CN1141408A - 波纹管及其制造法 - Google Patents

Abstract

将多个限制件以适当的间距环绕一个大致的圆形管排列，该圆形管在其整个圆周上带有波纹，其波脊和波槽都沿轴向延伸。将圆形管密封并将高压液体送入其内。于是，被限制件包围的管壁部分由于受到限制件的限制，不能鼓起，就形成缩拢部，其上的圆周波纹保持原样不变。在另一方面，位在两个相邻限制件之间的管壁部分由于可以向外鼓起，就形成胀起部，其上的圆周波纹经过拉伸可达到完全消失或保留稍许的程度。

Description

波纹管及其制造法

本发明涉及横截面为圆形的波纹管及其一种制造方法。

波纹管举例说，曾用下列这些方法来制造：

(1)沿着圆管轴线交替排列圆盘状模具使分别与圆管的内面和外面接触，然后转动圆管和模具以便挤压圆管壁而形成褶皱。

(2)将多个环状模具以适当的轴向间距设置在圆管的外周面上，然后将高压液体送入到圆管内以便使圆管上在相邻环状模之间的部分鼓起

(3)将许多段圆管分别卷弯成环形件，以垂直于圆管及其轴线所在平面的方向将每一环形件切开成为两个都有半圆形横截面的环形部，一个环形部较大、具有较长的周长，另一个环形部较小、具有较短的周长，然后将这两种环形部错开地组合在一起便可成为波纹管(见日本专利申请公报5—237577号)。

(4)在管壁的外面以适当的轴向间距排列成对的限制件(第一限制对组)，使每一对中的两个件都以垂直于管子轴线的第一方向相互对峙着并将管子夹持在其间；另外在管壁的外面以适当的轴向间距排列成对的限制件(第二限制对组)，使每一对中的两个件都以垂直于管子轴线和第一方向的第二方向相互对峙着并将管子夹持在其间；其时在管子轴线的方向上，第二限制对组中的任一对限制件都位在第一限制对组中的相邻对限制件之间。然后将高压液体送入到第一和第二限制对组所固定夹持着的管子内，便可使管壁上没有与那些限制件接触的部分鼓起而形成褶皱(见日本专利申请公报5—57358号)。

在用(1)和(2)所述方法形成的波纹管中，胀起部的壁厚变得比缩拢部的壁厚小，因此胀起部脆弱而易断裂。用(3)所述方法形成的波纹管需要化费很多的时间和劳力以便将环形件切开并将大环形部和小环形部连接起来，而这会增加制造费用。至于(4)中所述方法只是使管壁的相反对部分鼓起而没有使其余部分也鼓起，因此不能用来制造这样一种波纹管，其胀起部在整个圆周上都均匀鼓起，而其缩拢部则在整个圆周上一点也不鼓起。

因此，本发明的一个目的是要提供一种胀起部和缩拢部交替相间的坚韧的波纹管，在其形成时胀起部的壁厚须不过分减小。

用来准备形成波纹管的尚未加工的管子具有波纹的壁，但其波脊和波槽都是顺着管子轴线的方向延伸的。以适当的间距将多个限制件沿轴向排列起来，并使它们包围在管子的外面。当将高压液体送入到管子内时，管子就会鼓起。但部分管子由于与限制件接触因此被限制件限制而不能鼓起，只有没有与限制件接触的管子部分，也就是在各限制件之间的部分才能鼓起。鼓起部和非鼓起部便分别构成波纹管的胀起部和缩拢部。波纹管的缩拢部上原有的波纹保留不变。

这样，按照本发明，由于波纹管的胀起部是由管子的波纹壁膨胀而成，因此这些部分在鼓起时管壁厚度不会缩减，从而可以保持相当大的强度。另外，由于缩拢部的管壁是由波纹壁构成的，因此这些部分容易弯曲，从而在敷设管路时发生的误差和移动都能被吸收。此外，由于缩拢部具有波纹的外廓而被增强，对流经波纹管的液体的压力的承受强度也就可以增加。

下面结合附图对本发明较优的实施例进行说明，阅后当可对本发明的上述和其他一些目的和特点有更清楚的了解。在附图中：

图1为按照本发明的第一实施例的波纹管的透视图；

图2为图1所示波纹管的放大而又局部的纵向剖面图；

图3为图2中沿A—A线的剖面图；

图4为用作形成波纹管材料的波纹板的透视图；

图5为用作形成波纹管的材料的圆周波纹管的横剖面图，该圆周波纹管是由图4中的波纹板加工而成；

图6为用来将圆周波纹管加工成为波纹管的波纹管成形机的部分剖开的侧视图，其时波纹管还没有形成；

图7为图6中沿B—B线的剖面图；

图8为图6中的波纹管成形机在波纹管业已成形时的部分剖开的侧视图

图9为一横剖面图用来说明借助于设在管子外面和内面的模具使圆管在整个圆周上形成波纹的过程；

图10为按照本发明的第二实施例的波纹管的纵向剖面图；

图11为按照本发明的第三实施例的波纹管的纵向剖面图；

图12为按照本发明的第四实施例的波纹管的纵向剖面图。

参阅图1，图中所示出的按照本发明第一实施例的波纹管是由金属、合成树脂或橡胶制成的，它具有交替排列的横截面为圆形的胀起部2和横截面为非圆形(但一般还是为圆形)的缩拢部3。胀起部2和缩拢部3的中心都在波纹管1的轴线上。

波纹管1的每一个缩拢部3都是一道在整个圆周上具有波纹而其波脊和波槽都是沿波纹管轴线方向延伸的壁。如图3所示，缩拢部具有带波纹的横截面。

如图1和2所示，波纹管1在其轴向的两个反对端分别设有连接部4。该连接部4用来装配在其他管子上以便将波纹管1连结到其他管子。

波纹管1的胀起部2、缩拢部3和连接部4都是整体制成的，它们不需要用焊接等方法连结起来。

下面说明波纹管1的制造方法。

将图4所示的波纹金属板5滚弯成圆形，并将波纹金属板5的两个相对的侧边焊接在一起从而形成一个基本上为圆形并具有图5所示横截面的管子6。在这个基本上为圆形的管子6中，波纹板5上的波脊7和波槽都是平行于基本为圆形管的轴线而沿纵向延伸的。这个基本上为圆形的管6就成为制造波纹管1用的材料。

然后，如图6所示，将管子夹持模9分别装在基本圆形管6的两个反向端上。在基本圆形管6上装有管子夹持模9的部分的内侧部分上再分别配装连接部成形模10。而多个缩拢部成形模8则配装在基本圆形管6中间一段的部分上。

每一缩拢部成形模8都有一个预定的厚度和一圆形的中心孔。当将基本圆形管6插入到缩拢部成形模8的中心孔内时，缩拢部成形模8就可用一平面垂直于基本圆形管6的轴线而被设定就位，其时缩拢部成形模8的内圆周面与基本圆形管6的纵长边接触如图7所示。在缩拢部成形模8的两个反向的侧面上都形成有环绕中心孔的凹槽20，该凹槽在与相邻的缩拢部成形模8上的凹槽20或与连接部成形模10的一个侧面上的凹槽21合成时可以限定胀起部的横截面的形状。因此，在每一个缩拢部成形模8的周边上都形成着一个凸缘11。

每一连接部成形模10都有一个比缩拢部成形模8的中心孔略大的中心孔。在基本圆形管6的尚未形成时，在连接部成形模10的中心孔内就已留出一个从连接部成形模10的内圆周面到基本圆形管的外圆周面的预先确定的环状空间如图6所示。用来与缩拢部成形模8的凹槽20配合借以限定胀起部2的横截面形状的凹槽21是在连接部成形模10上面向相邻的缩拢部成形模8的侧面上形成的，因此在连接部成形模10的周边上也形成一个凸缘。

每一管子夹持模9也都有一圆形的中心孔，其直径基本上等于基本圆形管6的直径。

缩拢部成形模8、管子夹持模9和连接部成形模10所具有的共同特点为，它们都分别具有预定的厚度并都在其中心部具有半径为预定的圆的通孔。缩拢部成形模8、管子夹持模9和连接部成形模都是可拆模，每一模都各具有两个将中心孔等分的基本上相似的半模。图7示出具有两个半模8a和8b的缩拢部成形模8。两个半模8a和8b都放置在基本圆形管6上并用螺栓12和螺帽13固紧在一起从而构成缩拢部成形模8。在将基本圆形管6加工而形成波纹管以后，只要松开螺栓12和螺帽13，就可从波纹管上卸除缩拢部成形模8。管子夹持模9和连接部成形模10的构造与缩拢部成形模8的构造基本相同，因此它们的说明从略。

在将缩拢部成形模8、管子夹持模9和连接部成形模10放置到基本圆形管6上并将它们按预定的间隔排列起来后，便可分别将端板14和14′焊接到基本圆形管6的两个反对的外露端头上如图6所示以便将基本圆形管6的内部密封起来，并分别加上增强板15和15′使与端板14和14′接触。再穿过端板14和增强板15制成一个通孔16。将一连接管19插入到通孔16内并固定到端板14上，该连接管19与一液压泵P(未画出)连通，从而可通过连接管19将液体供应给大致的圆形管6。

于是，液压泵P便可通过连接管19将高压液体输送到基本圆形管6内以便将压力施加到大致的圆形管6的壁上，其时有压力施加在大致的圆形管6的两个反向端上，使它们互相被压向对方。

于是，大致的圆形管6在相邻缩拢部成形模8之间以及在缩拢部成形模8与相邻的连接部成形模10之间的那些管壁部分就会沿径向向外鼓起，从而胀起部便可分别形成与相邻的缩拢部成形模8的凹槽20和相邻的连接部成形模10的凹槽21所限定的空间形状相对应的横截面形状。大致的圆形管6上相应于胀起部2的管壁部分的波纹7由于受到拉伸而最终消失。

大致的圆形管6上被缩拢部成形模8包围的管壁部分受到限制不能鼓起，这些部分就成为缩拢部。由于波纹管的缩拢部3没有被鼓起，因此原来材料上的波纹7保持原状不变。

大致的圆形管6上被连接部成形模10包围的管壁部分发生膨胀一直到该部分的表面接触到连接部成形模10为止。大致的圆形管6上形成连接部4的管壁部分由于受到拉伸，因而连接部4具有光滑的表面适宜用来将其他管子接纳在其内。

大致的圆形管6上被管子夹持模9包围的管壁部分由于受到限制不能鼓起，因而在这些部分上保留着波纹7。在波纹管1完成时管子夹持模9所包围的部分最终被切除。

在波纹管1这样形成后，液压泵P就停止开动，液体供应也就停止，并且螺帽13就从螺栓12上卸除。然后，缩拢部成形模8、管子夹持模9和连接部成形模10都被分拆开并从波纹管1上脱开。增强板15和15′均被卸除。并且，停留在波纹管1内的液体也排掉。然后沿着波纹管1的外端切割，将大致的圆形管在鼓起过程中被管子夹持部9包围的部分切掉。这样，便可得到图1所示的完工的成品波纹管1。

上面所述的波纹管1是由波纹金属板5(图4)弯卷而成的大致的圆形管加工而成。用来形成波纹管的圆周波纹管也可用一块平的金属板先弯卷成圆形管，然后使圆形管的管壁形成波纹而制成。在圆形管的管壁上形成波纹的方法将结合图9在下面说明。

先用一块光滑而平坦的金属板弯卷成一个平的圆形管P。然后将一个内模17设在圆形管P的内表面上，而将两个外模18设在圆形管P的外表面上，使内模17和外模18交错排列如图9所示。然后，使内模17和外模18沿径向相向移动，便可在圆形管P的管壁上形成一个波脊和两个波槽。然后，使内模17和外模18相互移开并转移到与上述波脊和波槽相邻的位置上，重复同样的操作便可形成在整个圆周上都有波纹的圆周波纹管6。

参阅图10，该图示出按照本发明的第二实施例的波纹管1，该波纹管1的胀起部2在胀起部2顶部的圆周上具有微小的波纹7。胀起部2的波纹7可使胀起部2的刚度提高，从而可提高波纹管1承受常用压力的强度。由于用来形成波纹管1两个反向端的连接部4的大致的圆形管的管壁部分必须充分膨胀到使波纹7消失为止，因此连接部4的内径须略大于波纹7仍有微小保留的胀起部的外径。如图10所示，波纹管1的连接部4与胀起部2相连。

参阅图11，该图示出按照本发明的第三个实施例的波纹管1，该波纹管1是由多个大致的圆形管(在图11中为三个大致的圆形管)叠合而成的叠层管用图6到8所示的加工设施加工而成的。

参阅图12，该图示出按照本发明的第四实施例的波纹管1，该波纹管1的胀起部2具有一个基本上为圆形的横截面，而其缩拢部则具有直圆筒体的形状，其轴线一般与波纹管1的轴线平行。胀起部2所具有的这样一个基本上为圆形的横截面能够用胀起部成形模8来完成，只要在每一模所设凹槽上有一横截面基本上为半圆形的部分即可。

Claims (8)

1.一种波纹管具有沿轴向连续而又交替排列的横截面为圆形的胀起部和横截面一般为圆形的缩拢部，其特征为，每一个所说缩拢部在其整个圆周上都有一道带波纹的壁，其波脊和波槽都沿波纹管的轴线方向延伸。

2.按照权利要求1的波纹管，其特征为，所说胀起部不带波纹，具有光滑的圆周面并具有一个与所说缩拢部的壁厚相等或基本相等的壁厚。

3.按照权利要求1的波纹管，其特征为，每一个所说胀起部的整个圆周上都带有波纹，但其波脊和波槽都比所说缩拢部上小，这些波脊和波槽也都沿波纹管的轴线方向延伸。

4.按照权利要求1到3中任一项的波纹管，其特征为，该波纹管在其沿轴向的两个反向端还分别设有不带波纹的连接部，该连接部具有光滑的圆周面和一个比所说缩拢部大的直径。

5.一种制造波纹管的方法，其特征为，该方法具有下列步骤：

将多个各自在其中心具有圆形通孔的限制件以适当的轴向间距沿轴向排列在一大致的圆形管上，该圆形管在其整个圆周上带有波纹而波纹的波脊和波槽沿着波纹管的轴线方向延伸，将这样一个大致的圆形管坐落在各限制件的中心通孔内；

将大致的圆形管的两个反向端封闭起来以便使它密封；及

将高压液体送入到密封的大致的圆形管内，借以使大致的圆形管被限制件包围的管壁部分由于受到限制不能鼓起而形成缩拢部，并使大致的圆形管在两个相邻的限制件之间的管壁部分由于允许它向外鼓起而形成胀起部。

6.按照权利要求5制造波纹管的方法，其特征为，基本圆形件在两个相邻的限制件之间的管壁部分可被允许向外鼓起到大致的圆形件上形成的圆周波纹完全消失的程度。

7.按照权利要求5制造波纹管的方法，其特征为，大致的圆形件在两个相邻的限制件之间的管壁部分可被允许向外鼓起到大致的圆形件上形成的圆周波纹并不完全消失的程度。

8.按照权利要求5制造波纹管的方法，其特征为，大致为圆形管沿轴向的两个反向端的附近位置上所设限制件的通孔直径大于大致的圆形管的外径，因此可使大致的圆形管相应于该限制件的管壁部分上原来形成的波纹完全消失，并且当那些部分受到高压液体的压力而膨胀时使它们分别与限制件接触而形成光滑的表面，这样便可形成用来连结其他管子的连接部。

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