管开槽装置的制作方法

管开槽装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术是2020年9月24日提交的美国专利申请no.17/030,418的国际申请并要求该美国专利申请的优先权的权益，该美国专利申请的内容以引用方式并入本文中。
技术领域
3.本发明涉及用于冷加工管元件的装置。


背景技术：

4.管元件的冷加工(例如，在管元件中压印周向凹槽以接受机械管联接器)有利地使用辊式开槽机来完成，该开槽机具有接合管元件的内表面的内辊和同时接合管元件的外表面的与内辊相对的外辊。当管通常通过驱动内辊而围绕其纵向轴线旋转时，外辊被逐渐地迫使朝向内辊。辊具有在管元件旋转时压印到管元件圆周上的表面轮廓，从而形成周向凹槽。
5.如果要将管元件以所需公差冷加工到必要的精度，则存在这种技术面临的各种挑战。最紧迫的是与在距管元件的端部的期望距离处的期望公差范围内产生期望半径(从管元件孔的中心测量到凹槽的底部)的凹槽相关联的困难。这些考虑导致了复杂的现有技术装置，其例如需要致动器来迫使辊与管元件接合，并且需要操作者能够调节辊行程以实现期望的凹槽半径。另外，现有技术的辊式开槽机具有低生产率，通常需要管元件的多次周转来获得完成的周向凹槽。显然需要这样的装置(例如使用凸轮来冷加工管元件的那些装置)，所述装置是简单的，但在操作者更少参与的情况下更快地产生结果。


技术实现要素：

6.本发明涉及一种用于冷加工管元件的装置。在示例实施例中，该装置包括壳体。多个凸轮齿轮安装在壳体内。凸轮齿轮中的每一个能够围绕多个第一旋转轴线中的相应的一个旋转。第一旋转轴线平行于彼此。凸轮齿轮围绕用于接收管元件的中心空间定位。多个凸轮本体安装成使得每个凸轮本体位于凸轮齿轮中的相应的一个上。多个凸轮表面安装成使得凸轮表面中的每一个围绕凸轮本体中的相应的一个延伸并且能够与接收在中心空间内的管元件接合。在该示例中，凸轮表面中的每一个包括凸轮表面的不连续部(discontinuity)和半径增加的区域。半径中的每一个从第一旋转轴线中的相应的一个测量。
7.牵引表面围绕凸轮本体中的至少一个延伸。在该示例中，牵引表面包括从该至少一个凸轮本体向外延伸的多个突出部。牵引表面在其中具有间隙。该间隙与包围该至少一个凸轮本体的该一个凸轮表面的不连续部轴向地对齐。接合组件定位在中心空间内。在管元件插入到中心空间中时，管元件接触接合组件。多个同步齿轮安装在壳体内。同步齿轮中的每一个能够围绕多个第二旋转轴线中的相应的一个旋转。第二旋转轴线平行于第一旋转轴线。在该示例中，同步齿轮中的每一个与凸轮齿轮中的两个啮合。作为示例，每个凸轮表
面的每个半径从相应凸轮齿轮的相应第一旋转轴线测量。在示例实施例中，同步齿轮的数目比凸轮齿轮的数目少一个。示例实施例可包括至多五个凸轮齿轮。此外，作为示例，根据本发明的装置可包括至多四个同步齿轮。
8.在示例实施例中，接合组件包括杯。杯包围中心轴线并限定用于在管元件插入到中心空间中时接收管元件的开口。此外，作为示例，杯包括具有在开口处的第一直径和在开口远侧的第二直径的内表面。在该示例中，第一直径大于第二直径。在具体示例中，内表面是锥形的。根据本发明的示例装置还可包括定位在杯内的管止动本体(pipe stop body)。管止动本体能够相对于杯沿着中心轴线移动。在该示例中，杯能够相对于凸轮本体沿着中心轴线移动。
9.示例装置还可包括安装在管止动本体上与中心轴线同心的环。第一凸轮止动表面从凸轮本体中的中一个伸出。管止动本体能够相对于凸轮本体在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，环能够与第一凸轮止动表面接合，从而限制凸轮本体的旋转，在第二位置中，环不能够与第一凸轮止动表面接合，从而允许凸轮本体的旋转。在示例实施例中，第一凸轮止动表面邻近在该一个凸轮本体上的凸轮表面的不连续部定位。示例装置还可包括从该一个凸轮本体伸出的肋。肋邻近该一个凸轮本体上的凸轮表面定位，并围绕该一个凸轮本体的一部分延伸。在该示例中，第一凸轮止动表面定位在肋的第一端部上。
10.示例装置还可包括定位在肋的第二端部上的第二凸轮止动表面。第二凸轮止动表面从该一个凸轮本体伸出。第二凸轮止动表面定位成与第一凸轮止动表面呈间隔关系。在示例实施例中，第一凸轮止动表面和第二凸轮止动表面中的至少一个具有凹曲率。此外，作为示例，止动弹簧可作用在管止动本体上，以用于朝向杯的开口偏置管止动本体。同样作为示例，作用在杯上的杯弹簧用于将杯朝向管止动本体偏置。在示例实施例中，管止动本体包括能够与接收在中心空间内的管元件接合的板。多个腿从板伸出。环附接到腿。环与中心轴线同轴地布置。杯包括沿着中心轴线轴向地延伸的多个狭槽。在该示例中，腿延伸穿过狭槽。
11.示例实施例还可包括与中心轴线同轴地定位的轴。杯和管止动本体包围轴。此外，作为示例，凸轮表面中的每一个可包括邻近不连续部中的相应的一个定位的具有恒定半径的区域。示例实施例可包括多个牵引表面。牵引表面中的每一个围绕凸轮本体中的相应的一个延伸。示例实施例还可包括多个第一凸轮止动表面。第一凸轮止动表面中的每一个定位成邻近在凸轮本体中的每一个上的凸轮表面中的一个的不连续部中的相应的一个。示例实施例还可包括多个肋。每个肋从凸轮本体中的相应的一个伸出。肋围绕凸轮本体的一部分延伸。每个第一止动表面定位在肋中的每一个的端部上。作为示例，牵引表面与围绕该一个凸轮本体延伸的凸轮表面以间隔的关系定位在该一个凸轮本体上。在示例实施例中，牵引表面具有从该一个凸轮本体的第一旋转轴线测量的恒定半径。此外，作为示例，该一个凸轮本体上的凸轮表面定位在该一个凸轮本体上的齿轮和牵引表面之间。在另一个示例中，该一个凸轮本体上的凸轮表面定位成靠近该一个凸轮本体上的牵引表面。此外，作为示例，第一凸轮止动表面定位在该一个凸轮本体上的凸轮表面和齿轮之间。
12.根据本发明的装置的示例实施例还可包括定位在多个凸轮本体中的凸轮本体中的第一个上的第一作用表面。第一作用表面从第一旋转轴线中的第一个偏移，凸轮本体中的第一个围绕第一旋转轴线中的该第一个旋转。致动器可移动地安装在壳体上。致动器能
够移动到与第一作用表面接合，以用于使凸轮本体中的第一个围绕第一旋转轴线中的第一个旋转。在示例实施例中，致动器包括可枢转地安装在壳体上的第一杆件。第一杆件具有驱动表面，该驱动表面能够与第一作用表面接合，以用于使凸轮本体中的第一个围绕轴线中的第一个旋转。第二作用表面可定位在多个凸轮本体中的凸轮本体中的第二个上。第二作用表面从第一旋转轴线中的第二个偏移，凸轮本体中的第二个围绕第一旋转轴线中的该第二个旋转。超行程止动件(over travel stop)可移动地安装在壳体上。超行程止动件能够移动成与第二作用表面接合，以用于停止凸轮本体中的第二个围绕第一旋转轴线中的第二个的旋转。在示例实施例中，超行程止动件包括安装在壳体上的第二杆件用于围绕枢转轴线的枢转运动。钩安装在第二杆件上并定位在枢转轴线的一侧上。钩能够与第二作用表面接合。凸出部(spur)在枢转轴线的相对侧上安装在第二杆件上。第一杆件能够移动成与凸出部接合，以用于在第一杆件移动成与第一作用表面接合时枢转第二杆件以移动钩脱离与第二作用表面的接合。复位弹簧作用在壳体和第二杆件之间，以用于将钩偏置成与第二作用表面接合。
13.示例实施例还包括用于接收管元件的卡盘。卡盘能够围绕卡盘轴线旋转。卡盘轴线与中心轴线同轴地布置。壳体可枢转地且轴向可滑动地安装在卡盘附近。在该示例中，马达与卡盘接合，以用于使卡盘围绕卡盘轴线旋转。
14.本发明还包含一种包括壳体的用于冷加工管元件的示例装置。多个凸轮齿轮安装在壳体内。凸轮齿轮中的每一个能够围绕多个第一旋转轴线中的相应的一个旋转。第一旋转轴线平行于彼此。凸轮齿轮围绕中心轴线定位，该中心轴线由用于接收管元件的中心空间包围。该示例包括多个凸轮本体，每个凸轮本体安装在凸轮齿轮中的相应的一个上。多个凸轮表面各自围绕凸轮本体中的相应的一个延伸并且能够与接收在中心空间内的管元件接合。凸轮表面中的每一个包括凸轮表面的不连续部和半径增加的区域。第一凸轮止动表面从凸轮本体中的中一个伸出。管止动本体定位在中心空间内。管止动本体能够与接收在中心空间内的管元件接合。管止动本体能够沿着中心轴线相对于凸轮本体在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，其能够与第一凸轮止动表面接合，从而限制凸轮本体的旋转，在第二位置中，其不能够与第一凸轮止动表面接合，从而允许凸轮本体的旋转。
15.在示例实施例中，每个凸轮表面的半径从相应凸轮齿轮的相应第一旋转轴线测量。此外，作为示例，管止动本体包括与中心轴线同轴地布置的环。当管止动本体处于第一位置时，环能够与第一凸轮止动表面接合，并且因此限制凸轮本体的旋转。当管止动本体处于第二位置时，环不能够与第一凸轮止动表面接合，从而允许凸轮本体的旋转。作为示例，第一凸轮止动表面邻近该一个凸轮本体上的凸轮表面的不连续部定位。示例实施例还包括从该一个凸轮本体伸出的肋。肋定位成邻近该一个凸轮本体上的凸轮表面，并围绕该一个凸轮本体的一部分延伸。第一凸轮止动表面定位在肋的第一端部上。
16.示例实施例还可包括定位在肋的第二端部上的第二凸轮止动表面。第二凸轮止动表面从该一个凸轮本体伸出。第二凸轮止动表面定位成与第一凸轮止动表面呈间隔关系。作为示例，第一凸轮止动表面和第二凸轮止动表面中的至少一个具有凹曲率。示例实施例还包括杯，该杯包围中心轴线并限定用于在管元件插入到中心空间中时接收管元件的开口。管止动本体定位在杯内。杯能够相对于凸轮本体沿着中心轴线移动。在示例实施例中，杯包括内表面，该内表面具有在开口处的第一直径和在开口远侧的第二直径。在该示例中，
第一直径大于第二直径。在另一个示例中，内表面是锥形的。止动弹簧作用在管止动本体上，以用于将管止动本体朝向杯的开口偏置。在另一个示例中，杯弹簧作用在杯上，以用于将杯朝向管止动本体偏置。在示例实施例中，管止动本体包括能够与接收在中心空间内的管元件接合的板。在该示例中，多个腿从板伸出。环附接到腿。环与中心轴线同轴地布置。杯包括沿着中心轴线轴向地延伸的多个狭槽。腿延伸穿过狭槽。当管止动本体处于第一位置时，环能够与第一凸轮止动表面接合，并且因此限制凸轮本体的旋转。当管止动本体处于第二位置时，环不能够与第一凸轮止动表面接合，从而允许凸轮本体的旋转。示例实施例还包括与中心轴线同轴地定位的轴。杯和管止动本体包围轴。
17.示例实施例还可包括安装在壳体内的多个同步齿轮。同步齿轮中的每一个能够围绕多个第二旋转轴线中的相应的一个旋转。第二旋转轴线平行于第一旋转轴线，其中同步齿轮中的每一个与凸轮齿轮中的两个啮合。在示例实施例中，同步齿轮的数目比凸轮齿轮的数目少一个。作为示例，装置可包括至多五个凸轮齿轮和至多四个同步齿轮。在示例实施例中，凸轮表面中的每一个还可包括定位成邻近不连续部中的相应的一个的具有恒定半径的区域。示例实施例还可包括多个牵引表面。牵引表面中的每一个围绕凸轮本体中的相应的一个延伸。另一个实施例包括多个第一凸轮止动表面。第一凸轮止动表面中的每一个定位成邻近在凸轮本体中的每一个上的凸轮表面中的一个的不连续部中的相应的一个。
18.示例实施例还可包括多个肋。每个肋从凸轮本体中的相应的一个伸出。肋围绕凸轮本体的一部分延伸。每个第一止动表面定位在肋中的每一个的端部上。作为示例，牵引表面覆盖(overlay)凸轮表面中的一个。牵引表面可与围绕该一个凸轮本体延伸的凸轮表面以间隔的关系定位在该一个凸轮本体上。在示例实施例中，牵引表面具有从该一个凸轮本体的第一旋转轴线测量的恒定半径。在示例实施例中，该一个凸轮本体上的凸轮表面定位在该一个凸轮本体上的齿轮和牵引表面之间。在示例实施例中，该一个凸轮本体上的凸轮表面定位成靠近该一个凸轮本体上的牵引表面。作为另一示例，第一凸轮止动表面定位在该一个凸轮本体上的凸轮表面和齿轮之间。
19.示例实施例还可包括定位在多个凸轮本体中的凸轮本体中的第一个上的第一作用表面。第一作用表面从第一旋转轴线中的第一个偏移，凸轮本体中的第一个围绕第一旋转轴线中的该第一个旋转。致动器可能够移动地安装在壳体上。致动器能够移动到与第一作用表面接合，以用于使凸轮本体中的第一个围绕第一旋转轴线中的第一个旋转。在示例实施例中，致动器包括可枢转地安装在壳体上的第一杆件。第一杆件具有驱动表面，该驱动表面能够与第一作用表面接合，以用于使凸轮本体中的第一个围绕轴线中的第一个旋转。第二作用表面定位在多个凸轮本体中的凸轮本体中的第二个上。第二作用表面从第一旋转轴线中的第二个偏移，凸轮本体中的第二个围绕第一旋转轴线中的该第二个旋转。超行程止动件可移动地安装在壳体上。超行程止动件能够移动成与第二作用表面接合，以用于停止凸轮本体中的第二个围绕第一旋转轴线中的第二个的旋转。在示例实施例中，超行程止动件包括安装在壳体上的第二杆件用于围绕枢转轴线的枢转运动。钩安装在第二杆件上并定位在枢转轴线的一侧上。钩能够与第二作用表面接合。凸出部在枢转轴线的相对侧上安装在第二杆件上。第一杆件能够移动成与凸出部接合，以用于在第一杆件移动成与第一作用表面接合时枢转第二杆件以移动钩脱离与第二作用表面的接合。复位弹簧作用在壳体和第二杆件之间，以用于将钩偏置成与第二作用表面接合。
20.示例装置还可包括用于接收管元件的卡盘。卡盘能够围绕卡盘轴线旋转。卡盘轴线与中心轴线同轴地布置。在示例实施例中，壳体可枢转地且轴向可滑动地安装在卡盘附近。示例实施例还可包括与卡盘接合的马达，以用于使卡盘围绕卡盘轴线旋转。
附图说明
21.图1是安装在动力卡盘上的根据本发明的示例装置的等距视图；
22.图2是图1中所示的示例装置的分解等距视图；
23.图3是根据本发明的装置中使用的凸轮本体部件的轴向视图；
24.图4是图3中所示的凸轮本体部件的侧视图；
25.图5是在图1的线5-5处截取的横截面图；
26.图6是在图1中所示的装置中使用的管元件接合组件的等距视图；
27.图7和图8是图示装置操作的一方面的图1中所示的装置的一部分的等距视图；
28.图9至图11是图示图1中所示装置的操作的部分剖开等距视图；以及
29.图12是图6的管元件接合组件的局部截面图。
具体实施方式
30.图1示出了用于冷加工管元件12(例如，在管元件的外表面中形成周向凹槽)的示例装置10。装置10示出为安装在旋转动力卡盘14上。这种卡盘是众所周知的，一个示例是由俄亥俄州elyria的ridgid销售的ridgid 300power drive。卡盘14如下所述地接收并转动管元件12。
31.如图2中所示，装置10包括壳体16。多个凸轮齿轮(在该示例中为五个凸轮齿轮18、20、22、24和26)安装在壳体16内。凸轮齿轮中的每一个能够围绕相应的旋转轴线18a、20a、22a、24a和26a旋转。这些第一旋转轴线18a、20a、22a、24a和26a定向成基本上平行于彼此并且基本上平行于管元件12的纵向轴线12a。在实际设计中，凸轮齿轮18、20、22、24和26安装在相应的轴28上。轴28在前壳体部分30和后壳体部分32之间延伸，并且每个凸轮齿轮在同轴地安装在轴28上的轴承34上旋转。凸轮齿轮18、20、22、24和26定位成围绕用于接收管元件12的中心空间36。
32.装置10还包括多个凸轮本体，在该示例中为五个凸轮本体38、40、42、44和46。每个凸轮本体安装在凸轮齿轮18、20、22、24、26和28中的相应的一个上。如针对凸轮齿轮18上的凸轮本体38以举例的方式所示，每个凸轮本体包括凸轮表面50。每个凸轮表面50围绕凸轮本体中的相应的一个延伸，并且当管元件12接收在中心空间36内时能够与管元件12接合。如图3中所示，使用凸轮本体38作为示例，凸轮表面50中的每一个包括凸轮表面50的不连续部54和半径增加的区域52。每个凸轮表面的半径56从旋转轴线18a、20a、22a、24a、26a和28a中的相应的一个测量；在所示的示例中，半径56从轴线18a测量。每个凸轮表面50还可包括恒定半径的区域58，该恒定半径由附图标记60表示。在实际设计中，每个凸轮表面50的恒定半径的区域58可有利地定位成邻近凸轮表面50的不连续部54中的相应的一个。
33.如图3和图4中所示，牵引表面62围绕凸轮本体中的至少一个(在该示例中为凸轮本体38)延伸。牵引表面62包括从凸轮本体38向外延伸的多个突出部64。突出部可通过滚花形成，并且在接合时在凸轮本体38和管元件12之间提供机械接合和抓持。与凸轮表面50不
同，牵引表面62可具有从凸轮齿轮18的旋转轴线18a测量的恒定半径。牵引表面62在其中还具有间隙66。间隙66与凸轮表面50的不连续部54轴向地对齐。如图4中所示，被认为有利的是将凸轮表面50定位在凸轮齿轮18和牵引表面62之间，其中凸轮表面定位成靠近牵引表面。图2中所示的装置10的示例实施例包括在相应的凸轮本体38、40、42、44和46上的多个牵引表面62。
34.如图5中所示，装置10还包括多个同步齿轮，在该示例中为安装在壳体16内的四个同步齿轮68、70、72和74。每个同步齿轮能够围绕相应的旋转轴线68a、70a、72a和74a旋转。这些第二旋转轴线基本上平行于凸轮齿轮的第一旋转轴线18a、20a、22a、24a、26a和28a。同步齿轮68、70、72和74中的每一个与凸轮齿轮中的两个啮合，以确保所有凸轮齿轮及其相关联的凸轮本体一起旋转，并且在旋转和静止时也保持彼此相对地对齐，以用于如下所述的装置10的正确操作。凸轮齿轮同步需要比凸轮齿轮的数目少一个的同步齿轮。因此，在包括至多五个凸轮齿轮的示例装置10中，仅需要四个同步齿轮。
35.如图2中所示，装置10还包括定位在中心空间36内的接合组件76。如下所述，在管元件插入到中心空间中时，管元件12接触接合组件。如图6中所示，接合组件76包括杯78。杯78包围与中心空间36同轴地布置的中心轴线80。杯78限定开口82，以用于在管元件插入到中心空间36中时接收管元件12。在该示例实施例中，杯78包括内表面84，该内表面84具有在开口82处的第一直径86和在开口远侧的第二直径88。第一直径大于第二直径。此外认为有利的是，内表面84基本上是锥形的，以适应一定范围的管直径公差。如图2和图12中所示，杯78与轴90同轴地安装，轴90安装在附接到后壳体部分32的管状突出部91内。轴90与中心轴线80同轴地布置。杯78能够沿着中心轴线80相对于轴90和凸轮本体移动。如图2和图12中所示，杯弹簧92作用在杯78和后壳体部分32之间，以用于偏置杯远离它们。有利的是将推力轴承94定位在后壳体部分32和杯弹簧92之间，以在杯弹簧和杯在装置操作期间一起旋转时保护杯弹簧。在该示例实施例中的杯弹簧92是锥形弹簧，以允许杯78的最大范围的轴向运动。
36.如图2、图6和图12中进一步所示，接合组件76还包括定位在杯78内的管止动本体96。管止动本体96安装在轴90上，并且能够沿着中心轴线80相对于轴、杯和凸轮本体移动。止动弹簧98作用在管状突出部91和管止动本体96之间，以用于朝向由杯78限定的开口82偏置管止动本体。有利的是将推力轴承93插置在管状突出部91与止动弹簧98和管止动本体96两者之间。在所示的示例实施例中，管止动本体96包括板100，当管元件12被接收在中心空间36内时，板100能够与管元件12接合。多个腿102从板100伸出，并且环104附接到腿。环104与中心轴线80同轴地布置。杯78限定多个狭槽106，这些狭槽106在轴向地沿着中心轴线80的方向上延伸。狭槽106容纳延伸穿过所述狭槽的腿102，从而允许在管止动本体96和杯78之间沿着中心轴线80的相对运动。
37.如图6和图7中所示，将环104安装在腿102上允许环具有比杯78更大的直径，以用于接合从凸轮本体38中的一个伸出的第一凸轮止动表面108(也参见图4)。如由图7和图8的比较所示，因为管止动本体96能够沿着中心轴线80轴向地移动，所以环104能够相对于凸轮本体38在第一位置(图7)和第二位置(图8)之间移动，在第一位置中，环104能够与第一凸轮止动表面108接合或接合第一凸轮止动表面108，从而限制凸轮本体38的旋转，在第二位置中，环104不能够与第一凸轮止动表面108接合，从而允许凸轮本体38的旋转。注意，由于同步齿轮68、70、72和74的作用(参见图5)，如果诸如凸轮本体38的任何一个凸轮本体的旋转
被限制，则所有凸轮本体的旋转类似地被限制。
38.如图4中所示，第一凸轮止动表面108有利地定位成邻近凸轮本体38上的凸轮表面50的不连续部54。方便的是将第一凸轮止动表面108定位在从凸轮本体38伸出的肋112的第一端部110上。在该示例实施例中，肋112邻近凸轮本体38上的凸轮表面50定位并围绕其一部分延伸。还认为有利的是将第二凸轮止动表面114定位在肋112的第二端部116上。第二凸轮止动表面114也从凸轮本体38伸出，并且定位成与第一凸轮止动表面108呈间隔的关系。当管止动本体96处于其中环104与任一凸轮止动表面接合或能够与任一凸轮止动表面接合的第一位置中(图7)时，第一凸轮止动表面108和第二凸轮止动表面114的使用限制了凸轮本体在任一方向上的旋转。这被认为是有利的，如果第一凸轮止动表面108和第二凸轮止动表面114各自具有可与环104的曲率相匹配的凹曲率。
39.尽管装置10的实际设计可具有定位在一个凸轮本体上的肋的端部处的第一和第二凸轮止动表面，但如图2中所示，采用定位在多个凸轮本体上的多个肋112上的多个第一凸轮止动表面108和第二凸轮止动表面114也是可行的。
40.如图2和图5中所示，通过使用可移动地安装在壳体16上的致动器118来增强装置10的操作。在该示例实施例中，致动器118包括可枢转地安装在壳体16上的第一杆件120。第一杆件120具有驱动表面122，该驱动表面122能够与第一作用表面124接合，第一作用表面124定位在凸轮本体中的第一个上，在该示例中为凸轮本体40。第一作用表面124从凸轮本体40围绕其旋转的轴线20a偏移。方便的是使用安装在凸轮本体40上的销126来形成作用表面124。第一杆件120是可枢转的，使得其驱动表面122接合第一作用表面124。因为第一作用表面从旋转轴线20a偏移，驱动表面和作用表面之间的接合向凸轮本体40施加扭矩，使凸轮本体40围绕其旋转轴线旋转。致动器118用来启动管元件12和一个或多个牵引表面62之间的接合，使得凸轮表面冷加工管元件，如下所述。
41.还有利的是在装置10上包括超行程止动件128。如图2和图5中进一步所示，示例超行程止动件128包括安装在壳体16上的第二杆件130，以用于围绕枢转轴线132枢转运动。钩134安装在第二杆件130上并且定位在枢转轴线132的一侧上。钩134能够与第二作用表面136接合，该第二作用表面136定位在凸轮本体中的第二个上，在该示例中为凸轮本体38。第二作用表面136也从第二凸轮本体38围绕其旋转的旋转轴线18a偏移，从而允许钩134在第二凸轮本体上施加扭矩以停止其旋转。方便的是使用安装在第二凸轮本体38上的第二销138来限定第二作用表面136。超行程止动件128还包括安装在第二杆件130上的凸出部140。凸出部140定位在枢转轴线132的与钩134相对的一侧上。第一杆件120能够移动成与凸出部140接合，用于枢转第二杆件130以移动钩134脱离与第二作用表面136的接合。杆件120和凸出部140之间的这种接合发生在第一杆件的移动时，这种移动将第一杆件的驱动表面122放置成与第一作用表面124接合以启动凸轮本体的运动。复位弹簧142作用在壳体16和第二杆件130之间，以用于将钩134偏置成与第二作用表面136接合。
42.如图1中所示，在管元件12插入到动力卡盘14中的情况下，装置10的操作开始。管元件12定位成使得其端部从靠近装置10的动力卡盘的前部延伸，于是卡盘夹持管元件。装置10处于如图5中所示的构造中。凸轮本体38、40、42、44和46定向成使得凸轮表面50的不连续部54和一个或多个牵引表面62的间隙66都面向中心轴线80。凸轮本体的这种构造提供了允许管元件12被接收在中心空间36内的空隙。凸轮本体通过由包括以下特征的特征的组合
建立的对其位置的限制而保持在这种构造中：1)环104，其潜在地接合在凸轮本体中的一个或多个上的第一凸轮止动表面108和第二凸轮止动表面114(未示出)中的一者或两者；2)钩134，其潜在地接合第二作用表面136；和3)同步齿轮68、70、72和74。如图9中所示，杯78和管止动本体96都通过它们相应的杯弹簧92和止动弹簧98偏置到它们远离后壳体部分32的最远位置中。如图5中所示，致动器118的第一杆件120定位成其驱动表面122准备好接合凸轮本体40上的第一作用表面124。如图1中所示，装置10定位在动力卡盘14上，使得管的纵向轴线12a与装置的中心轴线80对齐。
43.如图10中所示，通过使壳体16沿着安装导轨144(参见图1)滑动，装置10然后被移动到与管元件12的端部接合，使得管元件通过前壳体部分30中的开口146被接收在中心空间36内。在装置10进一步运动时，管元件12被接收在杯78内。根据其直径落在公差范围内的哪里，管元件将在杯开口82和管止动本体96之间的某处接合杯的内表面84。管12和杯78之间的接合起到减轻管端部扩口的作用，并且还限制了管元件在冷加工过程期间“失圆”的趋势。
44.装置10相对于管元件12的进一步运动使杯78相对于壳体16移动，压缩杯弹簧92并允许管元件接合管止动本体96的板100。管元件12的持续运动使管止动本体96相对于壳体16移动，直到如图11和图12中所示板100接合推力轴承93，该推力轴承93包围轴90并邻接从后壳体部分32延伸的管状突出部91(图12)。推力轴承148定位成将管元件12相对于凸轮表面50定位，使得当板100和推力轴承148接合时，当装置10被致动时，在管元件中在距管元件的端部的期望距离处将形成周向凹槽150。管止动本体96抵靠推力轴承148的移位也使环104从图7中所示的位置移动到图8中所示的位置，在图7中所示的位置中，环接合一个或多个第一凸轮止动表面108或能够与一个或多个第一凸轮止动表面108接合，在图8中所示的位置中，环104不能接合一个或多个凸轮止动表面。
45.装置10的致动通过使用马达152(参见图1)来发生，以使动力卡盘14旋转，从而使管元件12旋转。管元件12可在其由卡盘14夹持时立即旋转，或者可在管元件与装置10接合后开始旋转。当管元件旋转时，致动器的第一杆件120被推动。该操作具有两个效果：1)第一杆件120接合第二杆件130的凸出部140(参见图5)，从而枢转第二杆件，使得钩134从第二作用表面136脱离接合，允许凸轮本体旋转；和2)将杆件的驱动表面122移动成与凸轮本体40的第一作用表面124接合，导致所有凸轮本体38、40、42、44和46通过同步齿轮68、70、72和74的作用旋转通过小角位移。凸轮本体的这种旋转使一个或多个牵引表面62与管元件12接合，管元件12在来自卡盘14的动力下旋转。因此，作用在一个或多个牵引表面上的管元件12的旋转驱动凸轮本体的旋转，凸轮本体通过同步齿轮68、70、72和74保持同步旋转。凸轮本体的同步旋转使凸轮表面50与管元件12接合，并且当管元件12的外表面由凸轮表面50的半径增加的区域56和恒定半径的区域58横过时，形成周向凹槽150(参见图3)。如图11中所示，在凸轮本体38、40、42、44和46的一次旋转之后，凹槽150完全形成。因为它们由同步齿轮68、70、72和74同步，所以当凸轮表面的不连续部54和一个或多个牵引表面62的一个或多个间隙66再次面向中心轴线80时，凸轮本体停止，如图5中所示。在该位置中，管元件12摆脱一个或多个牵引表面62和凸轮表面50，并且因此管元件的旋转将不再使凸轮本体旋转。注意，在释放致动器118的第一杆件120时，第二杆件将自由枢转，使得由其复位弹簧142偏置的超行程止动件128的钩134可再次接合凸轮本体38的第二作用表面136，以确保凸轮本体停止并
且一个或多个牵引表面62不能再次接合管元件12。在这一点上，卡盘14可停止，并且装置10从管元件12脱离接合，并且现在具有周向凹槽150的管元件可从卡盘移除。
46.预期用于冷加工管元件的装置10将允许在距管元件的端部的期望距离处在管元件中在管直径公差的范围内形成周向凹槽，同时减少管端部扩口并维持管元件的圆度。

技术特征：
1.一种用于冷加工管元件的装置，所述装置包括：壳体；多个凸轮齿轮，其安装在所述壳体内，所述凸轮齿轮中的每一个能够围绕多个第一旋转轴线中的相应的一个旋转，所述第一旋转轴线平行于彼此，所述凸轮齿轮定位成围绕用于接收所述管元件的中心空间；多个凸轮主体，每个所述凸轮主体安装在所述凸轮齿轮中的相应的一个上；多个凸轮表面，所述凸轮表面中的每一个围绕所述凸轮本体中的相应的一个延伸并且能够与接收在所述中心空间内的所述管元件接合，所述凸轮表面中的每一个包括所述凸轮表面的不连续部和半径增加的区域，所述半径中的每一个从所述第一旋转轴线中的相应的一个测量；牵引表面，其围绕所述凸轮本体中的至少一个延伸，所述牵引表面包括从所述至少一个凸轮本体向外延伸的多个突出部，所述牵引表面在其中具有间隙，所述间隙与包围所述至少一个凸轮本体的所述一个凸轮表面的所述不连续部轴向地对齐；接合组件，其定位在所述中心空间内，所述管元件在所述管元件插入到所述中心空间中时接触所述接合组件；多个同步齿轮，其安装在所述壳体内，所述同步齿轮中的每一个能够围绕多个第二旋转轴线中的相应的一个旋转，所述第二旋转轴线平行于所述第一旋转轴线；其中所述同步齿轮中的每一个与所述凸轮齿轮中的两个啮合。2.根据权利要求1所述的装置，其中，每个所述凸轮表面的每个所述半径从相应的所述凸轮齿轮的所述相应的第一旋转轴线测量。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述同步齿轮的数目比所述凸轮齿轮的数目少一个。4.根据权利要求1所述的装置，包括至多五个所述凸轮齿轮。5.根据权利要求4所述的装置，包括至多四个所述同步齿轮。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述接合组件包括杯，所述杯包围中心轴线并限定用于在所述管元件插入到所述中心空间中时接收所述管元件的开口。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述杯包括内表面，所述内表面具有在所述开口处的第一直径和在所述开口远侧的第二直径，所述第一直径大于所述第二直径。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述内表面是锥形的。9.根据权利要求7所述的装置，还包括定位在所述杯内的管止动本体，所述管止动本体能够沿着所述中心轴线相对于所述杯移动，所述杯能够沿着所述中心轴线相对于所述凸轮本体移动。10.根据权利要求9所述的装置，还包括：环，其与所述中心轴线同心地安装在所述管止动本体上；第一凸轮止动表面，其从所述凸轮本体中的一个伸出；其中所述管止动本体能够相对于所述凸轮本体在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述环能够与所述第一凸轮止动表面接合，从而限制所述凸轮本体的旋转，在所述第二位置中，所述环不能够与所述第一凸轮止动表面接合，从而允许所述凸轮本体的旋转。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述第一凸轮止动表面定位成邻近所述一个凸轮本体上的所述凸轮表面的所述不连续部。12.根据权利要求10所述的装置，还包括从所述一个凸轮本体伸出的肋，所述肋定位成邻近所述一个凸轮本体上的所述凸轮表面并围绕所述一个凸轮本体的一部分延伸，所述第一凸轮止动表面定位在所述肋的第一端部上。13.根据权利要求12所述的装置，还包括定位在所述肋的第二端部上的第二凸轮止动表面，所述第二凸轮止动表面从所述一个凸轮本体伸出，所述第二凸轮止动表面定位成与所述第一凸轮止动表面呈间隔的关系。14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述第一和第二凸轮止动表面中的至少一个具有凹曲率。15.根据权利要求10所述的装置，还包括作用在所述管止动本体上的止动弹簧，以用于将所述管止动本体朝向所述杯的所述开口偏置。16.根据权利要求15所述的装置，还包括作用在所述杯上的杯弹簧，以用于将所述杯朝向所述管止动本体偏置。17.根据权利要求10所述的装置，其中：所述管止动本体包括能够与接收在所述中心空间内的所述管元件接合的板，多个腿从所述板伸出，所述环附接到所述腿，所述环与所述中心轴线同轴地布置；所述杯包括沿着所述中心轴线轴向地延伸的多个狭槽，所述腿延伸穿过所述狭槽。18.根据权利要求9所述的装置，还包括与所述中心轴线同轴地定位的轴，所述杯和所述管止动本体包围所述轴。19.根据权利要求1所述的装置，其中，所述凸轮表面中的每一个还包括定位成邻近所述不连续部中的相应的一个的恒定半径的区域。20.根据权利要求1所述的装置，还包括多个所述牵引表面，所述牵引表面中的每一个围绕所述凸轮本体中的相应的一个延伸。21.根据权利要求10所述的装置，还包括多个所述第一凸轮止动表面，所述第一凸轮止动表面中的每一个定位成邻近所述凸轮本体中的每一个上的所述凸轮表面中的一个的所述不连续部中的相应的一个。22.根据权利要求21所述的装置，还包括多个肋，每个所述肋从所述凸轮本体中的相应的一个伸出，所述肋围绕所述凸轮本体的一部分延伸，每个所述第一止动表面定位在所述肋中的每一个的端部上。23.根据权利要求1所述的装置，其中，所述牵引表面以与围绕所述一个凸轮本体延伸的所述凸轮表面的间隔关系定位在所述一个凸轮本体上。24.根据权利要求1所述的装置，其中，所述牵引表面具有从所述一个凸轮本体的所述第一旋转轴线测量的恒定半径。25.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个凸轮本体上的所述凸轮表面定位在所述一个凸轮本体上的所述齿轮和所述牵引表面之间。26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述一个凸轮本体上的所述凸轮表面定位成靠近所述一个凸轮本体上的所述牵引表面。27.根据权利要求25所述的装置，其中，所述第一凸轮止动表面定位在所述一个凸轮本
体上的所述凸轮表面和所述齿轮之间。28.根据权利要求1所述的装置，还包括：第一作用表面，其定位在所述多个凸轮本体中的所述凸轮本体中的第一个上，所述第一作用表面从所述第一旋转轴线中的第一个偏移，所述凸轮本体中的所述第一个围绕所述第一旋转轴线中的所述第一个旋转；致动器，其可移动地安装在所述壳体上，所述致动器能够移动成与所述第一作用表面接合，以用于使所述凸轮本体中的所述第一个围绕所述第一旋转轴线中的所述第一个旋转。29.根据权利要求28所述的装置，其中，所述致动器包括可枢转地安装在所述壳体上的第一杆件，所述第一杆件具有能够与所述第一作用表面接合的驱动表面，以用于使所述凸轮本体中的所述第一个围绕所述轴线中的所述第一个旋转。30.根据权利要求29所述的装置，还包括：第二作用表面，其定位在所述多个凸轮本体中的所述凸轮本体中的第二个上，所述第二作用表面从所述第一旋转轴线中的第二个偏移，所述凸轮本体中的所述第二个围绕所述第一旋转轴线中的所述第二个旋转；超行程止动件，其可移动地安装在所述壳体上，所述超行程止动件能够移动成与所述第二作用表面接合，以用于停止所述凸轮本体中的所述第二个围绕所述第一旋转轴线中的所述第二个的旋转。31.根据权利要求30所述的装置，其中，所述超行程止动件包括：第二杆件，其安装在所述壳体上用于围绕枢转轴线的枢转运动，钩安装在所述第二杆件上并定位在所述枢转轴线的一侧上，所述钩能够与所述第二作用表面接合；凸出部，其在所述枢转轴线的相对侧上安装在所述第二杆件上，所述第一杆件能够移动成与所述凸出部接合，用于在所述第一杆件移动成与所述第一作用表面接合时枢转所述第二杆件以移动所述钩脱离与所述第二作用表面的接合；复位弹簧，其作用在所述壳体和所述第二杆件之间，以用于将所述钩偏置成与所述第二作用表面接合。32.根据权利要求1所述的装置，还包括用于接收所述管元件的卡盘，所述卡盘能够围绕卡盘轴线旋转，所述卡盘轴线与所述中心轴线同轴地布置。33.根据权利要求32所述的装置，其中，所述壳体可枢转地且轴向可滑动地安装在所述卡盘附近。34.根据权利要求1所述的装置，还包括与所述卡盘接合的马达，以用于使所述卡盘围绕所述卡盘轴线旋转。35.一种用于冷加工管元件的装置，所述装置包括：壳体；多个凸轮齿轮，其安装在所述壳体内，所述凸轮齿轮中的每一个能够围绕多个第一旋转轴线中的相应的一个旋转，所述第一旋转轴线平行于彼此，所述凸轮齿轮定位成围绕由用于接收所述管元件的中心空间包围的中心轴线；多个凸轮主体，每个所述凸轮主体安装在所述凸轮齿轮中的相应的一个上；多个凸轮表面，所述凸轮表面中的每一个围绕所述凸轮本体中的相应的一个延伸并且
能够与接收在所述中心空间内的所述管元件接合，所述凸轮表面中的每一个包括所述凸轮表面的不连续部和半径增加的区域；第一凸轮止动表面，其从所述凸轮本体中的一个伸出；管止动本体，其定位在所述中心空间内，所述管止动本体能够与接收在所述中心空间内的所述管元件接合，所述管止动本体能够沿着所述中心轴线相对于所述凸轮本体在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，能够与所述第一凸轮止动表面接合，从而限制所述凸轮本体的旋转，在所述第二位置中，不能够与所述第一凸轮止动表面接合，从而允许所述凸轮本体的旋转。36.根据权利要求35所述的装置，其中，每个所述凸轮表面的每个所述半径从相应的所述凸轮齿轮的所述相应的第一旋转轴线测量。37.根据权利要求35所述的装置，其中，所述管止动本体包括与所述中心轴线同轴地布置的环，当所述管止动本体处于所述第一位置时，所述环能够与所述第一凸轮止动表面接合，并且因此限制所述凸轮本体的旋转，并且其中，当所述管止动本体处于所述第二位置时，所述环不能够与所述第一凸轮止动表面接合，从而允许所述凸轮本体的旋转。38.根据权利要求35所述的装置，其中，所述第一凸轮止动表面定位成邻近所述一个凸轮本体上的所述凸轮表面的所述不连续部。39.根据权利要求35所述的装置，还包括从所述一个凸轮本体伸出的肋，所述肋定位成邻近所述一个凸轮本体上的所述凸轮表面并围绕所述一个凸轮本体的一部分延伸，所述第一凸轮止动表面定位在所述肋的第一端部上。40.根据权利要求39所述的装置，还包括定位在所述肋的第二端部上的第二凸轮止动表面，所述第二凸轮止动表面从所述一个凸轮本体伸出，所述第二凸轮止动表面定位成与所述第一凸轮止动表面呈间隔的关系。41.根据权利要求40所述的装置，其中，所述第一和第二凸轮止动表面中的至少一个具有凹曲率。42.根据权利要求35所述的装置，还包括杯，所述杯包围所述中心轴线并限定用于在所述管元件插入所述中心空间中时接收所述管元件的开口，所述管止动本体定位在所述杯内，所述杯能够相对于所述凸轮本体沿着所述中心轴线移动。43.根据权利要求42所述的装置，其中，所述杯包括内表面，所述内表面具有在所述开口处的第一直径和在所述开口远侧的第二直径，所述第一直径大于所述第二直径。44.根据权利要求43所述的装置，其中，所述内表面是锥形的。45.根据权利要求42所述的装置，还包括作用在所述管止动本体上的止动弹簧，以用于将所述管止动本体朝向所述杯的所述开口偏置。46.根据权利要求45所述的装置，还包括作用在所述杯上的杯弹簧，以用于将所述杯朝向所述管止动本体偏置。47.根据权利要求42所述的装置，其中：所述管止动本体包括能够与接收在所述中心空间内的所述管元件接合的板，多个腿从所述板伸出，环附接到所述腿，所述环与所述中心轴线同轴地布置；所述杯包括沿着所述中心轴线轴向地延伸的多个狭槽，所述腿延伸穿过所述狭槽；其中
当所述管止动本体处于所述第一位置时，所述环能够与所述第一凸轮止动表面接合并且从而限制所述凸轮本体的旋转，并且其中，当所述管止动本体处于所述第二位置时，所述环不能够与所述第一凸轮止动表面接合，从而允许所述凸轮本体的旋转。48.根据权利要求42所述的装置，还包括与所述中心轴线同轴地定位的轴，所述杯和所述管止动本体包围所述轴。49.根据权利要求35所述的装置，还包括安装在所述壳体内的多个同步齿轮，所述同步齿轮中的每一个能够围绕多个第二旋转轴线中的相应的一个旋转，所述第二旋转轴线平行于所述第一旋转轴线，其中，所述同步齿轮中的每一个与所述凸轮齿轮中的两个啮合。50.根据权利要求49所述的装置，其中，所述同步齿轮的数目比所述凸轮齿轮的数目少一个。51.根据权利要求49所述的装置，包括至多五个所述凸轮齿轮。52.根据权利要求51所述的装置，包括至多四个所述同步齿轮。53.根据权利要求35所述的装置，其中，所述凸轮表面中的每一个还包括定位成邻近所述不连续部中的相应的一个的恒定半径的区域。54.根据权利要求35所述的装置，还包括多个所述牵引表面，所述牵引表面中的每一个围绕所述凸轮本体中的相应的一个延伸。55.根据权利要求35所述的装置，还包括多个所述第一凸轮止动表面，所述第一凸轮止动表面中的每一个定位成邻近所述凸轮本体中的每一个上的所述凸轮表面中的一个的所述不连续部中的相应的一个。56.根据权利要求55所述的装置，还包括多个肋，每个所述肋从所述凸轮本体中的相应的一个伸出，所述肋围绕所述凸轮本体的一部分延伸，每个所述第一止动表面定位在所述肋中的每一个的端部上。57.根据权利要求35所述的装置，其中，所述牵引表面覆盖所述凸轮表面中的一个。58.根据权利要求35所述的装置，其中，所述牵引表面以与围绕所述一个凸轮本体延伸的所述凸轮表面的间隔关系定位在所述一个凸轮本体上。59.根据权利要求35所述的装置，其中，所述牵引表面具有从所述一个凸轮本体的所述第一旋转轴线测量的恒定半径。60.根据权利要求35所述的装置，其中，所述一个凸轮本体上的所述凸轮表面定位在所述一个凸轮本体上的所述齿轮和所述牵引表面之间。61.根据权利要求60所述的装置，其中，所述一个凸轮本体上的所述凸轮表面定位成靠近所述一个凸轮本体上的所述牵引表面。62.根据权利要求60所述的装置，其中，所述第一凸轮止动表面定位在所述一个凸轮本体上的所述凸轮表面和所述齿轮之间。63.根据权利要求35所述的装置，还包括：第一作用表面，其定位在所述多个凸轮本体中的所述凸轮本体中的第一个上，所述第一作用表面从所述第一旋转轴线中的第一个偏移，所述凸轮本体中的所述第一个围绕所述第一旋转轴线中的所述第一个旋转；致动器，其可移动地安装在所述壳体上，所述致动器能够移动成与所述第一作用表面接合，以用于使所述凸轮本体中的所述第一个围绕所述第一旋转轴线中的所述第一个旋
转。64.根据权利要求63所述的装置，其中，所述致动器包括可枢转地安装在所述壳体上的第一杆件，所述第一杆件具有能够与所述第一作用表面接合的驱动表面，以用于使所述凸轮本体中的所述第一个围绕所述轴线中的所述第一个旋转。65.根据权利要求64所述的装置，还包括：第二作用表面，其定位在所述多个凸轮本体中的所述凸轮本体中的第二个上，所述第二作用表面从所述第一旋转轴线中的第二个偏移，所述凸轮本体中的所述第二个围绕所述第一旋转轴线中的所述第二个旋转；超行程止动件，其可移动地安装在所述壳体上，所述超行程止动件能够移动成与所述第二作用表面接合，以用于停止所述凸轮本体中的所述第二个围绕所述第一旋转轴线中的所述第二个的旋转。66.根据权利要求65所述的装置，其中，所述超行程止动件包括：第二杆件，其安装在所述壳体上用于围绕枢转轴线的枢转运动，钩安装在所述第二杆件上并定位在所述枢转轴线的一侧上，所述钩能够与所述第二作用表面接合；凸出部，其在所述枢转轴线的相对侧上安装在所述第二杆件上，所述第一杆件能够移动成与所述凸出部接合，用于在所述第一杆件移动成与所述第一作用表面接合时枢转所述第二杆件以移动所述钩脱离与所述第二作用表面的接合；复位弹簧，其作用在所述壳体和所述第二杆件之间，以用于将所述钩偏置成与所述第二作用表面接合。67.根据权利要求35所述的装置，还包括用于接收所述管元件的卡盘，所述卡盘能够围绕卡盘轴线旋转，所述卡盘轴线与所述中心轴线同轴地布置。68.根据权利要求67所述的装置，其中，所述壳体可枢转地且轴向可滑动地安装在所述卡盘附近。69.根据权利要求35所述的装置，还包括与所述卡盘接合的马达，以用于使所述卡盘围绕所述卡盘轴线旋转。

技术总结
具有多个齿轮凸轮的管开槽装置使用同步齿轮，所述同步齿轮中的每一个与齿轮凸轮中的两个啮合，以同步接合管元件的凸轮的旋转以用于形成凹槽。凹槽相对于管的端部的位置由止动本体控制，该止动本体结合有板安装环，该板安装环与凸轮中的一个或多个上的管止动表面接合和脱离接合，以限制或允许凸轮旋转。管止动本体定位在接收管元件的杯内。该杯限制管端部扩口，并限制管在开槽过程期间失圆的趋势。该装置安装在转动管元件的动力卡盘上。装置安装在转动管元件的动力卡盘上。装置安装在转动管元件的动力卡盘上。


技术研发人员：D
受保护的技术使用者：维克托里克公司
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2023/7/12