台湾专利TW201321100A 旋壓成形方法

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专利摘要:
本發明揭示一種藉由旋壓成形在一管元件中形成一凹槽之方法，其中在該管元件內沿擴展直徑之一偏心軌道旋轉之一心軸與抓緊該管元件之一外部模具之間擠壓該管元件。該擠壓動作致使該管元件之一部分遠離該模具(與該心軸之運動方向相反)徑向向內移動。
公开号:TW201321100A
申请号:TW101131909
申请日:2012-08-31
公开日:2013-06-01
发明作者:Michael R Novitsky；Earl Haas
申请人:Victaulic Co Of America；
IPC主号:B21D17-00

专利说明:
旋壓成形方法
本發明係關於旋壓成形管元件以靠近其端形成一凸肩、凹槽及圓緣之方法。
本申請案係基於2011年9月2日提出申請且藉此以全文引用之方式併入之美國臨時專利申請案第61/530,771號且主張其優先權之權益。
在設計待由機械管耦合件接合之管元件時遭遇各種挑戰。此等耦合件包含藉由螺紋扣件以端對端關係接合之兩個或兩個以上耦合片段，美國專利7,712,796號中揭示此等耦合件之一實例，該美國專利藉此以引用方式併入。該等片段圍繞接納該等管元件之一中心空間。每一片段具有嚙合該等管元件之外表面之稱作「鍵」的一對拱形表面，該等鍵通常接納於該等管元件中之圓周凹槽中，該等鍵提供抵抗彎曲及施加於接合之軸向負載之一強制機械嚙合。每一片段亦在其一對拱形表面之間界定一通道，該通道接納一環形墊圈。該墊圈通常壓緊於該等片段與該等管元件之間以實現一液密性接合。
圓周凹槽係藉由冷加工該管元件之側壁而有利地形成，此乃因不像切割凹槽一樣，不自該管側壁移除材料且因此可藉由冷加工製程對較薄壁式管元件開槽。在高壓及/或高負載應用中為節省重量及成本使用較薄壁式管元件係有利的。然而，先前技術冷加工方法及管設計不生產足夠用於藉由用於較厚壁式管元件上之相當的切割凹槽系統承受之高負載及壓力之耦合件及管元件嚙合特徵。透過藉由冷加工改良薄壁式帶凹槽管元件之設計及製造欲具有明顯優勢，該等改良將允許藉由機械耦合件接合薄壁式帶凹槽管元件且將其用於高壓/高負載應用中。
本發明涉及一種在一管元件之一外表面中形成一凹槽之方法。在一項實例性實施例中，該方法包含：在具有以彼此間隔開之關係配置之第一圓周槽及第二圓周槽之一模具中抓緊管元件之一端；將一心軸插入於該管元件中，該心軸具有與該第一圓周槽對準之一第一圓周凸緣及與該第二圓周槽對準之一第二圓周凸緣；使該心軸沿一軌道繞該模具之一縱軸旋轉；在旋轉該心軸之同時增加該軌道之直徑以便將該管元件之一內表面強壓在該心軸上；在沿增加之直徑之軌道旋轉該心軸之同時在該第一圓周凸緣與該第一圓周槽之間擠壓管元件，藉此致使第一圓周槽與第二圓周槽之間的管元件之一部分遠離該模具徑向向內移動藉此形成該凹槽，該凹槽具有小於該管元件之剩餘部分之外徑的一外徑。
在此實例性實施例中，該第一圓周槽包含靠近該第二圓周槽而定位之一第一側表面，及遠離該第二圓周槽而定位之一第二側表面。一底表面在第一側表面與第二側表面之間延伸。該實例性方法進一步可包含在該第一圓周凸緣與該第一側表面之間擠壓管元件。
該第一側表面可以一第一定向角定向，第二側表面可以一第二定向角定向。當相對於垂直於該模具之縱軸延伸之一基準線量測時，該第一定向角可小於該第二定向角。
在一特定實例性實施例中，該第一圓周凸緣包含定位於其相對側上之第一側翼表面及第二側翼表面。該第一側翼表面面朝該第一側表面，且該第二側翼表面面朝該第二側表面。在此實例性實施例，在該第一側翼表面與該第一側表面之間擠壓該管元件。至少該第一側翼表面可相對於垂直於該模具之縱軸延伸之一基準線成角度地定向。
在一實例性實施例中，該第二圓周槽可包含靠近該第一圓周槽而定位之一側表面及與第二圓周槽之側表面鄰接之一底表面。該實例性方法可進一步包含在該第二圓周凸緣與該第二圓周槽之側表面之間擠壓管元件。該第二圓周槽之側表面可實質上垂直於該模具之縱軸而定向。
在另一實例性實施例中，第二圓周凸緣可包含面朝該第二圓周槽之側表面之一側翼表面。在此實例性實施例中，該方法進一步包含在該第二圓周凸緣之側翼表面與該第二圓周槽之側表面之間擠壓管元件。該第二圓周凸緣之側翼表面可相對於垂直於該模具之縱軸延伸之一基準線成角度地定向。
藉助實例方式，根據本發明之方法可進一步包含藉由朝向該第二圓周槽強壓該第二圓周凸緣而在該管元件之一端部分中形成一凸肩。另外，該方法可進一步包含藉由朝向該第一圓周槽強壓該第一圓周凸緣而在該管元件中毗鄰該凹槽形成一圓緣。
在另一實例性實施例中，該方法包括在一管元件之一外表面中形成一圓緣、一凹槽及一凸肩。在一項實例性實施例中，該方法包含：在具有以彼此間隔開之關係配置之第一圓周槽及第二圓周槽之一模具中抓緊管元件之一端；將一心軸插入於該管元件中，該心軸具有與第一圓周槽對準之一第一圓周凸緣及與該第二圓周槽對準之一第二圓周凸緣；使該心軸沿一軌道繞該模具之一縱軸旋轉；在旋轉該心軸之同時增加該軌道之直徑以便將該管元件之一內表面強壓在該心軸上；藉由朝向該第一圓周槽強壓該第一圓周凸緣而形成該圓緣；藉由朝向該第二圓周槽強壓該第二圓周凸緣而形成該凸肩；藉由在沿增加之直徑之軌道旋轉該心軸之同時在該第一圓周凸緣與該第一圓周槽之間擠壓管元件而將該凹槽形成於該圓緣與該凸肩之間，藉此致使第一圓周槽與第二圓周槽之間的管元件之一部分遠離該模具徑向向內移動藉此形成該凹槽，該凹槽具有小於該管元件之剩餘部分之外徑的一外徑。
本發明涉及管元件，管元件與耦合件之組合以及用於冷加工管元件以接納耦合件且形成一液密性接合之方法及裝置。在此文件全篇中，術語「管元件」意指任一管狀結構，例如包括如圖1中所展示之管坯10以及諸如圖2中所展示之閥門14之一流體處理或控制組件之管狀部分12。亦包括具有或包含本文所定義之「管元件」之其他組件(諸如幫浦及濾器，以及諸如T形管、彎頭、彎管及異徑接頭之配件)。
如圖1中所展示，管元件10具有在該管元件之彎曲中心處通過一縱軸18上之一點之一外徑16。管元件10之至少一端20經組態以接納一機械耦合件(未展示)之一鍵，該組態包含定位於端20處之一凸肩22、毗鄰凸肩22而定位之一凹槽24及與凹槽24鄰接而定位之一圓緣26。
如圖1中詳細圖解說明，凸肩22圓周圍繞該管元件而延伸且具有一面朝外表面28。表面28具有大於不包括凸肩之管元件10之外徑16之一外徑30。凸肩30亦具有一面朝外之彎曲表面32。彎曲表面32亦圓周圍繞該管元件而延伸且在垂直於管元件10之縱軸18定向之一軸34上具有一彎曲中心。在圖1中，展示軸34垂直於觀察平面且因此觀看為兩端相遇。
凹槽24係由與凸肩30之彎曲表面32鄰接而定位之一第一側表面36而界定。側表面36在此實例性實施例中實質上垂直於縱軸18而定向，但在其他實施例中亦可成角度地定向。如本文中所使用之「實質上垂直」係指可不確切垂直之一成角度定向，但鑒於製造實踐及容限確定為接近可實行。第一側表面36之垂直定向使該管元件徑向硬化且幫助其維持其圓度。
一第二側表面38進一步界定凹槽24。第二側表面38以與第一側表面36間隔開之關係定位且相對於縱軸18成角度地定向。側表面38可具有自約40°至約70°或約45°至約65°之一定向角40。在圖1中所展示之特定實施例中，定向角40係約55°，此在如圖3至圖6中所展示該凹槽接納一機械耦合件之鍵時被視為有利的。
一底表面42在凹槽24之第一側表面36與第二側表面38之間延伸。在所展示之實例性實施例中，底表面42實質上平行於縱軸18且具有小於不包括凹槽之管元件之外徑16的一外徑44。凹槽24亦具有一內徑17，該內徑在圖1中所展示之實施例中大約等於管元件10之內徑19。
圓緣26與凹槽24之第二側表面38鄰接而定位且亦圓周圍繞該管元件而延伸。圓緣26遠離軸18向外突出且具有一頂點46，該頂點具有大於不包括該圓緣之管元件之外徑16的一外徑48。在圖1中所展示之實例性實施例中，頂點46之直徑48小於凸肩22之外徑30。圓緣26增加該管元件之徑向剛性且藉此幫助維持其圓度。
對於管坯，管元件10之端之組態(凸肩22、凹槽24及圓緣26)在兩端(為清晰起見未展示)處相同，但其中該等端可不相似之其他組態亦可行。此外，閥門14之相對端處之管元件50亦具有允許閥門或任一其他流體控制組件或配件使用機械耦合件(其實例展示於圖3、圖3A及圖3B中)接合至其他管元件之上文所闡述之端組態。另一選擇為，閥門及其他流體控制組件及配件亦可具有不相似端組態。
在圖3中所圖解說明之一項實施例中，機械耦合件52包含(在此實例中)藉由螺紋扣件56以端對端關係彼此附接之兩個或兩個以上片段54。片段54圍繞一中心空間58，該中心空間接納管元件10以一液密性接合之方式將其接合。一彈性墊圈60抓緊於片段54之間且具有面向內密封表面62，該面向內密封表面嚙合凸肩24之面向外表面28以確保液密性。每一片段具有向內朝向該中心空間突出之一對拱形表面或鍵64且接納於管元件10之凹槽24內。
在圖3A中所展示之另一實施例中，耦合件53包含由具有以間隔開面對關係之端57及59之一單體55形成之一單個片段。螺栓墊61自端57及59延伸且一扣件63在該等螺栓墊之間延伸以用於在擰緊該扣件時將該等螺栓墊拉近。該單體圍繞一中心空間65，該中心空間接納該等管元件以形成一接合。耦合件53之任一側上以隔開關係之鍵67以圓周方式沿單體55延伸且徑向向內突出。類似於上文所闡述之墊圈的一墊圈60定位於該等鍵之間。擰緊扣件63將鍵67拉至與管元件中之凹槽嚙合且在單體55與管元件之間壓緊墊圈60。
圖3B展示由藉由一鉸鏈75在一端處接合之兩個片段71及73形成之另一耦合件實施例69。該等片段之相對端77及79以間隔開面對之關係且藉由一扣件81連接。片段71及73亦具有以隔開關係之圓周鍵83且一墊圈60定位於其之間。該等片段圍繞一中心空間65，該中心空間接納該管元件以形成一接合。擰緊扣件81將鍵83拉至與管元件中之凹槽嚙合且在片段與管元件之間壓緊墊圈60。
一接合可藉由首先拆卸耦合件52(參見圖3)且在該等管元件中之一者之一端上方滑動墊圈60而形成於兩個管元件10之間。然後另一管元件之端靠近第一管元件之端而對準，且該墊圈經定位以便橋接兩個管元件端之間的小空隙，其中該墊圈之密封表面62嚙合每一管元件之凸肩24之各別外表面28。接下來，耦合片段54經定位而圍繞墊圈60及具有與每一管元件中之各別凹槽24對準之鍵64之管元件之端。然後應用扣件56且將其擰緊以便朝向彼此拉動該等片段，將鍵64嚙合於各別凹槽24內且抵靠該等管元件壓緊墊圈60以便形成一液密性接合。
在一替代性實施例中，圖4至圖6詳細展示管元件10與一安裝就緒型耦合件52之嚙合，其中預組裝片段54且藉由扣件56將其保持彼此隔開之關係，該等片段支撐於墊圈60上。該等片段足夠遠得隔開以使得管元件10可插入至中心空間58中而不拆卸如圖4及圖5中所展示之耦合件。注意，凸肩22之面朝外表面28嚙合墊圈60之密封表面62且鍵64與管元件中之每一者中之凹槽24對準。如圖6中所展示，擰緊將片段54彼此接合之扣件56(參見圖1)，從而將該等片段朝向彼此拉動。此抵靠該等管元件壓緊墊圈60以實現一密封且將鍵64強壓至凹槽24中以實現該耦合件與管元件10之間的一強制機械連接以實現接合。在圖6中詳細展示之一項實施例中，鍵64具有與凹槽相容之一橫剖面形狀，且該等鍵經定尺寸以使得一實質上垂直之鍵表面66嚙合凹槽第一側表面36，且一成角度定向之鍵表面68嚙合該凹槽之成角度定向之第二側表面38。表面68與38具有互補定向角以最大化表面與表面接觸係有利的。一般而言，對於此實施例，凹槽底表面42與鍵64之一徑向面對表面72之間將存在一空隙70。此乃因管元件及耦合件兩者中之容限變化。表面42與72之間的某些空隙有利於藉助給該接合提供剛性且在軸向壓緊及張力負載下使該等管元件維持彼此隔開之關係之一楔入動作來確保該等鍵嚙合該凹槽。使用圖3A及圖3B中所展示之耦合件實施例53及69形成接合與上文關於安裝就緒實施例所闡述類似地繼續進行。舉例而言，其中僅垂直鍵表面66與凹槽第一側表面36接觸，或僅成角度定向之鍵表面68與凹槽24之第二側表面38接觸之其他實施例亦可行。耦合片段浮動於墊圈60上亦係可能的，其中至少起初沒有鍵表面與凹槽表面接觸直至接合接受負載為止。
使用旋壓成形技術形成圓周凸肩、凹槽及圓緣係有利的。旋壓成形使用一固定外部模具及在該模具內沿一軌道旋轉之一滾軸工具或「心軸」。該管元件在該模具與該心軸之間保持於該模具內，且該心軸繞該模具之縱軸運行。該心軸之軌道在直徑上增加且將管元件之內表面強壓在該心軸上。隨著該心軸旋轉，其強壓該管元件之端以在形狀上符合該心軸及模具之形狀。
旋壓成形係有利的，此乃因其消除該製程對管元件外徑容限變化之敏感性。儘管可使用諸如滾壓成形之技術來冷加工管元件且產生期望之凸肩-圓緣-凹槽形狀，但由於管元件外徑之變化難以以一可接受之重複性程度確立凸肩及凹槽外徑。然而，藉由對管元件之固定外部模具使用旋壓成形，管元件外徑之尺寸變化不相關，此乃因不管該管元件之初始尺寸如何，該外部模具可靠地確立管元件之外表面尺寸。
圖7及圖8示意性地繪示一實例性旋壓成形機器136。如圖8中所展示，機器136包括形成於四個區段140、142、144及146中之一模具138。該等模具區段安裝於軸承(未展示)中且可使用各別致動器148、150、152及154可滑動地彼此朝向或遠離而移動。在此實例中，存在組態為偏移對(140與142，144與146)之四個模具區段但僅具有兩個區段之模具亦係可行的。如圖7中所展示，一旋壓成形工具(心軸156)安裝於外殼158中。外殼158具有一固定轉軸160且安裝於沿導桿164朝向及遠離模具138移動之一托架162上。一致動器166實現托架162之運動及因此心軸156朝向及遠離該模具之運動。藉由亦安裝於該托架上之一電馬達170驅動外殼158相對於軸承168上之托架162繞軸160轉動。外殼158之轉軸160實質上平行於該模具之縱軸161，此在模具區段140、142、144及146聚集在一起時得以最佳展示。然而，可相對於外殼158沿一方向移動心軸156以便自外殼轉軸160偏移其縱軸172。心軸156之偏移運動係經由安裝於外殼158上之一致動器174。一彈簧176提供恢復力，該恢復力在致動器174之力解除時使心軸之縱軸172向回移動至與外殼轉軸160共軸對準。
如圖9中所展示，模具區段(展示為140)具有一內表面178，該內表面經定形以在旋壓成形期間產生管元件134之外表面134a之一期望最終形狀。此外，心軸156具有經定形以與該等模具區段之內表面178協作之一外表面180且允許管元件134之材料變形且流動以使得當在旋壓成形製程期間將管元件134之內表面134b強壓在心軸156之外表面180上時，管元件134之外表面134a呈現由模具138之內表面178界定之期望形狀。
在操作中，如圖7至圖11中所圖解說明，致動器148及150使各別模具區段140及142彼此遠離而移動。類似地，致動器152及154使各別模具區段144及146彼此遠離而移動，藉此打開模具138。然後可將管元件134插入至該模具中。如圖9中所展示，然後藉由使用各別模具區段140及142、144及146之各別致動器將其聚集在一起來關閉模具138以抓緊管元件134之端。接下來，如圖7及圖9中所展示，致動器166使托架162朝向模具138移動。使心軸156朝向模具138移動，其中心軸之縱軸172在此時經定位以與外殼158之轉軸160共軸對準，且因此亦與由模具138界定之縱軸161及管元件134之縱軸182兩者共軸對準。將心軸156插入於由模具抓緊之管元件134內。然後藉由馬達170繞外殼158之轉軸160轉動外殼158，且馬達174移動心軸156之縱軸172以脫離與該外殼之縱軸160之共軸對準。圖10中展示此組態，其中心軸156之軸172亦自管元件134之縱軸182以及模具軸161偏移。此偏心組態致使心軸156在外殼158旋轉之後旋即繞模具138之縱軸161及管元件134之縱軸沿一圓形軌道轉動。軌道之直徑隨著致動器174繼續使心軸156進一步移動脫離外殼158之轉軸160而增加。在外殼旋轉時，心軸156相對於外殼158之繼續運動將管元件134之內表面134b強壓在心軸上。如圖11中所展示，心軸156沿其軌道繞管元件內表面行進且冷加工該材料，從而強壓管元件134之外表面134a實質上符合模具138之內表面178之形狀。在此實例中，形成凸肩22、凹槽24及圓緣26。然而，亦可端視於該模具及心軸之形狀僅形成一凸肩及凹槽，或僅圓緣及凹槽。注意，為減輕心軸156與管元件134之內表面134b之間的摩擦，心軸係自由的以繞其縱軸172轉動。一旦在完成旋壓成形製程之後旋即達成期望之凸肩-圓緣-凹槽形狀，停止外殼158之轉動，使心軸156之縱軸172向回移動至與外殼縱軸160及模具軸161對準，且使托架162遠離模具138而移動，藉此自管元件134內移除心軸156。然後藉由移開模具區段140、142、144及146來打開模具138，藉此允許自該模具移除所形成之管元件。
圖12至圖15詳細圖解說明用於旋壓成形一管元件134中之一凹槽24以及一凸肩22及圓緣26之一實例性方法。如圖12中所展示，展示心軸156恰好接觸管元件134之內表面134b，該心軸沿其增加直徑之偏心軌道繞模具縱軸161移動。在此實例中，模具138具有以彼此間隔開關係配置之第一圓周槽192及第二圓周槽194。心軸156具有第一圓周凸緣196及第二圓周凸緣198。注意，在心軸156插入至管元件134中之後，第一凸緣196與第一槽192對準，且第二凸緣198與第二槽194對準。
如圖13中所展示，第一槽192係由靠近第二槽194而定位之一第一側表面200、遠離第二槽194而定位之一第二側表面202及在第一側表面200與第二側表面202之間延伸之一底表面204界定。注意，在此實例中，第一側表面及第二側表面相對於垂直於模具軸161延伸之各別基準線206及208成角度地定向。在某些實施例中，第一側表面之定向角210小於第二側表面202之定向角212(如所展示)。第一側表面200之定向角210可介於自約20°至約50°，且第二側表面202之定向角212可介於自約20°至約75°。
第一凸緣196包含定位於該凸緣之相對側上之第一側翼表面214及第二側翼表面216。第一側翼表面214面朝第一槽192之第一側表面200，且第二側翼表面216面朝第二側表面202。第一側翼表面214及第二側翼表面216相對於垂直於模具軸161延伸之各別基準線218及220成角度地定向。第一側翼表面214之定向角222可介於自約10°至約55°，且第二側翼表面216之定向角224可介於自約10°至約75°。
在此實例性實施例中，第二槽194係由靠近第一槽192定位之一側表面226及與側表面226鄰接之一底表面228界定。在此實例中，側表面226實質上垂直於模具軸161而定向，但其亦可成角度地定向。側表面226與底表面228協作以界定凸肩22(參見圖13及圖14)。
第二凸緣198包含面朝第二槽194之側表面226而定位之一側翼表面230。如所展示，側翼表面230可相對於垂直於模具軸161延伸之一基準線232成角度地定向。側翼表面230之定向角234可介於自約1°至約45°。
參考圖14，隨著心軸156沿其增加直徑之軌道旋轉，在第一圓周凸緣196之第一側翼表面214與第一槽192之第一側表面200之間擠壓管元件134。當實現此擠壓時，觀察到凹槽24形成於管元件134之外表面134a中，其中該管元件之一部分134c遠離模具138徑向向內移動，如圖15中所展示藉由凹槽24之底42與模具138之間的空隙184證明。亦如圖14中所展示，進一步擠壓管元件134發生在第二圓周凸緣198之側翼表面230與第二槽194之側表面226之間，認為此藉由促進部分134C遠離模具138徑向向外移動而有助於凹槽24之形成。如圖11中所展示，因此形成於管元件134中之凹槽24具有小於該管元件之剩餘部分之外徑188的一外徑186。在此實例性方法中，如圖15中所展示分別藉由朝向第二圓周槽194強壓第二圓周凸緣198且朝向第一圓周槽192強壓第一圓周凸緣196進一步形成凸肩22及圓緣26。
管元件134之區134c遠離模具138之用以形成空隙184之徑向向內運動與心軸156之徑向向外移動相反且因此出人意料。此方法允許管元件134(如圖11中所展示)形成，其中凹槽24之外表面134a具有小於管元件之剩餘部分之外表面(亦即，不包括凹槽24之管元件之外表面134a)之直徑188的一直徑186。先前曾認為，僅藉由在兩個轉動滾軸之間滾壓成形該管元件才可達成此一組態，但根據本發明之旋壓成形由於抓緊管元件之固定模具之效應允許在維持該管元件之精確的且可重複外尺寸之同時達成此組態。此係出人意料的，此乃因曾認為旋壓成形僅可擴展一管元件；亦即，藉由旋壓成形而變形之一管元件之任一部分可具有大於原始尺寸之一尺寸。因此，根據常識，在一旋壓成形製程中以具有一第一外徑之一管元件開始且以具有小於該第一外徑之一第二外徑之管元件之一部分結束將係不可能的，但申請人已在根據其發明之方法中使用旋壓成形達成此。
該等管元件組態包含凸肩、凹槽及圓緣，且用於形成本文所展示及闡述之組態之方法及設備允許薄壁式管元件藉由機械耦合件接合且用於先前認為不適合於薄壁式管元件及帶凹槽之機械耦合件之高壓/高負載應用中。亦實現優於先前技術管元件之各種額外優點。舉例而言，已知鑒於管元件直徑製造容限，凹槽底42之外徑186對於耦合件與管元件之間的相容性係一重要尺寸參數。本文所揭示之旋壓成形方法准許此參數經控制以便可形成與最大及最小管徑容限相容之凹槽。此外，經放大之凸肩直徑190(凸肩22面朝外表面大於管元件外徑)與減小之凹槽底直徑(凹槽底42外徑小於管元件外徑)之組合允許在沒有一效能損失之情形下使用較輕重量之耦合件。由於凹槽及凸肩尺寸可遵守之較嚴密之容限，設計該等耦合件亦較簡單。實際上，此轉化成以較低重量及承受較高內部壓力之較強接合之較低成本耦合件。墊圈設計亦由於所負擔之較嚴密之容限而簡化，且管理形成於耦合片段之間的空隙之大小較簡單，該墊圈可透過該等耦合片段擠出成型且在高壓下爆裂。亦確保製造優點，此乃因存在管元件之較少薄化及所需要之較少冷加工，此意味著較低殘餘應力、較高剩餘伸長率及較強管元件。圓緣26之添加准許一較剛性接合且允許鍵填充凹槽且有利地採用一楔入動作。該楔入動作使管元件以一恆定距離保持在耦合件內，甚至在處於由於(例如)熱負載或一垂直管堆疊之軸向壓緊下時。此防止該等管元件受擠壓且損壞墊圈中心腿部(若存在)。經放大之凸肩亦准許該凹槽相對淺且在該管元件內呈現一較低內部外形。每一接合處之一較低外形凹槽造成較少壓頭損耗及流動穿過該等管元件之流體之較少紊流。另外，藉由形成與該凸肩同軸之凹槽，達成耦合件與管元件之間的一更均勻嚙合，從而進一步減小洩漏之可能性。
10‧‧‧管元件/管坯
12‧‧‧管狀部分
14‧‧‧閥門
16‧‧‧外徑
17‧‧‧內徑
18‧‧‧縱軸
19‧‧‧內徑
20‧‧‧端
22‧‧‧凸肩
24‧‧‧凹槽
26‧‧‧圓緣
28‧‧‧面朝外表面/表面
30‧‧‧外徑
32‧‧‧彎曲表面
34‧‧‧軸
36‧‧‧第一側表面
38‧‧‧第二側表面/表面
40‧‧‧定向角
42‧‧‧底表面/表面
44‧‧‧外徑
46‧‧‧頂點
48‧‧‧直徑/外徑
50‧‧‧管元件
52‧‧‧機械耦合件
53‧‧‧耦合件
54‧‧‧片段
55‧‧‧單體
56‧‧‧螺紋扣件
57‧‧‧端
58‧‧‧中心空間
59‧‧‧端
60‧‧‧彈性墊圈
61‧‧‧螺栓墊
62‧‧‧面向內密封表面
63‧‧‧扣件
64‧‧‧拱形表面或鍵
65‧‧‧中心空間
66‧‧‧鍵表面
67‧‧‧鍵
68‧‧‧鍵表面/表面
69‧‧‧耦合件實施例
70‧‧‧空隙
71‧‧‧片段
72‧‧‧徑向面對表面/表面
73‧‧‧片段
75‧‧‧鉸鏈
77‧‧‧相對端
79‧‧‧相對端
81‧‧‧扣件
83‧‧‧鍵
134‧‧‧管元件
134a‧‧‧外表面
134b‧‧‧內表面
134c‧‧‧部分/區
136‧‧‧旋壓成形機器/機器
138‧‧‧模具
140‧‧‧區段
142‧‧‧區段
144‧‧‧區段
146‧‧‧區段
148‧‧‧致動器
150‧‧‧致動器
152‧‧‧致動器
154‧‧‧致動器
156‧‧‧心軸
158‧‧‧外殼
160‧‧‧固定轉軸/軸
161‧‧‧縱軸
162‧‧‧托架
164‧‧‧導桿
166‧‧‧致動器
168‧‧‧軸承
170‧‧‧電馬達
172‧‧‧縱軸
174‧‧‧致動器
176‧‧‧彈簧
178‧‧‧內表面
180‧‧‧外表面
182‧‧‧縱軸
184‧‧‧空隙
186‧‧‧外徑
188‧‧‧外徑
190‧‧‧經放大之凸肩直徑
192‧‧‧第一槽/第一圓周槽
194‧‧‧第二槽/第二圓周槽
196‧‧‧第一圓周凸緣
198‧‧‧第二圓周凸緣
200‧‧‧第一側表面
202‧‧‧第二側表面
204‧‧‧底表面
206‧‧‧基準線
208‧‧‧基準線
210‧‧‧定向角
212‧‧‧定向角
214‧‧‧第一側翼表面
216‧‧‧第二側翼表面
218‧‧‧基準線
220‧‧‧基準線
222‧‧‧定向角
224‧‧‧定向角
226‧‧‧側表面
228‧‧‧底表面
230‧‧‧側翼表面
232‧‧‧基準線
234‧‧‧定向角
圖1係藉由根據本發明之旋壓成形製程形成之一實例性管元件之一縱向剖視圖；圖2係包括藉由根據本發明之旋壓成形製程形成之一實例性管元件之一閥門之一等距視圖；圖3係管元件與一管耦合件之一組合之一分解等距視圖；圖3A及圖3B係管耦合件實施例之立視圖；圖4至圖6係管元件與一管耦合件之一組合之縱向剖視圖；圖7係用於使用一旋壓成形方法製造管元件之一實例性旋壓成形機器之一示意圖；圖8係圖7中所展示之旋壓成形機器之一示意性端視圖；圖9至圖11係圖解說明旋壓成形管元件之一實例性方法之縱向剖視圖；及圖12至圖15係詳細圖解說明旋壓成形之一實例性方法之縱向剖視圖。
22‧‧‧凸肩
24‧‧‧凹槽
26‧‧‧圓緣
42‧‧‧底表面
134‧‧‧管元件
156‧‧‧心軸
184‧‧‧空隙
192‧‧‧第一槽
194‧‧‧第二槽
196‧‧‧第一圓周凸緣
198‧‧‧第二圓周凸緣

权利要求:
Claims (26)
[1] 一種在一管元件之一外表面中形成一凹槽之方法，該方法包含：在具有以彼此間隔開之關係配置之第一圓周槽及第二圓周槽之一模具中抓緊該管元件之一端；將一心軸插入於該管元件內，該心軸具有與該第一圓周槽對準之一第一圓周凸緣及與該第二圓周槽對準之一第二圓周凸緣；使該心軸沿一軌道繞該模具之一縱軸旋轉；在旋轉該心軸之同時增加該軌道之直徑以便將該心軸強壓在該管元件之一內表面上；在沿增加之直徑之該軌道旋轉該心軸之同時在該第一圓周凸緣與該第一圓周槽之間擠壓該管元件，藉此致使該第一圓周槽與該第二圓周槽之間的該管元件之一部分遠離該模具徑向向內移動藉此形成該凹槽，該凹槽具有小於該管元件之剩餘部分之外徑的一外徑。
[2] 如請求項1之方法，其中該第一圓周槽包含靠近該第二圓周槽而定位之一第一側表面、遠離該第二圓周槽而定位之一第二側表面及在該第一側表面與該第二側表面之間延伸之一底表面，該方法進一步包含在該第一圓周凸緣與該第一側表面之間擠壓該管元件。
[3] 如請求項2之方法，其中以一第一定向角定向該第一側表面，以一第二定向角定向該第二側表面，當相對於垂直於該模具之該縱軸延伸之一基準線量測時該第一定向角小於該第二定向角。
[4] 如請求項2之方法，其中以相對於垂直於該模具之該縱軸延伸之一基準線量測之自約20°至約50°之一定向角定向該第一側表面。
[5] 如請求項2之方法，其中以相對於垂直於該模具之該縱軸延伸之一基準線量測之自約20°至約75°之一定向角定向該第二側表面。
[6] 如請求項2之方法，其中該第一圓周凸緣包含定位於其相對側上之第一側翼表面及第二側翼表面，該第一側翼表面面朝該第一側表面，該第二側翼表面面朝該第二側表面，在該第一側翼表面與該第一側表面之間擠壓該管元件。
[7] 如請求項6之方法，其中相對於垂直於該模具之該縱軸延伸之一基準線成角度地定向至少該第一側翼表面。
[8] 如請求項6之方法，其中以相對於垂直於該模具之該縱軸延伸之一基準線量測之自約10°至約55°之一定向角定向該第一側翼表面。
[9] 如請求項6之方法，其中以相對於垂直於該模具之該縱軸延伸之一基準線量測之自約10°至約75°之一定向角定向該第二側翼表面。
[10] 如請求項1之方法，其中該第二圓周槽包含：一側表面，其靠近該第一圓周槽而定位；一底表面，其與該第二圓周槽之該側表面鄰接，該方法進一步包含在該第二圓周凸緣與該第二圓周槽之該側表面之間擠壓該管元件。
[11] 如請求項10之方法，其中實質上垂直於該模具之該縱軸而定向該第二圓周槽之該側表面。
[12] 如請求項10之方法，其中該第二圓周凸緣包含面朝該第二圓周槽之該側表面之一側翼表面，該方法進一步包含在該第二圓周凸緣之該側翼表面與該第二圓周槽之該側表面之間擠壓該管元件。
[13] 如請求項12之方法，其中相對於垂直於該模具之該縱軸延伸之一基準線成角度地定向該第二圓周凸緣之該側翼表面。
[14] 如請求項12之方法，其中以相對於垂直於該模具之該縱軸延伸之一基準線量測之自約1°至約45°之一定向角定向該第二圓周凸緣之該側翼表面。
[15] 如請求項1之方法，其進一步包含藉由朝向該第二圓周槽強壓該第二圓周凸緣而在該管元件之一端部分中形成一凸肩。
[16] 如請求項1之方法，其進一步包含藉由朝向該第一圓周槽強壓該第一圓周凸緣而在該管元件中毗鄰該凹槽形成一圓緣。
[17] 一種在一管元件之一外表面中形成一圓緣、一凹槽及一凸肩之方法，該方法包含：在具有以彼此間隔開之關係配置之第一圓周槽及第二圓周槽之一模具中抓緊該管元件之一端；將一心軸插入於該管元件內，該心軸具有與該第一圓周槽對準之一第一圓周凸緣及與該第二圓周槽對準之一第二圓周凸緣；使該心軸沿一軌道繞該模具之一縱軸旋轉；在旋轉該心軸之同時增加該軌道之直徑以便將該心軸強壓在該管元件之一內表面上；藉由朝向該第一圓周槽強壓該第一圓周凸緣來形成該圓緣；藉由朝向該第二圓周槽強壓該第二圓周凸緣來形成該凸肩；藉由在沿增加之直徑之該軌道旋轉該心軸之同時在該第一圓周凸緣與該第一圓周槽之間擠壓該管元件而在該圓緣與該凸肩之間形成該凹槽，藉此致使該第一圓周槽與該第二圓周槽之間的該管元件之一部分遠離該模具徑向向內移動藉此形成該凹槽，該凹槽具有小於該管元件之剩餘部分之外徑的一外徑。
[18] 如請求項17之方法，其中該第一圓周槽包含靠近該第二圓周槽而定位之一第一側表面、遠離該第二圓周槽而定位之一第二側表面及在該第一側表面與該第二側表面之間延伸之一底表面，該方法進一步包含在該第一圓周凸緣與該第一側表面之間擠壓該管元件。
[19] 如請求項18之方法，其中以一第一定向角定向該第一側表面，以一第二定向角定向該第二側表面，當相對於垂直於該模具之該縱軸延伸之一基準線量測時該第一定向角小於該第二定向角。
[20] 如請求項17之方法，其中該第一圓周凸緣包含定位於其相對側上之第一側翼表面及第二側翼表面，該第一側翼表面面朝該第一側表面，該第二側翼表面面朝該第二側表面，在該第一側翼表面與該第一側表面之間擠壓該管元件。
[21] 如請求項20之方法，其中相對於垂直於該模具之該縱軸延伸之一基準線成角度地定向至少該第一側翼表面。
[22] 如請求項17之方法，其中該第二圓周槽包含靠近該第一圓周槽而定位之一側表面及與該第二圓周槽之該側表面鄰接之一底表面，該方法進一步包含在該第二圓周凸緣與該第二圓周槽之該側表面之間擠壓該管元件。
[23] 如請求項22之方法，其中實質上垂直於該模具之該縱軸而定向該第二圓周槽之該側表面。
[24] 如請求項22之方法，其中該第二圓周凸緣包含面朝該第二圓周槽之該側表面之一側翼表面，該方法進一步包含在該第二圓周凸緣之該側翼表面與該第二圓周槽之該側表面之間擠壓該管元件。
[25] 如請求項24之方法，其中相對於垂直於該模具之該縱軸延伸之一基準線成角度地定向該第二圓周凸緣之該側翼表面。
[26] 如請求項24之方法，其中以相對於垂直於該模具之該縱軸延伸之一基準線量測之自約1°至約45°之一定向角定向該第二圓周凸緣之該側翼表面。

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法律状态:
2021-09-01| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|

优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

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US13/597,298|US9038428B2|2011-09-02|2012-08-29|Spin forming method|

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