PL187655B1

PL187655B1 - Urządzenie i sposób układania drutu

Info

Publication number: PL187655B1
Application number: PL98341526A
Authority: PL
Inventors: Gary Jones; Paul Cawrey
Original assignee: Msa Engineering Systems Ltd
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2004-08-31
Also published as: IL136935A0; US6751840B2; JP4527278B2; US6530139B1; DK1042108T3; EP1042108B1; CN1283147A; PT1042108E; AU1772899A; DE69804854D1; DE69804854T2; ATE215874T1; BR9813732A; KR20010033624A; IL136935A; CA2312374C; ES2173657T3; PL341526A1; US20030101567A1; CN1175964C

Abstract

1. Urzadzenie do ukladania drutu, uklada- jace drut w wewnetrznej powierzchni otworu wydrazonego walca, obejmujace narzedzie naci- najace, zawierajace nóz do wykonywania naciecia w tej wewnetrznej powierzchni otworu, element prowadzacy drut do wprowadzania drutu do na- ciecia, zamykacz do zaslaniania naciecia oraz drutu w tym nacieciu, znam ienne tym, ze ele- ment prowadzacy drut ma otwór biegnacy przez narzedzie nacinajace (30) do zewnetrznej powierzchni noza (31). 13. Sposób ukladania drutu w wewnetrz- nej powierzchni otworu wydrazonego walca, obejmujacy etapy otwarcia naciecia w w e- wnetrznej powierzchni otworu za pom oca na- rzedzia nacinajacego zawierajacego nóz, pro- wadzenia drutu do wnetrza naciecia, zaslania- nia naciecia z jednoczesnym zaslonieciem dru- tu w tym nacieciu, znam ienny tym, ze w eta- pie prowadzenia drutu wprowadza sie drut (12) bezposrednio do naciecia przez otwór (32) przechodzacy przez nóz (31) do jego zewnetrz- nej powierzchni, lezacej w nacieciu. Fig. 4 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie i sposób układania drutu, a w szczególności lecz nie wyłącznie, urządzenie i sposób układania drutu w powierzchni bryły. W korzystnej postaci, przedmiotem wynalazku jest urządzenie i sposób układania drutu na wewnętrznej powierzchni otworu łącznika rurowego.

Łączniki rurowe są powszechnie używane do łączenia końców rur, w tym np. rur z tworzywa sztucznego doprowadzających gaz. Tego rodzaju rury muszą być połączone szczelnym złączem tak, aby w trakcie eksploatacji uniemożliwić jakiekolwiek uchodzenie gazu przez złącze.

Jednym ze znanych sposobów wykonywania takiego szczelnego połączenia jest wprowadzanie końców rur z tworzywa sztucznego przeznaczonych do połączenia w łącznik rurowy w postaci tulei walcowej. W wewnętrznej powierzchni otworu jest osadzony przewodnik elektryczny, zwykle w postaci spiralnego zwoju drutu miedzianego. Gdy koniec rury jest umiejscowiony w tulei, przez drut przepuszcza się prąd elektryczny, powodując nagrzewanie drutu, a tym samym topienie tworzywa sztucznego albo na powierzchni otworu tulei, albo na zewnętrznej powierzchni rury, albo też na obydwu powierzchniach. W ten sposób koniec rury stapia się albo zgrzewa z tuleją, tworząc połączenie gazoszczelne.

Europejski opis patentowy nr 0569625 ujawnia znane urządzenie do układania drutu w wewnętrznej powierzchni otworu łącznika rurowego, zawierające narzędzie skrawające do nacinania rowka w powierzchni wewnętrznej, prowadnicę drutu do wprowadzania drutu do rowka oraz zamykacz wprowadzający wycięty materiał z powrotem do rowka w celu zasłonięcia drutu.

Problem jaki występuje w tym znanym urządzeniu i sposobie polega na tym, że dla każdej średnicy łącznika rurowego jest konieczne oddzielne narzędzie, ponieważ kształt narzędzia według dotychczasowego stanu techniki jest ściśle dopasowany do wewnętrznej średnicy łącznika rurowego. Gdy narzędzie do układania drutu stosuje się do niewłaściwej średnicy tulei, drut w rowku nie układa się prawidłowo i zamiast tego ma tendencję do swobodnego przebiegu we wnętrzu łącznika rurowego, czyniąc go tym samym bezużytecznym.

Pożądane jest poprawienie elastyczności eksploatacyjnej i niezawodności urządzenia i sposobu według dotychczasowego stanu techniki. Toteż w co najmniej pierwszej korzystnej postaci jest pożądane dostarczenie urządzenia i sposobu układania drutu w bryle mającej zmienną średnicę wewnętrzną. Oznacza to średnicę wewnętrzną, która zmienia się wzdłuż całości albo części długości bryły, takiej jak redukcyjny łącznik rurowy.

Ponadto, pożądane jest dostarczenie urządzenia i sposobu układania drutu wewnątrz bryły mającej obszar niemożliwy do wykorzystania, taki jak otwór boczny trójnika rurowego. Pożądane jest układanie pojedynczego drutu na długości trójnika rurowego w postaci uzwojenia spiralnego na końcach trójnika i w ich pobliżu, z pominięciem jednak otworu bocznego.

Ponadto, w innej korzystnej postaci pożądane jest dostarczenie ulepszonego urządzenia i sposobu układania podwójnego uzwojenia spiralnego z jednego odcinka drutu tak, aby drut prawie powracał do punktu początkowego.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do układania drutu, układające drut w wewnętrznej powierzchni otworu wydrążonego walca, obejmujące narzędzie nacinające, zawie4

187 655 rające nóż do wykonywania nacięcia w tej wewnętrznej powierzchni otworu, element prowadzący drut do wprowadzania drutu do nacięcia, zamykacz do zasłaniania nacięcia oraz drutu w tym nacięciu, charakteryzujące się tym, że element prowadzący drut ma otwór biegnący przez narzędzie nacinające do zewnętrznej powierzchni noża.

Korzystnie, nóż, element prowadzący drut i zamykacz są wykonane jako narzędzie wielofunkcyjne albo są ukształtowane integralnie jako narzędzie wielofunkcyjne.

Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania wynalazku to narzędzie wielofunkcyjne jest przystosowane do umieszczenia na wydłużonym trzpieniu, mającym podajnik drutu do elementu prowadzącego drut.

Ponadto, korzystnie to narzędzie wielofunkcyjne jest zamontowane w gnieździe tego wydłużonego trzpienia, przy czym narzędzie wielofunkcyjne jest ustawione w jednej linii z jednym czołem wydłużonego trzpienia i ustawione w jednej linii z zewnętrzną powierzchnią tego trzpienia, albo wystaje z tej zewnętrznej powierzchni obwodowej wydłużonego trzpienia.

Ponadto, zamykacz leży w płaszczyźnie prostopadłej do wzdłużnej osi obrotu wydrążonego walca z wewnętrzną powierzchnią.

W dalszym wariancie wykonania wynalazku nóż jest obrotowy względem narzędzia nacinającego, korzystnie, nóż jest obrotowy wokół otworu prowadzącego drut.

Ponadto, korzystnie, nóż jest obrotowy wokół osi zasadniczo prostopadłej do wewnętrznej powierzchni otworu.

Zgodnie z dalszym wariantem realizacji wynalazku, nóż ma powierzchnię tnącą do wykonywania nacięcia poprzez wewnętrzną powierzchnię otworu w kierunku powierzchni tnącej, przy czym nóż wraz ze swoją powierzchnią tnącą jest obrotowy wokół tej osi.

Korzystnie, nóż sąsiaduje z łukowatą powierzchnią cierną stykającą się z wewnętrzną powierzchnią otworu.

Korzystnie, urządzenie zawiera nóż do wytaczania.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób układania drutu w wewnętrznej powierzchni otworu wydrążonego walca, obejmujący etapy otwarcia nacięcia w wewnętrznej powierzchni otworu za pomocą narzędzia nacinającego zawierającego nóż, prowadzenia drutu do wnętrza nacięcia, zasłaniania nacięcia z jednoczesnym zasłonięciem drutu w tym nacięciu, charakteryzujący się tym, że w etapie prowadzenia drutu wprowadza się drut bezpośrednio do nacięcia przez otwór przechodzący przez nóż do jego zewnętrznej powierzchni, leżącej w nacięciu.

Korzystnie, przed wykonaniem nacięcia roztacza się wewnętrzną powierzchnię otworu.

Korzystnie, w przypadku ciągłego układania drutu w wewnętrznej powierzchni otworu redukcyjnego łącznika rurowego, mającego pierwszy odcinek do przyjęcia rury o pierwszej średnicy, drugi odcinek do przyjęcia rury o drugiej, większej albo mniejszej średnicy oraz odcinek nachylony pomiędzy nimi, układa się drut w postaci pierwszego zwoju spiralnego w pierwszym odcinku, układa się drugi zwój spiralny mający względnie duży skok w odcinku nachylonym oraz układa się trzeci zwój spiralny w drugim odcinku.

W przypadku układania drutu w dwóch przeciwległych końcach trójnika rurowego, układa się drut w postaci zwoju spiralnego o dużym skoku, wystarczającym do ominięcia bocznego otworu w wewnętrznej powierzchni otworu.

W przypadku układania drutu w postaci podwójnego zwoju spiralnego w wewnętrznej powierzchni otworu, układa się pierwszy zwój spiralny o ustalonym skoku, obraca się nóż, układa się część łączącą odpowiadającą w przybliżeniu połowie ustalonego skoku, oraz obraca się nóż i układa drugi zwój spiralny pomiędzy pierwszym zwojem spiralnym.

Wynalazek ma tę zaletę, że drut wchodzi w nacięcie bezpośrednio poprzez nóż i dzięki temu nie może biec swobodnie. Korzystnie, drut prowadzony jest w otworze w nożu idealnie do powierzchni zewnętrznej noża, która podczas pracy zwrócona jest w stronę nacięcia.

Nóż jest ułożony tak, aby wykonywać nacięcie, które jest zasadniczo prostopadłe do tej wewnętrznej powierzchni otworu i ma kształt rowka, przy czym nóż korzystnie wznosi kołnierz na jednej stronie rowka. Idealnie, element prowadzący wprowadza drut do nacięcia w obszarze pod kołnierzem, a korzystnie w naroże pod tym kołnierzem, który zamyka nacięcie.

187 655

Urządzenie według wynalazku jest w szczególności przeznaczone do układania drutu w wewnętrznej powierzchni otworu rury albo łącznika rurowego z tworzywa sztucznego i jest przystosowane do przyjęcia tej rury albo łącznika rurowego w celu nadania ruchu obrotowego wokół jego osi wzdłużnej, przy czym to narzędzie do układania drutu jest utrzymywane na tym trzpieniu przy tej wewnętrznej powierzchni otworu, tak że łącznik rurowy obraca się podczas pracy względem narzędzia do układania drutu.

Dzięki temu, że narzędzie do układania drutu jest skonstruowane w taki sposób, że zamykacz znajduje się w płaszczyźnie prostopadłej do wzdłużnej osi obrotu łącznika rurowego, zamykacz może wywrzeć maksymalny nacisk w celu zamknięcia nacięcia kołnierzem wyciętym przez nóż przy wykonywaniu nacięcia, nawet jeżeli narzędzia używa się w odniesieniu do łącznika rurowego mającego średnicę wewnętrzną zasadniczo większą niż zewnętrzny obwód narzędzia.

Dzięki zamontowaniu narzędzia nacinającego w gnieździe w tym trzpieniu i jego współliniowemu usytuowaniu z czołem końcowym i zewnętrzną powierzchnią obwodową trzpienia uzyskuje się szereg zalet z punktu widzenia jego działania. W szczególności, nóż jest umiejscowiony w taki sposób, że znajduje się na końcu trzpienia albo blisko niego. Umieszczenie narzędzia skrawającego w tym położeniu pozwala na zachowanie styczności narzędzia skrawającego z wewnętrzną powierzchnią otworu, nawet jeżeli średnica wewnętrznej powierzchni otworu zmienia się na długości łącznika rurowego, tak jak np. w złączce redukcyjnej, stosowanej do połączenia rur o różnych średnicach.

Dalszą zaletą urządzenia do układania drutu jest to, że skok linii spiralnej, po której porusza się narzędzie do układania drutu, można zmieniać podczas układania drutu. W szczególności urządzenie o układania drutu może poruszać narzędziem do układania drutu w taki sposób, aby znacznie zwiększyć skok toru spiralnego. Ta właściwość jest szczególnie korzystna np. podczas układania ciągłego odcinka drutu w trójniku rurowym w taki sposób, że drut może być ułożony omijając otwór boczny w trójniku rurowym.

Korzystnie, narzędzie skrawające porusza się w pierwszym kierunku, tak aby układać drut po pierwszym torze spiralnym, następnie obraca się zasadniczo o 90° i porusza się w celu układania drutu po torze liniowym, a następnie obraca się o kolejne 90° w celu układania drutu po drugim torze spiralnym. Korzystnie, drugi tor spiralny leży pomiędzy pierwszym torem spiralnym w taki sposób, że powstaje podwójny tor spiralny.

Przedmiot wynalazku ukazano w przykładach wykonania na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia łącznik rurowy w widoku perspektywicznym z boku, fig. 2 - łącznik rurowy z fig. 1 w przekroju wzdłużnym, fig. 3 - urządzenie do układania drutu w widoku z góry, fig. 4 - narzędzie do układania drutu podczas pracy w łączniku rurowym w widoku od czoła, fig. 5 - narzędzie do układania drutu w widoku bocznym, fig. 6 - narzędzie do układania drutu w widoku od czoła, fig. 7 - narzędzie do układania drutu w widoku z góry, fig. 8 - korzystną złączkę redukcyjną w przekroju wzdłużnym, fig. 9 - korzystną drugą postać urządzenia do układania drutu w widoku od tyłu, fig. 10 - urządzenie z fig. 9 w widoku z góry, fig. 11 - urządzenie z fig. 9 w widoku od czoła, fig. 12 - korzystną głowicę urządzenia do układania drutu z fig. 9 w przekroju poprzecznym, fig. 13 - korzystny tulejowy łącznik rurowy z ułożoną w nim podwójną spiralą z drutu, w przekroju poprzecznym.

Na fig. 1 i 2 przedstawiono łącznik rurowy 10 w postaci tulei, stosowany do połączenia końców rur takich jak rury gazowe. Łącznik rurowy 10 jest pusty w środku i ogólnie walcowy oraz ma wewnętrzną powierzchnię 11 otworu. W powierzchni 11 otworu znajduje się zagnieżdżony drut 12 miedziany w postaci spirali, której pierwszy koniec 12a wystaje z pierwszego otworu 13a na zewnątrz łącznika rurowego 10, drugi koniec 12b zaś wystaje z drugiego otworu 13b na zewnątrz łącznika rurowego 10.

Na fig. 2 przedstawiono fragment powierzchni 11 otworu łącznika rurowego 10 z zagnieżdżoną w niej spiralą drutu 12 miedzianego. Zwoje drutu 12 są osłonięte tworzywem sztucznym powierzchni 11 otworu powodując jej falistość. Drut jest pewnie trzymany w powierzchni 11 otworu i nie wykazuje naturalnej tendencji do odrywania się, jak to miało miejsce w przypadku znanych łączników rurowych tego rodzaju.

187 655

W użyciu, gdy łącznik rurowy ma połączyć dwie rury z tworzywa sztucznego (nie pokazane), końce rur wprowadza się w odpowiednie końce łącznika rurowego 10. Średnica otworu w łączniku rurowym 10 jest dobrana w taki sposób, aby tworzył on połączenie cierne z rurami, z którymi ma być połączony. Z chwilą, gdy rury znajdują się we właściwym położeniu, przez drut 12 przepuszcza się prąd elektryczny, poprzez odpowiednie połączenie końców 12a, 12b cewki ze źródłem napięcia. Przepływ prądu elektrycznego przez drut 12 miedziany powoduje jego nagrzewanie, co powoduje topienie się tworzywa sztucznego otaczającego drut 12. Oprócz tego, ciepło drutu co najmniej częściowo topi zewnętrzne powierzchnie rur. Po określonym czasie przerywa się przepływ prądu przez drut 12, a rury i łącznik rurowy pozostawia się do ostygnięcia. Wynikiem jest zgrzanie razem każdej rury z łącznikiem rurowym 10, z wytworzeniem względnie mocnego połączenia. Co ważne, połączenie jest gazoszczelne, a zatem łącznik rurowy 10 można stosować do szczelnego łączenia rur gazowych.

Figury 3-7 przedstawiają urządzenie do układania drutu 12 w pustej w środku walcowej bryle, takiej jak łącznik rurowy 10, jak przedstawiony na fig. 1 i 2.

Nawiązując do fig. 3, urządzenie do układania drutu w pierwszej postaci, zawiera stalową część głowicową 22 oraz stalowe ramię nośne 21, które jest połączone z częścią głowicową 22 i podtrzymuje ją.

Na części głowicowej 22 znajduje się narzędzie nacinające 30 i podajnik drutu, obejmujący krążek prowadzący 23, który podczas operacji układania drutu dostarcza drut 12 do narzędzia nacinającego 30. Część głowicowa 22 ma łukowatą powierzchnię cierną, którą zahartowano płomieniowo i wypolerowano. Część głowicowa może być także wyposażona w narzędzie do roztaczania (nie pokazane), znajdujące się np. w położeniu przeciwnym do tego narzędzia nacinającego 30.

W użyciu łącznik rurowy 10 montuje się, np. we wrzecionie maszyny (nie pokazanej) ze sterowaniem numerycznym CNC (komputerowy układ sterowania numerycznego), a ramię nośne 21 urządzenia 20 do układania drutu montuje się w imaku narzędziowym maszyny.

Ewentualnie wykonuje się najpierw operację wytaczania łącznika rurowego 10, używając oddzielnego narzędzia do wytaczania (rozwiercania), bądź też dogodnie używając narzędzia do wytaczania zamocowanego w części głowicowej 22 narzędzia 20 do układania drutu.

Maszynę CNC programuje się dogodnie w taki sposób, że obraca łącznik rurowy 10 z pierwszą prędkością obrotową wynoszącą do około 2000 obr/min i wprowadza urządzenie do układania drutu do otworu łącznika rurowego 10, początkowo bez styku z łącznikiem rurowym 10.

Z chwilą, gdy urządzenie do układania drutu zostanie całkowicie wprowadzone do wnętrza obracającego się łącznika rurowego 10 przy końcu, za który łącznik jest zamocowany we wrzecionie, urządzenie do układania drutu przemieszcza się w taki sposób, że narzędzie do wytaczania wcina się na określoną głębokość w wewnętrzną powierzchnię 11 otworu w łączniku rurowym 10 i następnie narzędzie wycofuje się powoli z otworu w łączniku z określoną prędkością, utrzymując skrawanie powierzchni otworu na określonej głębokości, tak aby przeprowadzić operację wytaczania. Zapewnia to, że powierzchnia otworu jest stale równa i gładko walcowa dla operacji układania drutu.

Z chwilą, gdy część głowicowa 22 wycofa się całkowicie i wszelkie wióry ze skrawanego materiału zostaną usunięte, maszyna CNC wprowadza ponownie część głowicową 22 od otworu w łączniku rurowym 10.

Operacja układania drutu będzie teraz opisana i sposób ogólny, w odniesieniu do fig. 3 oraz w odniesieniu do fig. 4 - 7, które przedstawiają bardziej szczegółowo narzędzie nacinające 30, stanowiące część urządzenia 20 do układania drutu.

Fachowcy w dziedzinie maszyn CNC będą zaznajomieni z konwencjonalnym opisem ruchów X, Y i Z, o których będzie mowa w dalszym ciągu opisu, przy czym Y oznacza ruch wywołany obrotem detalu względem narzędzia, X oznacza ruch w płaszczyźnie poziomej prostopadłej do osi obrotu detalu, Z oznacza zaś ruch równoległy do osi obrotu.

Dla potrzeb procesu układania drutu, maszyna CNC obraca łącznik rurowy 10 z prędkością około 50 obr/min i doprowadza narzędzie nacinające 30 do styku z powierzchnią 11 otworu łącznika rurowego 10 w celu wykonania w niej nacięcia. Nacięcie jest zasadniczo pro187 655 stopadłe do powierzchni 11 otworu łącznika rurowego 10. Przemieszczając narzędzie nacinające 30 ze stałą prędkością w kierunku ruchu Z, jak to przedstawia strzałka Z na fig. 3, w połączeniu ze stałą prędkością obrotową Y łącznika rurowego, przedstawioną za pomocą strzałki Y na fig. 4, tworzy się spiralne nacięcie o stałym skoku.

Na fig. 4 przedstawiono korzystne położenie narzędzia nacinającego 30 względem łącznika rurowego 10, przy czym nóż 31 wchodzi w wewnętrzną powierzchnię 11 otworu. Zamykacz 33 nacięcia leży w płaszczyźnie A prostopadłej do osi obrotu łącznika rurowego, tzn. na linii środkowej łącznika, nóż leży zaś bezpośrednio nad linią środkową. Tak więc, jeżeli łącznik rurowy 10 wymieni się na inny o większej średnicy, wówczas zamykacz nacięcia będzie nadal znajdować się blisko przyległej powierzchni 11 otworu. To samo narzędzie można wykorzystać do układania drutu w rurach o różnych średnicach.

W miarę jak nóż 31 narzędzia nacinającego 30 wykonuje nacięcie w obracającej się powierzchni 11 otworu łącznika rurowego 10, kołnierz z tworzywa sztucznego jest przemieszczany na jedną stronę noża 31. Bezpośrednio do świeżo wykonanego nacięcia, przez otwór podający 32 w nożu 31, jest podawany drut 12.

Kołnierz z przemieszczonego tworzywa sztucznego jest prowadzony w kierunku zasadniczo równoległym do kierunku wycinania, do spotkania z powierzchnią zamykacza 33 nacięcia, która biegnie przez narzędzie pod kątem około 45°. Zamykacz 33 nacięcia popycha kołnierz w kierunku przeciwległego boku świeżo wykonanego nacięcia, tak aby tym samym co najmniej częściowo przykryć ułożony drut. Zamykacz nacięcia naciska następnie przemieszczony materiał, powodując jego nagrzewanie wskutek tarcia. W efekcie przemieszczony materiał odkształca się i zasłania drut w nacięciu.

Wytaczanie powierzchni 11 otworu bezpośrednio przed operacją układania drutu przynosi tę korzyść, że powierzchnia otworu jest wciąż ciepła od tarcia wywołanego przez narzędzie wytaczarskie, w chwili gdy rozpoczyna się proces układania drutu. Dopomaga to w dalszym nagrzewaniu tarciem powierzchni 11 otworu przez zamykacz 33 nacięcia i przez powierzchnię tarcia części głowicowej 22, gdy powoduje ona płynięcie przemieszczonego tworzywa sztucznego nad drut, osadzając tym samym drut w świeżo naciętym rowku.

Ciągły proces układania drutu obejmuje więc chwilowe otwarcie nacięcia, ułożenie w nim drutu i natychmiastowe zasłonięcie drutu w tym nacięciu. ,

Układanie drutu będzie opisane bardziej szczegółowo na podstawie fig. 5, 6 i 7.

Narzędzie nacinające 30 jest korzystnie wykonane w drodze obróbki pojedynczego bloku materiału, takiego jak stal, w celu utworzenia noża 31, otworu 32 prowadzącego drut i zamykacza 33 nacięcia. Otwór 32 prowadzący drut biegnie od szerokiego otworu 32a o kształcie owalnym, usytuowanego u góry i z tyłu narzędzia 30, pod kątem 20° - 30°, aby wyłonić się w otworze 32b naprzeciw noża 31 z przodu tego narzędzia.

Nóż 31 ma pierwszą nachyloną płaszczyznę 31 a prowadzącą do krawędzi tnącej i drugą nachyloną płaszczyznę 31b do skierowania otworu wylotowego 32b dla drutu w kierunku żądanej strefy skrawania, korzystnie najmocniejszej części narożnej. Nóż 31 jest węższy w obszarze pierwszej płaszczyzny 31a niż przy drugiej płaszczyźnie 31b, tak aby stopniowo wymuszać otwieranie się nacięcia.

Należy docenić to, że możliwe jest wprowadzenie modyfikacji do urządzenia i sposobu nie wychodząc poza zakres wynalazku. Przykładowo, nie ma potrzeby wykorzystania maszyny CNC do eksploatacji urządzenia do układania drutu, choć stwierdzono, że jest to wygodne. Oprócz tego, układanie drutu mogłoby się rozpocząć od końca łącznika rurowego 10 bliższego wrzecionu maszyny, przy czym część głowicowa wychodziłaby stopniowo z otworu łącznika rurowego 10.

Obecnie opisane będzie działanie urządzenia do układania drutu w łączniku rurowym mającym zmienną średnicę wewnętrzną.

Figura 8 przedstawia, w przekroju wzdłużnym, łącznik rurowy w postaci redukcji, mający pierwszy koniec 14 do przyjęcia rury o pierwszej średnicy, drugi koniec 14 do przyjęcia rury o drugiej, mniejszej średnicy oraz odcinek nachylony 15 pomiędzy nimi. Pożądane jest ułożenie ciągłego pasma drutu od otworu wlotowego 13a do otworu wylotowego 13b. Przed8

187 655 tem nie było to możliwe z uwagi na trudności związane z prawidłowym ułożeniem drutu na odcinku nachylonym 15.

Podczas pracy, narzędzie nacinające 30 wchodzi na trzpieniu 21 do pierwszego końca 14 łącznika i ustawia się współliniowo z pierwszym otworem wlotowym 13a. Trzpień 21 zaczyna się wówczas poruszać wzdłuż osi X w celu wprowadzenia noża 31 na określoną głębokość w wewnętrzną powierzchnię 11 otworu. Następnie łącznik rurowy obraca się w kierunku strzałki Y na fig. 8 i narzędzie porusza się w kierunku Z w celu układania drutu w postaci zwojów spirali w spiralnym rowku 124 o pierwszym określonym skoku. Pierwszą spiralę układa się na określonej odległości w celu uzyskania gazoszczelnego połączenia na etapie zastosowania. Spirala nie biegnie dalej na całej długości pierwszego odcinka 14 łącznika rurowego 10, ponieważ końcowa część rury wprowadzonej do pierwszego odcinka 14 jest szczególnie wrażliwa na przegrzanie, powodujące niepożądane odkształcenia. W konsekwencji tworzy się zimną strefę, zwiększając zasadniczo prędkość ruchu w kierunku Z, tak aby stworzyć drugi zwój spiralny 125, mający względnie duży skok. Z chwilą gdy narzędzie przemieści się do żądanego obszaru drugiego, mniejszego odcinka 16 łącznika rurowego 10, prędkość ruchu w kierunku Z zwalnia się, tak aby utworzyć trzeci zwój spiralny 126 w odcinku 16 o mniejszej średnicy.

Z chwilą gdy narzędzie wchodzi do odcinka nachylonego 15, konieczny jest ruch w kierunku X, tzn. poza płaszczyznę papieru na fig. 8, w celu podążania za zmniejszającą się średnicą odcinka nachylonego. Nawiązując ponownie do fig. 3 można zobaczyć, że narzędzie nacinające 30 jest zamontowane w gnieździe na przednim końcu części głowicowej 22 trzpienia 21, tak że narzędzie nacinające 30 jest pierwszą częścią urządzenia do układania drutu, które napotyka nachyloną powierzchnię 15, a tym samym nóż 31 utrzymuje styczność z wewnętrzną powierzchnią 11 otworu na odcinku nachylonym 15. Ponieważ drut wchodzi w nacięcie bezpośrednio przez otwór 32b w nożu 31, drut układa się pewnie w nacięciu i nie ma możliwości swobodnego przebiegu wewnątrz łącznika rurowego.

Podobny sposób działania wykorzystuje się do układania pojedynczego odcinka drutu w łączniku rurowym mającym niemożliwy do wykorzystania obszar, takim jak trójnik, mający otwór boczny usytuowany w przybliżeniu w połowie długości łącznika rurowego. Podobnie do układu przedstawionego na fig. 8, na obu końcach trójnika wykonuje się spiralne zwoje 124 i 126, zaś zwój spiralny o bardzo dużym skoku służy do ominięcia otworu bocznego, prowadząc spiralne nacięcie w wewnętrznej powierzchni otworu otaczającej otwór i naprzeciw niej.

Druga korzystna postać urządzenia do układania drutu będzie obecnie opisana na podstawie fig. 9-13, gdzie podobne odnośniki liczbowe są używane w odniesieniu do części odpowiadających urządzeniu opisanemu w odniesieniu do fig. 1-8.

Figura 9 przedstawia, w widoku z tyłu, urządzenie 20 do układania drutu, mające ramię nośne 21, niosące część głowicową 22. W użyciu drut przewidziany do układania biegnie wzdłuż ramienia nośnego 21, np. przy pomocy układu krążkowego (nie pokazanego) do otworu 23.

Figura 10 przedstawia urządzenia z fig. 9 w widoku z góry, ukazującym otwór 23 przechodzący przez część głowicową 22 od wlotu 23a do wylotu 23b.

Figura 11 przedstawia urządzenie z fig. 9 i 10 w widoku od czoła, fig. 12 przestawia zaś część głowicową 22 w przekroju poprzecznym.

Jak wyraźniej pokazano na fig. 11 i 12, część głowicowa 22 ma zakrzywioną, zwróconą ku przodowi powierzchnię dociskową albo powierzchnię cierną 24, przeznaczoną do opierania się podczas pracy o wewnętrzną powierzchnię 11 otworu w łączniku rurowym, tak jak w pierwszej postaci.

Wydrążony wałek 25 znajduje się w otworze 23, przy czym ma on wielowypustowy koniec 25a, który działa jak zębnik przystosowany do zazębiania się z zębatką 26 znajdującą się na ramieniu nośnym 21. Wzdłużny ruch zębatki 26 obraca wydrążony wałek 25 wewnątrz otworu 23.

Nóż 31 znajduje się na przednim końcu wałka 25 wystającym z wylotu 23b otworu 23. Nóż 31 jest korzystnie umieszczony bez możliwości obrotu wewnątrz końca 25b wałka 25, tak aby obracał się z wałkiem 25, mając przykładowo kwadratowy przekrój poprzeczny,

187 655 wchodzący w odpowiadające mu kwadratowe gniazdo. Układ zębatki 25 i zębnika 25a ma tak dobrane wymiary, aby mieścił się w granicach ramienia nośnego 21 i głowicy 22 i tym samym pasował do wnętrza łącznika rurowego, lecz można wykorzystać dowolne inne urządzenie obrotowe.

Podczas pracy, drut 12 przeznaczony do układania jest prowadzony przez wydrążony środek wałka 25, dogodnie za pomocą tarczy ceramicznej 27 u jego wlotu, tak aby zmniejszyć tarcie. Drut 12 przechodzi przez centralny wzdłużny otwór prowadzący drut 32 w nożu 31, tak aby wyłonić się z noża 31 bezpośrednio do świeżo wykonanego nacięcia. Dogodnie, nóż 31 może obrócić się wokół drutu 12, tak że drut można układać w nacięciu, które zmienia kierunek podczas gdy nóż 31 pozostaje zagłębiony w powierzchnię 11 otworu łącznika rurowego 10.

Wylot 23b otworu 23 jest zaopatrzony w płytkę 28 mająca szereg zamykaczy 33 nacięcia, zamontowanych na niej albo ukształtowanych w niej. Zamykacz albo każdy zamykacz 33 nacięcia jest skonstruowany w taki sposób, aby leżał z tyłu w kierunku skrawania od noża 31.

Nawiązując teraz do fig. 13, opisany będzie korzystny sposób działania urządzenia przedstawionego na fig. 9-12.

Figura 13 przedstawia w postaci przekroju łącznik rurowy 10, w którym pożądane jest ułożenie pojedynczego, ciągłego odcinka drutu 12, w postaci podwójnej linii spiralnej od otworu wlotowego 13a do otworu wylotowego 13b. Taki układ znajduje szczególne zastosowanie np. wtedy, gdy pożądane jest utworzenie więcej niż jednego uzwojenia w łączniku rurowym, tak aby można było wykonać połączenia oddzielnie, dogodnie w różnych momentach w czasie. Układ podwójnej spirali można wykorzystać w łączniku rurowym o dowolnym kształcie, włączając tuleję, redukcję, trójnik, kolanko albo zaślepkę końcową.

Nawiązując w szczególności do fig. 12 i fig. 13, nóż 31 ustawia się do pierwszego kierunku i przesuwa odpowiednimi ruchami X i Z ramienia nośnego 21 przez wewnętrzną powierzchnię 11 otworu łącznika rurowego 10, który obraca się za nożem 31, tak że drut 12 układa się w postaci pierwszego biegnącego do wewnątrz zwoju spiralnego 121.

Na końcu pierwszego zwoju spiralnego 121, obrót łącznika rurowego 10 oraz ruch głowicy 22 i ramienia 21 zatrzymują się. Jest to położenie 121a na fig. 13. Wówczas nóż 31 obraca się za pomocą zębatki 26 i zębnika 25a o około 90° do drugiego żądanego kierunku skrawania. Drut 12 układa się w drugim kierunku po torze liniowym, bez obracania łącznika rurowego 10, tak aby utworzyć część łączącą 122. Część łącząca ma idealnie długość odpowiadającą połowie skoku pierwszego zwoju spiralnego 121. Nóż 31 obraca się wówczas ponownie do trzeciego kierunku skrawania, korzystnie o około 90°, tak że narzędzie obraca się o około 180° od pierwszego kierunku skrawania. Obracając łącznik rurowy 10 w przeciwnym kierunku i wykonując ruch w przeciwnym kierunku Z częścią głowicową 22, nóż 31 opisuje drugi tor spiralny 123 od położenia 123a do otworu wylotowego 13b.

Niniejszy wynalazek rozciąga się na postacie urządzenia do układania drutu i sposoby działania urządzenia do układania drutu tak jak to opisano wyżej, oraz łączniki rurowe wytwarzane za pomocą tego urządzenia i sposobów. Wynalazek dotyczy w szczególności narzędzia nacinającego 30, mającego otwór prowadzący drut, do podawania drutu bezpośrednio do nacięcia.

Treść wszystkich publikacji i dokumentów, które są rejestrowane równocześnie bądź wcześniej w stosunku do niniejszego opisu, a które są powszechnie ujawnione wraz z niniejszym opisem, jest włączona tu na zasadzie odniesienia.

Wszystkie cechy charakterystyczne ujawnione w niniejszym opisie (włączając wszelkie towarzyszące zastrzeżenia, skrót opisu i rysunki) i/lub wszystkie etapy tak ujawnionego wszelkiego sposobu albo procesu, mogą być łączone w postaci dowolnej kombinacji, z wyjątkiem kombinacji, w których co najmniej niektóre spośród takich cech charakterystycznych i/lub etapów wzajemnie się wykluczają.

Każda cecha charakterystyczna ujawniona w niniejszym opisie (włączając zastrzeżenia, skrót opisu i rysunki) może być zastąpiona cechami alternatywnymi, służącymi temu samemu, równoważnemu albo podobnemu celowi, chyba że wyraźnie stwierdzono inaczej. Tak więc, jeżeli wyraźnie nie stwierdzono inaczej, każda ujawniona cecha charakterystyczna jest tylko jednym przykładem generycznego ciągu równoważnych albo podobnych cech charakterystycznych.

187 655

Wynalazek nie jest ograniczony do szczegółów przedstawionych wcześniej postaci (jednej lub wielu). Wynalazek rozciąga się na każdą nową, albo każdą nową kombinację cech ujawnionych w niniejszym opisie (włączając zastrzeżenia, skrót opisu i rysunki), albo na każdą nową, albo każdą nową kombinację etapów tak ujawnionego sposobu.

.2

Fig 3

Fig 4

187 655 γ

Fig 8

187 655

Fig 9

Fig 10 ¹⁸⁷ 6SS

121 ^F‘g 13 ¹⁸⁷ 6SS

^e«'iłó ycfewn · ^fa^S0 ^esz

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do układania drutu, układające drut w wewnętrznej powierzchni otworu wydrążonego walca, obejmujące narzędzie nacinające, zawierające nóż do wykonywania nacięcia w tej wewnętrznej powierzchni otworu, element prowadzący drut do wprowadzania drutu do nacięcia, zamykacz do zasłaniania nacięcia oraz drutu w tym nacięciu, znamienne tym, że element prowadzący drut ma otwór biegnący przez narzędzie nacinające (30) do zewnętrznej powierzchni noża (31).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że nóż (31), element prowadzący (32) drut i zamykacz (33) są wykona ne jako narzędzie wielofunkcyjne.
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że nóż (31), element prowadzący (32) drut i zamykacz (33) są ukształtowane integralnie jako narzędzie wielofunkcyjne.
4. Urządzenie według zastrz. 2 albo 3, znamienne tym, że narzędzie wielofunkcyjne jest przystosowane do umieszczenia na wydłużonym trzpieniu (21), mającym podajnik (23) drutu do elementu prowadzącego (32) drut.
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że to narzędzie wielofunkcyjne jest zamontowane w gnieździe tego wydłużonego trzpienia (21), przy czym narzędzie wielofunkcyjne jest ustawione w jednej linii z jednym czołem wydłużonego trzpienia (21) i ustawione w jednej linii z zewnętrzną powierzchnią tego trzpienia (21), albo wystaje z tej zewnętrznej powierzchni obwodowej wydłużonego trzpienia (21).
6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zamykacz (33) leży w płaszczyźnie prostopadłej do wzdłużnej osi obrotu wydrążonego walca (10) z wewnętrzną powierzchnią (11).
7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że nóż (31) jest obrotowy względem narzędzia nacinającego (30).
8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że nóż (31) jest obrotowy wokół otworu (32) prowadzącego drut (12).
9. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że nóż (31) jest obrotowy wokół osi zasadniczo prostopadłej do wewnętrznej powierzchni otworu.
10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że nóż (31) mą powierzchnię tnącą do wykonywania nacięcia poprzez wewnętrzną powierzchnię otworu w kierunku powierzchni tnącej, przy czym nóż (31) wraz ze swoją powierzchnią tnącą jest obrotowy wokół tej osi.
11. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że nóż (31) sąsiaduje z łukowatą powierzchnią cierną (24) stykającą się z wewnętrzną powierzchnią (11) otworu.
12. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera nóż do wytaczania.
13. Sposób układania drutu w wewnętrznej powierzchni otworu wydrążonego walca, obejmujący etapy otwarcia nacięcia w wewnętrznej powierzchni otworu za pomocą narzędzia nacinającego zawierającego nóż, prowadzenia drutu do wnętrza nacięcia, zasłaniania nacięcia z jednoczesnym zasłonięciem drutu w tym nacięciu, znamienny tym, że w etapie prowadzenia drutu wprowadza się drut (12) bezpośrednio do nacięcia przez otwór (32) przechodzący przez nóż (31) do jego zewnętrznej powierzchni, leżącej w nacięciu.
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że przed wykonaniem nacięcia roztacza się wewnętrzną powierzchnię otworu.
15. Sposób według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że w przypadku ciągłego układania drutu w wewnętrznej powierzchni otworu redukcyjnego łącznika rurowego, mającego pierwszy odcinek (14) do przyjęcia rury o pierwszej średnicy, drugi odcinek (16) do przyjęcia rury o drugiej, większej albo mniejszej, średnicy oraz odcinek nachylony (15) pomiędzy nimi, układa się drut w postaci pierwszego zwoju spiralnego (124) w pierwszym odcinku (14), układa się drugi zwój spiralny (125) mający względnie duży skok w odcinku nachylonym (15) oraz układa się trzeci zwój spiralny w drugim odcinku (16).

187 655
16. Sposób według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że w przypadku układania drutu w dwóch przeciwległych końcach trójnika rurowego, układa się drut w postaci zwoju spiralnego (125) o dużym skoku, wystarczającym do ominięcia bocznego otworu w wewnętrznej powierzchni otworu.
17. Sposób według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że w przypadku układania drutu w postaci podwójnego zwoju spiralnego w wewnętrznej powierzchni otworu, układa się pierwszy zwój spiralny o ustalonym skoku, obraca się nóż, układa się część łączącą odpowiadającą w przybliżeniu połowie ustalonego skoku, oraz obraca się nóż (31) i układa drugi zwój spiralny pomiędzy pierwszym zwojem spiralnym.