ITRM20060168A1 - Utensile per l espansione di tubi - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo:

"UTENSILE PER L'ESPANSIONE DI TUBI"

DESCRIZIONE

FONDAMENTO DELL'INVENZIONE

1. CAMPO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione fa riferimento ad un utensile per l'espansione di tubi e, in particolare, ad un utensile per l'espansione di tubi che può abbreviare il tempo di espansione.

2. DESCRIZIONE DELLA TECNICA CORRELATA

In genere, in un trattamento per unire e fissare un tubo ad una lamina per tubo in un trattamento di produzione di uno scambiatore di calore, quali una caldaia, un condensatore ed un radiatore, vengono impiegati vari utensili per l'espansione di tubi per espandere il diametro del tubo e formarlo dal suo lato di diametro interno, e fissare a pressione il tubo alla lamina per tubo (vedere pubblicazione esposta al pubblico del modello di utilità giapponese n° Hei.7-15128 e nella pubblicazione esposta al pubblico di brevetto giapponese n° Hei.7-290171).

Ad esempio, un utensile per l'espansione di tubi descritto nella pubblicazione esposta al pubblico del modello di utilità giapponese n° Hei.

7-15128 è configurato in modo tale che il lavoro di espansione del tubo possa essere semplicemente realizzato da un lavoratore che collega l'utensile ad una macchina di azionamento di rotazione, facendo ruotare un rullo, e facendo rotolare il rullo mentre sta spingendo a pressione il rullo sulla faccia interna del tubo. Inoltre, una parte di espansione di tubo forma una faccia di prolungamento uniforme, piccola in curvatura, e, così, viene consentita una elevata rifinitura della qualità per l'espansione di tubi che mantiene circolarità perfetta.

Una configurazione dell'utensile per l'espansione di tubi, descritta nella pubblicazione esposta al pubblico del modello di utilità giapponese n° Hei. 7-15128, verrà descritta in modo concreto, facendo riferimento alle figure 5A e 5B. La figura 5A è una vista in sezione che illustra una configurazione convenzionale di un utensile per l'espansione di tubi; la figura 5B è una vista parziale in pianta che mostra la relazione di posizione tra un rullo ed un mandrino. Un utensile per l'espansione di tubi nella pubblicazione esposta al pubblico del modello di utilità giapponese n° Hei. 7-15128, come illustrato in figura 5A, è munito di un mandrino 5' a forma a rastremazione a restringimento di punta, in cui è configurata in corpo unico una parte di collegamento 51', collegata ad una macchina di azionamento di rotazione, non mostrata; una molteplicità di rulli 4' aventi una forma a rastremazione inversa corrispondente a quella del mandrino 5' ed una intelaiatura 3' per trattenere in rotazione libera la molteplicità dei rulli 4' sulla faccia perimetrale esterna del mandrino 5'.

Nel frattempo, dal momento che la macchina di azionamento di rotazione, dove è collegato l'utensile 1' di espansione di tubo, viene in genere impiegata con una apparecchiatura per l'espansione di tubi del tipo ad operazione manuale, che un lavoratore impugna con una mano, ed esegue il lavoro di espansione di tubo, e l'apparecchiatura è munita di un'unità di controllo per rivelare una coppia di carico nell'espansione del tubo e controllare la rotazione ed il suo arresto.

In tale utensile per l'espansione di tubi, come mostrato in figura 5A, dal momento, che se un lavoratore sposta relativamente in avanti il mandrino 5' collegato alla macchina di azionamento di rotazione rispetto alla intelaiatura 3', la parte maggiore del diametro esterno del mandrino 5' si attesta gradualmente con i rulli 4', questi vengono spinti all'esterno della faccia perimetrale esterna della intelaiatura 3' e spinti a pressione verso la faccia perimetrale interna di un tubo TU. Se, in questo stato, il mandrino 5' viene fatto ruotare in senso positivo (rotazione nel verso A, rotazione in senso orario vista dalla parte posteriore dell'utensile) mediante la macchina di azionamento di rotazione, i rulli 4' si muovono in senso orario intorno al mandrino 5' mentre ruotano in senso opposto (rotazione nel verso R, rotazione antioraria osservata dalla parte posteriore dell'utensile) .

In altri termini, la macchina di azionamento di rotazione, non mostrata, fa ruotare i rulli 4' facendo ruotare il mandrino 5' facendo muovere nel frattempo i rulli 4' intorno al mandrino 5' insieme con l'intelaiatura 3'; e l'utensile di espansione di tubo 1' fa avvolgere il tubo TU dalla sua faccia perimetrale interna e espande il suo diametro e completa l'espansione del tubo (questo sistema di rotazione è chiamato "sistema a rotazione di mandrino") .

Nel frattempo, come mostrato in figura 5B, dal momento che ciascuno dei rulli 4' viene trattenuto rispetto al mandrino 5' mediante l'intelaiatura 3' (vedere figura 5A) fornendo un cosiddetto angolo di avanzamento Θ, è configurato in modo tale che: venga generata una forza di avanzamento nel verso in avanti (funzione di autoavanzamento di mandrino) nel mandrino 5' mediante il rullo 4' che ruota in senso opposto (senso R); ed il rullo 4' viene spinto automaticamente all'esterno dalla faccia perimetrale esterna della intelaiatura 3', accompagnato con uno spostamento in avanti del mandrino 5'.

Tuttavia, dal momento che il convenzionale utensile 1' di espansione di tubo del sistema a rotazione di mandrino fa ruotare il mandrino 5' mediante la macchina di azionamento di rotazione, i rulli 4' mediante rotazione del mandrino 5', e l'intelaiatura 3' mentre sta spostando i rulli 4' intorno al mandrino 5', i rulli 4' eseguono un cosiddetto movimento planetario tra la faccia perimetrale interna del tubo TU ed il mandrino 5'.

Perciò, secondo il principio del movimento degli ingranaggi planetari, il numero di rotazioni della intelaiatura 3' viene decelerato alla quantità da 1/3 fino ad 1/5, rispetto a quello del mandrino 5', sebbene ciò dipenda dai diametri del mandrino 5' e dei rulli 4'. Di conseguenza, dal momento che il numero delle rotazioni dei rulli 4' (intelaiatura 3') non aumenta, ciò richiede un tempo più lungo nel lavoro di espansione del tubo, ed è presente un problema dal punto di vista del rendimento lavorativo.

Poiché, nell'utensile 1' per l'espansione di tubi del sistema a rotazione di mandrino, dal momento che se il numero delle rotazioni della macchina di azionamento di rotazione viene aumentato per aumentare quello dei rulli 4', si verifica una oscillazione al centro assiale dell'utensile 1', e, perciò, viene trascinata all'interno la vibrazione dell'utensile 1', viene degradata la qualità di formazione, ad esempio la forma circolare, e diventa più pesante la responsabilità su un lavoratore; ciò diventa un problema dal punto di vista della lavorabilità. Dal momento che, se viene aumentato il numero delle rotazioni della macchina di azionamento di rotazione, diventa pure maggiore la forza di reazione di frenatura nel caso in cui la macchina di azionamento di rotazione venga arrestata dopo il termine del lavoro per l'espansione del tubo, è presente un problema per cui la lavorabilità e la facilità di manipolazione diventano peggiori.

D'altro canto, dal momento che, se si tenta di allargare l'angolo di avanzamento Θ ed abbreviare il tempo per l'espansione del tubo del mandrino 5', diventa maggiore l'angolo di intersezione dell'asse di rotazione dei rulli 4' rispetto all'asse del tubo TU, la conformazione formata della parte di espansione del tubo EX tende ad essere di una forma a clessidra la cui parte di mezzo è schiacciata. Perciò, è presente la possibilità che si verifichi un problema di robustezza e tenuta d'aria nell'unire e nel fissare il tubo TU ad una lamina per tubo.

Diversamente rispetto a sopra, dal momento che se si tenta di ingrandire l'angolo di rastremazione di una forma a restringimento di punta ed abbreviare il tempo di espansione del tubo, si richiede di spingere in modo robusto il mandrino 5' diminuendo la quantità della sua corsa in avanti, aumenta la responsabilità su ciascun elemento; inoltre, la vita dell'utensile 1' per l'espansione del tubo risulta essere accorciata.

Di conseguenza, per risolvere i problemi, si richiede fortemente un utensile per l'espansione di tubi che consenta di migliorare il rendimento lavorativo e di abbreviare il tempo di espansione del tubi; e, inoltre, è fortemente richiesto un utensile per l'espansione di tubi migliorato nella lavorabilità e più facile da manipolare.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

Un utensile per l'espansione di tubi correlato alla presente invenzione per risolvere i problemi di cui sopra è l'utensile che è costituito da una molteplicità di rulli, costituito in una forma a rastremazione, il cui lato anteriore diventa maggiore in diametro; una intelaiatura cilindrica per rotazione libera, trattenendo la molteplicità di rulli in un cerchio concentrico; ed un mandrino a scorrimento libero ed a rotazione libera inserito nella intelaiatura e costituito in una forma a rastremazione, il cui lato anteriore diventa più piccolo in modo da corrispondere alla forma di rastremazione dei rulli, e che espande il diametro di espansione del tubo configurato con un cerchio circoscritto della molteplicità dei rulli, facendo muovere in avanti il mandrino rispetto alla intelaiatura mentre è fissato ad una macchina di azionamento di rotazione; e che espande un tubo in diametro e forma il tubo mentre i rulli si stanno avvolgendo, in cui l'utensile per l'espansione di tubi comprende inoltre un albero collegato alla macchina di azionamento di rotazione, in cui il mandrino è disposto a rotazione libera, attestandosi con l'estremità anteriore dell'albero, ed in cui l'intelaiatura è collegata a scorrimento libero alla direzione anteriore-posteriore rispetto all'albero, e ruota in corpo unico con l'albero.

Così, nell'utensile per l'espansione di tubi della presente invenzione, dal momento che il mandrino, costituito dalla forma a rastremazione il cui lato anteriore diventa più piccolo in diametro in corrispondenza a quello dei rulli, viene inserito a scorrimento libero nella intelaiatura cilindrica per rotazione, trattenendo in modo libero i rulli, costituendo la forma a rastremazione il cui lato anteriore diventa più grande, si permette di spingere i rulli all'esterno dalla faccia perimetrale esterna dell'intelaiatura mediante il mandrino e di fare espandere il diametro di espansione del tubo (qui appresso indicato come "diametro di utensile") configurato con il cerchio circoscritto, facendo spostare in avanti il mandrino relativamente rispetto all'intelaiatura.

Inoltre, dal momento che l'intelaiatura è collegata a scorrimento libero alla direzione anteriore-posteriore rispetto all'albero, è in grado di far spostare relativamente in avanti il mandrino, che è disposto attestandosi con l'estremità anteriore dell'albero, rispetto alla intelaiatura, facendo spostare in avanti l'albero.

Inoltre, dal momento che l'intelaiatura è configurata per ruotare in corpo unico con l'albero, la rotazione dell'albero viene trasmessa direttamente alla intelaiatura collegando l'albero alla macchina di azionamento di rotazione e facendo ruotare l'albero. In altri termini, la rotazione dell'albero viene trasmessa alla intelaiatura senza che venga decelerata, e l'intelaiatura è in grado di ruotare a velocità maggiore.

Inoltre, dal momento che il mandrino è inserito a rotazione libera nella intelaiatura, viene fatto ruotare attraverso i rulli se l'intelaiatura viene ruotata.

Nella presente invenzione, è preferibile che il mandrino sia configurato per azionare il mandrino rispetto all'estremità anteriore dell'albero per mezzo di un meccanismo di azionamento.

Secondo tale configurazione, dal momento che questo è in grado, al termine del lavoro per l'espansione del tubo, di rendere minimo il diametro di utensile, facendo ritrarre sicuramente il mandrino finché questo non si attesta con l'albero, la lavorabilità è migliore ed è pure più facile la manipolazione.

Inoltre, dal momento che si permette di impedire che mandrino venga estratto dalla intelaiatura eccitando il mandrino rispetto all'albero, non è necessario disporre, alla sommità del mandrino, uno speciale elemento di blocco di estrazione quale, ad esempio, un dado di cappuccio. Perciò, dal momento che non si verifica inoltre alcuna possibilità che il dado di cappuccio faccia interferenza con un tubo durante il lavoro di espansione del tubo, non c'è alcuna possibilità di danneggiare la superficie interna del tubo, e la lavorabilità è migliore ed è pure più facile la manipolazione .

Nella presente invenzione, è preferibile far interporre un elemento lubrificante tra il mandrino e l'estremità anteriore dell'albero.

Secondo tale configurazione, si permette di ridurre la resistenza di attrito dovuta alla differenza di rotazione tra il mandrino e l'albero, che si verifica nella parte di attestatura facendo interporre l'elemento lubrificante nella parte di attestatura tra il mandrino e l'estremità anteriore dell'albero .

Nella presente invenzione, è preferibile formare un angolo di avanzamento in modo tale che gli assi di rotazione del mandrino e dei rulli si intersechino e, a rotazione libera, trattengano i rulli all'interno dell'intelaiatura.

Secondo la configurazione, i rulli vengono fatti ruotare e perciò, nel mandrino, viene generata, dall'angolo di avanzamento, una forza a componente direzionale in avanti diversa dalla forza a componente direzionale in rotazione, e viene fornita al mandrino una forza di avanzamento in avanti (funzione di autoavanzamento di mandrino) .

Perciò, perfino se un lavoratore non fa muovere l'albero in avanti trattenendo la macchina di azionamento di rotazione, l'operazione del mandrino non è necessaria, dal momento che il mandrino si sposta naturalmente in avanti ed espande il diametro di utensile. Di conseguenza, la manipolazione dell'utensile è più facile, e l'utensile inoltre è adatto per l'automazione del lavoro di espansione del tubo. Inoltre, dal momento può essere impostata opportunamente che una coppia di carico nell'espansione del tubo, senza essere influenzata dalla regolazione di forza di un lavoratore, impostando opportunamente la forza di autoavanzamento del mandrino, si permette di stabilizzare la qualità dell'espansione del tubo.

D'altro canto, nel caso in cui un tubo venga espanso ad un predeterminato diametro di tubo e venga terminato il relativo lavoro per 1'espansione del tubo, dal momento che può essere fornita al mandrino una forza di avanzamento a ritroso facendo ruotare inversamente la macchina di azionamento di rotazione, si permette di far ritirare naturalmente il mandrino e ridurre il diametro di utensile. Perciò, non è necessario, per un lavoratore, eseguire una operazione di rientro del mandrino, la manipolazione dell'utensile per l'espansione di tubi è più facile, e l'utensile è pure adatto all'automazione del lavoro di espansione del tubo.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 è una vista in sezione che illustra una configurazione di un utensile per l'espansione di tubi correlato ad una forma di realizzazione della presente invenzione.

Le figure 2A e 2B sono viste che illustrano la relazione di posizione tra un rullo ed un mandrino; la figura 2A è una vista in pianta e la figura 2B è una vista in sezione mostrata in modo schematico.

La figura 3 è una vista in sezione che mostra un aspetto quando il mandrino, correlato alla forma di realizzazione della presente invenzione, si sposta in avanti.

La figura 4 è una vista in sezione che mostra una schiera di rulli nell'utensile per l'espansione di tubi correlato alla forma di realizzazione della presente invenzione, assunta lungo la linea X-X in figura 3.

Le figure 5A e 5B sono viste che illustrano una configurazione di un convenzionale utensile per l'espansione di tubi; la figura 5A una vista in sezione, e la figura 5B è una vista parziale in pianta che mostra la relazione di posizione tra rulli ed un mandrino.

DESCRIZIONE DELLE FORME DI REALIZZAZIONE PREFERITER

Qui verrà descritta in dettaglio una forma di realizzazione della presente invenzione, con riferimento alle figure da 1 a 4 come necessario.

Un utensile 1 per l'espansione di tubi correlato alla forma di realizzazione della presente invenzione comprende, come mostrato in figura 1, un albero 2, una intelaiatura cilindrica 3 per rotazione in corpo unico con l'albero 2; rulli 4 di rotazione libera trattenuti dalla intelaiatura 3; un rullo a sfere 6 disposto nell'estremità anteriore dell'albero 2; un mandrino 5 a scorrimento libero ed a rotazione libera inserito nell'intelaiatura 3, che si attesta con il rullo a sfere 6; una molla ad elica 8 per azionare il mandrino 5 all'estremità anteriore 23 dell'albero 2; ed un collare di supporto 9 fissato sulla faccia perimetrale esterna dell'intelaiatura 3.

L'albero 2 comprende una parte di collegamento 21 collegata ad una macchina di azionamento di rotazione, non mostrata, ed una parte a corpo cilindrico 22 collegata alla intelaiatura 3.

Sebbene nella parte di collegamento 21 venga adottata come esempio una forma quadrata, questa può essere pure una forma a rastremazione. Inoltre, la parte di collegamento 21 può pure essere collegata alla macchina di azionamento di rotazione attraverso vari accessori.

La parte a corpo cilindrico 22 esprime una forma cilindrica espansa un po' di più in diametro rispetto alla parte di collegamento 21 e, nell'estremità anteriore 23, viene formato un foro di fissaggio 24 con la parte inferiore descritta in seguito per l'accoppiamento nel rullo a sfere 6. Inoltre, nel lato anteriore della faccia perimetrale esterna della parte a corpo cilindrico 22, è incastrata una chiave 25 in modo tale che la parte 22 possa ruotare in corpo unico scorrendo nel frattempo con l'intelaiatura 3.

Alla parte a corpo cilindrico 22 dell'albero 2 è fissato un collare di posizionamento 26 per regolare la quantità di introduzione dell'albero 2.

Il collare di posizionamento 26 è configurato, come mostrato in figura 1, in modo da formare un foro 26a per vite in un anello di divisione che sia in grado di essere fissato in una posizione predeterminata della parte a corpo cilindro 22 dell'albero 2 fissando un bullone, non mostrato. Secondo con tale configurazione, la parte fissata del collare di posizionamento 26 viene regolata, perciò, quando l'albero 2 viene introdotto nella intelaiatura 3, il collare di posizionamento 26 imposta una corsa S dove questo si attesta con un dado 38 di intelaiatura, descritto appresso, e viene regolata la massima quantità di introduzione dell'albero 2.

L'intelaiatura 3 è formata in configurazione cilindrica, con un gradino costituito da una parte di riduzione 34 di diametro del lato anteriore ed una parte di espansione 35 di diametro del lato posteriore. Nella parte di riduzione di diametro 34 della intelaiatura 3 vengono trattenuti i rulli 4 in modo tale che appaiano e disappaiano liberamente dalla faccia perimetrale esterna della intelaiatura 3 e ruotino liberamente. Inoltre, sulla faccia perimetrale esterna della parte anteriore della parte di espansione 35 di diametro posizionata posteriormente ai rulli 4, sono disposte una parte a filettatura 31 ed una parte piatta 32, descritte appresso, per unire e fissare il collare di supporto 9.

Nella parte posteriore della intelaiatura 3, è formata una filettatura maschio 37 al bordo della sua faccia perimetrale esterna, e viene avvitato sull'albero 2, ricoprendolo, un dado 38 di intelaiatura simile a cappuccio avente la funzione di impedire all'albero 2 di essere estratto. Sulla faccia perimetrale interna della parte posteriore dell'intelaiatura 3, viene formata una scanalatura 33 di chiave, ed al suo interno è accoppiata la chiave 25 dell'albero 2. Secondo tale configurazione, l'albero 2 scorre nella direzione anteriore-posteriore lungo la scanalatura 33 di chiave rispetto alla intelaiatura 3, e l'albero 2 e l'intelaiatura 3 ruotano in corpo unico. Come descritto appresso, sulla faccia perimetrale interna della parte 35 di espansione di dimetro della intelaiatura 3, è fissata la molla ad elica 8 come meccanismo di azionamento per azionare il mandrino 5 rispetto all'albero 2.

Ciascuno dei rulli 4 è costituito, come mostrato in figura 1, da una forma a rastremazione, il cui lato anteriore diventa maggiore ed il lato posteriore diventa più piccolo in diametro (vedere figura 2B), e nella parte anteriore viene formato uno smusso 41 di raggio grande (vedere figura 2A).

Inoltre, come mostrato in figura 2A, gli assi di rotazione di ciascuno dei rulli 4 e del mandrino 5 sono disposti, formando un predeterminato angolo di avanzamento Θ, in modo da intersecarsi. La direzione dell'angolo di avanzamento Θ viene impostata in modo tale che il mandrino 5 si sposti in avanti quando l'albero 2 (vedere figura 1) viene fatto ruotare in senso positivo (rotazione nel senso A), e l'angolo θ venga posizionato opportunamente, considerando la coppia richiesta di carico nell'espansione del tubo.

Quindi, come mostrato in figura 4, i tre rulli 4 sono ugualmente disposti sulla circonferenza della intelaiatura 3 e trattenuti liberamente in rotazione, e ciascun lato anteriore negli assi centrali dei rulli 4 è disposto mentre viene inclinato vicino al centro del mandrino 5 (vedere figura 2B), in modo tale che il diametro di espansione del tubo (diametro dell'utensile ΦD) configurato con un cerchio circoscritto dei tre rulli 4, diventi lo stesso nella sua direzione assiale.

Nel frattempo, sebbene nella forma di realizzazione i tre rulli 4 siano, ad esempio, disposti ugualmente sulla circonferenza della intelaiatura 3, la forma di realizzazione non è limitata a ciò; viene deciso opportunamente un numero ed una relativa schiera secondo una condizione, ad esempio il diametro e la robustezza del tubo TU.

Come mostrato in figura 1, il mandrino 5 è conformato a forma di colonna, ed inserito a scorrimento libero ed a rotazione libera nella intelaiatura 3. Nella parte anteriore del mandrino 5, la sua faccia perimetrale esterna si attesta con i rulli 4 (vedere la figura 4 in modo combinato); nella sua parte posteriore, una faccia di estremità si attesta con l'estremità anteriore 23 dell'albero 2, facendo interporre il rullo a sfere 6.

Per essere più precisi, la parte anteriore del mandrino 5 è costituita da una forma a rastremazione, il cui lato anteriore diventa più piccolo ed il lato posteriore diventa più grande in diametro, in corrispondenza alla forma a rastremazione dei rulli 4. In altri termini, nello stato del mandrino 5 che è inserito nella intelaiatura 3, la parte anteriore del mandrino 5 è configurata in modo tale che la conformazione a rastremazione formata dalla faccia perimetrale esterna del mandrino 5 e quella formata da un cerchio inscritto dei tre rulli 4 coincidano l'una con l'altra. Secondo tale configurazione, la parte anteriore del mandrino 5 viene trattenuta mediante l'intelaiatura 3 attraverso i rulli 4.

D'altro canto, la faccia perimetrale esterna della parte posteriore del mandrino 5 è costituita non dalla forma a rastremazione tuttavia da una forma a colonna, avente diametro uguale nella direzione assiale, ed alla faccia perimetrale esterna è fissato un cuscinetto reggispinta 13 di lato posteriore, descritto appresso. Secondo tale configurazione, la faccia perimetrale esterna della parte posteriore del mandrino 5, viene tenuta dalla intelaiatura 3 attraverso il cuscinetto reggispinta 13. Inoltre, sulla superficie di estremità della parte posteriore del mandrino 5, è disposta una depressione conica 51 per impegnare il rullo a sfere 6 in modo da ottenere una funzione di regolazione di centro per supportare in modo coassiale l'albero 2 ed il mandrino 5.

Nel frattempo, il mandrino 5 fa a meno di qualsiasi trattamento a calore e trattamento superficiale, e così viene migliorato nella proprietà di scorrimento e nella capacità di durata.

Il mandrino 5 viene eccitato alla estremità posteriore 23 dell'albero 2 mediante la molla ad elica 8, come meccanismo di azionamento, attraverso il rullo a sfere 6.

Per essere più precisi, sulla parete laterale 36, formata nella parte 35 di espansione di diametro della faccia perimetrale interna della intelaiatura 3, è disposto un cuscinetto reggispinta 12 di lato anteriore; nella parte posteriore della faccia perimetrale esterna, è disposto il cuscinetto reggispinta 13 di lato posteriore, agganciato da un anello di arresto 14; e tra i due cuscinetti reggispinta 12 e 13, è unita la molla ad elica 8. Perciò, nel mandrino 5 verso l'albero 2, agisce una forza di azionamento della molla ad elica 8 che tenta di allungarsi, e, così il mandrino 5 viene eccitato verso l'albero 2. La forza di azionamento della molla ad elica 8 viene impostata al grado di essere in grado di far spostare il mandrino 5 verso l'albero 2 e trattenere stabilmente il mandrino 5, cioè, impostata opportunamente considerando il peso proprio del mandrino 5.

Nel frattempo, sebbene nella forma di realizzazione i cuscinetti reggispinta 12 e 13 vengano impiegati come un esempio, la forma di realizzazione non è limitata a ciò; è pure applicabile un elemento scorrevole, quale un anello reggispinta, adattando la sua condizione di impiego come necessario. Inoltre, senza far interporre l'elemento scorrevole, questo viene pure abilitato ad accoppiarsi direttamente alla faccia perimetrale esterna della parte posteriore del mandrino 5 nella faccia perimetrale interna della intelaiatura 3, e far sì che l'intelaiatura 3 guidi il mandrino 5.

Come mostrato in figura 1, il collare di supporto 9 è disposto sulla faccia perimetrale esterna da parte di espansione di diametro 35, posizionato posteriormente ai rulli 4 trattenuti dalla intelaiatura 3, ed è costituito da una ruota posteriore di collare sul lato di rotazione 91, da una ruota anteriore di collare sul lato fisso 92 e da un rullo a sfere 93 realizzato per interporsi tra entrambi.

La ruota posteriore di collare 91 è formata in conformazione cilindrica, avente una flangia 91a. Sulla faccia perimetrale interna della ruota posteriore di collare 91 è formata una filettatura femmina, e la ruota 91 viene avvitata in una parte filettata 31 della faccia perimetrale esterna della intelaiatura 3, rendendo la flangia 91a il lato anteriore, ed è fissata sulla faccia perimetrale esterna della intelaiatura 3 con una vite di arresto 91b. D'altro canto, la ruota anteriore di collare 92 è formata in conformazione cilindrica con un gradino, e comprende una parte inferiore 92a con un gradino sulla sua faccia perimetrale interna.

Quindi, la ruota anteriore di collare 92 è coperta sulla flangia 91a della ruota posteriore di collare 91, in modo che la flangia 91a della ruota 91 e la parte inferiore 92a della ruota 92 si trovino l'una di fronte all'altra, per cui le ruote 91 e 92 vengono accoppiate e viene impedito per mezzo di un anello di arresto 94, che vengano estratte.

Il cuscinetto a sfere 93 è inserito tra la parte inferiore 92a della ruota anteriore di collare 92 e la flangia 91a della ruota posteriore di collare 91 che si trovano l'una di fronte all'altra, e, perciò, viene configurata una forza di rotazione della ruota 91 per rotazione in corpo unico con l'intelaiatura, in modo che non venga trasmessa alla ruota 92. Secondo ciò, tale configurazione viene abilitata ad impostare opportunamente una lunghezza effettiva di rullo ed una lunghezza di utensile per regolare la lunghezza della parte di espansione di tubo EX (vedere figura 3), facendo attestare una faccia di estremità del tubo TU con la faccia di estremità 92b della ruota anteriore di collare 92, ed eseguendo il lavoro di espansione del tubo.

Successivamente, verrà descritto lo spostamento dell'utensile di espansione del tubo correlato alla forma di realizzazione della presente invenzione, ipotizzando, come necessario, un lavoro pratico per l'espansione del tubo, e con riferimento alle figure da 1 a 4.

L'utensile 1 di espansione di tubi correlato alla forma di realizzazione della presente invenzione, esegue il lavoro di espansione di tubo collegando la parte di collegamento 21 dell'albero 2 ad un meccanismo di azionamento di rotazione, non mostrato, e facendo ruotare l'albero. Nel frattempo, esistono vari tipi di macchine di pilotaggio di rotazione, ad esempio, un tipo ad azionamento elettrico e ad azionamento idraulico, a seconda della relativa applicazione, e possono rivelare una coppia di carico nell'espansione del tubo e controllare la rotazione e l'arresto relativi.

Mentre un lavoratore inserisce l'utensile di espansione di tubi 1 nel tubo TU finché la faccia di estremità del tubo TU non si attesta in modo quadrato sulla faccia con la faccia di estremità 92b della ruota anteriore di collare 92 nello stato in cui l'utensile per l'espansione di tubi 1 è collegato ad una macchina di azionamento di rotazione, non mostrata, e l'albero 92 è retratto al massimo (il diametro di utensile ΦD è minimo, vedere la figura 2B) rispetto alla intelaiatura 3, come mostrato in figurA 1, costui/costei fa ruotare positivamente (nel verso A) la macchina di azionamento di rotazione.

Nel frattempo, facendo spostare in avanti la macchina di azionamento di rotazione fino a che la faccia di estremità del tubo TU non si attesta con la faccia di estremità 92b della ruota anteriore di collare 92, allora la macchina di azionamento di rotazione può pure essere fatta ruotare in senso positivo (nel verso A); al contrario, facendo ruotare in senso positivo la macchina di azionamento di rotazione, allora la macchina di azionamento di rotazione può pure essere realizzata in modo che si attesti con una faccia di estremità del tubo TU; e questi possono essere contemporanei. Quindi, dopo che la faccia di estremità 92b della ruota anteriore di collare 92 si è attestata con il tubo TU, se, poiché viene regolato l'avanzamento dell'intelaiatura 3, costui/costei fa spostare in avanti la macchina di azionamento di rotazione, l'albero 2 viene spinto rispetto alla intelaiatura 3. Perciò, anche il mandrino 5, realizzato in modo che si attesti con estremità anteriori 23 dell'albero 2 attraverso il rullo a sfere 6, si sposta relativamente in avanti rispetto all'intelaiatura 3.

Sebbene in questo stato l'albero 2 venga realizzato in modo da attestarsi con il mandrino 5 mentre ruota, la resistenza di attrito dovuta alla rotazione dell'albero 2 viene mitigata dal rullo a sfere 6 prodotto per frapporsi tra l'albero 2 ed il mandrino 5.

Inoltre, se l'albero 2 ruota, ruota pure l'intelaiatura 3 che è accoppiata in corpo unico con l'albero 2 attraverso la chiave 25 incastrata nell'albero 2. A questo istante, il collare di supporto 9 fissato sulla faccia perimetrale esterna dell'intelaiatura 3, sebbene la ruota posteriore di collare 91 ruoti in corpo unico con l'intelaiatura 3, la ruota anteriore di collare 92 viene bloccata a ruotare nello stato di attestatura con la faccia di estremità del tubo TU, dal momento che il cuscinetto a sfere 93 viene realizzato per frapporsi tra queste.

Se costui o costei fa spostare in avanti l'albero e, così, il mandrino 5 spinge nel verso in avanti, la parte maggiore nel diametro esterno della rastrematura formata nella parte anteriore del mandrino 5 si attesta gradualmente con i rulli 4, ed i rulli 4 vengono spinti e fatti espandere all'esterno, ed il diametro di utensile ΦD (vedere figura 2B) viene espanso in diametro. Così, il diametro di utensile φϋ viene espanso in diametro, dopo che i rulli 4 si attestano con la faccia perimetrale interna del tubo TU, ed ne deriva la spinta della sua faccia perimetrale interna. Quindi, per reazione, i rulli 4 ed il mandrino 5 arrivano nello stato di essere spinti insieme, e ne deriva che il mandrino 5 ruoti seguendo i rulli 4.

In altri termini, come mostrato in figura 4, dal momento che se l'intelaiatura 3 ruota positivamente in corpo unico (nel verso A) con l'albero 2 (vedere figura 1), i rulli 4 ruotano in senso antiorario (nel verso R) mentre rotolano (muovendosi intorno) in senso orario (nel verso A) lungo la faccia perimetrale interna del tubo TU, il mandrino 5 ruota in senso orario (nel verso A).

Qui, osservando la relazione tra gli assi di rotazione di ciascuno dei rulli 4 ed il mandrino 5, come mostrato n figura 2A, questi formano un angolo di avanzamento θ, e sono disposti in modo tale che entrambi gli assi di rotazione si intersechino l'uno con l'altro. Di conseguenza, la forza di rotazione F del rullo 4 genera una forza di avanzamento in avanti F2 del mandrino 5 diversa dalla sua forza di rotazione FI. Perciò, al mandrino 5 viene fornita la forza di avanzamento F2 dal rullo 4, si sposta in avanti (forza di autoavanzamento di mandrino), per cui il rullo 4 viene spinto ed espanso all'esterno sempre di più, il diametro esterno ΦD (vedere figura 2B) viene espanso in diametro, e, così, progredisce il lavoro di espansione di tubo del tubo TU.

Di conseguenza, durante il progredire del lavoro di espansione di tubo, se soltanto un lavoratore trattiene la macchina di azionamento di rotazione, il mandrino 5 si sposta automaticamente in avanti dalla forza di autoavanzamento del mandrino 5, come mostrato in figura 3, ed il lavoro di espansione di tubo del tubo TU progredisce. In altri termini, se costui o costei spinge l'albero 2 finché non viene generata la forza di autoavanzamento del mandrino 5 con il diametro di utensile ΦD (vedere figura 2B), i rulli 4 ed il mandrino 5 vengono spinti a pressione, e, dopo ciò, il lavoro di espansione di tubo progredisce automaticamente per mezzo della forza di autoavanzamento del mandrino 5.

In ogni caso, sebbene nella pratica, poiché, durante il lavoro di espansione di tubo, un lavoratore spinge in molti casi sempre la macchina di azionamento di rotazione verso il tubo TU, l'albero 2 si sposta in avanti accompagnato con l'avanzamento del mandrino 5, la coppia di carico nell'espansione del tubo viene decisa dalla forza di autoavanzamento del mandrino 5, dal momento che la forza di costui o costei che spinge l'albero 2 è molto meno della forza di autoavanzamento del mandrino 5, ed è ad un grado che può essere di solito ignorata. Nel frattempo, nel caso in cui costui o costei spinga troppo l'albero 2, la quantità di introduzione S viene regolata dal collare di posizionamento 26 (vedere figura 1).

Così, se la coppia di carico nell'espansione del tubo diventa gradualmente maggiore e raggiunge un valore impostato predeterminato, appena il diametro di utensile ΦD viene espanso in diametro, la rotazione dell'asse principale della macchina di azionamento di rotazione viene controllata da una unità di controllo in modo che si arresti.

Di conseguenza, se il tubo TU viene fatto espandere fino ad un diametro predeterminato, viene rivelata la sua massima coppia di carico, e la macchina di azionamento di rotazione automaticamente si arresta. Nello stato in cui viene arrestata la macchina di azionamento di rotazione, dal momento che i rulli 4 ed il tubo TU vengono spinti a pressione, si richiede di ridurre, in diametro, il diametro di utensile ΦD e posizionare il tubo TU libero.

Per ridurre il diametro di utensile φϋ, la macchina di azionamento di rotazione viene fatta ruotare inversamente, e, perciò, viene eseguito un movimento inverso rispetto al movimento di espansione del tubo. Dal momento che, se la macchina di azionamento di rotazione viene fatta ruotare all'inverso, l'intelaiatura 3 ruota all'inverso attraverso l'albero 2, il mandrino 5 viene automaticamente retratto dal movimento inverso rispetto al movimento di espansione del tubo, i rulli 4 vengono fatti cadere dalla faccia perimetrale esterna dell'intelaiatura 3, e, così, viene ridotto il diametro di utensile ΦD (vedere figura 2B).

Se il diametro di utensile φϋ viene ridotto in diametro ed i rulli 4 vengono separati dalla faccia perimetrale interna del tubo TU, il mandrino viene sicuramente retratto finché esso non si attesta con l'albero 2 con la forza di azionamento dalla molla ad elica 8, ed il diametro di utensile ΦD diventa minimo. Così, se il diametro di utensile ΦD diventa minimo, costui o costei arresta la macchina di azionamento di rotazione e spinge l'utensile di espansione di tubo 1 dal tubo T1, ed il lavoro di espansione del tubo termina.

Dal momento che l'utensile per l'espansione dì tubi 1 correlato alla forma di realizzazione della presente invenzione esegue un movimento come sopra descritto, questo produce il seguente effetto:

dal momento che nell'utensile per l'espansione di tubi 1 l'intelaiatura 3 ruota in corpo unico con l'albero 2, il numero delle rotazioni dell'intelaiatura 3 coincide con quello della macchina di azionamento di rotazione, ed i rulli 4 possono essere fatti ruotare ad una velocità più elevata, confrontata con quella del convenzionale utensile per l'espansione di tubi 1' (vedere figure 5A e 5B). Di conseguenza, secondo l'utensile per l'espansione di tubi 1, si consente di migliorare il rendimento di lavoro ed abbreviare il tempo per l'espansione di tubi. Inoltre, dal momento che l'intelaiatura 3 viene fatta ruotare in modo diretto, è difficile che si verifichi una vibrazione, è anche minore la responsabilità su un lavoratore, e, così, si consente pure di migliorare la sicurezza.

In questo punto, il convenzionale utensile per l'espansione di tubi 1', dal momento che il mandrino 5' viene fatto ruotare dalla macchina di azionamento di rotazione, i rulli 4' vengono fatti ruotare dalla rotazione del mandrino 5', i rulli 4' vengono spostati intorno al mandrino 5' dalla rotazione dei rulli 4', e l'intelaiatura 3' viene fatta ruotare, l'intelaiatura 3' esegue un cosiddetto movimento planetario. Perciò, secondo il principio del movimento planetario di ingranaggi, il numero delle rotazioni della intelaiatura 3' viene decelerato ad una quantità da 1/3 ad 1/5 rispetto a quello del mandrino 5', e viene aumentato, di quella quantità, il tempo di espansione del tubo. Qui, raccogliendo il rapporto sopra descritto, la tabella 1 mostra la velocità di espansione di tubo ed il tempo di espansione di tubo confrontati tra l'utensile per l'espansione di tubi 1 correlato alla forma di realizzazione della presente invenzione ed il convenzionale utensile per l'espansione di tubi 1' (vedere figure 5A e 5B). Come mostrato in tabella 1, nel convenzionale utensile per l'espansione di tubi 1' del sistema a rotazione di mandrino, il numero delle rotazioni della macchina di azionamento di rotazione è uguale a quello del mandrino 5', 820 min<-1>; mentre, nell'utensile per l'espansione di tubi 1 di un sistema a rotazione di intelaiatura correlato alla forma di realizzazione della presente invenzione, il numero delle rotazioni della macchina di azionamento di rotazione diventa uguale a quello dell'intelaiatura 3, 820 min<-1>. Perciò, nel convenzionale utensile per l'espansione di tubi 1' del sistema a rotazione di mandrino, il numero delle rotazioni dell'intelaiatura 3' diventa 210 min<-1>, e viene decelerato al grado di 1/4, confrontato a quello dell'utensile per l'espansione di tubi 1 del sistema a rotazione di intelaiatura correlato alla forma di realizzazione.

Di conseguenza, quando viene fissato alla stessa macchina di azionamento di rotazione il tubo TU, il cui diametro esterno è di 25,4 mm e lo spessore è di 2 mm, ed esegue il lavoro di espansione di tubo, il tempo di espansione di tubo dell'utensile di espansione di tubo 1 del sistema a rotazione di intelaiatura correlato alla forma di realizzazione, è stato abbreviato ad una quantità di circa 1/3,89, confrontato a quello del convenzionale utensile di espansione di tubo 1' del sistema a rotazione di mandrino.

Nel frattempo, sebbene la tabella 1 renda di un secondo il tempo di espansione di tubo nell'utensile di espansione di tubo 1 del sistema a rotazione di intelaiatura correlato alla forma di realizzazione e mostri che, nel convenzionale utensile di espansione di tubo 1' del sistema a rotazione di mandrino, convertendo proporzionalmente quello nell'utensile 1', quello nell'utensile 1 era in effetti circa un secondo. Tabella 1

Nota: viene mostrato un esempio nel caso di un tubo di OD 25.4 x t2.

Così, sebbene sia stata descritta una forma di realizzazione della presente invenzione, l'invenzione non è limitata a questa, ed è disponibile a variare la forma di realizzazione come necessario, ed eseguirla.

Ad esempio, sebbene nella forma di realizzazione l'intelaiatura 3 ed il mandrino 5 siano configurati in modo da essere accoppiati tramite la chiave 25 e così da ruotare in corpo unico facendo scorrere ambedue liberamente, questi consono limitati a ciò; questi possono pure essere configurati mediante inserimento a scanalature. Inoltre, è pure disponibile configurarli in modo tale da formare un foro allungato in uno e munire di un perno l'altro tra l'intelaiatura 3 ed il mandrino 5 in modo tale che ruotino entrambi in corpo unico inserendo nel frattempo il perno nel foro allungato e facendo scorrere entrambi liberamente .

Nella forma di realizzazione, sebbene la molla ad elica 8 venga impiegata come meccanismo di azionamento per azionare il mandrino 5 rispetto all'albero 2, questa non limitata a ciò; può essere impiegata una qualsiasi tra una molla di torsione, una molla conica e simili, e le varie molle possono essere pure combinate. Inoltre, può essere pure impiegato un elemento elastico, ad esempio gomma, e, talvolta, è pure disponibile qualcosa per impiegare una pressione di fluido ad esempio aria o fluido idraulico.

Sebbene la forma di realizzazione sia stata configurata in modo tale che il mandrino 5 si attesti indirettamente con l'estremità anteriore 23 dell'albero 2, facendo frapporre il rullo a schiere 6 tra questi come elemento lubrificante, questa non è limitata a ciò; è pure utilizzabile fare attestare il mandrino 5 direttamente con l'albero 2, senza far frapporre il rullo a sfere 6. Quindi, nel caso di far attestare direttamente il mandrino 5 e farlo scorrere con l'albero 2, si permette pure di migliorare la proprietà di scorrimento della faccia scorrevole mediante trattamento a calore, rivestimento, e simili. Inoltre, invece del rullo a sfere 6, può essere pure fatto frapporre, come cuscinetto reggispinta, un cuscinetto a sfere e, come anello reggispinta, un cuscinetto piano.

Quindi, sebbene la forma di realizzazione sia stata configurata facendo fissare il collare di supporto 9 ed il collare di posizionamento 26, questi possono essere fissati a seconda di una applicazione; la forma di realizzazione non è limitata a ciò. Ad esempio, nel caso di espandere l'intera lunghezza di tubi ad alette di tale condizionatore ad aria, viene pure consentito di espandere i tubi ad alette senza fissare il collare di supporto 9 mentre si sta spostando l'intelaiatura 3 in avanti, impiegando una relativa funzione di autoavanzamento.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Utensile per l'espansione di tubi (1) comprendente: una molteplicità di rulli (4) formati da una conformazione a rastremazione il cui lato anteriore diventa maggiore in diametro; una intelaiatura cilindrica (3) per rotazione, che trattiene liberamente detta molteplicità dei rulli su un cerchio concentrico; e un mandrino (5) inserito a scorrimento libero ed a rotazione libera in detta intelaiatura, e formato da una conformazione a rastremazione, il cui lato anteriore diventa più piccolo in modo che corrisponda alla conformazione a rastremazione di detti rulli, in cui l'utensile espande il diametro di espansione di tubo configurato con un cerchio circoscritto di detta molteplicità dei rulli spostando in avanti detto mandrino rispetto a detta intelaiatura che è fissata ad un azionamento di rotazione, ed espande in diametro un tubo (TU) e forma il tubo mentre detti rulli stanno rotolando, l'utensile comprendendo inoltre: un albero (2) collegato a detto azionamento di rotazione,