CN103170563A - 用于在管子上成型螺纹的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在管子上成型螺纹的装置，该装置包含至少一个工件紧固部用于紧固管子部段，在该管子部段上要设置螺纹，该装置包含至少一个螺纹辊装置，该螺纹辊装置具有辊，该辊能够被径向压靠在管子部段上以滚制螺纹，其中，工件紧固部具有卡爪，这些卡爪在紧固管子部段时能够被压靠在管子部段的内壁上以便扩宽管子直径和/或去除管子横截面的椭圆度。

Description

用于在管子上成型螺纹的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在管子上成型螺纹的装置和方法。

背景技术

已知除了切削方法如车螺纹之外还有所谓的螺纹滚压。在此辊放置在圆柱形的工件上和在朝向工件的压力的作用下围绕工件在切向上移动。在此材料在压力下被压缩和挤压，从而在工件中产生沟槽。如果将工件和辊沿着工件轴线相对移动，那么在工件上的沟槽得到螺纹类型的螺旋形状。

这种螺纹滚压技术至今仅仅可用于实心杆，因为通过辊径向施加的压力在空心体如管子的情况下导致：空心体变形并且失去其额定直径或额定横截面。

发明内容

因此本发明的目的在于提供一种装置和方法，其使得螺纹滚压技术也可以用于在管子上成型螺纹。

上述目的通过具有权利要求1的特征的用于在管子上成型螺纹的装置以及具有权利要求5特征的用于在管子上成型螺纹的方法实现。从属权利要求记载了有利的实施方式。

根据本发明规定，在其上待成型螺纹的管子或管子部段首先在工件紧固部中被绷紧。该工件紧固部在原理上是卡盘，其具有卡爪，这些卡爪贴靠到管子的内壁上。这些卡爪（其数量为两个或多个并且优选具有圆弧形的贴靠面以用于贴靠在管子内壁上）是径向可移动的并且可以特别是施加压力至管子内壁上，该压力可以将管子扩宽到规定的额定内直径。卡爪的贴靠面在横截面中是基本上圆形的，从而在卡爪的朝向管子内壁的压力作用下，不仅可以设定规定的直径，而且替代地或附加地可以克服管子部段的偏离圆形的“椭圆度”。在本发明的意义上，椭圆指的是任何非圆形的形状。

螺纹辊装置偏心于工件紧固部的纵向轴线支承并且相对于工件紧固部可旋转地支承。由此在成型螺纹时被紧固在工件紧固部上的管部段的外直径被螺纹辊环绕。为此，此外可以规定，如此设计在螺纹辊装置和管子部段或工件紧固部之间的耦合，使得在螺纹辊装置围绕管子部段或工件紧固部环绕时，管子部段或在其上绷紧管子部段的工件紧固部相对于螺纹辊装置在管子部段的纵向方向上可以移动。

根据本发明的方法按照如下方式进行。首先将在其上要成型螺纹的管子部段在工件紧固部上绷紧，并且通过螺纹辊装置压靠到管子部段的外侧上、同时将螺纹辊装置和管子部段相对旋转并且同时使管子部段和螺纹辊装置彼此相对移动，从而在管子部段上成型了螺纹。在螺纹成型之前，根据本发明实施一个另外的加工步骤，其中将管子部段的直径在工件紧固部上优选通过卡爪扩宽到期望的额定直径和/或将管子部段的横截面转变成圆形形状。优选管子部段在螺纹成型后仍然在卡爪对管子部段内壁的绷紧作用下被保持在工件紧固部上。而后可以在被成型的螺纹上拧接法兰。通过在拧接时保持在工件紧固部上，使得管子部段不能重新具有椭圆的形状并且不能使得法兰的拧接变难或不可能。

附图说明

本发明接下来借助于附图中示出的实施例详细阐述。

图1示出根据本发明的装置的透视图；

图2示出具有被绷紧的管子部段的另外的透视图；

图3A示出沿着X方向根据本发明的装置和被绷紧的管子部段的纵向剖视图；

图3B示出管子在螺纹辊装置和卡爪的区域内的横向剖视图。

具体实施方式

在附图中示出的装置具有在示出的例子中大致圆盘形状的支承部段6，在该支承部段上不仅支承具有卡爪3a、3b的工件紧固部3而且支承具有至少一个螺纹辊1a的螺纹辊装置1。工件紧固部3和支承部段6可彼此相对旋转地支承，从而紧固在支承部段6上的、具有所述至少一个辊1的螺纹辊装置1能够围绕工件紧固部3和被绷紧在工件紧固部上的管子状的工件2旋转。“可彼此相对旋转”仅仅意味着，可以实现辊1围绕用作工件的管子部段2的环绕（见图2）。

辊1可以在径向方向R上朝向管子部段2进给。由此压力被施加在管子部段2上，该压力导致材料排挤或压缩并且导致在管子部段2上成型螺纹2a。

为了使得管子2在该来自外部的径向压力的作用下不萎陷，设置工件紧固部3，在该工件紧固部中卡爪3a、3b径向向外压靠在管子2的内壁2b上，如特别是可以由附图3A和3B看出。卡爪3a、3b通过锥形的元件3c（其如同卡爪3a、3b也与管子纵向轴线X同心地布置）的移动沿着管子纵向轴线X的方向被移动，以松开或绷紧卡爪3a、3b。此外基础部段6相对于工件紧固部3可旋转地支承，其中螺纹辊装置1的辊1a设置在一个悬挂装置1b上，该悬挂装置在管子部段2环绕时与设置在螺纹辊装置上的螺纹相配合，从而辊在环绕管子部段时沿着轴线X的方向移动（箭头P4）并且从而在管子部段2上形成相应的螺旋形的螺纹2a（见图2a）。

如在附图3B中示出，所述至少两个卡爪3a、3b（在示出的实施例中示出6个卡爪）在径向方向P3上压在管子的内壁上。在横向剖视图中，卡爪为此有利地具有与管子内壁的形状配合的轮廓，优选该轮廓是圆弧段。在螺纹成型之前，卡爪3a、3b被压向管子2的内壁，并且管子由此被扩宽到预定的额定直径并且在成型过程的持续时间内被保持。同时克服可能存在的管子椭圆度。

辊1a在成型过程中沿着箭头P1的方向环绕管子2并且在此在箭头P2的方向上围绕自身的轴线旋转。同时辊在径向上被压向管子2，从而实现成型过程。同时管子2和辊1a在管子的纵向轴线X的方向上移动，例如经由辊悬挂装置1b上的螺纹通过沿着方向P4的推进进行移动。

在螺纹成型之后，卡爪被保持在其张开位置或者说撑开位置上并且能够将螺纹法兰4拧接到正在被提供的螺纹2a上。这种螺纹法兰可以在工件2绷紧之前被接纳在基础部段6上的相应的紧固部5中。通过紧固部5的旋转，螺纹法兰可以被拧接到处在绷紧状态下的管子2上。由此在绷紧状态下螺纹法兰的安装和螺纹2a的成型是可能的，并且不会出现这样的危险，即在卡爪3a、3b卸压或松开之后在管子2上存在椭圆度，这种椭圆度使得螺纹法兰5的拧接变难或阻碍螺纹法兰的拧接。

Claims (6)

1.一种用于在管子上成型螺纹的装置，该装置包含至少一个工件紧固部（3）用于紧固管子部段（2），在该管子部段上要设置螺纹，该装置包含至少一个螺纹辊装置（1），该螺纹辊装置具有辊（1a），该辊能够被径向压靠在管子部段（2）上以滚制螺纹，其中，工件紧固部（3）具有卡爪（3a，3b），这些卡爪在紧固管子部段（2）时能够被压靠在管子部段的内壁上以便扩宽管子直径和/或去除管子横截面的椭圆度，其特征在于：该装置具有支承部段（6），在该支承部段上支承所述工件紧固部（5）和所述至少一个螺纹辊装置（1），该支承部段（6）还具有用于螺纹法兰（4）的紧固部（5）。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：卡爪分别具有大致圆弧形的贴靠面以用于贴靠在管子部段（2）上。

3.如上述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，螺纹辊装置（1）偏心于工件紧固部（3）的纵向轴线（X）支承并且相对于工件紧固部（3）可旋转地支承，从而被紧固在工件紧固部（3）上的管子部段（2）的外直径能够被螺纹辊装置（1）环绕以成型螺纹。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，此外螺纹辊装置与工件紧固部（3）如此耦合，使得在螺纹辊装置（1）围绕管子部段（2）或工件紧固部（3）环绕时工件紧固部能相对于螺纹辊装置（1）在管子部段（2）的纵向方向（X）上移动。

5.一种用于在管子上制造螺纹的方法，其中将管子部段在工件紧固部上绷紧，并且通过将螺纹辊装置（1）压靠到管子部段（2）的外侧上、同时将螺纹辊装置（1）和管子部段（2）相对旋转并且同时使得该管子部段和螺纹辊装置（1）彼此相对移动，从而在管子部段上成型了螺纹，其中，在螺纹成型之前，将管子部段（2）的直径在工件紧固部（3）上扩宽和/或将管子部段（2）的横截面转变成圆形形状，其特征在于，将管子部段（2）在螺纹（2a）成型后仍然在绷紧状态下保持在工件紧固部（3）上并且将法兰（4）拧接到所成型的螺纹（2a）上。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，应用两个或更多个卡爪来扩宽管子直径和/或塑造管子横截面的形状。

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