TWI317308B - Pipe-bending machine mandrel - Google Patents

Description

1317308 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種彎管機心桿。 【先前技術】 心桿是一種裝置，該心桿被插入到待彎曲的管子内， 以避免管子在彎曲操作中的故障和變形。 例如，美國專利案第5,909,908號，於1999年6月8 曰核准，該案描述了 一種組合沖孔及彎管的裝置，該裝置 用於沖孔和彎曲管子，其中一中心桿係被設在鑽桿的一 端，該裝置包括一主體和兩個剛性構件，該剛性構件依次 欽接於主體並且被設計為與待彎曲管子的相應截段一起傾 斜。 此種剛性構件，在引證案中被設計用於矩形管子，是 稜形的，在其端部被切成斜面，並且具有略小於管子的内 部橫截面的橫向尺寸來允許心桿於管子内滑動。在彎曲操 作中，管子的内壁，即相對於彎曲中心的近側和遠側，連 接於剛性鉸接構件在一條線上，因為剛性鉸接構件具有直 邊表面，所以可根據任何預想的彎曲半徑Rm來彎曲管子。 4曲半徑Rm是在通過待彎曲管子的壓彎沖模的中心到同 個壓弯沖模的外部邊緣，即在壓彎沖模的巾心到待彎曲 管子的中心所測得的距離。 一 j而在夕種曾曲操作中，同樣的心桿被用於不同半 ‘之彎曲操作’具有例&，這些因為彎管時將其拉平、伸 、或摺起而幵乂成的—種互補抵銷、扭曲變$，與缺陷。換 1317308 句話說 的相同 在彎曲操作後的彎管外形 不能保持與彎曲操作 m

日申1本專利申請案第2〇〇5·2_2號，於肅年以26 持” Α过7帛彎管機心桿，在其前端相對於心桿把 ::處具/一傾斜構件’該傾斜構件樞轉於兩邊端之間。 —C侧的if ’即遠離於壓彎沖模的旋轉中心的一 邊’該些邊端配置如—平面，其 達這個邊。 S子將在彎曲操作結束時到 在以上引證的日本糞南丨由β 首 專利申叫中，該傾斜構件具有足夠 在緊…二 子刖，其平行於管子。該遠側邊與 端:二二、刖鈿和後部相切與兩點上。傾斜構件的近 、士 # 穹曲操作結時管子將到達此邊。以 运k的方式，待彎曲答上Τ Αμ、， 子不此通過彎曲操作適當的支撐。 進一步地，該心桿包括可如 了相互移動的部分，其使心桿變弱 和超過耐磨時間。另外， 根據引5丑的日本專利申請的心桿， 具有一種工作狀態，因此、 操作者必須小心，因為在操作中 傾斜構件與壓彎沖模是共面的。 【發明内容】 為了克服現有技術的缺點 彎官機心桿，既具有—個完整 的連接成一個主體的多個部分 曲管子的截段處的曲弧半徑。 ’本發明的目的是製造一種 的剛性構件又具有一可安全 的剛性構件，這取決於待彎 本發明的另一目 向尺寸來決定和判斷 的是根據待彎曲管子的内徑或内部橫 彎管機心桿的剛性構件。 8 1317308

因此，本發明提供一種彎管機心桿，其包括一剛性構 件，其旎被插入到待彎曲的管子中，並且可以隨彎曲操作 而傾斜，該彎曲操作由壓彎沖模來執行，以得到一具有預 設平均半彳f的曲弧，該平均半徑在料沖模的旋轉中心和 待彎曲管子的縱軸之間而測得，該平均半徑Rm和縱軸位 於一個中心面，該中心面垂直於通過待彎曲管子之縱軸的 對稱面，該待彎曲的管子具有其内部尺寸Di，由橫向地 到其縱軸而測得，該剛性構件具有一個相對於壓彎沖模的 旋轉中心的近側邊外形，其包括至少一個由圓周的半徑w ，段產生的凹人的中間部分，以及_個相對於旋轉中心的 遠側外形，其包括兩偭凸㈣、分開的端部，分別由圓周 的半徑Rce截段產生，其中Rci=RnKDi/2)+t，

Rce~Rm + (Dl/2)-t，t為條件，該條件係根據待彎曲管子的空 間特性和獲得的曲弧的精確度而變化。 更詳細地，條件t考慮待彎曲管子和剛性構件的容差， 及剛性構件及其單獨部分的總長度，還有平均半徑， 以允許剛性構件和待·彎曲的管子在f曲操作之前和之後可 共同移動。 / :個簡單的結構，該剛性構件可具有邊外形，其對稱 於待彎曲管子的對稱平面，每個邊外 .母1U瓊外瓜在兩個凸出的端部 :…個凹入的中間部分，㈣間部分與剛性構件的 兩個端部徑接，其接著在剛性構件的端部切成斜面。 :設-待f曲的管子具有一圓形橫截面/即圓形的或 心的’剛性構件的中間部分和端部是由繞著剛性構件 ^17308 "縱軸的圓周截段的旋轉而產生的旋 , 曲的管子具有一個四邊形的橫戴面，例如：如果待彎 的，剛性構件的側外形的 λ 方形的或矩形 表面，其係由移動該圓周的 邊壁的小管狀的，於；二，:]性構件是具有正_ 弦曲狐邊壁的棱柱狀的’，該剛性構件是具有正 在任何情況下都可以瞭解， 構件具有近側邊外形，即離㈣沖模的==二性 該近側邊外形具有-個中間的凹入❹，在曲 = :::f是適合的。類似地—== 適合的。“P纟其上該待·f曲管子的外部截段是十分

。俅的万式’一方面’剛性構件具有幾個分開的表 :古其可阻止待f曲管子的非意願的變形，該分開的表面 ，、有的曲率半徑通常等於待彎曲管子的外弧面部分的曲 弧’並且另—方面’只有—個表面可阻止變形，該表面具 有的曲率半徑通常等於待彎曲管子的内弧面部分的曲弧。 口此°亥剛性構件的操作作為一個量具，在彎曲操作 後保持f子具有相同的橫截面。這樣的操作可減少在剛 性構件的表面間的摩擦力。結果，材料可受到更小的壓力， 亚且這是一個特別的優勢，即因此剛性構件及其連接部分 可使用較不強硬的材料。 每些和其他目的’特徵和優點將通過本發明相關優選 •1317308 實施例的描述及其附圖而更清楚 【實施方式】 參考附圖，圖1以-局部的、 示，在管子彎曲操作90电β 的知截面平面圖顯 及斤氣，在_管·子» 彎管機心桿1。該操作通過 千的根據本發明的 沖模2和抗壓彎沖模（圖中未示 τ禾不）中的壓彎 面可以是圓形的，如圓形來疋成。管子T的橫戴 间々^橢圓形，但也 例如正方形或矩形。 乂成四邊形的’

作為只施例，〜桿i包括非彈性的主 把持桿4(僅部分顯示）和在非彈性主二，其由心桿 性構件5所支撐。其他的如 9則端30的剛 連接，但為了清楚目的它們不 了以、.摄、'賣地 低，.，，貝不出。该剛性 過球窩接頭與非彈性主體3連接， 冓件通 ^ ^ ^ -r ^ ^ ^ 接八將在以下詳細描述。 遠連接還可為彈㈣方式，如㈣金屬線Μ他方式。 參考圖2和圖3,其為圖】中的在管子τ中的剛性構 件5的理淪結構和真實結構，分別顯示在_簡圖中和一声 反射視圖中。Di假定為待彎管子了的内徑或内部橫向尺寸： s為管子的厚度，並且De=Di+2s是管子τ的外徑或外 向尺寸。進一步，假定該管子延預設平均半徑Rm的曲弧 彎曲。根據本發明的剛性構件5具有近側邊外形，即臨近 廢脊沖模的旋轉中心〇 ’其包括一個凹入的中間部分。相 稱地’為了與管子T預想的曲率半徑相符，凹入的中心部 分由半徑Rci的圓周50的截段產生，其中Rci=Rm_(Di/2)+t， t為條件，取決於如下所述及的不同因素。 11 1317308 剛性構件5具有一邗珂对硬轉中 心的遠側邊外形，兑白把； /、括兩個凸出的端部，由半徑截段Rce 的圓周51 ’52的截段產生， 具中 Rce=Rm+(Di/2)-t。 該平均半徑Rm通常也县 通韦也疋壓彎沖模的半徑，即從壓 沖模2的旋轉中心〇到待 才3 s子τ的縱軸1所測得的半徑。 該旋轉中心Ο和縱軸1位 — 、 個中心面α ，為圖3中的一 個，其垂直於通過待彎營早 Τ的縱軸的一直立的對稱面 該剛性構件具有—中心 蚺面 ^ 釉a，其垂直於平均半徑Rm並且 位於同一中心平面α。 為了使剛性構件5和待 後都可共同移動，條件t敌、…在f ^作^和之 — " 取决於待彎管子和剛性構件5的 容是、剛性構件5 Λ甘。》他 讲丨卞：）的 杲…織# 、早獨部分的總長度。很明顯的，如 4加，弓曲管子Τ的精# „ J萌；度減少，因為待彎營早T 4d 對於剛性構件5的邊外❹i Id T相 # ^ 卜形的間隙增加了。於是，為了梓比 度ή盡可能的接近零是很重要的。 -確 再看到圖3，作為可以理解的，表 周50的截上凡哀山士 分由圓 又生，表面的端部由圓周5卜52的截 分別為彎曲操作中與 截奴產生， 形的部分…方：、土 目互4用的近側外形和遠側外 π τ 方通侧外形的中間部分和近側外# 柯以這樣的方式相符，其使管子彎曲是…：形的端 此，由相對於圓周 又〜響的。因 疋凹面和由相料认阿田 的中間部分 生的端部是凸面是=2截段刚h截段產 優選的是，剛性構件5在其真實結構中具有對稱邊外 12 1317308 ^如旋轉固體，用於彎曲圓形管子，或擠壓 彎曲四邊形管子，見於以下圖4和圖5，_τ =用於 個優選實施例的立體視^ 本發明兩 特別地，如果選擇相對於通過管子的縱軸1 面和垂直於附圖φ正二 的對稱平 圖中千面α的對稱邊外形，該遠側外 間凹入的部分由圓田i的中 由囫周 的截段產生，其具有與近#m 形的凹入中間邱八 < 側邊外 刀的圓周50的截段相同的曲率 為近側邊外形的凸出 么。作 具有與遠側邊外开二屮圓周…55的戴段產生， 曲率半徑。卜开^的凸出端的…卜52的戴段相同的 間部二3:Γ〇:Γ::角度看，近側邊外形的 和截段通：:6與 形和近側外弗Μ 4 ώ 連接疋適备的。遠側外 同端部的圓周51、52的截一 直通常朝㈣性構件的端部方向減小， -通：以斜面結束並顯示在60處。 柱體501符合开二對稱的’用於彎管的剛性構件5將與圓 弦曲狐邊声 agl4中立體圖所示。圓柱體501具有正 弦曲弧邊表面的圓形横截 過圓周的半徑Rci ,八中凹入的中間部分502通 轉產生〆 又目對於剛性構件的縱向中心軸a旋 轉產生一個旋轉表面 開的圓周的半# RCe截段相^的端部5G5、5°6通過分 生旋轉表面。姑 士於同—縱向中心軸a旋轉產 標示的曲弧連接:入的中間部分5〇2通過分別以503和504 打曲弧連接於凸出的 ^ 4 505 ’ 506。該凸出的端部 13 1317308 505，506分別以斜面5G7, _結束在剛性構件的端部。 為了彎曲四邊形管子，剛性構件5將完全符合直角柱 51〇’具有圓柱形的邊表面，不同於用於f曲圓形管子的 剛性構件5G1的旋轉表面。這樣的表面顯示在近側邊外带 中的54〇、500、55〇和遠側邊外形中的52〇、55〇、5心 如圖5的立體圖所示。 如圖所示’該凹入的中間表面5〇〇以近側邊的凸出端 550通過各自的曲弧560、570減少，其不能在 以側邊看到並且以整體標㈣_的斜面 510的端部。 王稱件 即使到現在，近側和遠侧的定義還是保留邊外形的， =是顯㈣’剛性構件的邊外形對稱的情況τ，顯示這此 體，^Γ表什麼’因為在圖4的實施例中，因為是旋轉固 :^構件5CH所有的邊外形都相同，並且剛性構件51〇 -目互替換的邊外形和遠側外形’因為它們是相同的。 例卜詳細描述根據本發明的心桿的—個實施 後端：連接於心桿把持桿4(僅部分顯示)的 ，、、、、〇構疋公知的，在此不再贅述。 剛性::=5广於非彈性主體3的前端3°。如前所述， 5與非彈性主们的鉸接連接如下所描述， 他任何連接使剛性構件5相對於非彈性主體 以公非彈性主體3在其前端3G具有-個殼31，其 方式設置，以使其也包括球窩接頭的凹入部分， 1317308 上，設有—徑向孔32來允許螺鎖人㈣（圖中未 -突方式中，球寫接頭的凸出部分以球形的第 四邊=，：1 式存广其具有四邊形前端面。從這個 心邱八立丰*出部分6圓周運動以得到圓柱體的中 邛刀，其丰徑小於有球形的。進_ * 6:，第成一C於連接軸7的具有螺紋大通孔 球形凹二Γ=6，Γ迅速地插人…的 的本〆 刀的尺寸小於同一個球形凹槽 ?:。在殼Μ的圓柱形後室内向螺旋彈簧8施力後， 二犬出部分6被置入球形凹槽。第一突出部 球形凹槽後，被旋轉到允畔遠接 置八 突出部分6中。妖易的旋入第—個 軸7通過將軸銷螺鎖入徑向孔 中被鎖疋在第一突出部分6中。 养由出部分9被固定在連接軸7的另-端，例如也 猎由螺接轴銷固定。方便地，剛性構件5具有面向非彈性 …的前端30的端面10。雙圓柱形孔穴，一個外部孔 :、11具有較大的直徑，另一個内部孔穴12具有較小的直 徑’形成在剛性構件5的端面10的中心。外部孔穴^具 有螺紋’且—扣接襯套13被螺鎖人外部孔穴u中。該: 接襯套η具有-穿孔’其前端與半球相符，後端具有截 頭圓錐體的出口，面向殼31的出口。 裝入剛性構件5的内部孔穴12是一個螺旋彈菁Μ， 精由一個球狀物16填充第二突出部分9,當後者被插入到 15 1317308 扣接襯套中時。該剛性構件以這樣連接軸的配置，在靜止 狀I、時疋其端部是充载彈力的’假設主體3為筆直狀態。 剛性構件5既可被—體成形也可以多個元件互相組成 一個整體。 以上所舉之實施例僅用以說明本發明之主體及剛性元 件之間的聯接關係並非用於限制本發明。 【圖式簡單說明】 圖1以一局部的、部分的橫截面平面圖顯示，根據本 發明的在一管子中彎曲操作90度後的彎管機心桿，及產 生曲派的壓彎沖模； 圖2以概略圖式顯示了圖1中用於彎管機心桿的剛性 構件理論結構； 圖3以虛反射視圖顯示了圖！中在管子τ内的剛性構 件的真實結構； 圖4為用於彎管的本發明的第一實施例中具有圓形橫 截面之的剛性構件的立體視圖； 圖5為用於彎管的本發明的第二實施例中的具有四邊 形橫截面之剛性構件的立體視圖。 【主要元件符號說明】 1 彎管機心桿 2 壓彎沖模 3 非彈性主體 4 心桿把持桿 5 剛性構件 16 61317308

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 第一突出部分 連接轴 螺旋彈簀 第二突出部分 剛性構件正面 外部孔穴 内部孔穴 扣接概套 截頭圓錐體的出入口 螺旋彈簧 球狀物

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32 T 1 50 、 5卜 52 、 53 、 54 、 56、57、58、59、60 501 502 503 ' 504 505 、 506 507 ' 508 5 10 殼的前端 殼 徑向孔 管子 縱軸 圓周 曲弧 圓柱體 凹入的中間部分 曲弧 凸出的端部 斜面 直角柱 17 1317308 500 、 540 、 550 520 、 530 、 550 560 、 570 580 近側邊外形 遠側邊外形 曲弧 斜面

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Claims (1)

1317308 十、申請專利範園： 1、-種彎管機心桿’其包括一剛性構件⑸，其能被 插入到待彎曲的瞢早φ，JfeB-r 号坶扪S千Q T )中，亚且可以隨彎曲操作而傾 斜，該彎曲操作係由壓彎沖模（2)來執行，以得到一具 有預設平均半徑Rm的曲弧，該平均半徑在壓彎沖模（2 ) :旋轉中心⑼和待弯曲管子（τ)的縱軸⑴之間測 得，該平均半徑Rm和縱軸（丨）位於—個中心面（α )，

該中心面垂直於待彎曲管子通過其縱軸的對稱面，該待 彎曲的管子（Τ )且右一內邱ρ斗, 八有内°卩尺寸Dl，由橫向地到其縱軸 (1)而測得’其特徵在於： 该剛性構件（5 )具有一個相對於壓彎沖模⑺的旋 轉中心（〇)的近側邊外形，其包括至少_個由圓周（5〇) 的半徑Rci截段產生的凹入的中間部分，和一個相對於塵 蠻沖模（2)的旋轉中心的遠側邊外形，纟包括至少兩個 刀別由圓周（5 1、52 )的半徑Rce截段產生的凸出的、分 開的端部’其巾Rei=Rm_(Di/2)+t，Ree=Rm+(㈣)々，丈為 條件’其根據待彎曲管子的空間特性和獲得的曲狐的精確 度而變化。 ，2、如巾請㈣㈣第丨項所述㈣桿，其特徵在於： .亥：丨生構件（5 )具有近側的和遠側的邊外形，其等相對 於f子的對稱平面對稱，每個邊外形包括-個由圓周（50 ; 53 )的半徑Rci截段產生的凹入的中間部分，在兩個由圓 周（51、52; 54、55) 66 主偏 r» 半L Rce截段產生的凸出的端部 之間’該中間部分盘剛神描/生^ 彳性構件的兩個端部互相徑接，在剛 19 1317308 性構件的端部被接著切成斜面。 3、如申請專利範圍第】項和第 心桿’其特徵在於：該待響曲 二項所迷的 面，且該剛性構件（5) ()，、有圓形横截 的部分，該旋轉表面是由繞著和端部是-旋轉表面 圓周（H52)的截段產生的^縱輪的 4、如申請專利範圍第1 心桿，其特徵在於··該待.f曲的中的任-項所述的 且剛性構件的中間部分和端部是二=二！橫截面， 默± θ 1 婿表面的部分， 壓表面是由圓周（50 ; 53 · J ,刀该擠 於該待彎曲管子的對稱面之移動戶Γ產生54的\55)的截段平行 5、 如申請專利範圍第1 該剛性構件（”鉸接於…心;其特徵在於： 彈性主體（3)。 ，、 U枠把持桿（4)連接之非 6、 如申請專利範圍裳 該剛性構件（5)和弟項所述的心桿，其特徵在於： 相互連接的，該連接;/(/ (3)是通過連接軸⑺ 終止，該等突出部分套接二Γ球形端的突出部分（6、9) 該剛性構件（5)的相對叹置在該非彈性主體（3)和 14)中，以形成共同作=3〇、1〇)中的各自的殼(31、 J作用的球形接頭。 7、 如申請專利範圍 該連接軸⑺的球形心Λ 特徵在於： (31 > 14Λ φ Β ^ 、犬出部分（6、9)在各自的殼 ⑷中是充栽彈力的。 曰的设 8、 如申請專利範 圍第1項所述的心桿，其特徵在於： 20 * 1317308 磉 該剛性構件（5 )被一體成形製成。 9、如申請專利範圍第1項所述的心桿，其特徵在於： 該剛性構件（5 )是以穩固地連接在一起而形成一個單獨 個體的多個部件被製成。 十一、圖式： 如次頁。

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