CN1310712C - 槽成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够将形状精度高的环状槽成型在金属制管上的槽成型装置。该槽成型装置(1)具有：在外周面配备沿圆周方向形成的环状凹槽(12a)的支撑辊(10)、使支撑辊(10)以轴为中心旋转的驱动马达(20)、在外周面配备沿圆周方向形成的环状凸条部(31b)的按压辊(30)、使按压辊(30)在上下方向升降的升降机构(25、35、38)，通过按压辊(30)及支撑辊(10)夹持并按压金属制管(90)，使环状槽(91)在其端部外周面成型。而按压辊(30)是以包含支撑辊(10)的轴线的垂直面为基准，配设在与支撑辊(10)的旋转方向相反侧偏置的位置上。

Description

槽成型装置

技术领域

本发明是关于在将呈彼此对头状态的两件金属制管利用联结器连结时，把用以卡合该联结器的环状槽、成型在前述金属制管上的槽成型装置。

背景技术

在将两件金属制管以彼此对头的状态连结时，已往采用例如图5及图6所示的联结器。该联结器100是由：从两侧分别嵌插金属制管90的环状的密封构件101、及收容该密封构件101并与形成在各金属制管90上的环状槽91卡合并连结的环状联结器主体102构成。还有，图5是表示联结器概略结构的立体图，而图6是其截面图。

前述联结器本体102是由第1构件105、第2构件106及第3构件107这三个构件组成，这些构件具有在互相可摇动的状态下通过连结销108连续地连结的构造，且通过利用固定销109接合第1构件105的端部与第3构件107的端部而形成圆筒状的内周面(收容部103)。另外，在该收容部103的两端部，分别在圆周方向形成环状卡合突起104。

这样，当利用该联结器100，将金属制管90从前述密封构件101的两端分别嵌插后，以将该密封构件101卷回般地安装联结器主体102，再通过借助固定销109接合第1构件105的端部及第3构件107的端部，使密封构件101压接于金属制管90，而该金属制管90彼此之间的接合部通过密封构件101予以密封的同时，前述卡合突起104会卡合于形成在各金属制管90上的环状槽91而将两者连结。

而作为将前述环状槽91成型于金属制管90的装置来说，已往有如图7及图8中所示的构造。图7表示属于现有例的槽成型装置概略构成的截面图，图8则为图7中箭头所示C方向的侧视图。

如图7及图8所示，前述槽成型装置80具有：由圆筒状的构件构成，在插入金属制管90的状态下支撑该金属制管90内周面的支撑辊81、使支撑辊81以其轴为中心自由旋转地支撑的支撑机构(未图示)、使该支撑辊81以轴为中心旋转的驱动装置(未图示)、配设在前述支撑辊81上方的按压辊82、以及以旋转自由方式支撑该按压辊82并可朝上下方向升降的升降机构83。

在前述按压辊82的外周面上沿着圆周方向形成有环状的凸条部82a，另一方面，于支撑辊81的外周面上沿着圆周方向形成有环状的凹槽81a。而该按压辊82及支撑辊81，是以其轴线能处于互相平行且在同一垂直面内的位置，而且，使前述轴线方向中的前述凸条部82a及凹槽81a的位置能互相一致而配设的。

根据这样构成的槽成型装置80，首先，将支撑辊81相对地插入欲进行环状槽91成型的金属制管90内，使之呈现其内周面被支撑辊81所支撑的状态后，利用升降机构83将按压辊82往下方降下。由此，按压辊82的凸条部82a抵接到金属制管90的外周面，使该金属制管90呈现被前述按压辊82及支撑辊81夹持、挤压的状态。

继而，利用旋转驱动装置(未图示)使支撑辊81以其轴为中心旋转时，被按压辊82及支撑辊81夹持、挤压的金属制管90朝与支撑辊81同方向旋转的同时，压接于金属制管90的按压辊82会朝与其相反的方向旋转。

这样，金属制管90即维持被按压辊82及支撑辊81夹持、挤压的状态而旋转，进而受到按压辊82的凸条部82a与支撑辊81的凹槽81a的模作用致产生其外周部往内侧凹进的塑性变形，最后就在其端部形成如图7所示的环状槽91。

如上所述，在金属制管90的端部形成环状槽91。又，环状槽91形成后，使升降机构83动作，将按压辊82向上方升起，尔后从支撑辊81取下成型有环状槽91的金属制管90。

然而，在前述现有的槽成型装置80中，由于按压辊82是设在支撑辊81的正上面，所以会有如前述环状槽91的真圆度等的形状精度无法加工成高精度的问题存在。

既，当按压辊82压接于正在旋转的金属制管90时，如图8所示，会在金属制管90与按压辊82双方的接触部产生摩擦，因此，由于旋转切线方向的摩擦力而使按压辊82处于其位置容易朝该切线方向移位的状态，换言之，就是具有后让倾向，且由于有这种后让移位致使施加到金属制管90的挤压力不稳定，导致形成的环状槽91的形状精度不良。

如前所述，虽然按旋转自如方式设置按压辊82，譬如说即使利用轴承等使按压辊82处于旋转自如的状态，也无法将该轴承内部的摩擦抵抗完全消除，结果，在金属制管90及按压辊82的接触部的摩擦阻力亦无法完全消除。

这样，当在金属制管90上形成如此形状精度不佳的环状槽91时，当使用前述联结器100连结两件金属制管90时，会产生在联结器主体102的卡合突起104与环状槽91间的卡合不良情况，使密封构件101的挤压不足，使密封构件101无法充分压接在金属制管90的外周面上，结果，会产生密封不良引起的液漏、金属制管90从联结器主体102脱落等问题。

发明内容

鉴于如前所述的实情，本发明是以提供能在金属制管中形成形状精度高的环状槽的槽成型装置为目的。

为能达成前述的目的，本发明是将环状槽成型于金属制管的端部外周面的装置，其特征在于，具有：

由圆筒状构件构成，在其外周面具有沿圆周方向形成的环状凹槽，并以保持插入前述金属制管的状态来支撑该金属制管内周面的支撑辊；

水平地支撑以其轴为中心自由旋转的前述支撑辊的支撑装置；使前述支撑辊以轴为中心旋转的旋转驱动装置；

由圆筒状构件构成，在其外周面具有沿圆周方向形成的环状凸条部的同时，按照其轴线与前述支撑辊的轴线平行，且前述轴线方向上的前述凸条部位置与前述支撑辊的凹槽的位置一致的方式配置在前述支撑辊上方的按压辊；以及

前述按压辊旋转自如地支撑的同时，使该按压辊朝上下方向升降的升降装置，

并且，使前述按压辊朝下方下降，且利用前述按压辊与支撑辊将前述金属制管夹持并挤压，由此在前述金属制管的端部外周面将环状槽予以成型，以包含前述支撑辊的轴线的垂直面为基准，在朝与前述支撑辊的旋转方向的相反侧偏置的位置处，配置前述按压辊。

根据本发明，首先将支撑辊相对地插入应成型环状槽的金属制管中，在其内周面被支撑辊所支撑的状态后，利用升降装置使按压辊朝下方下降。由此，按压辊的凸条部就压接到金属制管的外周面，使该金属制管呈现被按压辊与支撑辊夹持并挤压的状态。

继而，利用旋转驱动装置使支撑辊以其轴为中心旋转，则被按压辊及支撑辊所夹持并挤压的金属制管即朝与支撑辊相同方向旋转，同时，压接在金属制管上的按压辊则朝与其相反的方向旋转。

这样，金属制管在被按压辊及支撑辊所夹持与挤压的状态下旋转，由此承受按压辊的凸条部及支撑辊的凹槽的模作用而使其外周部产生朝内侧凹陷的塑性变形，最终在其端部形成环状槽。

可是，如前所述，在按压辊配设于支撑辊正上面的情况下，由于受到当按压辊压接到金属制管时产生在双方之间朝旋转切线方向的摩擦力作用，使按压辊容易往前述切线方向移位，即容易后让，因此，对金属制管的挤压力呈现不稳定，有环状槽的形状精度恶化的问题产生。

因此，本发明的槽成型装置就以包含前述支撑辊的轴线的垂直面为基准，在朝与前述支撑辊的旋转方向相反侧偏置的位置处，配置前述按压辊。

这样，当按压辊压接于金属制管时，由于与该金属制管间的摩擦，按压辊将承受靠近含支撑辊的轴线的前述垂直面方向的作用力，而朝该方向移位。即按压辊接受对支撑辊吃进方向的摩擦力并朝同方向移位。藉此按压辊对金属制管的挤压力增加，且变得稳定，可使成型于金属制管的环状槽的形状精度变为高精度。

又，本发明是在前述构成的基础上、还具有在前述支撑辊下方位置处、在直交于其轴线方向上相隔一定的间隔配设的抵接于前述金属制管外周面且从下方支撑该金属制管的辅助辊。

倘若仅用支撑辊支撑金属制管时，难于将旋转的金属制管稳定地支撑，以支撑辊及一对辅助辊这三体予以支撑时，就能够稳定地支撑旋转的金属制管。

又，本发明是在前述构成的基础上，具有用以调节前述按压辊的偏置位置的位置调节装置。

用以稳定对金属制管的挤压力的前述偏置量，虽依金属制管的外径而异，设置前述位置调节装置时，能够将按压辊的偏置位置相应于金属制管外径而适当地调节，而能使按压辊对金属制管的挤压力成为更稳定。

而且，本发明是在前述构成的基础上，具有以前述垂直面为基准，配设于前述按压辊的外侧、且比该按压辊靠近前述金属制管的轴线方向的中央处，使其抵接于前述金属制管外周面而用以抑制该金属制管摇摆的止摆部件。

按照前述般地偏置按压辊时，按压辊压接到金属制管的位置成为该金属制管的内周面与支撑辊不接触的位置、就是在金属制管与支撑辊间产生空隙的位置，在金属制管的长度较长的时候，当按压辊压接时，金属制管的另一端(与形成环状槽侧相反侧的端部)将以该压接点为中心往按压辊的偏置侧移位，成为该金属制管对支撑辊的轴线摆偏的状态，因此，有位置精度会从前述环状槽的管端恶化的危险。

于是，倘设置前述止摆部件时，在按压辊压接时，可通过该止摆装置抑制金属制管的前述另一端往按压辊的偏置侧移位，而能有效地防止该金属制管随按压辊的压接产生摆偏。

附图说明

图1表示本发明的一实施方式的槽成型装置的概略构成截面图。

图2是图1中箭头所示A方向的正面图。

图3表示本实施方式的支撑辊、按压辊及止摆辊与金属制管彼此之间的支撑、抵接状态的说明图。

图4是图3中箭头所示B-B方向的截面图。

图5是表示联结器概略构成的立体图。

图6是表示联结器概略构成的截面图。

图7表示现有技术的槽成型装置概略构成的截面图。

图8是图7中箭头所示C方向的侧面图。

符号说明：1槽成型装置；5机座；6机架；10支撑辊；12第1辊；12a凹槽；13隔离件；14第2辊；15旋转轴；20驱动马达；30按压辊；31辊主体；31b凸条部；35轴承部；37油压缸；40止摆辊；41升降机构；50辅助辊；51升降机构；90金属制管；91环状槽。

具体实施方式

依照附图将本发明的具体实施方式说明如下。图1为表示本发明的一实施方式所述槽成型装置概略构成的截面图，图2为图1中箭头所指A方向的正面图。图3是表示本实施方式所述支撑辊、按压辊及止摆辊与金属制管间的支撑、抵接状态的说明图，图4为图3中箭头所指B-B方向截面图。另外，在本例中是欲在前述的金属制管90上成型环状槽91。

如图1至图4所示，本例的槽成型装置1，具有：以插入金属制管90的状态支撑其内周面的支撑辊10、以旋转自如的方式支撑支撑辊10的轴承部17、使支撑辊10以轴为中心旋转的驱动马达20、配设在前述支撑辊10上方的按压辊30、以旋转自如的方式支撑着按压辊30的轴承部35、使轴承部35在垂直方向(箭头所示方向)升降的油压缸38、配设于前述支撑辊10上方的止摆辊40、配设于前述支撑辊10下方的一对辅助辊50、50、用以配设前述支撑辊10、驱动马达20及各辅助辊50的机座5、以及固装于该机座5上用以配设前述油压缸38及止摆辊40的机架6等。

前述支撑辊10是由小径部及大径部形成的阶梯轴，详细地说，是由：利用前述轴承部17以旋转自如的方式支撑的旋转轴15，依次外嵌于该旋转轴15的小径部的键定位的面板11、第1辊12、隔离件13及第2辊14；螺合于在前述旋转轴15的小径部侧的端部形成的螺纹孔而将外嵌于该小径部的前述面板11、第1辊12、隔离件13及第2辊14在其轴方向锁紧的固定螺栓16等构成。

前述面板11具有比设为同径的第1辊12及第2辊14的外径大的外径，当前述金属制管90安装到该第1辊12及第2辊14的时候，其端面会抵接于该面板11的端面，使旋转轴15朝轴方向的位置被定位。

并且，前述第1辊12在其外周面具备沿圆周方向形成的环状凹槽12a。

并且，前述旋转轴15的大径部侧端部，借助联轴器22连接于前述驱动马达20的输出轴21，并通过该驱动马达20使前述旋转轴15以其轴为中心旋转。

并且，前述轴承部17是由以适当间隔距离配设的两件轴承17b及用以支撑该轴承17b的轴承外壳17a构成。

前述按压辊30是由通过前述轴承部35以旋转自如的方式支撑的旋转轴32，及外嵌于该旋转轴32，被键定位的辊主体31构成，并以其轴线与前述支撑辊10的轴线平行的方式配设。而辊主体31在其外周面具备沿圆周方向形成的环状凸条部31b，且以该凸条部31b在前述轴线方向的位置能与前述第1辊12的凹槽12a的位置成为一致的方式配设。

如此构成的按压辊30，如图2及图4所示，以含有前述支撑辊10的轴线的垂直面为基准，配设在与该支撑辊10的旋转方向(图示例为左旋转)相反侧仅偏置X的位置处。

该偏置量X优选能相应于金属制管90外径大小而改变，优选随外径的加大而加大。

用以支撑前述按压辊30的轴承部35，是由分别支撑前述旋转轴32两端部的轴承37、37，及保持该轴承37、37的保持构件36所构成。而保持构件36是通过其本身形成的楔形部36a与固设在前述轴承外壳17a上的导向构件25的燕尾槽26卡合而可升降自如，其上端部与前述油压缸38的活塞杆38a连结，并通过该油压缸38在垂直方向升降。

这样，利用前述轴承部35、导向构件25及油压缸38而构成将前述按压辊30以旋转自如的方式支撑，并使其朝垂直方向升降的升降机构。

前述止摆辊40是利用轴承46使其以轴为中心旋转自如，且其轴线又与前述支撑辊10的轴线成平行的方式予以支撑的同时，以包含前述支撑辊10的轴线的垂直面为基准，使其在前述按压辊30外侧且在前述轴线方向的位置与前述第2辊14相一致的方式配设，进而能利用升降机构41在垂直方向升降。

该升降机构41是由：隔着特定的间距在上下方同时设置、并借助安装构件42固设于前述机架6的一对固定板43、43；固设在该固定板43、43间的螺母44；其外周面具备螺纹槽45a，插通于形成在前述各固定板43、43的贯通孔43a，且前述螺纹槽45a螺合于前述螺母44的调节轴45；其下面固设前述轴承46的支撑板47；固设在该支撑板47上用以连结前述调节轴45下端部的连结构件48；嵌插于形成在前述各固定板43、43上的贯通孔43b，且其下端部固设于前述支撑板47的导向杆49构成。另外，前述连结构件48连结为可允许前述调节轴45旋转，但限制其朝轴方向的移动。

这样根据前述所构成的升降机构41，通过将前述调节轴45以轴为中心朝正反方向旋转，使该调节轴45由于与前述螺母44的螺合关系而在其轴方向，就是上下方向移动，使连结在其下端部的支撑板47、止摆辊40等与该调节轴45一起升降。又，在支撑板47上固设如前所述的嵌插于固定板43的贯通孔43b中的导向杆49，并利用该导向杆49与贯通孔43b彼此的嵌合关系，能抑制支撑板47升降时的摇摆。

前述辅助辊50是抵接于前述金属制管90的外周面而用以支撑该金属制管90，能以轴为中心旋转自如且其轴线与前述支撑辊10的轴线成平行的方式配设的同时，还通过升降机构51对其朝垂直方向的位置进行调节。

又，该升降机构51是由：沿前述支撑辊10的轴方向以特定的间隔而平行地设置、再以轴承52将前述各辅助辊50、50按旋转自如的方式支撑的一对支撑板53、53；用以支撑该支撑板53、53下面的支撑轴54、54；分别配设在前述机架6两侧的导向杆56、56；分别固设在前述机架6的两侧面、用以分别支撑前述导向杆56、56的支撑构件55、55；分别固设于前述支撑板53的两侧面供分别嵌插前述导向杆56、56的导向管57、57；使前述支撑轴54、54朝上下方向移动的驱动部(未图示)等等构成。

如此，按照该升降机构51，由于利用前述驱动部(未图示)使前述支撑轴54、54朝上下方向移动而使通过该支撑轴54、54所支撑的支撑板53、53及辅助辊50、50与该支撑轴54、54一起朝上下方向移动，因此，支撑金属制管90的辅助辊50、50的位置就能适当地加以调节。又，因有导向杆56与导向管57间彼此的嵌合关系而能抑制支撑板53在升降时的摇摆。

根据如前述般构成的所述槽成型装置1时，首先在应成型环状槽91的金属制管90内相对地插入支撑辊10，成为其端部抵接于面板11的端面的状态后，利用前述升降机构51适当地调节辅助辊50、50朝上下方向的位置，使内周面被支撑辊10所支撑，且外周面通过该辅助辊50、50支撑的前述金属制管90的轴线与支撑辊10的轴线成平行。

继而利用前述升降机构41使止摆辊40往下方降下，并让其外周面呈现抵接于前述金属制管90外周面的状态。在此时以让止摆辊40呈轻轻抵接金属制管90的状态为宜。若作成以过强的力道压接的状态时，因金属制管90的轴会对支撑辊10的轴偏摆，故不理想。

尔后驱动油压缸38，将按压辊30往下方移动而使该按压辊30压接于金属制管90外周面。由此，金属制管90就成为被按压辊30及第1辊12所夹持与挤压的状态。

其次利用驱动马达20使支撑辊10以其轴中心旋转，则被按压辊30与第1辊12所夹持与挤压的金属制管90会朝与支撑辊10同方向旋转的同时，压接于金属制管90的按压辊30就朝与其相反方向旋转

这样，金属制管90就以被按压辊30与第1辊12所夹持与挤压的状态旋转，由此其外周面承受按压辊30的凸条部31b及第1辊12的凹槽12a的模作用而产生朝内侧凹陷的塑性变形，最后的结果，在其端部形成环状槽91。

而依照如此方式形成环状槽91之后，停止驱动马达20，继而顺序使按压辊30、止摆辊40及辅助辊50回归原位置后，把金属制管90从支撑辊10取下。

可是，如前所述，当按压辊30设在第1辊12的正上面的时候，在按压辊30压接到金属制管90时，由于产生在两者间朝旋转切线方向的摩擦力，致使按压辊30往前述切线方向移位而容易有偏离，因此对金属制管90的挤压力呈不稳定而产生环状槽91的形状精度恶化等的问题。

所以在本例里，就把按压辊30配设在以含支撑辊10的轴线的垂直面为基准且朝与该支撑辊10的旋转方向相反侧偏置的位置上。

作成这样后，在按压辊30压接到金属制管90时，由于与该金属制管90间的摩擦，如图4所示，按压辊30承受要接近含第1辊12轴线的垂直面方向的作用力F而往该方向移位。按压辊30承受对第1辊12吃进的方向的摩擦力，而往相同方向移位。由此按压辊30对金属制管90的挤压力增加、并且变得稳定，而能使成型于金属制管90的环状槽91具有高的形状精度。

另一方面，倘使按压辊按前述般偏置时，按压辊30压接于金属制管90的位置则在该金属制管90的内周面与第1辊12彼此未接触的位置，即在金属制管90与第1辊12彼此间产生空隙的位置，若金属制管90的长度较长情况下，当按压辊30压接时，金属制管90的另一端(与形成环状槽91的相反侧的端部)随之以该压接点为中心朝按压辊30的偏置侧移位，致使该金属制管90对支撑辊10的轴线呈偏摆状态，因此前述环状槽91从管端的位置精度可能会恶化。

所以在本例中设置前述止摆辊40。由于设置了该止摆辊40，在按压辊30压接时，可将金属制管90的前述另一端向按压辊30的偏置侧移位的情况，利用该止摆辊40予以抑制，可通过按压辊30的压接有效地防止在该金属制管90产生偏摆。

以上虽就本发明的一实施方式进行了说明，但本发明可采取的具体方式并未限定于此。

例如也可以具备可调节前述按压辊30的偏置量的装置。倘若设置此调节装置时，能将按压辊30的偏置位置相应于金属制管90的外径作适当的调节，而使按压辊30对金属制管90的挤压力更为稳定。

作为前述调节装置的构造，例如，利用滑动导向构件等移动导向机构将前述机架6以能朝偏置方向移动自如的方式支撑，并利用螺杆机构使机架6能朝偏置方向移动。但在这种情况下，就前例而言，有必要将固设于轴承部17的轴承外箱的前述导向构件25固设于机架6。

Claims (4)

1.一种在金属制管的端部外周面成型环状槽的槽成型装置，具有：

由圆筒状构件构成，在其外周面具有沿圆周方向形成的环状凹槽，并在插入所述金属制管的状态下支撑该金属制管的内周面的支撑辊；

水平地支撑以其轴为中心自由旋转的前述支撑辊的支撑装置；

使所述支撑辊以轴为中心旋转的旋转驱动装置；

由圆筒状构件构成，在其外周面具有沿圆周方向形成的环状凸条部的同时，按照其轴线与所述支撑辊的轴线平行，且在所述轴线方向上的所述凸条部位置与所述支撑辊的凹槽位置一致的方式配置在所述支撑辊上方的按压辊；以及

将所述按压辊旋转自如地支撑的同时，使该按压辊朝上下方向升降的升降装置；

通过使所述按压辊朝下方下降，且利用所述按压辊与支撑辊将所述金属制管夹持并挤压，在所述金属制管的端部外周面上将环状槽予以成型，其特征在于，

以包含所述支撑辊的轴线的垂直面为基准，在与所述支撑辊的旋转方向相反侧的偏置的位置处，配置所述按压辊。

2.如权利要求1所述的槽成型装置，其特征在于，

还具有在所述支撑辊的下方位置处，在正交于其轴线的方向上相隔一定的间隔配置的、抵接于所述金属制管的外周面且从下方支撑该金属制管的一对辅助辊。

3.如权利要求1所述的槽成型装置，其特征在于，

还配置有用于调节所述按压辊的偏置位置的位置调节装置。

4.如权利要求1～3中任一项所述的槽成型装置，其特征在于，

还具有以所述垂直面为基准，配置于所述按压辊的外侧，且比该按压辊靠近所述金属制管的轴线方向中央处，并且抵接于所述金属制管的外周面，以抑制该金属制管摇摆的止摆装置。

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