專利名稱：用于換熱器的組裝的桿保持器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及管擴張機，更具體地，本發(fā)明涉及用于鎖定和釋放用于換熱器的 管擴張機桿的裝置。
背景技術：
在換熱器的制造中，普遍使用的一種方法是以松配合將翅片組裝在管上，然后使 管擴張，以便與翅片形成緊配合，從而將組件永久地鎖定在一起。這還在管和翅片之間提供 良好的換熱。通常，擴張機設有框架，該框架在一端處具有用于保持松散地組裝的管和翅片的 組裝夾具或套件，在另一端處具有由動力推動的沖頭(header)或壓頭(ram)。安裝在由動 力推動的壓頭上的是與夾具或套件中的管對準的多個擴張機桿。桿的端部形成有擴張端部 或錐形體(bullet)，其尺寸形成為當壓頭向前時沿著管運動，并且將管擴張成與翅片中的 開口形成緊配合。將擴張機桿固定到由動力推動的沖頭上的一種常用方法是將桿插入到?jīng)_頭的所 選的孔中并且使桿旋轉180°，該桿具有在桿靠近上漸縮端部的一側中銑削成的半槽。因 此，插入或移除桿以便轉換為不同的換熱器樣式需要各個桿被扭轉和移除，或者將各個桿 插入和扭轉以便將其固定到?jīng)_頭中。所有這些重復扭轉運動都由手完成，通常導致已知為 腕骨綜合癥的重復受壓傷害(RSI)，并且還需要額外的制造時間和工作，從而增加了制造成 本。因此，需要用于在沖頭中固定和移除擴張機桿而不會產(chǎn)生RSI情況的裝置和方法。

發(fā)明內容
本公開的一個方面提供一種用于翅片和管換熱器的組裝的擴張桿保持器。在一個 實施例中，擴張桿保持器包括第一板，其具有貫通的第一孔；以及環(huán)，其位于所述第一孔 內，所述環(huán)具有貫通的第二孔。所述第一孔和所述第二孔被構造成接收擴張桿的漸縮端部， 所述擴張桿具有接近所述漸縮端部的環(huán)形槽。偏壓部件位于所述第一孔內且在所述環(huán)與所 述第一孔的壁之間。所述偏壓部件被構造成沿第一方向朝向所述第一孔的相對壁偏壓所述 環(huán)，并且使所述環(huán)偏壓到所述環(huán)形槽中。本發(fā)明還公開了一種制造擴張桿保持器的方法，以 及用于制造換熱器的管擴張機系統(tǒng)。


現(xiàn)在參考以下結合附圖的說明，其中圖1示出了如本文所述的用于翅片和管換熱器的組裝的擴張桿保持器的一個實 施例；圖2示出了具有多個貫通的第一孔的第一板的一個實施例；
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圖3A示出了被構造成與圖1的擴張桿保持器相配合的擴張桿的漸縮端部的一個 實施例；圖3B示出了圖1的擴張桿保持器的環(huán)的一個實施例；圖4示出了具有鎖定就位的擴張桿的第一板和第二板的一部分；圖5A示出了采用根據(jù)本發(fā)明原理構造的用于制造換熱器的桿保持器的機械管擴 張機的一個實施例；以及圖5B是機械管擴張機的一部分的放大圖，其中元件定向在第一位置中。
具體實施例方式圖1示出了如本文所述的用于翅片和管換熱器的組裝的擴張桿保持器100的一個 實施例。該擴張桿保持器100包括第一板110、第二板120和平移機構130。該第一板110 包括多個貫通的孔111以及第一舌部112和第二舌部113。該多個孔111可以布置成重復 用于換熱器族(未示出)的通常截面的樣式。例如，如圖所示的多個孔111布置成36個孔 形成的行與37個孔形成的行交替排列的四個偏移行，即36個孔、37個孔、36個孔和37個 孔。確切的數(shù)量是不重要的，編排設計也是不重要的，只要該樣式大到足以容納要在同樣數(shù) 量的翅片中擴張的管的數(shù)量，而最終形成換熱器。所示的第一板110包括互鎖為拼圖塊形 式的六個局部板llOa-llOf。然而，第一板110不必由六個或任何其它數(shù)量的局部板構成， 而是可以構成為一個部件。圖中所示的實施例便于以尺寸適中的工具進行制造。較大的制 造工具的可用性使得能夠將第一板110制造為一個部件。第二板120在上表面122中包括腔體121，第一板110位于該腔體121中。在優(yōu)選 的實施例中，腔體121可以是具有長度L的槽口，該長度L比第一板的長度Ifp長。第二板 120還可以包括多個安裝孔123，以便安裝到機械管擴張機的壓頭(未示出)上。在優(yōu)選的 實施例中，腔體121的深度基本上等于第一板110的厚度，使得第一板110和第二板120的 上表面基本上共面。在另一個實施例中，擴張桿保持器100可以包括平移機構130，該平移機構130操 作地聯(lián)接到第一板110和第二板120上。該平移機構130被構造成提供用于使第一板110 相對于第二板120移動的機械力。在一個實施例中，該平移機構130可包括致動器131、附 接支架132、第一舌部支架133、第二舌部支架134和連桿135。該平移機構130通過附接 支架132在第二板120的邊緣124處聯(lián)接至該第二板120。平移機構130還通過第一舌部 支架133和第二舌部支架134在第一舌部112和第二舌部113處聯(lián)接至第一板110。連桿 135聯(lián)接第一舌部支架133和第二舌部支架134，以便精確地調節(jié)第一舌部112和第二舌部 113之間的距離，使得第一板110在滑動操作期間保持為平的。在一個實施例中，連桿135 可以具有如松緊螺桿(turnbuckle)中那樣的螺紋，也就是在一端上具有左手螺紋，在另一 端上具有右手螺紋，使得沿一個方向旋轉連桿135會縮短第一舌部112和第二舌部113之 間的距離，并且使第一板110相對于第二板120向右移動，而沿著相反的方向旋轉連桿135 會延長第一舌部112和第二舌部113之間的距離，從而使第一板110沿相反的方向移動。 然而，在另一個實施例中，致動器131可以是沿期望的方向推、拉連桿135的液壓操作的裝 置。在又一個實施例中，致動器可以簡單地是用桿適當?shù)夭僮鞯氖直?，該手柄允許在沿著適 當?shù)姆较蛞苿踊蚱珘菏直鷷r第一板110沿著適當?shù)姆较蛞苿印Ｏ旅嬲f明平移機構130的其
5它實施例的例子。圖2示出了第一板110的一個實施例，該第一板110具有多個貫通的第一孔111。 通過第一孔111可以看到第二板120的一部分以及第二板的孔230，擴張桿235的端部可以 插入穿過該孔230。在優(yōu)選的實施例中，第一孔111沿著第一板110的長度伸長，以便提供 第一孔111形成的相鄰的行之間的最佳間距。位于各個第一孔111內的是環(huán)210和偏壓部 件220，如圖所示。偏壓部件220由在壓縮時能夠施加力的彈性材料構成。例如，在有利的 實施例中，偏壓部件220可以由在壓縮時能夠施加力的橡膠或類似彈性材料構成。在一個實施例中，環(huán)210和偏壓部件220基本上與第一板110共面。然而，在其它 的實施例中，環(huán)210和偏壓部件220的上表面可以位于第一板110的上表面之下。在一個 實施例中，環(huán)210和偏壓部件220的厚度基本上等于第一板110的厚度。然而，在其它的實 施例中，環(huán)210和偏壓部件220的厚度可以比第一板110薄。環(huán)210具有貫通的中心第二孔215。中心第二孔215具有直徑da。環(huán)210還可以 具有斜面部分217，該斜面部分217作為中心第二孔215的內壁的一部分。偏壓部件220位 于第一孔111內且在第一孔111的一個壁211與相關的環(huán)210之間。大致如圖2所示，偏 壓部件220被構造成沿著第一方向朝向第一孔111的相對壁212偏壓環(huán)210，并且朝向擴張 桿235的環(huán)形槽315 (參見圖3A)偏壓環(huán)210，大致如圖2所示。圖3A示出了被構造成與圖1的擴張桿保持器100配合的擴張桿235的漸縮端部 310的一個實施例。該擴張桿235具有直徑d,。端部310是漸縮的，以便使到擴張桿保持器 100中的插入簡單化。在漸縮端部310末端，擴張桿235具有為完全桿直徑d,的區(qū)域313。 在區(qū)域313的端部處接近漸縮端部310的是環(huán)形槽315。擴張桿235的直徑4稍小于中心 第二孔的直徑da，從而使得漸縮端部310能夠輕易地穿過該中心第二孔。在優(yōu)選的實施例 中，腔體121的長度與第一板110的長度之間的差基本上等于環(huán)形槽315的深度dg。這種 尺寸關系允許第一板110相對于第二板120精確地運動，從而允許通過環(huán)210與偏壓部件 220配合而將擴張桿235配合地固定就位，以及通過使用平移機構130 (圖1)而將擴張桿 235從第一板110上移除。圖3B示出了環(huán)210的有利實施例。環(huán)210的厚度和截面與環(huán)形槽315相配合，以 便將擴張桿235保持在擴張桿保持器100(圖1)中。如圖3B的實施例所示，環(huán)210還可以 包括斜面部分217，該斜面部分217有助于將漸縮端部310引導插入到第一板110和環(huán)210 的相應的孔111和215中。圖4示出了第一板110和第二板120的一部分，其中一個擴張桿235被鎖定就位。 可以看到，漸縮端部310和為完全桿直徑d,的區(qū)域313示為延伸到第一板110之上。在由 偏壓部件220施加的力下由環(huán)210將擴張桿235保持就位?，F(xiàn)在同時參考圖2、3A、3B和4，概括來說，擴張桿235的漸縮端部310插入穿過第 二板210的孔230，同時穿過環(huán)的第二孔215和第一板110的第一孔111。當漸縮端部310 接觸環(huán)210的斜面部分217時，環(huán)210朝向所述一個壁211滑動并且被彈性偏壓部件220 抵住。在一個實施例中，彈性偏壓部件220為弓形彈性部件，該弓形彈性部件包括具有合適 的壓縮和彈性特征的橡膠段。當擴張桿235進一步插入時，區(qū)域313與內壁215平滑地接 觸，因此，擴張桿235處于第二板的孔230和環(huán)210的中心。擴張桿235的進一步插入導致 環(huán)210滑入到環(huán)形槽315中，從而將擴張桿235鎖定在擴張桿保持器100中。對形成用于
6期望換熱器的翅片和管布置所需要的各個擴張桿重復這個插入過程。當擴張桿布置不再適合于正在生產(chǎn)的翅片和管換熱器時，也就是需要新的擴張桿 235的布置或者因為某些其它的原因需要替換桿時，借助平移機構130來釋放擴張桿235。 現(xiàn)在回過去參考圖1，上面提到第二板120中的腔體的長度L長于第一板110的長度lfp。 這個長度差允許第一板110在腔體121中沿著第二板120小范圍地運動。應當注意到，在 一個實施例中，第二板120固定至將在下面說明的液壓壓頭，該液壓壓頭施加必要的力，以 便使得擴張桿235穿過管，從而將管擴張為與翅片接觸。平移機構130使得第一板110在腔體121中相對于第二板120移動，以便將擴張 桿235從在第一板110中的環(huán)210中釋放。在優(yōu)選的實施例中，平移機構130是液壓操作 的平移機構。液壓操作的平移機構是其中液壓壓力被用來引起第一板110和第二板120之 間的相對運動的平移機構。當擴張桿235被環(huán)210保持時，第一板110通過偏壓部件220 向圖1中的左側移動。當液壓壓力施加給液壓致動器131時，液壓壓力引起第一舌部支架 133、連桿135和第二舌部支架134相對于附接到第二板120上的固定附接支架132 —致地 向圖1中的右側移動。第一舌部支架133和第二舌部支架134的運動引起第一舌部112和 第二舌部113以及第一板110相對于第二板120向右平移。一旦第一板110已經(jīng)向右平移，那么彈性偏壓部件220在所述一個壁211和環(huán)210 之間壓縮，并且第二孔215與第二板的孔230對準，由此允許從擴張桿保持器100中豎直地 抽出擴張桿235。在釋放致動器131中的液壓壓力時，由于偏壓部件220施加的力，使得環(huán) 210將在第一孔111中向左移動。在可選的實施例中，平移機構130可以是機械平移機構。機械平移機構使用一個 或多個機械裝置，例如杠桿、螺桿或其它本領域技術人員公知的簡單機械裝置，以便使第一 板Iio在腔體121中移動。在又一個可選的實施例中，平移機構130可以是電氣平移機 構。電氣平移機構的例子可以是應用至合適材料的電磁場，該合適材料也就是鋼、鐵、鐵磁 體等，該合適材料聯(lián)接至第一舌部支架133和第二舌部支架134，以便使第一板110在腔體 121中移動。圖5A和5B示出了采用根據(jù)本發(fā)明原理構造的用于制造換熱器的桿保持器的機械 管擴張機500以及機械管擴張機的一部分的放大圖，其中元件定向在第一位置中。該機械 管擴張機500包括直立框架510，該直立框架510具有定向在其下端部530附近的基板520， 該基板520具有常規(guī)結構540，該常規(guī)結構540用于保持在基板520上組裝多個翅片F(xiàn)和同 樣多的管T，該翅片F(xiàn)松散地堆疊在管T上并且由前述結構540支撐。壓頭驅動缸550在直立框架510的上端部560附近安裝在直立框架510上。壓頭 驅動550具有伸長的壓頭555，該壓頭555的縱向軸線豎直地延伸。壓頭555的下端部固定 至壓力板570，壓力板570上承載多個擴張機桿580，該多個擴張機桿580固定在根據(jù)本發(fā) 明原理構造的桿保持器590中。擴張機桿580具有平行的軸線并且每個軸線都與管T中所 選的一個管的軸線對準。每個擴張機桿580都在其下端部處具有擴大的管擴張末端583。 當壓頭驅動缸550被觸發(fā)時，壓頭555往復地驅動壓力板570。任何與桿保持器590連接的 擴張機桿580也將被往復地驅動到對準的管T中，使得擴大的管擴張末端583將擴張該管 T，從而變得與之前松散地堆疊在前述管T上的翅片固定地接合。擴大的管擴張末端583在 本領域中還已知為擴張機錐形體(expander bullet)。如圖所示，擴張機桿580延伸穿過引導板573和575。豎直引導桿579被設置成用于引導壓力板570和機械管擴張機500的其 它往復部分的豎直往復運動。當需要改變擴張機桿580的數(shù)量、間距或布置時，從桿保持器 590釋放擴張機桿580，如上所述。桿保持器590釋放擴張機桿580的操作可以通過控制面 板、借助將液壓壓力引導至致動器來實現(xiàn)，如上所述。然后將桿580的新的布置插入到桿保 持器590中。本文中公開的發(fā)明可適于與各種不同的機械管擴張機一起使用，其中美國專利 5，220，722,5, 353，496和6，176，006中公開的機械管擴張機是代表性的例子。前述三個專 利中的公開內容通過參考而并入本文。從而，已經(jīng)說明了用于翅片和管換熱器的組裝的桿保持器。該桿保持器的特征在 于容易插入桿和確實地保持住桿，以及當需要重新構造時方便地釋放桿。本申請所涉及的領域中的技術人員將會理解，可以對所述的實施例進行其它的和 進一步的增加、刪除、替換和修改。
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權利要求
一種用于翅片和管換熱器的組裝的擴張桿保持器，包括第一板，其具有貫通的第一孔；環(huán)，其位于所述第一孔內，所述環(huán)具有貫通的第二孔，所述第一孔和所述第二孔被構造成接收擴張桿的漸縮端部，所述擴張桿具有接近所述漸縮端部的環(huán)形槽；以及偏壓部件，其位于所述第一孔內且在所述環(huán)與所述第一孔的壁之間，所述偏壓部件被構造成沿第一方向朝向所述第一孔的相對壁偏壓所述環(huán)，并且使所述環(huán)偏壓到所述環(huán)形槽中。
2.根據(jù)權利要求1所述的擴張桿保持器，還包括第二板，所述第二板在其表面中具有 腔體，所述腔體被構造成在所述腔體中接收所述第一板，并且所述腔體具有貫通的第三孔。
3.根據(jù)權利要求2所述的擴張桿保持器，還包括平移機構，所述平移機構具有聯(lián)接到 所述第一板上的第一端部和聯(lián)接到所述第二板上的第二端部，并且所述平移機構被構造成 沿著與所述第一方向相反的第二方向使所述第一板相對于所述第二板移動。
4.根據(jù)權利要求1所述的擴張桿保持器，其中，所述偏壓部件是弓形彈性部件。
5.一種制造用于翅片和管換熱器的組裝的擴張桿保持器的方法，包括 提供第一板，所述第一板具有貫通的第一孔；將環(huán)定位在所述第一孔內并且與所述第一板共面，將所述環(huán)構造成具有貫通的第二 孔，以便接收穿過所述環(huán)的擴張桿的端部，所述擴張桿具有接近所述端部的環(huán)形槽；以及將偏壓部件放置在所述第一孔內且在所述環(huán)與所述第一孔的壁之間，并且將所述偏壓 部件構造成沿第一方向朝向所述第一孔的相對壁偏壓所述環(huán)，并且使所述環(huán)偏壓到所述環(huán) 形槽中。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，還包括提供第二板，所述第二板在其表面中具有腔 體，所述腔體被構造成在所述腔體中接收所述第一板。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，還包括將平移機構的第一端部聯(lián)接到所述第一板上， 以及將所述平移機構的第二端部聯(lián)接到所述第二板上，并且進一步將所述平移機構構造成 沿著與所述第一方向相反的第二方向使所述第一板相對于所述第二板移動。
8.一種用于制造翅片和管換熱器的機械管擴張機系統(tǒng)，包括 直立框架，其具有上端部和下端部；壓頭驅動缸，其安裝在所述直立框架上的所述上端部附近； 擴張桿保持器，其能夠聯(lián)接至所述壓頭驅動缸，所述擴張桿保持器具有 第一板，其具有貫通的第一孔；環(huán)，其位于所述第一孔內，所述環(huán)具有貫通的第二孔，并且所述環(huán)被構造成接收穿過所 述環(huán)的擴張桿的端部，所述擴張桿具有接近所述端部的環(huán)形槽；以及偏壓部件，其位于所述第一孔內且在所述環(huán)與所述第一孔的壁之間，所述偏壓部件被 構造成沿第一方向朝向所述第一孔的相對壁偏壓所述環(huán)，并且使所述環(huán)偏壓到所述環(huán)形槽 中；以及基板，其位于所述下端部附近，所述基板上具有管和翅片支撐結構。
9.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，還包括第二板，所述第二板在其表面中具有腔體，所 述腔體被構造成在所述腔體中接收所述第一板，并且所述腔體的長度比所述第一板的長度長。2
10.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，還包括平移機構，所述平移機構具有聯(lián)接到所述第一 板上的第一端部和聯(lián)接到所述第二板上的第二端部，并且所述平移機構被構造成沿著與所 述第一方向相反的第二方向使所述第一板相對于所述第二板移動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于組裝翅片和管換熱器的擴張桿保持器。該擴張桿保持器包括第一板，其具有貫通的第一孔；以及環(huán)，其位于所述第一孔內，所述環(huán)具有貫通的第二孔。所述第一孔和所述第二孔被構造成接收擴張桿的漸縮端部，所述擴張桿具有接近所述漸縮端部的環(huán)形槽。偏壓部件位于所述第一孔內且在所述環(huán)與所述第一孔的壁之間。所述偏壓部件被構造成沿第一方向朝向所述第一孔的相對壁偏壓所述環(huán)，并且使所述環(huán)偏壓到所述環(huán)形槽中。本發(fā)明還公開了一種制造擴張桿保持器的方法，以及用于制造換熱器的管擴張器系統(tǒng)。
文檔編號B21D53/08GK101954431SQ20101022697
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月12日 優(yōu)先權日2009年7月13日
發(fā)明者D·C·邁克丹尼爾, R·G·厄特克爾 申請人:雷諾士工業(yè)股份有限公司