CN111699053A - 管道开槽装置 - Google Patents

Abstract

用于在管道元件中形成周向槽的装置使用被安装在载架上的多个具有齿轮的凸轮主体，所述载架围绕固定的小齿轮旋转。齿轮与小齿轮接合，导致具有齿轮的凸轮主体相对于载架旋转。凸轮主体上的牵引表面和凸轮表面穿过管道元件的外表面，并且在其中压印周向槽。为了基本上防止管道元件旋转，小齿轮的节圆直径等于管道元件的外直径，并且牵引表面的节圆直径等于齿轮的节圆直径。

Description

管道开槽装置

相关申请的交叉参考。

本申请基于并且要求2017年12月19日提交的美国临时申请62/607,340号和2018年8月10日提交的美国临时申请62/717,086号的优先权权益，所述两个申请由此通过参考并入本文。

技术领域

本发明涉及使用凸轮以冷加工管道元件的机器。

背景技术

管道元件的冷加工（例如，在管道元件中压印周向槽，以接受机械管道联接件）有利地使用滚动开槽机器而实现，所述滚动开槽机器具有与管道元件的内部表面接合的内辊以及同时与管道元件的外部表面接合的与内辊相对的外辊。随着管道围绕其纵向轴线旋转（通常通过驱动内辊），外辊逐渐被迫使朝向内辊。辊具有表面轮廓，所述表面轮廓随着其旋转而被压印到管道元件周界上，由此形成周向槽。

如果用于在所要求公差的情况下将管道元件冷加工到必要精度，则存在有此技术面临的各种挑战。最紧迫的困难与在期望公差范围内制造具有期望半径（从管道元件孔的中心到槽的底部测量）的槽相关联。附加地，在管道元件的端部附近压印周向槽通常导致管道元件的端部区域在直径上扩张，所述现象被称为“张开”（flare）。在机械联接件和密封件的设计中，必须考虑张开部和管道元件公差，并且这使其设计和制造复杂化。这些考虑导致了复杂的现有技术装置，例如，所述现有技术装置要求致动器，用于迫使辊与管道元件接合，并且需要操作者调整辊行程，以实现期望槽半径。附加地，现有技术滚动开槽机器对于管道元件施加显著的扭矩，并且具有低生产率，通常要求管道元件大量旋转，以实现所完成的周向槽。对于装置（例如，使用凸轮的那些）明显存在有需要，以准确地冷加工管道元件，所述装置是简单的，但在更少操作者介入的情况下产生更快的结果。

发明内容

本发明涉及用于在管道元件中形成周向槽的装置。在一个示例实施例中，装置包括小齿轮，所述小齿轮固定抵抗围绕小齿轮轴线的旋转，所述小齿轮轴线与小齿轮同轴布置。扩张模具定位为与小齿轮相邻，并且与小齿轮轴线同心。扩张模具具有多个模具区段，所述多个模具区段可朝向以及远离小齿轮轴线径向移动。每个模具区段具有模具面，所述模具面背向小齿轮轴线，并且当远离其移动时可与管道元件的内表面接合。致动器联接到扩张模具，用于使模具区段朝向以及远离小齿轮轴线移动。载架环绕扩张模具。载架可围绕小齿轮轴线旋转。载架限定开口，所述开口与小齿轮轴线同轴布置，用于接收管道元件。多个齿轮被安装在载架上。每个齿轮可围绕相应齿轮轴线相对于载架旋转。每个齿轮与小齿轮接合。多个凸轮主体中的一个每个被安装在齿轮中的相应一个上。多个第一凸轮表面中的一个围绕凸轮主体中的相应一个延伸。第一凸轮表面中的每一个包括半径增加区域和不连续部。当管道元件被接收在开口内时，管道元件定位在模具面与第一凸轮表面之间。

在示例实施例中，致动器包括拉杆，所述拉杆与扩张模具同轴定位，并且可沿着小齿轮轴线移动。拉杆的运动使模具区段朝向以及远离小齿轮轴线移动。气缸具有活塞，所述活塞联接到拉杆，用于使拉杆沿着小齿轮轴线移动。

通过示例的方式，每个齿轮可具有相同的节圆直径。至少一个牵引表面可围绕凸轮主体中的一个延伸。至少一个牵引表面可与管道元件接合。进一步地，通过示例的方式，小齿轮具有的节圆直径可等于管道元件的外直径。

在示例实施例中，至少一个牵引表面围绕凸轮主体中的一个延伸。至少一个牵引表面可与管道元件接合。至少一个牵引表面具有的节圆直径等于齿轮中的一个的节圆直径。

在示例中，第一凸轮表面中的每一个还包括半径恒定区域，所述半径恒定区域定位为与不连续部中的相应一个相邻。

通过示例的方式，至少一个牵引表面在其中具有间隙，所述间隙与环绕一个凸轮主体的第一凸轮表面的不连续部轴向对准。附加地，通过示例的方式，至少一个牵引表面在其中具有间隙，所述间隙与环绕一个凸轮主体的第一凸轮表面的不连续部轴向对准。

示例实施例还包括多个牵引表面。牵引表面中的每一个围绕凸轮主体中的相应一个延伸。牵引表面中的每一个在其中具有间隙。每个间隙在凸轮主体中的每一个上与第一凸轮表面的不连续部中的相应一个轴向对准。在示例中，至少一个牵引表面以与围绕一个凸轮主体延伸的第一凸轮表面间隔开的关系定位在一个凸轮主体上。在进一步的示例中，至少一个牵引表面以与围绕一个凸轮主体延伸的第一凸轮表面间隔开的关系定位在一个凸轮主体上。

示例实施例可包括至少三个齿轮。另一示例实施例可包括至少四个齿轮。进一步地，通过示例的方式，第一凸轮表面中的一个定位在齿轮与至少一个牵引表面之间。在另一示例中，第一凸轮表面中的一个定位为接近至少一个牵引表面。在示例实施例中，至少一个牵引表面包括从其向外延伸的多个凸起。

示例实施例还包括多个第二凸轮表面。第二凸轮表面中的每一个围绕凸轮主体中的相应一个延伸，并且以与第一凸轮表面中的相应一个间隔开的关系定位。第二凸轮表面中的每一个可包括半径增加区域和不连续部。第二凸轮表面的每个不连续部与第一凸轮表面的不连续部中的相应一个对准。进一步地，通过示例的方式，第二凸轮表面中的每一个可包括半径恒定区域，所述半径恒定区域定位为与第二凸轮表面的不连续部中的相应一个相邻。在另一示例实施例中，第二凸轮表面中的每一个具有恒定半径。

示例实施例还包括围绕凸轮主体中的一个延伸的至少一个牵引表面。至少一个牵引表面在其中具有间隙。间隙与环绕一个凸轮主体的第一凸轮表面的不连续部轴向对准。在进一步的示例中，至少一个牵引表面包括从其向外延伸的多个凸起。在示例实施例中，环绕一个凸轮主体的第一凸轮表面定位在至少一个牵引表面与环绕一个凸轮主体的第二凸轮表面之间。

在示例实施例中，环绕一个凸轮主体的第一凸轮表面和第二凸轮表面定位在至少一个牵引表面与一个凸轮主体被安装在其上的齿轮中的一个之间。在进一步的示例中，环绕第一凸轮主体的第一凸轮表面定位为接近至少一个牵引表面。至少一个牵引表面具有的节圆直径可等于齿轮中的一个的节圆直径。示例还包括多个牵引表面。牵引表面中的每一个围绕凸轮主体中的相应一个延伸。牵引表面中的每一个在其中具有间隙。每个间隙在凸轮主体中的每一个上与第一凸轮表面的不连续部中的相应一个轴向对准。牵引表面中的每一个可包括从其向外延伸的多个凸起。

在另一示例实施例中，第一凸轮表面中的每一个定位在每个凸轮主体上在牵引表面中的相应一个与第二凸轮表面中的相应一个之间。第一凸轮表面和第二凸轮表面可定位在每个凸轮主体上在牵引表面与齿轮之间。第一凸轮表面可定位为在每个凸轮主体上接近牵引表面。

本发明涵盖了用于在管道元件中形成周向槽的另一示例装置。在此示例中，装置包括小齿轮，所述小齿轮固定抵抗围绕小齿轮轴线的旋转，所述小齿轮轴线与小齿轮同轴布置。载架环绕小齿轮。载架可围绕小齿轮轴线旋转，并且限定开口，所述开口与小齿轮同轴布置，用于接收管道元件。多个齿轮被安装在载架上。每个齿轮可围绕相应齿轮轴线相对于载架旋转。每个齿轮与小齿轮接合。多个凸轮主体包括多个第一凸轮表面，所述每个凸轮主体被安装在齿轮中的相应一个上。第一凸轮表面中的每一个围绕凸轮主体中的相应一个延伸，并且可与被接收在开口内的管道元件接合。第一凸轮表面中的每一个包括半径增加区域。第一凸轮表面中的每一个包括第一凸轮表面的第一不连续部。在示例中，每个齿轮具有相同的节圆直径。示例实施例还可包括多个第二凸轮表面。第二凸轮表面中的每一个围绕凸轮主体中的相应一个延伸，并且以与第一凸轮表面中的一个间隔开的关系定位。

在示例实施例中，第二凸轮表面中的每一个包括第二半径增加区域。第二凸轮表面中的每一个包括第二凸轮表面的第二不连续部。第二不连续部与每个凸轮主体上的第一不连续部对准。通过示例的方式，第一凸轮表面中的每一个包括半径恒定区域，所述半径恒定区域定位为与第一不连续部中的相应一个相邻。在进一步的示例中，第二凸轮表面中的每一个包括半径恒定区域，所述半径恒定区域定位为与第二不连续部中的相应一个相邻。第二凸轮表面中的每一个可具有恒定半径。示例实施例还包括围绕凸轮主体中的一个延伸的至少一个牵引表面。至少一个牵引表面在其中具有间隙。间隙与环绕一个凸轮主体的第一凸轮表面的第一不连续部轴向对准。

在示例实施例中，至少一个牵引表面可包括从其向外延伸的多个凸起。进一步地，通过示例的方式，至少一个牵引表面可定位为接近环绕一个凸轮主体的第一凸轮表面。在另一示例中，小齿轮具有的节圆直径等于管道元件的外直径。在进一步的示例中，至少一个牵引表面具有的节圆直径可等于齿轮中的一个的节圆直径。

示例实施例还可包括多个牵引表面。牵引表面中的每一个围绕凸轮主体中的相应一个延伸。牵引表面中的每一个在其中具有间隙。每个间隙在凸轮主体中的每一个上与第一凸轮表面的不连续部中的相应一个轴向对准。牵引表面中的每一个具有的节圆直径等于齿轮的节圆直径。通过示例的方式，至少一个牵引表面围绕凸轮主体中的一个延伸。至少一个牵引表面在其中具有间隙。间隙与环绕一个凸轮主体的第一凸轮表面的第一不连续部轴向对准。通过示例的方式，小齿轮具有的节圆直径等于管道元件的外直径。同样，在示例中，至少一个牵引表面具有的节圆直径可等于齿轮中的一个的节圆直径。在示例实施例中，第一凸轮表面可定位在至少一个牵引表面与环绕一个凸轮主体的第二凸轮表面之间。进一步地，通过示例的方式，第一凸轮表面和第二凸轮表面可定位在至少一个牵引表面与一个凸轮主体被安装在其上的齿轮之间。

另一示例实施例还包括多个牵引表面。牵引表面中的每一个围绕凸轮主体中的相应一个延伸。牵引表面中的每一个在其中具有间隙。每个间隙在凸轮主体中的每一个上与第一凸轮表面的不连续部中的相应一个轴向对准。牵引表面中的每一个具有的节圆直径等于齿轮的节圆直径。通过示例的方式，第一凸轮表面中的每一个可定位在每个凸轮主体上在牵引表面中的相应一个与第二凸轮表面中的相应一个之间。在进一步的示例中，第一凸轮表面和第二凸轮表面中的每一个可定位在每个凸轮主体上在牵引表面中的相应一个与齿轮中的相应一个之间。同样，通过示例的方式，第一凸轮表面中的每一个可定位为在每个凸轮主体上接近牵引表面中的相应一个。

示例实施例可包括至少三个齿轮。示例实施例可包括至少四个齿轮。示例实施例还可包括杯部，所述杯部定位为与小齿轮相邻，并且面向开口。管道元件与杯部邻接。

本发明还涵盖了用于冷加工管道元件的多个凸轮。凸轮围绕管道元件周向旋转。通过示例的方式，每个凸轮包括具有旋转轴线的凸轮主体。第一凸轮表面围绕凸轮主体延伸。第一凸轮表面包括第一凸轮表面的第一半径增加区域和第一不连续部。第二凸轮表面围绕凸轮主体延伸，并且沿着旋转轴线以与第一凸轮表面间隔开的关系定位。通过示例的方式，第二凸轮表面可包括第二凸轮表面的第二半径增加区域和第二不连续部。第二不连续部与第一不连续部对准。第一凸轮表面可具有半径恒定区域，所述半径恒定区域定位为与第一不连续部相邻。第二凸轮表面可具有半径恒定区域，所述半径恒定区域定位为与第二不连续部相邻。在示例实施例中，第二凸轮表面可有恒定半径。

示例实施例还可包括围绕凸轮主体延伸的牵引表面。牵引表面在其中具有间隙。间隙与第一不连续部轴向对准。在示例中，牵引表面包括从其向外延伸的多个凸起。通过示例的方式，第一凸轮表面可定位在牵引表面与第二凸轮表面之间。另一示例实施例包括被安装在凸轮主体上的齿轮。齿轮与旋转轴线同轴布置。在示例实施例中，第一凸轮表面和第二凸轮表面可定位在牵引表面与齿轮之间。

附图说明

图1是用于在管道元件中形成周向槽的示例装置的纵向截面视图；

图1A是图1中显示的装置的部分的呈放大比例的纵向截面视图；

图2是图1中显示的在管道元件中形成周向槽的装置的纵向截面视图；

图2A是图2中显示的装置的部分的呈放大比例的纵向截面视图；

图3和图3A是图1中显示的装置的选定部件的分解等距视图；

图4是呈放大比例的用于图1中显示的装置中的示例凸轮的等距视图；

图5是呈放大比例的用于图1中显示的装置中的示例凸轮的端视图；

图6是呈放大比例的用于图1中显示的装置中的示例凸轮的侧视图；

图7是用于图1中显示的装置中的齿轮减速组件的等距视图；

图8是用于图1中显示的装置中的选定部件的端视图；

图9是用于在管道元件中形成周向槽的示例装置的纵向截面视图；

图9A是图9中显示的装置的部分的呈放大比例的纵向截面视图；

图10是图9中显示的在管道元件中形成周向槽的装置的纵向截面视图；

图10A是图10中显示的装置的部分的呈放大比例的纵向截面视图；

图11是图9中显示的装置的选定部件的分解等距视图；

图12是呈放大比例的用于图9中显示的装置中的示例凸轮的侧视图；

图13是呈放大比例的用于图9中显示的装置中的示例凸轮的端视图；以及

图14是用于图9中显示的装置中的选定部件的端视图。

具体实施方式

图1和图1A显示了用于在管道元件中形成周向槽的示例装置10。装置10是有利的，用于为具有1.25英寸或更大的公称直径的管道元件开槽。装置10包括被安装在中间轴14（也见图3）上的小齿轮12。小齿轮12和中间轴14固定地被安装抵抗围绕小齿轮轴线16的旋转，所述小齿轮轴线16与小齿轮和轴同轴布置。使用小齿轮与中间轴14之间的键18以及中间轴14的部分14a与固定安装部20的接合，实现了小齿轮12的旋转固定性。固定安装部20固定地被安装在基部22上。中间轴14的部分14a具有多边形截面，所述多边形截面与延伸通过固定安装部20的开口24接合。开口24的形状与中间轴14的部分14a的形状匹配，并且因此将防止轴围绕小齿轮轴线16旋转，但允许轴的轴向运动。在此示例实施例中，部分14a具有正方形截面，并且开口24具有基本上匹配的正方形形状。

载架26环绕小齿轮12。载架26被安装在外轴30的凸缘28上。外轴30是中空的，环绕中间轴14，并且与中间轴14同轴。定位在外轴30与中间轴14之间的轴承32允许外轴以及因此附接到其的载架26围绕小齿轮轴线16相对于中间轴14旋转。载架26限定开口34，用于接收在其中将形成槽的管道元件。开口34与小齿轮轴线16同轴布置。止动板36经由小齿轮12被安装在中间轴14上。止动板36可与中间轴14和小齿轮12沿着小齿轮轴线16轴向移动。通过经由轴凸缘28在小齿轮与外轴30之间作用的弹簧38，止动板36、中间轴14和小齿轮12偏置朝向开口34。因为中间轴14相对于基部22在旋转上固定，所以推力轴承40可用于小齿轮12与弹簧40之间，以保护与凸缘28和外轴30旋转的弹簧38，并且减少小齿轮12与凸缘28之间的摩擦。止动板36与小齿轮12和推力轴承40协作，以提供正止动件，所述正止动件定位管道元件，用于正确定位槽。

多个齿轮42被安装在载架26上。在图1、图2和图3中显示的示例实施例中，载架具有4个齿轮，所述齿轮从彼此成90°角度间隔开。每个齿轮42可围绕相应齿轮轴线44旋转。在实际实施例中，每个齿轮被安装在齿轮轴46上，所述齿轮轴46固定在构成载架26的前板48和后板50之间。定位在每个齿轮42与其相应轴46之间的轴承52提供了载架26内的齿轮的低摩擦旋转。每个齿轮42与小齿轮12接合。

如图4中显示的，凸轮主体54被安装在每个齿轮42上。第一凸轮表面56围绕每个凸轮主体54延伸。第一凸轮表面56可与通过开口34接收的管道元件接合。如图5中显示的，第一凸轮表面56包括凸轮表面的半径增加区域58和不连续部60。不连续部60是凸轮主体54上的其中凸轮表面56不与管道元件接触的位置。进一步有利的是，包括定位为与不连续部60相邻的半径恒定区域62作为每个第一凸轮表面56的部分。至少一个牵引表面64可围绕凸轮主体54中的一个延伸。在图3中显示的示例中，相应牵引表面64围绕每个凸轮主体54延伸。牵引表面64也可与被接收在载架26内的管道元件接合，但每个牵引表面具有间隙66，所述间隙66在每个凸轮主体54上与第一凸轮表面56中的不连续部60轴向对准（即，在沿着齿轮轴线44的方向上）。如图4中显示的，牵引表面64可包括从其向外延伸的多个凸起68。凸起在装置操作期间在管道元件与牵引表面64之间提供支点，并且可例如通过为牵引表面压纹而形成。牵引表面具有节圆，所述节圆具有直径128。当牵引表面64上存在有凸起68时，牵引表面的节径128将由凸起68与管道元件79的相互作用（包括由凸起68在管道元件79上进行的压印）确定。如果凸起68不存在，则牵引表面64的节圆直径127将等于牵引表面的节圆直径。如图4进一步显示的，第一凸轮表面56以与牵引表面间隔开但与齿轮相比接近其的关系定位在齿轮42与牵引表面64之间。

如图1和图4中显示的，第二凸轮表面70也定位在凸轮主体54上，并且围绕其延伸。第二凸轮表面70是受控张开表面。张开部是管道元件端部的径向扩张，当在该端部附近形成周向槽时，趋向于发生所述径向扩张。第二凸轮表面70（受控张开表面）定位为与齿轮42相邻，使得其与管道元件接触（在其端部附近，其中，由于槽的形成，因此张开部将是最明显的）。如图4和图6中显示的，除了其不连续部70a，第二凸轮表面70具有恒定半径72，所述恒定半径72被定大小为与管道元件接合，以控制张开部，并且例如在槽形成期间以及之后使其端部维持处于管道元件的原始公称直径。不连续部70a与第一凸轮表面56中的不连续部60对准，并且是凸轮主体54上的其中凸轮表面70不与管道元件接触的位置。在可选实施例中，第二凸轮表面70可具有半径增加区域和半径恒定精加工区域，或第二凸轮表面70在其整个弧长上可具有增加的半径。

如图1、图3和图3A中显示的，装置10还包括扩张模具74，所述扩张模具定位为与小齿轮12相邻。在此示例中，模具74包括四个区段76，所述区段76径向可滑动地被安装在小齿轮上，并且联接到致动器。在此示例中，致动器包括拉杆78，所述拉杆78延伸通过中间轴14的中空孔80。拉杆78具有渐缩多面端部82，所述渐缩多面端部82与每个模具区段76上的配合多面表面84接合。拉杆78可相对于中间轴14在孔80内轴向移动，并且模具区段76可相对于小齿轮12朝向以及远离小齿轮轴线16径向移动。模具区段76的径向运动由拉杆78的轴向运动影响。图1和图1A示出了在缩回位置中的拉杆78和模具区段76，并且图2和图2A示出了在扩张位置中的拉杆和模具区段。当拉杆78朝向载架26的开口34延伸时（图1、图1A），模具区段76定位在拉杆78的渐缩端部82的更小部分上，并且模具区段在其缩回位置中。模具74还包括圆形弹簧86（见图3A），所述圆形弹簧86环绕模具区段76，并且使模具区段76偏置到缩回位置中。当拉杆78被拉动远离载架26的开口34时（图2、图2A），通过每个区段76上的多面表面84与拉杆78的渐缩多面端部82之间的相互作用，轴向固定在小齿轮12上的模具区段76被迫使径向向外。当拉杆78返回朝向载架26的开口34时，模具区段76在圆形弹簧86的影响下径向向内行进，并且返回到缩回位置。

如图1A和图3A进一步显示的，每个模具区段76具有模具面88，所述模具面88径向背向小齿轮轴线16，从而与被接收在载架26内的管道元件的内表面接合。模具面88具有轮廓形状，所述轮廓形状与凸轮主体54上的第一凸轮表面56的形状配合。如下文描述的，第一凸轮表面56和模具面88协作，以在管道元件中形成期望形状的周向槽（见图2、图2A）。对于具有1.25英寸或更大的公称直径的管道元件，可为有利的是，与第一凸轮表面56结合使用模具74，以更精确地控制管道元件的最终槽形状和大小。预期使用模具74，以产生比单独使用凸轮表面而可能产生的更好限定的周向槽。应注意的是，模具面88具有渐缩表面88a（图1A、图2A和图3A），所述渐缩表面88a为第二（受控张开）凸轮表面70提供自由空间，以当其大于公称直径时形成管道元件的端部。当受控张开表面70用于减小管道元件的外直径时，表面88a也是有用的。

如图1和图2中显示的，使拉杆78轴向移动以使模具74扩张和缩回的致动器还包括气缸和活塞90。在此示例实施例中，气缸和活塞90包括具有联接到拉杆78的活塞94的双作用气动气缸92。气动气缸92被安装在框架96上，所述框架96附接到中间轴14，并且可相对于基部22移动。因此，气动气缸92与中间轴14轴向移动，但其活塞94可使拉杆78相对于中间轴14移动。位置传感器98用于检测组件的位置，所述组件包括拉杆78、模具74、小齿轮12、中间轴14和气动气缸92以及其框架96。例如，位置传感器98可包括近距离传感器或微开关。压力传感器100用于检测气动气缸92的压力状态。位置传感器98和压力传感器100两者与控制器102通信，所述控制器102可包括例如可编程逻辑控制器或其它微处理器。控制器102使用来自位置传感器98和压力传感器100的信息，以控制装置10的操作，如下文描述的。

如图1和图7中显示的，减速齿轮系104用于使外轴30围绕小齿轮轴线16旋转。在此示例实施例中，减速齿轮系104包括蜗杆螺钉106，所述蜗杆螺钉106由伺服马达（未显示）驱动，所述伺服马达由控制器102控制。伺服马达作用为分度驱动器，并且具有编码器，所述编码器提供关于马达轴的位置的精确信息，由此允许精确控制蜗杆螺钉106的旋转。

蜗杆螺钉106与蜗轮108啮合。如图1和图7中显示的，蜗轮108被安装在输出轴110上，所述输出轴110被支撑，用于在输出轴110与齿轮箱114之间在轴承112上围绕小齿轮轴线16旋转，所述齿轮箱114固定到基部22。输出轴110由键116联接到外轴30，因此当输出轴110由蜗杆螺钉106和蜗轮108旋转时确保外轴30的旋转。

装置10的操作开始于定位如图8中显示的凸轮主体54，其中，在其相应第一凸轮表面56和第二凸轮表面70（不可见的）中的不连续部60和70a面向小齿轮轴线16，并且在其相应牵引表面64中的间隙66（当存在时）也面向小齿轮轴线16。凸轮主体54的此定向在载架26中组装齿轮42与小齿轮12时建立，并且通过控制器102（图1）和伺服马达（未显示）作用通过蜗杆螺钉106和蜗轮108而被设置为开始位置。模具区段76在其缩回位置中（图1A）。

如图1和图1A中显示的，其中，凸轮主体54在开始位置中，并且模具区段76缩回，将被开槽的管道元件118通过载架26中的开口34插入，并且抵靠止动板36。牵引表面64中的间隙66（当存在时）与第一凸轮表面56和第二凸轮表面70中的相应不连续部60、70a的对准以及模具区段76的缩回位置提供了空隙，用于管道插入。管道元件118进一步被按压抵靠止动板36，压缩弹簧38，并且使包括模具74、小齿轮12、拉杆78、推力轴承40和气动气缸92的组件相对于基部22和附接到其的固定安装部20轴向移动，由此当推力轴承40与凸缘28邻接时达到正止动状态。组件的位置由位置传感器98感测，所述位置传感器98将指示组件位置的信号发送到控制器102。在接收位置信号时，控制器102命令气动气缸92，以将拉杆78拉动远离载架26的开口34。这导致模具区段76径向向外移动到扩张位置中（图2、图2A），并且由此使模具面88与管道元件118的内表面120接合。模具区段76的扩张位置将根据管道元件的内直径而变化。气动气缸92维持拉杆78上的力，由此将模具76锁定抵靠管道元件内表面。当压力传感器100感测气动气缸92的缩回侧上的更低阈值压力（其指示拉杆78已被拉动）时，其将指示模具区段76为扩张的状态的信号发送到控制器102。在接收来自压力传感器100的模具状态信号时，控制器102命令伺服马达，以转动蜗杆螺钉106，这转动蜗轮108。在此示例中，蜗轮108的旋转使输出轴110逆时针（当在图8中观察时）旋转，这导致其键接（键116，见图2A）到其的外轴30旋转。外轴30的旋转使载架26围绕小齿轮轴线16逆时针旋转。（载架26的旋转方向由第一凸轮表面56在凸轮主体54上的布置预先确定。） 这导致齿轮42以及其相关联的凸轮主体54围绕小齿轮轴线16运动。然而，小齿轮12固定抵抗旋转，因为中间轴14通过中间轴部分14a与固定安装部的开口24之间的相互作用而锁定到固定安装部20。因为齿轮42与（固定）小齿轮12接合，所以载架26围绕小齿轮轴线16的相对旋转导致齿轮42以及其相关联的凸轮主体54围绕其相应齿轮轴线44旋转（见图2、图2A和图8）。凸轮主体54的旋转使牵引表面64和第一凸轮表面56与管道元件118的外表面124接触。牵引表面64抓握管道元件，而第一凸轮表面56将槽压印到管道元件外表面124中，因为每个第一凸轮表面56的半径增加区域58和半径恒定区域62横越管道元件118。模具区段76与管道元件118的内表面120接合，并且支撑管道元件118的内表面120，并且模具面88与第一凸轮表面56协作，以形成周向槽。

第一凸轮表面56和第二（受控张开）凸轮表面70在凸轮主体54上的位置与被接收在载架26内的管道元件118的位置配合，从而使槽形成在从管道元件118的端部隔开的期望距离处，并且管道元件的端部处的张开部被控制，即，被限制或减小到接近其公称直径或更小。控制器102使载架26旋转通过尽可能多的转动（取决于齿轮42与小齿轮12之间的齿轮比），以形成深度基本上恒定的周向槽，用于具有均匀壁厚度的管道元件。在此示例实施例中，载架仅需要转动一次，以形成深度恒定的完整周向槽。在完成槽形成时，通过伺服马达和齿轮系104作用的控制器102使载架26返回到以下位置：其中，牵引表面64中的间隙66以及第一凸轮表面56和第二凸轮表面70中的不连续部60和70a再次面向小齿轮轴线16（图8）。控制器102然后命令气动气缸92，以使拉杆78朝向开口34移动，并且允许模具区段76径向向内移动到其缩回位置，并且在圆形弹簧86的偏置力的作用下从管道元件118脱离（图1和图3A）。凸轮主体54和模具74的此位置允许管道元件118从载架26撤回。随着管道元件118撤回，弹簧38推动包括拉杆78、小齿轮12、推力轴承40、中间轴14、气动气缸92和模具74的组件返回到其初始位置，并且装置10再次准备使另一管道元件开槽。

利用装置10实现了显著的优点，因为其在开槽过程期间对于管道元件施加最小扭矩，同时对于固定直径形成槽。如图8和图5中显示的，当存在有以下情况时实现此条件：1）小齿轮12的节圆直径126基本上等于管道元件的外直径（图8）；以及2）牵引表面64的节圆直径128基本上等于齿轮42的节圆直径130（图5）。当满足所述两个条件时，牵引表面64受限于横越管道元件的外表面，而具有很小或没有趋势以导致管道旋转，并且因此仅对于管道元件施加最小扭矩。如本文使用的，用于指代小齿轮、齿轮和牵引表面的节圆直径与管道元件的外直径之间的关系的术语“等于”和“基本上等于”意味着的是，小齿轮的节圆直径足够接近管道元件的外直径，并且牵引表面的节圆直径足够接近齿轮的节圆直径，使得最小扭矩被施加到管道元件。如果这些值之间的差为百分之一英寸的量级，则小齿轮的节圆直径可被认为是“等于”或“基本上等于”管道元件的外直径，用于实际目的。因为实际管道具有显著的公称直径公差，所以预期的是，牵引表面的节圆直径与管道元件的外直径之间的关系可由管道直径偏差的影响，使得扭矩将被施加到管道元件，由此使外部夹具的使用在那些情况下是有利的。在装置10中，模具74可作用为夹具，因为其被安装在旋转固定的小齿轮12上。

在实际示例设计中，如所显示的，适用于使具有2.5英寸的公称管道大小的管道元件开槽的装置10使用四个齿轮42和凸轮主体54。2.5英寸的公称管道的外直径为2.875英寸。具有36个齿和72 mm（2.835英寸）的节圆直径的小齿轮12是足够接近的（0.040英寸的差异），使得当齿轮的节圆直径和牵引表面的节圆直径也基本上等于彼此时施加最小扭矩。此示例实施例使用具有36个齿、具有72 mm（2.835英寸）的节圆直径的齿轮42。虽然不是齿轮，但牵引表面64当被压纹或以其它方式制备时具有基本上相等的节径（即，给出与实际齿轮相同的运动的气缸的直径），所述牵引表面64被压印到管道中（随着其由牵引表面横越）。牵引表面的节圆直径与齿轮的节圆直径之间的为百分之一英寸量级的差在实际应用中满足“等于”或“相等”的此定义。在此示例中，考虑小齿轮12与齿轮42之间的齿轮比是相等的，明显的是，载架26将进行一次转动，以形成围绕管道元件的完整周向槽。

在适用于具有4.5英寸的外直径的4英寸公称大小管道的另一示例设计中，具有72个齿、具有节圆直径为4.5英寸的小齿轮是可行的。此设计使用4个齿轮，每个齿轮具有72个齿和4.5英寸的节圆直径。小齿轮与齿轮之间的比1: 1指示的是，要求单次载架转动，以形成完整的槽。小齿轮与齿轮之间的其它比将导致多次或部分载架转动，以形成完整的槽。

装置10被设计，使得载架26以及其相关联的齿轮42、凸轮主体54、小齿轮12、外轴30、中间轴14和模具74连同其它相关部件构成可与齿轮系104互换的组件132，以允许装置容易地适用于使具有不同直径和壁厚度的宽范围的管道开槽。可互换性由以下提供：使用可移除夹子134，以将外轴30固定到齿轮箱114以及外轴30与蜗轮108的输出轴110之间的键116；以及通过将框架与中间轴中的狭槽136接合而将中间轴14附接到气动气缸92的框架96，并且还使用相互接合的狭槽和肩部138而将活塞94附接到拉杆78。通过提升气动气缸92，使得框架96从中间轴14脱离，并且活塞94从拉杆78脱离，并且然后移除保持夹子（由此允许外轴30从蜗轮108脱离），并且使组件沿着小齿轮轴线16滑动，可移除组件132。适用于使不同管道元件开槽的不同载架组件然后可被代替。

根据本发明的装置10预期增加管道开槽操作的效率，因为其将在广泛范围的管道元件大小和规格下快速并且准确地操作，而不需要用于支撑管道元件以及适应其旋转并且确保对准的支架。装置10还将允许使弯曲管道元件以及具有弯折接合部的管道组件开槽，而不考虑横向管道元件的旋转运动。

图9显示了用于在管道元件中形成周向槽的另一装置11。装置11包括小齿轮13，所述小齿轮13固定地被安装抵抗围绕小齿轮轴线15的旋转，所述小齿轮轴线15与小齿轮同轴布置。小齿轮13的旋转固定性通过将其安装在小齿轮轴19的一个端部17上而实现，小齿轮轴的相对端部21由键25固定到支柱23。支柱被安装在基部27上。

载架29环绕小齿轮13。载架29被安装在驱动轴33的凸缘31上。驱动轴33是中空的，环绕小齿轮轴19，并且与小齿轮轴19同轴。定位在驱动轴33与小齿轮轴19之间的轴承35允许驱动轴以及因此附接到其的载架29围绕小齿轮轴线15旋转。载架29限定开口37，用于接收在其中将形成槽的管道元件。开口37与小齿轮轴线15同轴布置。如图9和图11中显示的，杯部39与小齿轮13同轴安装。管道元件与杯部39邻接，并且在此示例中，被安装在杯轴41上，所述杯轴41同轴延伸通过中空小齿轮轴19中的孔43。杯轴41可沿着小齿轮轴线15轴向移动，并且通过在小齿轮轴19与杯部39之间作用的弹簧45而偏置朝向开口37。杯轴41与杯部39相对的端部47与被安装为与支柱23相邻的开关49结合使用，以激活装置，如下文描述的。在此示例实施例中，开关包括近距离传感器，但也可为接触开关，诸如，微开关。

多个齿轮51被安装在载架29上。在图9和图11中显示的示例实施例中，载架具有3个齿轮51，所述齿轮51从彼此成120°角度间隔开。每个齿轮51可围绕相应齿轮轴线53旋转。在实际实施例中，每个齿轮被安装在齿轮轴55上，所述齿轮轴55固定在构成载架29的前板57和后板59之间。定位在每个齿轮51与其相应轴55之间的轴承61提供了载架29内的齿轮的低摩擦旋转。每个齿轮51与小齿轮13接合。

如图12中显示的，相应凸轮主体63被安装在每个齿轮51上。相应凸轮表面65围绕每个凸轮主体63延伸。凸轮表面65可与通过开口37接收的并且与杯部39邻接的管道元件接合。如图13中显示的，每个凸轮表面65包括凸轮表面的半径增加区域67和不连续部69。不连续部69是凸轮主体63上的其中凸轮表面65不与管道元件接触的位置。进一步有利的是，包括定位为与不连续部69相邻的半径恒定区域71作为每个凸轮表面65的部分。牵引表面73（见图12）围绕凸轮主体63中的至少一个延伸。在图11中显示的示例中，相应牵引表面73围绕每个凸轮主体63延伸。牵引表面73也可与被接收在载架29内的管道元件接合，但每个牵引表面具有间隙75，所述间隙75在每个凸轮主体63上与凸轮表面65中的不连续部60轴向对准（即，在沿着齿轮轴线53的方向上）。如图12中显示的，牵引表面73可包括从其向外延伸的多个凸起77。凸起在装置操作期间在管道元件与牵引表面73之间提供附加支点，并且可例如通过为牵引表面压纹而形成。牵引表面具有节圆，所述节圆具有直径87。当牵引表面64上存在有凸起68时，牵引表面的节径87将由凸起87与管道元件79的相互作用（包括由凸起87在管道元件79上进行的压印）确定。如果凸起68不存在，则牵引表面64的节圆直径87将等于牵引表面的节圆直径。如图12进一步显示的，凸轮表面65以与牵引表面间隔开但与齿轮相比接近其的关系定位在齿轮51与牵引表面73之间。

如图9和图7中显示的，减速齿轮系104用于使驱动轴33围绕小齿轮轴线15旋转。在此示例实施例中，减速齿轮系104包括蜗杆螺钉106，所述蜗杆螺钉106由伺服马达（未显示）驱动，所述伺服马达由微处理器（诸如，可编程逻辑控制器）（未显示）控制。伺服马达作用为分度驱动器，并且具有编码器，所述编码器提供关于马达轴的位置的精确信息，由此允许精确控制蜗杆螺钉106的旋转。

蜗杆螺钉106与蜗轮108啮合。蜗轮108被安装在中空输出轴110上，所述中空输出轴110被支撑，用于在输出轴110与齿轮箱114之间在轴承112上围绕小齿轮轴线15旋转。输出轴110由键95联接到驱动轴33，因此当输出轴110由蜗杆螺钉106和蜗轮108旋转时确保驱动轴33的旋转。

装置11的操作开始于定位如图14中显示的凸轮主体63，其中，在其相应凸轮表面65中的不连续部69面向小齿轮轴线15，并且在其相应牵引表面73中的间隙75（见图11）也面向小齿轮轴线15。凸轮主体63的此定向在载架29中组装齿轮51与小齿轮13时建立，并且通过控制系统和伺服马达（未显示）作用通过蜗杆螺钉106和蜗轮108而被设置为开始位置。

在凸轮主体63在图14中显示的开始位置中的情况下，将被开槽的管道元件79通过载架29中的开口37插入，并且与杯部39邻接（见图9）。牵引表面73中的间隙与凸轮表面63中的不连续部69的对准（见图11）提供了空隙，用于管道插入。管道元件进一步被按压抵靠杯部39，压缩弹簧45，并且使杯部39抵靠正止动件（在此示例中为小齿轮轴19的面）移动，使得杯轴41的端部47与开关49（在此示例中，为近距离开关）相互作用。闭合开关49将信号发送到控制系统，所述控制系统命令伺服马达，以转动蜗杆螺钉106，这转动蜗轮108。在此示例中，蜗轮108的旋转使输出轴110逆时针（当在图14中观察时）旋转，这导致其键接（键95）到其的驱动轴30旋转。驱动轴33的旋转使载架29围绕小齿轮轴线15逆时针旋转。（载架29的旋转方向由凸轮表面65在凸轮主体63上的布置预先确定。） 这导致齿轮51以及其相关联的凸轮主体63围绕小齿轮轴线15运动。然而，小齿轮13固定抵抗旋转，因为小齿轮轴19由键25键接到支柱23。因为齿轮51与小齿轮13接合，所以载架29围绕小齿轮轴线15的相对旋转导致齿轮51以及其相关联的凸轮主体63围绕其相应齿轮轴线53旋转。凸轮主体63的旋转使牵引表面73和凸轮表面65与管道元件79的外表面接触。牵引表面73抓握管道元件，而凸轮表面65将槽压印到其外表面83中，因为每个凸轮表面65的半径增加区域67和半径恒定区域71横越管道元件。凸轮表面65在凸轮主体63上的位置与管道元件的位置（当其被充分插入时，从而达到正止动件，并且触发开关49）配合，使得槽形成在从管道元件的端部隔开的期望距离处。控制器使载架29旋转通过尽可能多的转动（取决于齿轮51与小齿轮13之间的齿轮比），以在管道元件中形成深度基本上恒定的周向槽。在完成槽形成时，控制器使载架29返回到以下位置：其中，牵引表面73中的间隙75以及凸轮表面65中的不连续部69再次面向小齿轮轴线15（见图14）。凸轮主体63的此位置允许管道元件79从载架29撤回，并且装置11准备使另一管道元件开槽。

利用装置11实现了显著的优点，因为其在开槽过程期间对于管道元件施加最小扭矩，同时对于固定直径形成槽。当存在有以下情况时实现此条件：1）小齿轮13的节圆直径85（图11）基本上等于管道元件79的外直径；以及2）牵引表面73的节圆直径87基本上等于齿轮51的节圆直径89（图12）。当满足所述两个条件时，牵引表面73受限于横越管道元件的外表面，而具有很小或没有趋势以导致管道旋转，并且因此仅对于管道元件施加最小扭矩。如本文使用的，用于指代小齿轮的节圆直径与管道的外直径之间的关系的术语“等于”意味着的是，节圆直径足够接近外直径，使得最小扭矩被施加到管道元件。节圆直径与管道元件的外直径之间的为百分之一英寸量级的差在实际应用中满足“等于”的此定义。因为实际管道元件具有显著的公称直径公差，所以预期的是，牵引表面的节圆直径与管道元件的外直径之间的关系可由管道直径偏差影响，使得扭矩将被施加到管道元件，由此使外部夹具99的使用在那些情况下是有利的（见图9）。

在实际示例设计中，如所显示的，适用于使1英寸公称直径管道开槽的装置11使用三个齿轮51和凸轮主体63。1英寸的公称管道的外直径为1.315英寸。具有21个齿和15/16英寸（1.3125英寸）的节圆直径的小齿轮13是足够接近的（0.0025英寸的差异），使得当齿轮的节圆直径和牵引表面的节圆直径也基本上等于彼此时施加最小扭矩。此示例实施例使用具有42个齿、具有2 5/8英寸的节圆直径的齿轮51。虽然不是齿轮，但牵引表面73当被压纹或以其它方式制备时具有相等的节径（即，给出与实际齿轮相同的运动的气缸的直径），所述牵引表面被压印到管道中（随着其由牵引表面横越）。牵引表面的节圆直径与齿轮的节圆直径之间的为百分之一英寸量级的差在实际应用中满足“等于”或“相等”的此定义。在此示例中，考虑小齿轮13与齿轮51之间的齿轮比，明显的是，载架29将进行一次转动，以形成围绕管道元件的完整周向槽。

在适用于具有2 3/8英寸的外直径的2英寸公称管道的另一示例设计中，具有30个齿、具有节圆直径为2.362英寸的小齿轮是可行的（0.013英寸的差异）。此设计使用5个齿轮，每个齿轮具有30个齿和2.362英寸的节圆直径。小齿轮与齿轮之间的比1: 1指示的是，要求单次载架转动，以形成完整的槽。当具有薄壁或更大直径的管道元件被开槽时，具有多于三个齿轮的设计是有利的，因为当被压缩在从彼此间隔120°的三个凸轮表面之间时，此类管道具有在凸轮之间的区域上弹性膨胀的趋势。此弹性行为导致管道元件到其公称形状的更大回弹，并且阻碍槽形成。然而，更多的齿轮意味着更多的凸轮围绕管道元件在更多点处施加力，以更好地支撑管道元件，并且因此显著减少了弹性膨胀。围绕管道元件更紧密地间隔的更多约束迫使变形在很大程度上进入塑性状态，其中，减少并且补偿了回弹。

另一示例设计使用4个齿轮和凸轮，用于1.25英寸和1.5英寸公称直径的管道元件。1.5: 1和1: 1的齿轮对于小齿轮的比对于此设计也是可行的。

装置11被设计，使得载架29以及其相关联的齿轮51、凸轮主体63、小齿轮13、杯轴41、杯部39、弹簧45、驱动轴33和小齿轮轴19构成可与齿轮系104互换的组件91，以允许装置容易地适用于使具有不同直径和壁厚度的宽范围的管道开槽。可互换性由以下提供：使用小齿轮轴19与支柱23之间的键25以及驱动轴33与输出轴110之间的键95，其与保持螺母97联接，所述保持螺母97与驱动轴33螺纹连接，并且作用抵靠输出轴110。当保持螺母97脱离与驱动轴33的螺纹接合时，通过使组件91沿着小齿轮轴15滑动，可移除组件91。适用于使不同管道元件开槽的不同载架组件然后可被代替。

根据本发明的装置11预期增加管道开槽操作的效率，因为其将在广泛范围的管道元件大小和规格下快速准确并且安全地操作，而不需要用于支撑管道元件以及适应其旋转并且确保对准的支架。装置11还将允许使具有弯折接合部的管道组件开槽，而不考虑横向管道元件的旋转运动。

Claims (72)

1.用于在管道元件中形成周向槽的装置，所述装置包括：

小齿轮，固定抵抗围绕小齿轮轴线的旋转，所述小齿轮轴线与所述小齿轮同轴布置；

扩张模具，定位为与所述小齿轮相邻，并且与所述小齿轮轴线同心，所述扩张模具具有多个模具区段，所述多个模具区段可朝向以及远离所述小齿轮轴线径向移动，每个所述模具区段具有模具面，所述模具面背向所述小齿轮轴线，并且当远离其移动时可与所述管道元件的内表面接合；

致动器，联接到所述扩张模具，用于使所述模具区段朝向以及远离所述小齿轮轴线移动；

载架，环绕所述扩张模具，所述载架可围绕所述小齿轮轴线旋转，所述载架限定开口，所述开口与所述小齿轮轴线同轴布置，用于接收所述管道元件；

多个齿轮，被安装在所述载架上，每个所述齿轮可围绕相应齿轮轴线相对于所述载架旋转，每个所述齿轮与所述小齿轮接合；

多个凸轮主体，每个所述凸轮主体被安装在所述齿轮中的相应一个上；

多个第一凸轮表面，所述第一凸轮表面中的每一个围绕所述凸轮主体中的相应一个延伸，所述第一凸轮表面中的每一个包括半径增加区域和不连续部；其中，

当所述管道元件被接收在所述开口内时，所述管道元件定位在所述模具面与所述第一凸轮表面之间。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述致动器包括：

拉杆，与所述扩张模具同轴定位，并且可沿着所述小齿轮轴线移动，所述拉杆的运动使所述模具区段朝向以及远离所述小齿轮轴线移动；

气缸，具有活塞，所述活塞联接到所述拉杆，用于使所述拉杆沿着所述小齿轮轴线移动。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，每个所述齿轮具有相同的节圆直径。

4.根据权利要求1所述的装置，还包括：至少一个牵引表面，围绕所述凸轮主体中的一个延伸，所述至少一个牵引表面可与所述管道元件接合。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述小齿轮具有的节圆直径等于所述管道元件的外直径。

6.根据权利要求5所述的装置，还包括：至少一个牵引表面，围绕所述凸轮主体中的一个延伸，所述至少一个牵引表面可与所述管道元件接合，所述至少一个牵引表面具有的节圆直径等于所述齿轮中的一个的节圆直径。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一凸轮表面中的每一个还包括半径恒定区域，所述半径恒定区域定位为与所述不连续部中的相应一个相邻。

8.根据权利要求4所述的装置，其中，所述至少一个牵引表面在其中具有间隙，所述间隙与环绕所述一个凸轮主体的所述第一凸轮表面的所述不连续部轴向对准。

9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述至少一个牵引表面在其中具有间隙，所述间隙与环绕所述一个凸轮主体的所述第一凸轮表面的所述不连续部轴向对准。

10.根据权利要求4所述的装置，还包括：多个所述牵引表面，所述牵引表面中的每一个围绕所述凸轮主体中的相应一个延伸，所述牵引表面中的每一个在其中具有间隙，每个所述间隙在所述凸轮主体中的每一个上与所述第一凸轮表面的所述不连续部中的相应一个轴向对准。

11.根据权利要求6所述的装置，还包括：多个所述牵引表面，所述牵引表面中的每一个围绕所述凸轮主体中的相应一个延伸，所述牵引表面中的每一个在其中具有间隙，每个所述间隙在所述凸轮主体中的每一个上与所述第一凸轮表面的所述不连续部中的相应一个轴向对准。

12.根据权利要求4所述的装置，其中，所述至少一个牵引表面以与围绕所述一个凸轮主体延伸的所述第一凸轮表面间隔开的关系定位在所述一个凸轮主体上。

13.根据权利要求6所述的装置，其中，所述至少一个牵引表面以与围绕所述一个凸轮主体延伸的所述第一凸轮表面间隔开的关系定位在所述一个凸轮主体上。

14.根据权利要求1所述的装置，包括至少三个所述齿轮。

15.根据权利要求1所述的装置，包括至少四个所述齿轮。

16.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一凸轮表面中的一个定位在所述齿轮与所述至少一个牵引表面之间。

17.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第一凸轮表面中的一个定位在所述齿轮与所述至少一个牵引表面之间。

18.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一凸轮表面中的一个定位为接近所述至少一个牵引表面。

19.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第一凸轮表面中的一个定位为接近所述至少一个牵引表面。

20.根据权利要求4所述的装置，其中，所述至少一个牵引表面包括从其向外延伸的多个凸起。

21.根据权利要求6所述的装置，其中，所述至少一个牵引表面包括从其向外延伸的多个凸起。

22.根据权利要求1所述的装置，还包括：多个第二凸轮表面，所述第二凸轮表面中的每一个围绕所述凸轮主体中的相应一个延伸，并且以与所述第一凸轮表面中的相应一个间隔开的关系定位。

23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述第二凸轮表面中的每一个包括半径增加区域和不连续部，所述第二凸轮表面的每个所述不连续部与所述第一凸轮表面的所述不连续部中的相应一个对准。

24.根据权利要求23所述的装置，其中，所述第二凸轮表面中的每一个包括半径恒定区域，所述半径恒定区域定位为与所述第二凸轮表面的所述不连续部中的相应一个相邻。

25.根据权利要求22所述的装置，其中，所述第二凸轮表面中的每一个具有恒定半径。

26.根据权利要求22所述的装置，还包括：至少一个牵引表面，围绕所述凸轮主体中的一个延伸，所述至少一个牵引表面在其中具有间隙，所述间隙与环绕所述一个凸轮主体的所述第一凸轮表面的所述不连续部轴向对准。

27.根据权利要求26所述的装置，其中，所述至少一个牵引表面包括从其向外延伸的多个凸起。

28.根据权利要求26所述的装置，其中，环绕所述一个凸轮主体的所述第一凸轮表面定位在所述至少一个牵引表面与环绕所述一个凸轮主体的所述第二凸轮表面之间。

29.根据权利要求26所述的装置，其中，环绕所述一个凸轮主体的所述第一凸轮表面和所述第二凸轮表面定位在所述至少一个牵引表面与所述一个凸轮主体被安装在其上的所述齿轮中的一个之间。

30.根据权利要求26所述的装置，其中，环绕所述第一凸轮主体的所述第一凸轮表面定位为接近所述至少一个牵引表面。

31.根据权利要求26所述的装置，其中，所述至少一个牵引表面具有的节圆直径等于所述齿轮中的一个的节圆直径。

32.根据权利要求22所述的装置，还包括：多个牵引表面，所述牵引表面中的每一个围绕所述凸轮主体中的相应一个延伸，所述牵引表面中的每一个在其中具有间隙，每个所述间隙在所述凸轮主体中的每一个上与所述第一凸轮表面的所述不连续部中的相应一个轴向对准。

33.根据权利要求32所述的装置，其中，所述牵引表面中的每一个包括从其向外延伸的多个凸起。

34.根据权利要求32所述的装置，其中，所述第一凸轮表面中的每一个定位在每个所述凸轮主体上在所述牵引表面中的相应一个与所述第二凸轮表面中的相应一个之间。

35.根据权利要求32所述的装置，其中，所述第一凸轮表面和所述第二凸轮表面定位在每个所述凸轮主体上在所述牵引表面与所述齿轮之间。

36.根据权利要求32所述的装置，其中，所述第一凸轮表面定位为在每个所述凸轮主体上接近所述牵引表面。

37.用于在管道元件中形成周向槽的装置，所述装置包括：

小齿轮，固定抵抗围绕小齿轮轴线的旋转，所述小齿轮轴线与所述小齿轮同轴布置；

载架，环绕所述小齿轮，所述载架可围绕所述小齿轮轴线旋转，并且限定开口，所述开口与所述小齿轮轴线同轴布置，用于接收所述管道元件；

多个齿轮，被安装在所述载架上，每个所述齿轮可围绕相应齿轮轴线相对于所述载架旋转，每个所述齿轮与所述小齿轮接合；

多个凸轮主体，每个所述凸轮主体被安装在所述齿轮中的相应一个上；

多个第一凸轮表面，所述第一凸轮表面中的每一个围绕所述凸轮主体中的相应一个延伸，并且可与被接收在所述开口内的所述管道元件接合，所述第一凸轮表面中的每一个包括半径增加区域，所述第一凸轮表面中的每一个包括所述第一凸轮表面的第一不连续部。

38.根据权利要求37所述的装置，其中，每个所述齿轮具有相同的节圆直径。

39.根据权利要求37所述的装置，还包括：多个第二凸轮表面，所述第二凸轮表面中的每一个围绕所述凸轮主体中的相应一个延伸，并且以与所述第一凸轮表面中的一个间隔开的关系定位。

40.根据权利要求39所述的装置，其中，所述第二凸轮表面中的每一个包括第二半径增加区域，所述第二凸轮表面中的每一个包括所述第二凸轮表面的第二不连续部，所述第二不连续部与每个所述凸轮主体上的所述第一不连续部对准。

41.根据权利要求37所述的装置，其中，所述第一凸轮表面中的每一个包括半径恒定区域，所述半径恒定区域定位为与所述第一不连续部中的相应一个相邻。

42.根据权利要求40所述的装置，其中，所述第二凸轮表面中的每一个包括半径恒定区域，所述半径恒定区域定位为与所述第二不连续部中的相应一个相邻。

43.根据权利要求39所述的装置，其中，所述第二凸轮表面中的每一个具有恒定半径。

44.根据权利要求37所述的装置，还包括：至少一个牵引表面，围绕所述凸轮主体中的一个延伸，所述至少一个牵引表面在其中具有间隙，所述间隙与环绕所述一个凸轮主体的所述第一凸轮表面的所述第一不连续部轴向对准。

45.根据权利要求44所述的装置，其中，所述至少一个牵引表面包括从其向外延伸的多个凸起。

46.根据权利要求44所述的装置，其中，所述至少一个牵引表面定位为接近环绕所述一个凸轮主体的所述第一凸轮表面。

47.根据权利要求44所述的装置，其中，所述小齿轮具有的节圆直径等于所述管道元件的外直径。

48.根据权利要求47所述的装置，其中，所述至少一个牵引表面具有的节圆直径等于所述齿轮中的一个的节圆直径。

49.根据权利要求47所述的装置，还包括：多个所述牵引表面，所述牵引表面中的每一个围绕所述凸轮主体中的相应一个延伸，所述牵引表面中的每一个在其中具有间隙，每个所述间隙在所述凸轮主体中的每一个上与所述第一凸轮表面的所述不连续部中的相应一个轴向对准，所述牵引表面中的每一个具有的节圆直径等于所述齿轮的所述节圆直径。

50.根据权利要求39所述的装置，还包括：至少一个牵引表面，围绕所述凸轮主体中的一个延伸，所述至少一个牵引表面在其中具有间隙，所述间隙与环绕所述一个凸轮主体的所述第一凸轮表面的所述第一不连续部轴向对准。

51.根据权利要求50所述的装置，其中，所述小齿轮具有的节圆直径等于所述管道元件的外直径。

52.根据权利要求51所述的装置，其中，所述至少一个牵引表面具有的节圆直径等于所述齿轮中的一个的节圆直径。

53.根据权利要求50所述的装置，其中，所述第一凸轮表面定位在所述至少一个牵引表面与环绕所述一个凸轮主体的所述第二凸轮表面之间。

54.根据权利要求50所述的装置，其中，所述第一凸轮表面和所述第二凸轮表面定位在所述至少一个牵引表面与所述一个凸轮主体被安装在其上的所述齿轮之间。

55.根据权利要求51所述的装置，还包括：多个所述牵引表面，所述牵引表面中的每一个围绕所述凸轮主体中的相应一个延伸，所述牵引表面中的每一个在其中具有间隙，每个所述间隙在所述凸轮主体中的每一个上与所述第一凸轮表面的所述不连续部中的相应一个轴向对准，所述牵引表面中的每一个具有的节圆直径等于所述齿轮的所述节圆直径。

56.根据权利要求55所述的装置，其中，所述第一凸轮表面中的每一个定位在每个所述凸轮主体上在所述牵引表面中的相应一个与所述第二凸轮表面中的相应一个之间。

57.根据权利要求55所述的装置，其中，所述第一凸轮表面和所述第二凸轮表面中的每一个定位在每个所述凸轮主体上在所述牵引表面中的所述相应一个与所述齿轮中的相应一个之间。

58.根据权利要求55所述的装置，其中，所述第一凸轮表面中的每一个定位为在每个所述凸轮主体上接近所述牵引表面中的相应一个。

59.根据权利要求37所述的装置，包括至少三个所述齿轮。

60.根据权利要求37所述的装置，包括至少四个所述齿轮。

61.根据权利要求37所述的装置，还包括：杯部，定位为与所述小齿轮相邻，并且面向所述开口，所述管道元件与所述杯部邻接。

62.用于冷加工管道元件的多个凸轮，所述凸轮围绕所述管道元件周向旋转，每个所述凸轮包括：

凸轮主体，具有旋转轴线；

第一凸轮表面，围绕所述凸轮主体延伸，所述第一凸轮表面包括所述第一凸轮表面的第一半径增加区域和第一不连续部；

第二凸轮表面，围绕所述凸轮主体延伸，并且沿着所述旋转轴线以与所述第一凸轮表面间隔开的关系定位。

63.根据权利要求62所述的凸轮，其中，所述第二凸轮表面包括所述第二凸轮表面的第二半径增加区域和第二不连续部，所述第二不连续部与所述第一不连续部对准。

64.根据权利要求62所述的凸轮，其中，所述第一凸轮表面具有半径恒定区域，所述半径恒定区域定位为与所述第一不连续部相邻。

65.根据权利要求63所述的凸轮，其中，所述第二凸轮表面具有半径恒定区域，所述半径恒定区域定位为与所述第二不连续部相邻。

66.根据权利要求62所述的凸轮，其中，所述第二凸轮表面具有恒定半径。

67.根据权利要求62所述的凸轮，还包括：牵引表面，围绕所述凸轮主体延伸，所述牵引表面在其中具有间隙，所述间隙与所述第一不连续部轴向对准。

68.根据权利要求67所述的凸轮，其中，所述牵引表面包括从其向外延伸的多个凸起。

69.根据权利要求62所述的凸轮，其中，所述第一凸轮表面定位在所述牵引表面与所述第二凸轮表面之间。

70.根据权利要求69所述的凸轮，还包括：齿轮，被安装在所述凸轮主体上，所述齿轮与所述旋转轴线同轴布置。

71.根据权利要求70所述的凸轮，其中，所述第一凸轮表面和所述第二凸轮表面定位在所述牵引表面与所述齿轮之间。

72.根据权利要求62所述的凸轮，还包括：齿轮，被安装在所述凸轮主体上，所述齿轮与所述旋转轴线同轴布置。

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