CN103537530A - 在管中产生开口的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请描述且示出了在管壁中产生缝隙的方法及在管壁中产生缝隙的设备。在一些情况中，排列成行的第一数量的多个穿孔件刺穿所述管壁并且由此产生所述缝隙，之后第二数量的多个穿孔件以如下方式刺穿所述管壁：由所述第一数量的穿孔件产生的缝隙与由所述第二数量的穿孔件产生的缝隙相交替。同样，在一些情况中利用内部支撑件，由此当所述内部支撑件在所述管内时在所述管壁中首先产生小的缝隙。在所述内部支撑件移出之后，所述缝隙被加宽到最终尺寸。内部支撑件可以包括上部件和下部件，上部件和下部件以锯齿或波浪状的方式彼此接合。

Description

在管中产生开口的系统和方法

相关申请

本申请要求2012年7月12日提交的德国专利申请No.102012014073.8和2012年7月17日提交的德国专利申请No.102012014096.7的优先权。这两个德国专利申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及在管壁中产生缝隙的设备和方法，其中排列成行的多个穿孔件刺穿所述管壁并且由此产生缝隙。本发明的一些实施例还涉及其中利用了管的内部支撑件的设备和方法。

背景技术

DE4 334 203 C2公开了具有排列成行的多个穿孔件的生产方法。在该专利中，其实施例中有两个管芯插入到管中，这些管芯填充了管的横截面。在该引用文献的其它实施例中仅使用单个管芯，该单个管芯同样填充了管的整个横截面。在利用单个管芯生产缝隙的情况中，假定在形成缝隙之后管芯从其工作位置旋转180°到达回退位置，从而使该管芯可以从管中移出。但是，实现大的旋转行程可能对制造工艺的成本节约有负面影响，这是因为将需要更长的周期时间。同样，为了能够实现在缝隙边缘上的较大颈边（collar），DE4 334 203 C2公开的管芯在其轴向安装支撑部之间具有相对较弱形式的轴向连接部（连接部，参见DE4 334203 C2的图7中附图标记4）。由此在管芯中可能形成裂缝（crack）。更进一步，DE4 334 203C2仅公开了环形的管。但是，期望地是能够给具有多种横截面形状的多种管提供缝隙。

US5 088 193A也涉及环形管的开缝和内管芯的使用。这里，通过与上述DE4 334 203C2进行比较，没有排列成行的多个穿孔件。相反地，在US5 088 193A中，假定首先在第一工作步骤中利用对应于管轮廓的弓形穿孔件在管壁中形成压纹。在管中存在着管芯，管芯的横截面仅略小于内管横截面。管芯随后从管中移出，在第二工作步骤中，缝隙被刺穿工具形成在压纹中。管芯的旋转运动是不必要的，这是因为该管芯是连续的环形杆而不具有支撑部和连接部。然而，至少在制造工艺的成本节约方面是有缺点的。再参考US5 088 193A，按压工具用于第一步骤且开缝或刺穿工具用于后续步骤，这也可以认为是缺点。

在如上所述的缝隙产生中，基本上不产生作为废物的切屑，由此所述方法与首先切孔随后孔边缘被弯曲成法兰形式的其它已知方法相区别。

在其它已知应用中，要被开缝的管中充满液体，以在产生管缝隙期间从内部对该管进行支撑。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种在管壁中产生缝隙的改进的产生方法及用于执行该方法的对应的设备。

本发明的某些实施例提供包括第一步骤和第二步骤的产生方法，第一步骤也叫第一流程，其中第一数量的多个穿孔件刺穿所述管壁以产生缝隙；在第二步骤中，第二数量的多个穿孔件刺穿所述管壁。第一步骤中的缝隙之后在同一行中跟着是第二步骤中的缝隙。

在这些实施例中，来自第一步骤的多个穿孔件可以保留在其缝隙中，直到已经执行了第二步骤为止，所有穿孔件可以随后从缝隙中被拉出。为了执行步骤，管可以被置于管床中且被从外侧进行支撑。已经发现利用这样的方法，针对管壁的内部支撑件（管芯）是冗余的。产生的缝隙可以具有合适的质量和准确度。

已经发现，将穿孔件保留在缝隙中可以抵消缝隙变形。是否有必要将穿孔件保留在缝隙中取决于在各个情况中有多严格的准确度要求。然而，还发现第一步骤中产生的缝隙增加了管壁的形状刚度。如果在多个缝隙之间维持特定的间距，那么增加的形状刚度具有抵消执行第二步骤期间无法接受的变形的效果。穿孔件尖部的设计和其它影响因素在这里也可以发挥作用。

开缝工具可以被设计为使得第一数量的穿孔件被激活以用于第一步骤，并且使得布置在第一步骤的穿孔件之间的穿孔件可以被激活以用于第二步骤。

在本发明的某些实施例中，产生方法包括：在至少一个第一步骤中，产生小的缝隙；在第二步骤中，从管中移出支撑件；在至少一个第三步骤中，来自第一步骤的缝隙被加宽到优选的最终尺寸（完成尺寸）。在一些实施例的改善测量中，已经提出，第一步骤和第三步骤是由相同的穿孔件执行的，所述穿孔件可以在每种情况中在单个流程（pass）中被刺入到所述管壁。穿孔件刺穿管壁的刺穿深度在第三步骤期间要大于在第一步骤期间的刺穿深度。这至少在工具方面减少了花费。对于执行步骤来说，所述管插入到为了从外侧对其进行支撑的管床中是具有优点的。在第二步骤内，还假定，例如由于所述内部支撑件被从工作位置移动到回退位置，内部支撑件的横截面在所述内部支撑件要从所述管中回退之前被减小尺寸。

根据本发明一些实施例的设备的特征在于：内部支撑件（如果使用的话）被构造为具有上部件和下部件，其中上部件和下部件被设计为使得彼此以大约锯齿或波浪状的方式接合起来。

参考具体实施方式和附图，本发明的其它方面将变得明显。

附图说明

图1-图3示出分别的纵向段（x）、对应于纵向段（x）的主视图（y）、侧视图（z），其中图1示出初始阶段，图2示出执行完第一步骤之后的中间阶段，图3示出在穿孔件回退之前的最后阶段。

图4-图6参考另一实施例，示出分别的纵向段（a）、对应于纵向段（a）的主视图（b）、侧视图（c），其中图4示出第一方法步骤的时刻，图5示出第二方法步骤的时刻，图6最后示出第三方法步骤的时刻。

图7-图9示出放大的细节（图4的IV部分、图5的V部分、图6的VI部分）。在图4-图6中，虚线的椭圆指示了在每个情况中的图7-图9分别的细节图。

用于以下说明中的附图标记在图2、图5、图7中标示。它们也可以以相同方式应用于其它附图中。

具体实施方式

在详细描述本发明的实施例之前，应该理解，本发明不限于以下说明中阐述的或附图中示出的细节构造和组件安排。本发明能够适用于其它实施例并且能够以多种方式被实现或执行。

根据本发明的各个实施例的要被处理的管10可以例如由铝合金制造。可以由模压形成管产物，可以由金属板片和沿着纵向缝的焊接来形成管，或者还可以由其它生产方法形成管。管10可以是例如热交换器的集水管。参考以下描述的第一示出实施例的图1-图3以及以下描述的第二示出实施例的图4-图7，缝隙1、5随后容纳用于热交换器的开口，热交换器例如通过钎焊形成在此。参考示出实施例的图1z和图4c，管10、11的横截面在示出的示意性实施例中大约是D形，其中缝隙1a、1b或5x、5y形成在管10、11的平坦区或缓和弯曲的横截面区，并且在整个平坦区之上可以大约横向地延伸。但是，应该注意，该描述不是只能涉及管10、11，而是还可以涉及具有缝隙1、5或类似于缝隙的通道的壁（例如，弯曲壁）。

从图1-图3的实施例可以看出，仅举例示出了七个穿孔件2a、2b和七个对应的缝隙1a、1b，第一组穿孔件2a/缝隙1a是精确的四个，用于第二步骤的第二组穿孔件2b是三个。在每个情况中每次流程（in onepass）都执行第一步骤和第二步骤两者。

从图1-图3示出的实施例和上述描述可知，需要最少三个穿孔件2b来执行该方法，其中在第一步骤使用两个外部穿孔件2a，在第二步骤使用内插的第三穿孔件2b。相应地，为了产生多于三个缝隙1a、1b，管10（或开缝工具）可以按需求在纵向方向循环放置，以产生所需的全部数量的缝隙1a、1b（未示出）。

规定第一组数量和第二组数量的上限没有意义。这将取决于多个明显的环境因素。这里对本发明不进行限制，在例如用于空调压缩机的集水管10的情况中，有意义数量的穿孔件/缝隙可以是大约20，其中在第一步骤和第二步骤中的每个情况中分别可以利用10个穿孔件2a、2b。

如图2更清楚地示出，在第一步骤中四个示出的穿孔件2a同时（也就是说已经提到的，在每次流程时）刺穿管壁10，以产生四个缝隙1a。

随后如图3所示，在第二步骤中，剩余的三个穿孔件2b同时刺穿管壁10，使得第二步骤的缝隙1b跟随第一步骤的缝隙1a且与其呈一行。换句话说，在单独的第一步骤中，穿孔件行中的每个第二穿孔件2a被激活，在单独的第二步骤中，在每个第二穿孔件2a之间分别布置的穿孔件2b被激活。

在图1-图3示出的示意性实施例中，第一步骤的穿孔件2a保持在其缝隙1a中，直到执行了第二步骤为止。此后，所有的穿孔件2a、2b被从缝隙1a、1b中拉出。

还参考图1-图3的示意性实施例，为了执行步骤，管10被置于管床3中并且从外部进行支撑。示出的管床3具有两部分。特别地，管床3具有上部件3c和下部件3d，其中上部件3c具有用于穿孔件向导的对应通道3e，下部件3d使得在图1-图3的示意性实施例中，外部支撑件围绕整个管周线进行设置。

在图4-图9中示出了本发明的另一实施例。图4和图7示出在第一步骤内产生小的缝隙5x。小的缝隙5x初始可以不大于内管表面中的小切口，所述小切口已经从弯曲颈边5y起始向内延伸（参考图9）。在该实施例的内容中，即使小的缝隙5x可能还不是合适的通路开口，但是小的缝隙5x应该被理解为可以接受的。

如可以看到的，为了执行图4-图9的实施例中的第一步骤，内部支撑件13位于管11内。内部支撑件13由部件6x和另一部件6y组成。在示出的示意性实施例中，图中示出的两个部件，即上部件6x和下部件6y，具有彼此接合的锯齿形轮廓，从而能够呈现两个位置，即工作位置和回退位置。锯齿形轮廓还可以被认为是波浪状轮廓，图中未示出波浪状轮廓。

在图4和图7中，支撑件13处于工作位置。在工作位置，上锯齿尖15与下锯齿尖15相抵支撑，从而由于支撑件13从内部支撑管壁，支撑件13能够利用穿孔件12产生小的缝隙5x，而不会引起无法接受的壁变形。在一些实施例中，优选地是穿孔件行中的所有穿孔件12都在第一步骤中的一次流程中刺穿所述壁。对应的凹痕17位于上部件6x中，对于穿孔件尖部14的刺入以及颈边5y的形成提供必要的空间。

继续参考图4-图9的实施例，该方法事实上还可以由单个穿孔件12来进行。穿孔件12或管11例如可以循环地放置，从而在管壁中产生一行间隔开的缝隙。在该情况中，第一步骤和第三步骤在其每个步骤中可以包括对应于所期望的缝隙数量的多次穿孔运动。

在第一步骤之后，内部支撑件13轴向移动到回退位置，如图5和图8所示。在回退位置，上锯齿尖15位于下锯齿尖16内，使得支撑件13具有更小的横截面，从而使得该支撑件13即使在没有绕其纵向轴线旋转的情况下也能在第二步骤中从管10中被拉出。

在PCT/EP2012/000681中，申请人提出了一种单部件的内部支撑件（支撑设备），在该文献中称为开缝工具，该支撑件可以利用该支撑件绕其纵向轴线的旋转而从工作位置移动到回退位置。从该设备的横向方向（径向方向）来看，该设备的特征在于其具有布置在最大横截面程度的相对两端的两个窄侧，其中该设备在窄侧和管壁的内侧之间形成两个轴向延伸的支持条带。所述支撑件可以用于替换这里提出的设备。

在图4-图9示出的实施例的第三步骤中，小的缝隙5x，通过第一步骤形成的其颈边5y，被相同的穿孔件12加宽到最终尺寸（完成尺寸），如图6和图9所示。穿孔件12刺穿管壁11的刺穿深度在第三步骤中要大于第一步骤中的刺穿深度。此外，在第三步骤中，所有穿孔件12在一次流程中可以刺穿管壁。

理论上，所有步骤可以被划分成多个分步骤，其中刺穿深度随着每个分步骤的进行而增加。缝隙5x的产生可以几乎由单个第三步骤完成。

通过将图7或图8与图9进行对比，可以更好地看到更大的刺穿深度且得到优选地要达到缝隙5x完成尺寸的小的缝隙5x的加宽。示出的穿孔件12具有圆锥形穿孔件尖部14。还可以更清楚地看到缝隙5x设置有上述朝向内侧的颈边5y，相比于小的缝隙5x的情况，完全形成的缝隙5x具有更大或更高的颈边5y。由于颈边5y，支撑件13从工作位置到回退位置的调整也是必要的。支撑件13应该也显然应该具有适当的运动自由度，以能够被从管中拉出。

针对图4-图9示出的实施例中执行的产生步骤，管11被置于两部件管床7x、7y中。管床7x、7y具有一部件7x和另一部件7y，在附图中也呈现为上部件7x和下部件7y，以从所有侧的外侧上支撑管11。用于引导穿孔件12的通道7z位于上部件7x中。

Claims (22)

1.一种在管壁中产生缝隙的方法，其中，排列成行的多个穿孔件刺穿所述管壁并且由此产生所述缝隙，所述方法包括：

使用第一数量的穿孔件刺穿所述管壁以产生第一组多个缝隙；以及

使用所述第一数量的穿孔件刺穿所述管壁之后，使用第二数量的穿孔件刺穿所述管壁以产生第二组多个缝隙，其中所述第一组多个缝隙中的每个缝隙相对于所述第二组多个缝隙中的每个缝隙以交替的方式布置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一数量的穿孔件保留在所述第一组多个缝隙中，直到所述第二数量的穿孔件刺穿所述管壁，并且其中，所述第一数量的穿孔件和所述第二数量的穿孔件被从所述第一组多个缝隙和所述第二组多个缝隙中顺序地拉出。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述管放置到用于从外侧对管进行支撑的管床中。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括：将所述管放置到用于从外侧对管进行支撑的管床中。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将所述管相对于所述第一组穿孔件和所述第二组穿孔件纵向移位；以及

沿着所述管在另一位置处重复刺穿步骤。

6.根据权利要求2所述的方法，还包括：

将所述管相对于所述第一组穿孔件和所述第二组穿孔件纵向移位；以及

沿着所述管在另一位置处重复刺穿步骤。

7.根据权利要求3所述的方法，还包括：

将所述管相对于所述第一组穿孔件和所述第二组穿孔件纵向移位；以及

沿着所述管在另一位置处重复刺穿步骤。

8.根据权利要求4所述的方法，还包括：

将所述管相对于所述第一组穿孔件和所述第二组穿孔件纵向移位；以及

沿着所述管在另一位置处重复刺穿步骤。

9.一种用于在管壁中产生缝隙的开缝工具，所述开缝工具包括：

排列成行的多个穿孔件，用于刺穿所述管壁，其中，第二数量的多个穿孔件以外的第一数量的多个穿孔件在第一步骤中可移动，其中所述第一数量的多个穿孔件中的每个穿孔件与所述第二数量的多个穿孔件中的每个穿孔件以交替的方式进行布置。

10.根据权利要求9所述的开缝工具，还包括：具有第一部件和第二部件的管床，所述管床适于从外侧对所述管进行容纳和支撑。

11.一种使用排列成行的多个穿孔件在管的管壁中产生缝隙的方法，所述方法包括：

利用所述多个穿孔件刺穿所述管壁，以当内部支撑件位于所述管内时在所述管壁中产生多个缝隙；

从所述管内移出所述支撑件；以及

将所述多个缝隙中的每个缝隙加宽到最终尺寸。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，

利用相同的所述多个穿孔件执行刺穿步骤和加宽步骤；以及

所述多个穿孔件刺穿所述管壁的程度在所述加宽步骤中大于在所述刺穿步骤中的程度。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括：在所述刺穿步骤和所述加宽步骤期间将所述管放置到用于从外侧支撑该管的管床中。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括：在所述刺穿步骤和所述加宽步骤期间将所述管放置到用于从外侧支撑该管的管床中。

15.根据权利要求11所述的方法，还包括：将所述支撑件从工作位置移动到回退位置以在从所述管内移出所述支撑件之前减小所述支撑件的横截面尺寸。

16.根据权利要求12所述的方法，还包括：将所述支撑件从工作位置移动到回退位置以在从所述管内移出所述支撑件之前减小所述支撑件的横截面尺寸。

17.根据权利要求13所述的方法，还包括：将所述支撑件从工作位置移动到回退位置以在从所述管内移出所述支撑件之前减小所述支撑件的横截面尺寸。

18.一种在管的管壁中产生缝隙的设备，所述设备包括：

多个穿孔件，排列成行以刺穿所述管壁；以及

可插入到所述管内的内部支撑件，所述内部支撑件包括第一部件和第二部件，每个部件具有锯齿形和波浪形中的至少一种，所述内部支撑件的第一部件和第二部件相对于彼此能够移动到接合位置。

19.根据权利要求18所述的设备，其中，具有锯齿形和波浪形中的至少一种的第一部件和第二部件中的每个部件沿着容纳所述内部支撑件的所述管在轴线方向中延伸。

20.根据权利要求18所述的设备，其中所述内部支撑件在工作位置处，所述第一部件和所述第二部件的锯齿尖和波浪峰顶中的至少之一彼此相互支撑；并且其中在回退位置处，所述第一部件和所述第二部件中的一个部件的锯齿和波浪峰顶中的至少之一容纳在所述第一部件和所述第二部件中的另一个部件的锯齿和波浪谷底中的至少之一。

21.根据权利要求19所述的设备，其中所述内部支撑件在工作位置处，所述第一部件和所述第二部件的锯齿尖和波浪峰顶中的至少之一彼此相互支撑；并且其中在回退位置处，所述第一部件和所述第二部件中的一个部件的锯齿和波浪峰顶中的至少之一容纳在所述第一部件和所述第二部件中的另一个部件的锯齿和波浪谷底中的至少之一。

22.根据权利要求18所述的设备，还包括：具有第一部件和第二部件的管床，所述管床适于从外侧对所述管进行容纳和支撑。

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