè)備，在這種設(shè)備中，用液壓在軸向上驅(qū)動一個活塞。該活塞進而使一個驅(qū)動件或者一個砧座移動，此驅(qū)動件把軸向作用力施加到套箍上。在美國專利No.3722064；3810296；3728771；4873755和5027489中描述了這樣的設(shè)備，在這里把這些專利的整個內(nèi)容結(jié)合進來作為參考。
已知的模鍛設(shè)備的特點在于用來把軸向作用力施加到套箍上的驅(qū)動件與液壓活塞為一個整體。如果將，總是使用相同尺寸的套箍或管道，這樣沒有什么不便，但是，更經(jīng)常的情況是該設(shè)備必須能夠?qū)Σ煌叽绲奶坠窟M行模鍛。因此，尺寸的改變可能也需要把液壓部段拆開。另外，使驅(qū)動部段與活塞分開是已知的，但是，即使在這樣的設(shè)計中仍可以使用該驅(qū)動件把活塞保持在該設(shè)備殼體中，使得如果需要實現(xiàn)尺寸改變時，也許將要把液壓部段拆開，或者泄漏為最少。
因此，本發(fā)明的目的是提供使用液壓把套箍模鍛到圓柱形件上的設(shè)備，該設(shè)備在實現(xiàn)尺寸改變時有相當大的可變能力，而不需要做出犧牲，也不需要把該設(shè)備的液壓驅(qū)動部段拆開。本發(fā)明的另一個目的是提供一種更緊湊的對使用者有利的模鍛工具，該工具比較容易使用，并且可以提供一個可見的顯示，表明已經(jīng)成功地完成了模鍛的操作。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述目的和其它目的，按照本發(fā)明的一個實施例，用來把一個或多個套箍模鍛到一個圓柱形件的外壁上的設(shè)備包括一個液壓動力部段和一個適配器工具。液壓部段設(shè)置在一個殼體中，把適配器工具至少部分地保持在該殼體中，并且也可以完全由該殼體移開，而不會影響設(shè)備的液壓動力部段。液壓部段包括一個活塞，在來自可以連接到該裝置上的一個液壓源的施加到活塞上的液壓作用力的作用下此活塞運動。適配器工具包括一個被驅(qū)動的模鍛件或砧座，它可以響應(yīng)于活塞的運動由第一位置，即縮回位置，運動到第二位置，即或伸展位置。適配器工具也包括一個帶螺紋的套筒，可以把一個連接螺母安裝到此套筒上。最好，但不是必須，把套筒和砧座可脫開地緊固在一起，使得可以把適配器工具作為一個整體組件由殼體移開。通過移開有給定尺寸的一個適配器工具并用尺寸不同的另一個適配器工具替代它，可以適應(yīng)尺寸的改變。不用對液壓部段作任何拆卸或者有任何犧牲就可以完成這種轉(zhuǎn)換。
按照本發(fā)明的另一方面，該設(shè)備包括一個可見的顯示裝置，表明一模鍛操作已經(jīng)完成。在一個優(yōu)選實施例中，以一個顯示器按鈕的形式實現(xiàn)這種可見的顯示，當完成一模鍛操作時，該按鈕在軸向上由殼體的背部端突然彈出。在開始下一模鍛操作之前，用手動的方式重新設(shè)定該按鈕。
對于熟悉本技術(shù)的任何人來說，本發(fā)明的這些和其它方面和優(yōu)點將由下面考慮到附圖的對優(yōu)選實施例的描述看清楚。


本發(fā)明可以為某些部件和部件的布置的具體形式，在本文件中將詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例和方法，并在附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例和方法，這些附圖形成本發(fā)明的一部分，在附圖中圖1為按照本發(fā)明用來對套箍進行模鍛的裝置，以在進行模鍛操作之前在初始位置的縱向剖面圖示出；圖2為圖1所示設(shè)備的部件分解圖；圖3為組裝起來與液壓源一起使用的圖1所示設(shè)備的示意圖；圖4為圖1所示的設(shè)備，示出了在重新設(shè)定之前處于在模鍛操作結(jié)束時的第二位置；圖5為圖1所示設(shè)備的部件分解圖，示出了適配器工具的安裝特點；圖6為圖1所示的設(shè)備，示出了為了進行模鍛操作安裝的流體連接；以及圖7A和7B示出了使用在模鍛工具與套箍之間的預(yù)留空間，用于配裝尺寸，而不是用于最大模鍛行程的配裝。
具體實施例方式
參見圖1和4，在這里將以示例的方式描述本發(fā)明，本發(fā)明用于把傳統(tǒng)的管配件的兩個套箍模鍛到一個管端上，然而，這是為了說明和解釋的目的，不應(yīng)該把它認作為限制性的含義。熟悉本技術(shù)的人士將很容易地認識到，在這里描述的本發(fā)明可以用來把一個套箍模鍛到管端上，還可以用來把套箍模鍛到不只是管端的其它圓柱形件上，在這些圓柱形的件中比如在流動控制裝置上的管道延長部分就是一個例子。此外，在這里與示例性的實施例一起描述了本發(fā)明的各方面，示出了本發(fā)明各方面結(jié)合在一起的使用。然而，熟悉本技術(shù)的人士將很容易地認識到，可以單獨地使用本發(fā)明的各個方面，或者在特定的模鍛操作或工具的操作要求的基礎(chǔ)上以任何種類的組合使用本發(fā)明的各個方面。
按照本發(fā)明，模鍛設(shè)備整體地用附圖標號10表示。該模鍛設(shè)備在一個殼體12中基本上是獨立的，但是，它可以連接到高壓液壓流體源上，下面將進一步描述。也可以使用其它的流體，例如，這包括使用液壓泵的水，或者壓力氣體。
可以看到，殼體12在功能上包括兩個基本部段，即一個液壓動力部段14和一個模鍛部段16。液壓動力部段14包括一個驅(qū)動活塞18、一個液壓接頭組件20以及一個模鍛完成顯示器組件22。一個致動器軸24穿過殼體伸展，并沿著設(shè)備10的縱向中心軸線X設(shè)置?；钊?8是一個大致圓柱形的件，把它以位于中心的方式設(shè)置在活塞孔30內(nèi)，在其縮回或返回的位置(如在圖1中所示)，它座靠在殼體12的一個沉頭孔32上。該活塞18包括一個中心軸孔34，致動器軸24穿過該孔伸展。在一個密封凹進部分37中設(shè)有一個傳統(tǒng)的活塞密封環(huán)36，作為第一活塞密封裝置，以將活塞18抵靠殼體孔30密封，來防止液壓流體損失。在這一示例中，密封件36包括一個彈性的O形環(huán)36a和一個TeflonTM襯環(huán)36b，襯環(huán)的功能是防止在壓力下密封件36a伸出?？梢匀缢蟮哪菢邮褂貌煌拿芊庋b置。在軸24上設(shè)有類似的密封裝置，如在圖中所示出的那樣。
把活塞18的尺寸大致確定并加工成使得可以沿著中心軸線X摩擦力很低地平移?；钊?8還包括一個液壓流體凹進部分38，此凹進部分在徑向上由軸孔34伸展，并與在致動器軸24中的一個橫向孔40流體連通。該凹進部分38形成一個小的流體腔室，液壓流體進入該腔室對活塞18的背面18a施加壓力。當把高壓下的液壓流體供應(yīng)給該腔室38時，對活塞18的背面18a施加作用力，使此背面如在圖1所看到的向前或者向左被迫壓或移動。
縱向中心孔42由致動器軸24a的背部端或入口端一直伸展到越過橫向孔40的位置?？v向孔42與凹進部分38連通?？窟@樣的設(shè)置供應(yīng)液壓流體，驅(qū)動活塞18。
致動器軸24包括一個沿圓周的凹槽44，其容納并保持一個可移動的搭扣環(huán)46，作為第一塔扣環(huán)。當把該搭扣環(huán)46與位于致動器軸24上的活塞18裝在一起時，把活塞18在軸向上卡在搭扣環(huán)46與殼體壁32之間。當迫使活塞18在軸向上向前時，該活塞壓在該搭扣環(huán)46上，因此也驅(qū)動該軸24與它一起向前移動。當把液壓壓力由活塞24上移開時(軸彈簧160把軸24在圖1中向后偏置，下面將進一步描述)，搭扣環(huán)46也使得活塞24返回到在圖1中所示的重新設(shè)定位置。第二活塞密封裝置48設(shè)置在致動器軸24中形成的一個密封凹槽50中，其位置在軸向上在活塞凹進部分38的前面，實現(xiàn)密封，防止流體沿著內(nèi)部的活塞軸孔34損失。
活塞18包括一個直徑減小的活塞驅(qū)動面52。與活塞18在它的背部端的直徑相比驅(qū)動面52的這種直徑的減小形成一個沿圓周的空間54，其邊界由一個活塞止動表面56界定。第二且可移開的搭扣環(huán)58位于在殼體12中形成的一個凹槽60中，當活塞處于圖1中所示的縮回位置時，在軸向上正好在活塞18的前面。當活塞向前移動一定距離時，該搭扣環(huán)58靠被止動表面56阻擋限制活塞18的最大軸向行程，該距離由止動表面56與搭扣環(huán)58的背部表面之間的軸向間隙確定。
活塞18的驅(qū)動面52與活塞的背面70a上的一個模鍛模具或砧座70接觸或接合，實現(xiàn)驅(qū)動。模鍛模具70是一個大致圓柱形的結(jié)構(gòu)，帶有一個向前傾斜的嘴72。這個傾斜的嘴72與前套箍F1接合，并施加一個凸輪帶動作用，把套箍模鍛到管端上，如下面將進一步描述的那樣。模鍛模具70包括一個內(nèi)部孔74，其緊密地容納一個管端(在圖1中未畫出)。把該管端插入，直到它座在沉頭孔76上為止。沉頭孔76設(shè)有一個升高的脊或卷邊78，在圖1中以放大的尺寸示出此卷邊。這個卷邊78在適當?shù)哪ｅ懖僮髦笤诠芏松闲纬梢粋€小的刻痕，因此提供一個可靠的并且可得見的簡單證實該管端在進行模鍛操作之前被充分地插進模具70中。
模鍛模具70包括一個中心軸孔80。致動器軸24的前端24b向前伸展進該模具孔80中。把一個阻擋插頭84裝進該孔80中。該插頭84包括一個通孔86，使得當打開安全閥120時液壓流體可以由模具70中流出。
把模鍛模具70可滑動地保持在大致為圓柱形的適配器套筒90中。把適配器套筒90部分地保持在殼體12中，且它的前部90a在軸向上伸展越過殼體的前端12a。把適配器套筒90的尺寸做成可以通過一滑動配合裝配進殼體12中?；瑒优浜习惭b使得安裝比較容易，并且適配器90不容易損壞，比如對螺紋的損壞。適配器套筒的前端90a包括外螺紋部分92，可以把一個內(nèi)螺紋連接螺母(在圖1中未畫出)安裝到此部分上。端部90a的直徑比主要的套筒本體部分的直徑小一些，從而形成一個前保持面94。把形式為第三可移開的搭扣環(huán)96的保持裝置裝配進在殼體12的前部上形成的一個凹槽98中。使用該搭扣環(huán)98把適配器套筒90在軸向上牢固地保持在殼體12內(nèi)的位置上。
適配器套筒90包括一個沉頭孔100，它有比模鍛模具70的外徑更大的直徑。因此，模鍛模具70和適配器套筒90形成一個環(huán)形空間102。把一個彈簧104設(shè)置在該環(huán)形空間102中，并在沉頭孔100與靠近模鍛模具70的背部端70a形成的一個向外伸展的凸緣106之間把該彈簧保持成壓縮狀態(tài)。彈簧104在軸向上使模鍛模具70和適配器套筒90偏置，彼此分開。適配器套筒90包括靠近套筒90的背部端形成的一個搭扣環(huán)凹槽108。形式為第四可移開的搭扣環(huán)110的保持裝置與模具凸緣106的背面接合，以把適配器套筒90與模鍛模具70固定在一起，作為單一的整體適配器工具組件112。也可以使用把套筒90與模具70固定在一起作為一個組件112的其它機構(gòu)，如熟悉本技術(shù)的人士將很容易地理解的那樣。例如，可以使用帶螺紋的環(huán)圈代替第四搭扣環(huán)110，或者模具70可以與套筒90一起壓花。
當被組裝成如在圖1中那樣時，彈簧104沒有被完全壓縮，從而使得在模具70與套筒90之間可以有有限的但是是預(yù)定量的相對軸向運動。這使得可以在安裝活塞18之后把適配器工具組件112裝配進殼體12中，在活塞18與模具70之間形成可靠的接合。在安裝組件112之后，彈簧104仍然還有足夠的空間被壓縮。這樣，活塞18在向前的軸向位移使得模具70產(chǎn)生相應(yīng)的向前的位移。把公差控制成使得在彈簧104被完全壓縮成圓柱形不可壓縮形式之前碰到搭扣環(huán)58。這使得可以通過控制活塞表面56與搭扣環(huán)60之間的軸向間隙嚴格控制最大模鍛行程，而不必須控制彈簧104的尺寸。要注意的是，當在通道42中沒有液壓壓力時，彈簧104把模具90和活塞18向后朝向在圖1中所示的縮回或模鍛之前的位置偏置。然而，第四搭扣環(huán)110限制彈簧104把活塞18推到壁32的程度；為了那個目的將使用另一個偏置彈簧，如將在后面清楚表明的那樣。
按照本發(fā)明的一個特點，把適配器組件112有目的地設(shè)計成可以由殼體12移開，而不犧牲液壓部段14的整體性。適配器套筒90和模鍛模具70的尺寸直接與要被模鍛的套箍的尺寸、管徑以及有關(guān)的連接螺母的尺寸相關(guān)聯(lián)。因此，為了對不同尺寸的套箍和管道進行模鍛，模鍛模具70和適配器套筒90必須容易互換。可以簡單地靠使用不同的適配器組件112用裝置10適應(yīng)不同尺寸的連接。適配器組件112的滑動配合安裝簡化了并加快了改變，而不損傷液壓部段14。
由于連接螺母與適配器套筒90之間的螺紋接合，當把連接螺母C安裝到適配器套筒90上時，套筒90可以旋轉(zhuǎn)。在某些應(yīng)用中這種旋轉(zhuǎn)可能是不希望的，因此，可以在一個穿過殼體12的通孔116中安裝一個防旋轉(zhuǎn)的銷柱114。該孔116位于適配器套筒90在它的背部端的外周邊上形成的一個軸向狹縫118附近。通過在安裝組件112之前首先安裝銷柱114，在安裝過程中可以很容易地使組件112取向，以使狹縫118與防旋轉(zhuǎn)的銷柱114的伸出端對準。
軸24可以設(shè)有一個安全閥組件120。使用此安全閥組件120防止裝置10的液壓部段14壓力過高。當使用手動液壓泵提供使設(shè)備10運行的液壓壓力時，這可能特別重要。在軸24離開橫向孔40的下游的一部分上形成一個沉頭孔122，一個閥孔124穿過該沉頭孔伸展。一個菌狀活門樣式的安全閥閥桿126以位于中心的方式設(shè)在致動器軸24中形成的一個閥門腔室128中。在閥門腔室128中設(shè)有一個閥門偏置彈簧130，此彈簧使閥門菌狀活門126偏置成關(guān)閉狀態(tài)，如在圖1中所示出的那樣。以螺紋的方式把閥門設(shè)定螺絲132插入致動器軸24的螺紋孔82中。調(diào)節(jié)螺絲132在孔82中的軸向位置可以設(shè)定安全閥將打開把過高的液壓壓力釋放掉的壓力值。設(shè)定螺絲132和阻擋插頭84分別包括通孔136、86，液壓流體通過這些通孔釋放，以降低在液壓部段14中的過高壓力。減小的孔124防止當閥門120打開時液壓流體的流量過高?？梢院苋菀椎貦z測出在模鍛模具70中流體的存在和在流體源釋放出的壓力。一旦壓力降低了，閥門120關(guān)閉，從而防止損失過多量的液壓流體。
按照本發(fā)明的另一個方面，使用顯示器組件22向操作者提供立即可見并可聽見的反饋信息，其顯示模鍛操作已經(jīng)完成。這幫助操作者防止過度地加壓或者過度地對流體連接進行模鍛。在這個示例性實施例中，以顯示器按鈕140的形式實現(xiàn)顯示裝置22，在模鍛操作結(jié)束時，該按鈕在軸向上由殼體12的背部端突然彈出。
顯示器按鈕140是一個大致圓柱形的件，它包括一個中心本體部分142、一個前端144以及一個后端146。前端144包括一個中心軸向孔148，在該孔的背部端有一個向內(nèi)的肩部150。
圍繞致動器軸24設(shè)置一個彈簧對準墊片152，抵靠在殼體12的一個沉頭孔154上。一個按鈕彈簧156設(shè)置在該墊片152與按鈕孔148中的肩部150之間。此彈簧使按鈕140向后偏置，如在圖1中所示出的那樣，或者，換句話說，朝向顯示模鍛操作完成的位置偏置。在圖1中，按鈕140處于模鍛之前的位置，而在圖4中示出的按鈕140處于模鍛操作完成之后突然彈出的位置。
致動器軸24還包括一個向外伸展的肩部158。一個軸彈簧160位于按鈕孔148中，在墊片152與軸肩部158之間。軸彈簧160使軸24偏置，離開設(shè)備10的工具端，或者，換句話說，彈簧160使軸24偏置，使得活塞18返回到在圖1中所示的初始位置或返回位置。
軸24還設(shè)有一個球鎖銷162，其形式為一個傾斜的肩部，該肩部在徑向上由軸24的本體向外伸展。顯示器按鈕140包括在按鈕中心本體142內(nèi)部的一個橫向帶螺紋的孔。把該孔設(shè)置成使得當按鈕140處于圖1中的重新設(shè)定位置時，孔在徑向上與球鎖銷162對準。鎖銷球166位于孔中，且把一個鎖銷彈簧168裝在孔中，在球166與帶螺紋的鎖銷保持螺絲170之間。要注意的是，在應(yīng)用中實際上使用三個(或更多個)鎖銷球，它們圍繞著顯示器按鈕140的圓周均勻地間隔開(在圖中只示出了一個球166)。三個球的使用將顯示器按鈕140保持對中。用鎖銷保持螺絲170調(diào)節(jié)在孔中的位置來調(diào)整鎖銷球166在鎖銷肩部162上的作用力。這個作用力必須足夠大以防止球166由于按鈕彈簧156施加到按鈕140上的向后偏置作用力克服彈簧168的作用而移動。另外，鎖銷球166、彈簧168和螺絲170可以是在一個帶螺紋的殼體(未畫出)內(nèi)的單一子組件，把它裝進孔中?？梢园扬@示器按鈕140壓花，比如在140a上，以幫助夾緊該按鈕140，重新設(shè)定它的位置。軸24包括一個凸緣186，在按鈕140突然彈出后保持按鈕仍在該軸上。把按鈕140的尺寸確定成使得在圖1中示出的它的重新設(shè)定位置，由殼體12的后部12b把中心本體部分142隱藏起來不可見。一個防開啟套筒169可以在按鈕140上滑動，以把鎖銷機構(gòu)覆蓋起來。可以把這個套筒涂上顏色，從而提供顯示，表明顯示器按鈕140已經(jīng)松開。
軸24的背部端包括液壓連接器組件20。在這一實施例中，連接裝置20是致動器軸24的帶內(nèi)螺紋的端部。把液壓軟管的帶螺紋的端部連接器安裝進這個孔中。在所示出的實施例中(見圖3)，把一個旋轉(zhuǎn)配件172安裝在液壓泵190的出口上。該配件172在設(shè)計上可以是傳統(tǒng)的，并把來自液壓源190的液壓軟管的端部上的一個液壓軟管連接件182保持住。通過調(diào)節(jié)液壓軟管相對于設(shè)備10的扭轉(zhuǎn)或錯位，該旋轉(zhuǎn)配件172簡化了液壓軟管連接到設(shè)備10上的連接。
在圖3中，所示出的設(shè)備10通過一個液壓軟管192連接到一個液壓泵190上。在這一示例中，該泵190可以是任何傳統(tǒng)的手動操作的液壓泵，比如可以由Wisconsin的Owatonna的PowerTeam公司獲得的P-12型號的泵。
參見圖1、4和6，示例性的模鍛設(shè)備10的操作由在圖1中所示的狀態(tài)開始。如果以前已經(jīng)完成了一次模鍛操作，通過抓住按鈕端部146并向前推按鈕140直到球166與鎖銷162接合為止，用手動的方式把顯示器按鈕140在軸向上向里面推進殼體12中。
把液壓源連接到致動器軸24上。把管端T插入適配器組件112中，直到它座在模具壁76上為止。在這一示例中，示出了兩個套箍的裝配。接著，把前套箍F1滑動到管端上，后面跟著一后套箍F2。隨后，把連接螺母C安裝在適配器套筒90上，并向下擰緊到手擰緊的位置。在圖6中所示的此手擰緊的位置，連接螺母C的前端與適配器套筒90上的最后面或最里面的螺紋92a對準。手擰緊的位置上的這種對準顯示出適當?shù)匕惭b好了套箍F1和F2，并顯示出活塞18處于進行模鍛操作之前的完全縮回的初始位置。
隨后致動液壓泵190。在活塞18后面建立起液壓壓力，并逐漸地把活塞向前(在圖1和4中看向左)移動。當活塞向前進時，它克服彈簧104和彈簧160的偏置作用力向前推動模鍛模具?；钊?8也壓在活塞保持搭扣環(huán)160上，因此也使得軸24與活塞18一起向前移動。當模具70向前移動時，通過傾斜的嘴72在前套箍的傾斜的鼻部上的凸輪帶動作用，它把套箍F1和F2模鍛到管端T上。
用模具70的軸向行程距離“Y”(圖4)預(yù)先確定適當?shù)哪ｅ?。這一距離典型地以經(jīng)驗數(shù)據(jù)和設(shè)計標準為基礎(chǔ)，并將在配件尺寸的基礎(chǔ)上改變。通過適當?shù)拇_定用于要與它們一起使用的特殊配件的模鍛模具70和適配器90的尺寸，方便地把這種距離控制結(jié)合進適配器組件中。因此，對于不同的配件尺寸典型地將有相關(guān)數(shù)量的適配器組件112。例如，典型地把工具10設(shè)計成對多種配件尺寸進行模鍛，其中這些配件之一將需要最大的行程。把模鍛模具70的尺寸適當?shù)卮_定成響應(yīng)于活塞18的位移移動這一最大距離Y，以在有最大行程要求的配件上產(chǎn)生適當?shù)哪ｅ懽饔?。要注意的是，有最大行程要求的配件不需要必然是最大尺寸的配件。對于與工具18一起使用并需要較小行程的其它配件尺寸來說，把相關(guān)的適配器組件112和特別是模鍛模具70的尺寸確定成在傾斜的嘴72與前套箍F1接觸之前包括一個適當?shù)念A(yù)留空間?？梢苑奖愕匕堰@個預(yù)留行程空間建立在適配器組件112中(例如通過控制模具70的長度)，這是因為當把液壓壓力去掉時，返回彈簧104把模具70相對于適配器套筒90向后推。
通過適當確定墊片152的尺寸來控制模鍛模具70的行程Y。當軸24與活塞18一起向前移動時，顯示器按鈕140也向前移動，直到該按鈕與墊片152的頂表面152a接觸為止。在出現(xiàn)這樣的接觸之后，軸24的進一步的移動將使顯示器按鈕被致動。因此，適當?shù)剡x擇墊片152的尺寸將設(shè)定模具70的行程。模具70行進的這一距離將等于活塞的行程Z加上在按鈕14碰到墊片152之后直到球166越過鎖銷162為止軸24行進的距離，在球166越過鎖銷162的位置，顯示器按鈕140突然彈出，顯示模鍛操作已經(jīng)完成?；钊?8碰到止動環(huán)58防止了過度的模鍛。如果在活塞停止之后繼續(xù)升高液壓壓力，安全閥120將打開，釋放液壓壓力。
圖7A和7B示出了這種預(yù)留空間的概念。在圖7A中示出了安裝在一個管端(未畫出)上的并用處于模鍛之前狀態(tài)的工具插進模鍛工具10中的典型的前套箍F3和后套箍F4。也示出了連接螺母C被安裝在適配器套筒90的帶螺紋的端部92上。在這一示例中，套箍F3是需要最大的活塞18行程的套箍，因此，需要最大的模鍛模具70行程把該套箍模鍛到管端上。因此，把適配器套筒90的長度選擇成使得套筒90的前端90a在模具70與套箍F3的前端FG接合之前不與套箍F3的凸緣表面FF接靠。因此，模具70的所有軸向位移被用來進行模鍛操作。
在圖7B中，要對套箍F5進行模鍛，該套箍要求模具70的較短行程。同樣，如在圖7A中那樣，所示的處于組裝起來的模鍛之前位置(與圖1的設(shè)定狀態(tài)相對應(yīng))。因為活塞18和模具70將總是移動相同的軸向距離，而此行程的某些部分將不用來對套箍F4進行模鍛。如圖所示，因此，較短的套箍F4(與要求最大行程的套箍F3相比)的凸緣FH在套箍的前端FI與模具70接合之前已經(jīng)與模具70的自由端90a接靠，因此，在套箍F5與模具70之間產(chǎn)生一個軸向上的間隙或者“預(yù)留空間”G。當活塞18和模具70在軸向上開始向前進時，將首先占用這個間隙，而在套箍F5上不出現(xiàn)任何模鍛作用。可以通過適當?shù)拇_定模具70的尺寸來選擇此間隙G的大小(要記住，當改變套箍或配件的尺寸時，也要改變包括套筒90和模具70的適配器工具112)，使得實際上只使用總的模具移動距離Y對于適當?shù)哪ｅ懰枰哪且徊糠志嚯x。通過使較短行程的套箍F5在套箍凸緣FH處與適配器套筒90接合，模鍛操作總有套箍相對于模具70的一個共同的起始點。因此，可以通過適當?shù)拇_定模具70的尺寸嚴格地設(shè)定實際的模鍛行程。當要進行模鍛的各種尺寸的套箍要求不同的模鍛行程時，典型地將利用這種預(yù)留空間特點，這與在配件上的不同的螺距相對應(yīng)。
墊片152的使用使得可以采用校準設(shè)備10的傳統(tǒng)方法。在任何模鍛工具中，模鍛模具前進的行程對于確保實現(xiàn)適當?shù)哪ｅ懞苤匾?。然而，套箍自身有公差累積，并且適配器工具組件112有公差累積。因此，希望能夠以零誤差嚴格地控制活塞18的行程。按照本發(fā)明的這一方面，首先使用有標稱軸向尺寸的墊片152組裝工具10。實際的尺寸不是嚴格的。接著，以相同的方式安裝一個套箍和管端，就像要進行模鍛操作那樣。接著，把顯示器按鈕重新設(shè)定到在圖1中所示的進行模鍛之前的狀態(tài)。接著，操作者相對較慢地向前移動軸20(這與活塞18的前進直接對應(yīng))，直到顯示器按鈕140被釋放為止。測量直到按鈕啟動的那點的軸/活塞的軸向位移。如果所測量的位移不是實現(xiàn)適當?shù)哪ｅ懰蟮奈灰?，用一個不同的墊片152替換標稱墊片152，選擇該墊片的軸向尺寸使得活塞的行程將是準確的，因此，將把可能造成不完全的模鍛或過度模鍛的任何誤差減小到零。把活塞行程的距離選擇成模擬或重復(fù)在把配件拉起來的操作過程中連接螺母在典型的配件中的軸向位移。
當軸24與活塞18一起向前移動時，按鈕碰到墊片152，然后軸24的進一步的移動使得鎖銷球166通過克服偏置彈簧168的作用力移動進孔164中，跨在鎖銷162上。當鎖銷162通過球166時，顯示器套筒140不再受到軸向的搭扣，或者在顯示器彈簧156的偏置力作用下向后突然彈出。按鈕140碰到凸緣186，并產(chǎn)生可以聽到的卡搭聲。此外，可以把按鈕的外表面142a處理成有顏色或者作其它的精細處理，容易做出可以看得見的確定，套筒140已經(jīng)處于伸展的位置或者模鍛之后的位置。
當顯示按妞140突然彈出時，操作者立即知道模鍛操作已經(jīng)完成，并隨后可以釋放液壓壓力。一旦壓力降低到抵消軸彈簧160的作用力的一定數(shù)值以下時，彈簧160使軸24與活塞18和模鍛的模具70一起返回圖1中所示的位置。操作者用手重新設(shè)定按鈕140，如前面所描述過的那樣。
圖5示出了設(shè)備10的主要子組件。按照本發(fā)明的另一特點，典型的裝配組件包括連接螺母C和前套箍和后套箍F1、F2。通過移開適配器套筒搭扣環(huán)96，形式為適配器組件112的模鍛部段16可以作為一個單一的組件移開，使尺寸的改變簡化。液壓部段14和顯示器組件22仍然安裝在殼體12中，沒有任何密封件由于移開模鍛部段16而受到擾動或犧牲。
與顯示器按鈕和軸的位置一起設(shè)置附加的可見顯示。如在圖1中所示出的那樣，顯示器按鈕140的中心本體142與殼體12的后表面齊平，如在附圖標記194處那樣。另外，軸凸緣186與顯示器按鈕齊平，如在附圖標記196處那樣。在圖1的模鍛之前的初始位置，這些齊平的對準向操作者顯示出，活塞18和軸24完全返回初始的開始位置，已經(jīng)重新設(shè)定顯示器按鈕，工具10沒有被損壞，并且在工具中的液壓壓力已經(jīng)被釋放掉。
顯然，對于其他人來說，通過閱讀和理解本文件將會出現(xiàn)改進和變化。力圖包括所有這些改進和變化，因為它們屬于所附的權(quán)利要求書或者它的等價物的范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用來把套箍類型的配件安裝到一個圓柱形件的外壁上的設(shè)備，這是靠把套箍模鍛到所述圓柱形件上實現(xiàn)的，所述配件包括一個帶螺紋的連接螺母，所述設(shè)備包括一個殼體；在所述殼體中的一個活塞，所述活塞當液壓壓力施加到所述活塞上時響應(yīng)所述流體壓力可以在第一位置與第二位置之間移動；以及一個部分地保持在所述殼體中的適配器工具；所述適配器工具包括一個套筒，所述套筒的一端形成有螺紋，以接納連接螺母和砧座；所述砧座可以相對于所述套筒在第一砧座位置與第二砧座位置之間移動，以把套箍模鍛到所述圓柱形件上；所述砧座和所述套筒滑動配合裝配進所述殼體中，且通過不同于螺紋接合的形式保持在所述殼體中。
2.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述砧座相對于所述套筒朝與模鍛之前的初始位置相對應(yīng)的所述砧座位置偏置。
3.按照權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，其包括夾置在所述套筒與所述砧座之間的一個彈簧，以將所述砧座朝向所述模鍛之前的位置偏置。
4.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述活塞在進行模鍛操作的過程中在它的第一位置與第二位置之間移動一個確定的距離，所述確定的距離比所述砧座相對于所述套筒的一個確定的最大行程要?。凰龃_定的距離部分地被一個主動止動件控制，以限制所述活塞的軸向運動，從而防止過度模鍛。
5.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述活塞和所述砧座沿著一條共同的軸線移動；并且，一個顯示裝置向使用者提供一個可見的顯示，表示一模鍛操作已經(jīng)完成；所述顯示裝置包括沿著所述軸線移動的一個件。
6.按照權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述顯示裝置包括一個按鈕，所述按鈕在軸向上在第一與第二位置之間移動。
7.按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，一個鎖銷裝置把所述按鈕可松開地保持在所述第一位置。
8.按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述按鈕相對于一個致動器軸移動，所述致動器軸連接到所述活塞上；把所述按鈕朝向所述按鈕第二位置偏置。
9.按照權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，在所述按鈕與所述軸之間一個預(yù)先確定的相對軸向移動之后，所述按鈕移動到所述按鈕第二位置。
10.按照權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，由操作者通過用手控制流體源把液壓壓力施加到所述活塞上；所述按鈕移動到所述按鈕第二位置，以向操作者顯示釋放所述液壓壓力。
11.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，其包括連接到所述活塞上的一個致動器軸；所述致動器軸在其內(nèi)具有一個中心孔，所述中心孔為高壓流體提供一個流體管道，以驅(qū)動所述活塞。
12.按照權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，其包括設(shè)置在所述軸內(nèi)的一個安全閥。
13.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述砧座和所述套筒的尺寸確定成與所述殼體和所述活塞無關(guān)的內(nèi)徑，使得不同尺寸的砧座和套筒的組合體可安裝在所述殼體中，以不改變所述殼體或所述活塞的情況下模鍛不同尺寸的配件。
14.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述活塞包括一個直徑減小的活塞驅(qū)動面，所述驅(qū)動面與所述砧座的背部側(cè)接觸；所述直徑減小的活塞驅(qū)動面比所述套筒的內(nèi)徑足夠小，以在所述活塞和所述套筒之間形成一個沿圓周的空間，從而所述套筒的不同尺寸的內(nèi)徑用來對應(yīng)地模鍛不同尺寸的套箍，且在所述軸內(nèi)設(shè)置安全閥。
全文摘要
一種用來把一個或多個套箍模鍛到一圓柱形件的外壁上的設(shè)備(16)，其包括一液壓動力部段(14)和一適配器工具。液壓部段設(shè)置在一殼體(12)中，把適配器工具(112)至少部分地保持在該殼體中，并且也可完全由該殼體移開，而不會影響設(shè)備的液壓動力部段。液壓部段包括一個活塞，在來自一個液壓源的施加到活塞上的液壓作用力的作用下此活塞運動。適配器工具包括一個被驅(qū)動的模鍛模具(70)，它可響應(yīng)于活塞的運動由一個縮回的位置運動到一個伸展的位置。把套筒(90)和砧座(70)可脫開地緊固在一起，使得可以把適配器工具作為一個整體組件由殼體移開。通過移開有給定尺寸的第一適配器工具并用尺寸不同的第二適配器工具替代它，可以適應(yīng)尺寸的改變。不用對液壓部段作任何拆卸或者有任何犧牲就可以完成這種改變。該設(shè)備也提供一個可見的顯示裝置(22)，一顯示器按鈕(140)的動作完成一次模鍛操作，在一次模鍛操作結(jié)束時，該按鈕在軸向上由殼體的背部端突然彈出。
文檔編號B21K25/00GK1935405SQ20061014369
公開日2007年3月28日 申請日期2000年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月22日
發(fā)明者L·E·約翰斯頓 申請人:斯瓦戈洛克公司