專利名稱：管子聯(lián)接的制作方法
1．應(yīng)用領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種由多個并列布置的大多是扁平的板件固定聯(lián)接而成的板疊，本發(fā)明還涉及該板疊的制造方法。
在工業(yè)應(yīng)用中，經(jīng)常需要將多個并列布置的大多是非常薄的板件組合在一起，例如用于針織機的針床。為此目的要將許多這種零件相互聯(lián)接成為一個板疊，從而使其操作，特別是使更換更為容易。這種特點的重要性尤其表現(xiàn)在這些零件屬于易損件的情況，必須相對頻繁地進行調(diào)換的場合。用整體材料制造，例如通過銑加工的方法，特別對于薄板零件而言是不可能的，而且也不經(jīng)濟。
迄今為止，公開了不同的方法將這類零件相互聯(lián)接在一起，這些零件大多用金屬制成，特別是用可硬化碳鋼制成。
焊接的方法并不經(jīng)常采用，因為所必須的焊接溫度會使零件產(chǎn)生變形，特別是焊接時零件之間的相對位置容易發(fā)生改變。
另一種方法是粘合，但是對于只有很小的相互接觸表面的零件，其聯(lián)接的承載能力有限，而且每個板疊包括許多零件時，這種方法要耗費大量時間。
此外，還有一種公知的方法是，在零件的自由端澆鑄另一種材料，從而聯(lián)接成一個板疊。當(dāng)對承載力的要求較低時，可以注入塑料，承載力較高時要使用低熔點金屬合金，例如鉛合金或者鋅白銅。
以上方法的缺點是，澆鑄的材料大大增加了板疊的重量，特別是澆鑄金屬。所澆鑄出的板疊經(jīng)常比沒有澆鑄材料的板疊重10倍。特別是零件很薄很小時，例如針織機的薄板。
另一個缺點是，澆鑄必須在零件的自由端進行，因為在中間范圍澆鑄非常麻煩，而且必須考慮澆鑄材料在冷卻時的收縮，而這需要大量的經(jīng)驗。但是零件的自由端部分經(jīng)常作為工作表面，必須保持原狀。
另外還有一種公知的方法是，用配合銷將零件穿在一起，其中的零件上要有相互同心的孔，通過該孔將配合銷穿過。各個零件之間所要求的間隔可通過設(shè)置相應(yīng)的中間隔離套筒實現(xiàn)。
另一個缺點是，所使用的配合銷必須有極小的制造尺寸公差，所以成本很高。此外，穿過配合銷時在薄板之間設(shè)置隔離套筒很困難，而且很費時。另外，隔離套筒的累積誤差也會產(chǎn)生問題。
a)技術(shù)任務(wù)本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種板疊以及制造該板疊的方法，其制造簡單，而且成本低，從而使整個板疊的制造一方面成本低，另一方面具有足夠的精度。
b)所述任務(wù)的解決方案以上任務(wù)由權(quán)利要求1和19的特征得到解決。有利的實施例體現(xiàn)在從屬權(quán)利要求中。
通過在零件的相互同心的通孔中插入一根管子，然后對該管子進行膨脹，使各個零件固定在管子上，這種方法和以前的固定方法相比具有明顯的優(yōu)點。
所穿入的管子和配合銷相比，不需要很高的配合精度，因為管子在初始狀態(tài)下的外徑和零件通孔的內(nèi)徑之間的間隙，對板疊中的零件以后的運動間隙沒有影響，所以克服了配合銷的缺點。
每個零件在聯(lián)接時，僅需要具有正確的相對位置即可。一方面插入管子的方式簡單，因為有足夠的間隙，即約1％至2％毫米的間隙允許存在于管子的外徑和通孔的內(nèi)徑之間。另一方面，零件的聯(lián)接在管子膨脹后才完成，所以零件上的通孔有少許位置偏差或尺寸偏差都可以得到補償，這可簡化零件的制造，降低成本。此外管子本身的外徑和壁厚所需滿足的要求明顯低于配合銷的嚴格公差。
管子的壁厚例如在0.1毫米至0.4毫米之間，管子的直徑可隨著零件的尺寸有相對較大的變化。對于高度約10毫米至20毫米的零件，管子的直徑通常為3毫米。
各個零件大多用可硬化的碳鋼制成，而聯(lián)接時應(yīng)處于未硬化狀態(tài)，該鋼例如是C80或C100，而管子大多用鉻鎳鋼制成。
管子的膨脹或者采用徑向作用的壓力，如流體在管子內(nèi)作用的壓力，所述流體如液壓油或空氣，提高管子內(nèi)的壓力，使管子徑向膨脹。為此目的必須將管子至少一端密封，在另一個開口端施加壓力。
脹管可采用比較簡單的機械方法進行，例如向管內(nèi)送入一個機械部件，它在管子的內(nèi)壁上向外作用徑向力，使得管子徑向擴張。這種擴張并不需要在整個圓周上實現(xiàn)，例如僅需在徑向上相對的兩個側(cè)面擴張即可。擴張也不需要同時在管子的整個長度上進行，而是可以分段在所要求的管子縱向脹管部位上進行，即對于相互隔開的零件而言，分別在兩個相鄰的零件之間的范圍內(nèi)進行。當(dāng)然公知的機理是一次性完成管子全部長度的擴張，例如采用一個脹管桿，它包括兩個沿管子縱軸相對設(shè)置的部件。當(dāng)其中一個部件相對另一個部件偏心布置時，所述脹管桿會由于兩個部件的相對扭轉(zhuǎn)而改變其外徑，所以會擠壓管子內(nèi)壁使其擴大。另一個方案是，沿縱向相對頂推兩個楔形部件，使其相對沿徑向向外移動。
一種特別有利的脹管方法首先可用于不同長度的管子，而且相關(guān)的零件磨損很小，該方案是沿管子內(nèi)部頂推一個脹管件，該脹管件的直徑大于管子的內(nèi)徑，而且該脹管件具有與管子內(nèi)輪廓相吻合的相同形狀的外輪廓。這種脹管件可以是一個脹管頂頭，其最厚的部位位于前端。特別有利的方案是，在管子內(nèi)頂推一個具有以上性質(zhì)的圓球，或者可采用一個推桿向前機械頂推該圓球，或者用壓縮空氣等使圓球穿過管子移動。管子本身在另一個方向上必須固定在一個擋塊上。通過這種方式脹管時，在零件的狹窄通孔范圍內(nèi)，管子被擴張的外徑緊密壓在通孔內(nèi)徑上。對于非常薄的、不穩(wěn)定的零件而言，甚至可使該零件平面發(fā)生有限的彎曲，但是這種彎曲中，由于零件的固有彈性可使零件可靠地固定在管子的外徑上。
在通常情況下和/或在附加的情況下，在零件的范圍內(nèi)，對管子材料進行脹管時，在通孔內(nèi)將沒有地方膨脹，所以會沿縱向朝著各個零件之間的間隔區(qū)域流動。通過這種材料流動，在零件之間以及在零件通孔之間的范圍內(nèi)，管子會向外隆起，從而實現(xiàn)了額外的形狀固定，使零件可靠地固定在管子的所要求的軸向位置上。
和脹管方法的類型無關(guān)，沿徑向脹管時同時會造成管子縮短，在所述尺寸關(guān)系情況下，該縮短將在管子初始長度的大約1％的范圍內(nèi)變化。這種自動縮短特別是在頂推圓球的脹管方法中出現(xiàn)，所以是有利的，因為在許多情況下，由相互聯(lián)接的零件組成的板疊不允許超過一個特定的最大程度。如果在這種情況下將管子脹管之前的初始長度選擇為板疊的最大長度，則可保證最終完成的板疊不會超過這個預(yù)定的最大極限。
如果零件沿管子的縱向直接相互靠在一起，則脹管最好在通孔的至少一個端面進行，這是必要的，以便在脹管時允許管子膨脹時發(fā)生位移的管子材料流動，以實現(xiàn)縱向上的形狀聯(lián)接。如果零件不是整體式的，而是例如需要補充焊接時，即焊接至少兩個沿縱向并排布置的零件或薄板時，可為此目的僅對兩個相互聯(lián)接的零件中的一個通孔用脹管聯(lián)接，而零件的另一部分的通孔雖然是同心的，但選擇了較大的直徑，所以該較大直徑部位可用于容納脹管時發(fā)生流動的管子材料。
c)實施例下面對照附圖所述實施例對本發(fā)明做進一步的說明。


圖1表示板疊的主視圖，沿管子3的縱向觀察，圖2表示沿剖面線X-X所做的板疊剖面圖，圖3表示板疊的另一種結(jié)構(gòu)，其視圖方向和圖2相同，圖4也表示另一種板疊，其視圖方向和圖2及圖3相同。
圖1表示本發(fā)明所述板疊，它在觀察方向上包括前后排列在一起的薄板1a和1b，還包括將這些薄板1a、1b聯(lián)接在一起的管子3。在薄板覆蓋的范圍內(nèi)有3根管子3相互平行穿過薄板1a、1b上的對應(yīng)的同心通孔2a、2b、2c，薄板1a、1b即固定在管子上。
三個通孔2a、2b、2c以及穿在孔內(nèi)的管子3并沒有處在同一條線上，而是構(gòu)成一個三角形。
另一種可能是，將管子3中的至少一根穿過處在點劃線上方的通孔，即僅穿過薄板1a延伸。
圖1所示的板疊是一臺平式針織機的針床。
所述板疊的結(jié)構(gòu)和固定從圖2至圖4中更易于識別，圖中表示出了管子3與薄板1a、1b、…或1、1’之間沿方向X-X的聯(lián)接狀態(tài)。
如圖2所示，并排布置的薄板1a、1b、…沿縱向10直接相互靠在一起。每個塊薄板1a、1b、…均由兩塊薄板分段1、1’組成，它們例如通過點焊的焊點16相互聯(lián)接成一個整體。
如圖1所示，薄板分段1’向上凸起，所以在制成的板疊上，薄板分段1’相互構(gòu)成了位于其中間的零件的導(dǎo)向件，而且該導(dǎo)向件的槽底是由薄板分段1形成的。
如果板疊如圖2所示，其端面必須與薄板分段相同的方式封閉，則薄板或者用三個相互焊接在一起的薄板分段1、1’、1，如圖2的左側(cè)端面所示，或者僅有一個薄板分段1。
薄板分段在焊接之前已經(jīng)在每塊薄板分段1、1’上的同心位置上制出通孔2、2’，但其尺寸不同，例如薄板分段1的通孔2尺寸有一個很小的間隙17，如1％至2％毫米，即其尺寸大于管子3在初始狀態(tài)下的外徑4，而位于薄板1’上的通孔2’則明顯大于薄板分段1的通孔2，兩者是同心布置的，并且在該相對位置上由焊點16相互聯(lián)接在一起。
在較小通孔2的同心孔內(nèi)可如圖1所示用管子3穿過整個板疊的每一個通孔2，圖中所示的是通孔2a、2b、2c。管子3有一個特定的初始長度LA，該長度如圖2所示位于縱向10上。
管子3的外徑以及通孔2a、2b、2c同樣具有圓形輪廓，當(dāng)然也可采用其他輪廓。
然后將管子3與薄板1a、1b、…聯(lián)接在一起，其方法是在縱向10上從一個端面將圓球7放入管子3內(nèi)，并頂推穿過整個管子，圓球的外徑9大于管子3在初始狀態(tài)下的內(nèi)徑12。圓球7由一根推桿8向前頂推，并沿縱向10壓向管子3的端面的擋塊18，但是該擋塊并沒有設(shè)置在管子3內(nèi)部。
此時開始對管子3進行機械脹管，其中管子3的材料在近似室溫的條件下發(fā)生冷流動，即塑性變形。在較小的通孔2的范圍，管子3的材料首先被向外擠壓，直至達到通孔2的內(nèi)表面。繼續(xù)沿徑向向外擴張無法進行時，管子材料將沿縱向10流動，從而被擠壓進較大的通孔2’，并在其范圍內(nèi)再向外做徑向流動，從而構(gòu)成朝外的隆起19，19’。
較大的通孔2’的大小應(yīng)當(dāng)按以下方式選擇，使其隆起19盡可能不與較大通孔2’的內(nèi)表面接觸。
根據(jù)管子3材料的流動性可產(chǎn)生相應(yīng)的隆起19，一種隆起的側(cè)面邊緣的凸起十分平坦，或者另一種隆起19’，其側(cè)面邊緣的凸起相對較大。
在較小通孔2的范圍內(nèi)，管子材料沿徑向外擠壓時，相應(yīng)的薄板1僅通過摩擦聯(lián)接保持在軸向位置上，而隆起19的作用則是將薄板在軸向上固定在管子3外表面上，此時具有較陡側(cè)邊緣的隆起19’當(dāng)然可提供更好的形狀聯(lián)接。
由于管子3的材料基本上沿徑向向外移動，所以在整體上管子3的初始長度LA將縮短，縮短后的長度L要短0.5％至2％。因為最終的長度L就是板疊在縱向10上的長度，所以管子3的端面通常與第一片和最后一片薄板1聯(lián)接，這樣可保證板疊的總體長度保持在一個預(yù)定的上限內(nèi)，只要管子3具有初始長度LA，則它對板疊的所有管子都是相同的，而且代表了板疊制成后的最大長度。
如果薄板分段1、1’沒有相互聯(lián)接，即缺少焊點16，則具有較大通孔的薄板分段1’在板疊完成后可繞管子3擺動。
圖3的觀察方向和圖2一樣，但表示的是另一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)的板疊。圖3所示板疊由相同的分別為整體式的薄板1a、1b、1c…組成，它們以一個確定的間隔20相互平行排列。為制造板疊，要將所述薄板1a、1b、1c…以正確的間隔預(yù)先定位，然后將管子3穿過通孔2，其中通孔2相當(dāng)于圖2中的薄板1上的較小的通孔2，其相對管子3的關(guān)系也相同。
該實施例中也通過管子擴張實現(xiàn)管子3的材料發(fā)生所要求的冷流動，從而在薄板1a、1b、1c…之間形成隆起19和19’。
如圖3所示，脹管采用一個脹管頂頭14，它和圓球7一樣沿縱向推入管子內(nèi)，并且以其最寬的位置將管子3的內(nèi)徑擴大，從而使管子外徑也按圖2所示方式擴大。和圓球3相比，這種脹管頂頭14的缺點是，磨損始終發(fā)生在相同的位置上，即脹管頂頭14的最寬部位，該部位在繼續(xù)脹管過程中將向后縮小，而圓球3的磨損卻均勻發(fā)生在整個圓球表面上。此外其工作推力遠大于使用自由圓球所需的推力，因為頂頭或者必須完全拉回來，或者相反，完全穿過管子后取出。所以將脹管頂頭14與推桿固定聯(lián)接在一起可以簡化操作。
圖4所示的板疊結(jié)構(gòu)中，其薄板1a、1b、1c直接相互靠在一起，但都是整體式薄板。
通孔2通常用鉆孔或沖壓方法得到。為使管子3的材料能夠向外沿徑向擴張，并且不均勻地分布在軸向上，通孔2a、2b、2c…分別從薄板1a、1b、1c的端面出發(fā)形成一個擴徑15，其形狀為鉆孔倒角。該擴徑也可只存在于薄板的一個側(cè)面。同樣該擴徑也可設(shè)置在通孔的圓周上并具有特定的角度范圍。
權(quán)利要求
1．多個零件相互聯(lián)接的方法，所述零件特別是薄板(10)在縱向(10)上并列布置，其主平面垂直于縱向(10)并且構(gòu)成一個板疊(13)，其特征是，a)在所述零件特別是板疊(1a，1b，1c)的至少一個同心通孔(2)內(nèi)插入一根沿縱向(10)布置的管子(3)，b)所述管子(3)的外徑(4)僅稍小于通孔(2)，并且c)膨脹所述管子(3)，直至通過其外徑(4)的擴大將所述零件，特別是板疊(1a，1b，1c)固定在管子(3)上。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述管子(3)用金屬，特別是鉻鎳鋼制成。
3．如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征是，所述管子的壁厚(16)在0.1至0.4毫米之間。
4．如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征是，脹管是用一個圓球(7)穿過所述管子(3)實現(xiàn)的，管子處在定位于板疊中的狀態(tài)，所述圓球(7)的直徑大于管子(3)在初始狀態(tài)下的內(nèi)徑(12)。
5．如權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，用一根推桿(8)頂推所述圓球(7)穿過所述管子，并同時將管子位于對面的端部頂在一個擋塊上。
6．如權(quán)利要求1至4所述的方法，其特征是，脹管是通過注入一種流體，特別是機油或空氣實現(xiàn)的，將所述管子(3)的至少一個端部封閉，并向管內(nèi)施加不低于2巴的壓力。
7．如權(quán)利要求1至4所述的方法，其特征是，脹管僅在各板疊(1a，1b，1c)之間的區(qū)域進行。
8．如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征是，脹管使用一個位于推桿(9)前端的脹管頂頭(14)進行。
9．如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征是，脹管使用一個脹管棒進行，所述脹管棒插到所述管子(3)內(nèi)，對其外徑進行擴張，使得所述管子(3)的內(nèi)徑在徑向上向外壓出。
10．如權(quán)利要求9所述的方法，其特征是，所述脹管棒由若干個可作相對運動的零件組成，其中所述零件之一可在整個長度上以可擺動方式偏心設(shè)置在其他零件的縱向上，或者有兩個零件可沿縱向在斜面上相對推移，所述斜面是在所述零件上構(gòu)成的，并可相對外壓。
11．如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征是，所述圓球(7)或脹管頂頭的外徑(9)大于管子在初始狀態(tài)下的內(nèi)徑(12)，但是小于通孔(2)在初始狀態(tài)下的尺寸。
12．如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征是，所述零件，特別是薄板在縱向(10)上緊密排列。
13．如權(quán)利要求1至11所述的方法，其特征是，所述零件，特別是薄板在縱向(10)上間隔排列，并且通孔(2a，2b，2c)至少在一個端部被擴張，從而足以容納膨脹管子(3)時流入的材料。
14．如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征是，所述通孔(2a，2b，2c)在兩個端部被擴張。
15．如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征是，所述零件或板疊由多個在縱向上并排聯(lián)接，特別是相互固定聯(lián)接，而且點焊在一起的分段薄板(1，1’)組成，它們具有相互對應(yīng)的同心通孔(2，2’)，這些通孔大小不同但同軸布置，其中僅有較小尺寸的通孔(2)在擴張所穿過的管子(3)時與管子(3)固定聯(lián)接。
16．如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征是，所述零件特別是薄板上具有多個通孔(2a，2b，2c)。
17．如權(quán)利要求16所述的方法，其特征是，在所述通孔中有兩個以上的通孔(2a，2b，2c，…)不在一個平面上。
18．如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征是，為制造具有特定長度(L)的板疊，采用一根或多根具有較大初始長度(LA)的管子(3)，而且管子的擴張是通過在徑向上連續(xù)擴徑實現(xiàn)的。
19．由多個零件相互固定聯(lián)接而成的板疊，所述零件特別是薄板(1a，1b，1c)的主平面垂直于縱向(10)布置，特別是如上述權(quán)利要求中任一項所制造板疊，器特征是，所述并列布置的零件被至少一根沿縱向(10)布置的共用的管子(3)穿過，所述并列布置的零件被固定在該管子上，而且在各個零件或薄板(1a，1b，1c)的通孔(2)之間的范圍內(nèi)所述管子的外徑大于在通孔(2)范圍內(nèi)的外徑，在該范圍內(nèi)所述管子的外壁與通孔的內(nèi)徑固接在一起。
20．如權(quán)利要求19所述多個沿縱向相互聯(lián)接的板疊作為針織機針床的用途，特別是作為平式針床針織機的平式針床，尤其是分段式針床。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由多個并列布置的大多是扁平的板件固定聯(lián)接而成的板疊,本發(fā)明還涉及該板疊的制造方法。其制造方法簡單,而且成本低,從而使整個板疊的制造一方面成本低,另一方面具有足夠的精度。本發(fā)明所述多個零件相互聯(lián)接的方法,其中所述零件特別是薄板1在縱向10上并列布置,其主平面垂直于縱向10并且構(gòu)成一個板疊13,本發(fā)明的特征是,在所述零件特別是板疊1a,1b,1c的至少一個同心通孔2內(nèi)插入一根沿縱向10布置的管子3,所述管子3的外徑4僅稍小于通孔2,并且膨脹所述管子3,直至通過其外徑4的擴大將所述零件,特別是板疊1a,1b,1c固定在管子3上。
文檔編號B21D39/06GK1284902SQ98813675
公開日2001年2月21日 申請日期1998年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月24日
發(fā)明者斯特凡·克拉爾 申請人:薩克索尼亞成形技術(shù)有限公司