РУЧНОЙ РАЗВАЛЬЦОВОЧНЫЙ ИНСТРУМЕНТ (ВАРИАНТЫ)
EXPANDING HAND-HELD TOOL (VERSIONS)

Область техники
Настоящее изобретение в общем имеет отношение к развальцовочным инструментам для развальцовки конца трубы или трубки, а более конкретно, к ручному развальцовочному инструменту для развальцовки конца трубы или трубки автомобиля, такой как трубка тормозной магистрали автомобиля.
Предпосылки к созданию изобретения
Известные развальцовочные инструменты типично являются громоздкими и требуют использования обеих рук пользователя, чтобы произвести зажим трубы в инструменте и развальцевать конец трубы. Типично, трудно задать глубину трубы в развальцовочном инструменте, так чтобы произвести надлежащую развальцовку.
Раскрытие изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предлагается ручной развальцовочный инструмент для развальцовки конца трубы или трубки, которая вставлена в ручной развальцовочный инструмент и закреплена или зажата в нем. Развальцовочный инструмент может иметь стопорный элемент, который автоматически задает глубину ввода трубы или трубки в развальцовочный инструмент, так что развальцовочный инструмент позволяет пользователю задавать глубину ввода трубы, зажимать трубу на месте и развальцовывать конец трубы, все это при помощи одного и того же ручного инструмента и без необходимости визуального выравнивания конца трубы в развальцовочном инструменте и без использования обеих рук для удержания трубы, ее зажима и развальцовки конца трубы. Развальцовочный инструмент может иметь многокомпонентную цангу, которая выполнена с возможностью перемещения относительно воротника развальцовочного инструмента, чтобы зажимать цангу на трубе, причем цанга содержит внутренний элемент смещения, который смещает цангу в ее расширенное состояние, когда цанга перемещена в область большего диаметра участка воротника. Развальцовочный инструмент может иметь реверсивную развальцовочную оправку, которую пользователь может использовать для развальцовки конца трубы одним определенным образом (например, чтобы произвести развальцовку раздува), после чего пользователь может перевернуть имеющую два конца развальцовочную оправку, чтобы произвести развальцовку конца трубы другим определенным образом (например, чтобы произвести коническую развальцовку), без необходимости в разборке развальцовочного инструмента или в использовании другой оправки. Развальцовочный инструмент может иметь многоступенчатый развальцовочный привод или пневматический цилиндр, что позволяет обеспечивать усовершенствованный контроль и создавать повышенные усилия у развальцовочной оправки и конца трубы, в ответ на поступление сжатого воздуха или флюида на входной конец привода или цилиндра, или же развальцовочный инструмент может иметь вращательное приводное средство для вращательного привода резьбового штока развальцовочного инструмента, чтобы вводить оправку в зацепление с концом трубы, для развальцовки трубы.
Указанные ранее и другие задачи, преимущества и характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вид сбоку ручного развальцовочного инструмента в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.2 показан вид сбоку развальцовочного инструмента, показанного на фиг.1, с условно удаленными частями, чтобы показать дополнительные детали.
На фиг.3 показан другой вид сбоку развальцовочного инструмента, показанного на фиг.1, с дополнительными условно удаленными частями, чтобы показать дополнительные детали, и с инструментом в состоянии приема в него конца трубы или трубки.
На фиг.4 показан увеличенный вид в перспективе цанги и стопорного механизма развальцовочного инструмента, показанного на фиг.3.
На фиг.5 показан вид сбоку с частичным разрезом развальцовочного инструмента, показанного на фиг.3.
На фиг.6 показан другой вид сбоку с частичным разрезом развальцовочного инструмента, показанного на фиг.3.
На фиг.7 показан вид в перспективе развальцовочного инструмента, показанного на фиг.6.
На фиг.8 показан другой вид в перспективе с частичным разрезом развальцовочного инструмента, показанного на фиг.7.
На фиг.9 показан увеличенный вид в перспективе цанги и стопорного механизма развальцовочного инструмента, показанного на фиг.6.
На фиг.10 показан увеличенный вид в перспективе стопорного механизма развальцовочного инструмента, показанного на фиг.9.
На фиг.11 показан вид с торца развальцовочного инструмента, показанного на фиг.3.
На фиг.12 показан вид сбоку с частичным разрезом развальцовочного инструмента по линии А-А на фиг.11.
На фиг.13 показан увеличенный разрез развальцовочного инструмента по линии А-А на фиг.11.
На фиг.14 показан вид в перспективе цанги и стопорного механизма развальцовочного инструмента в соответствии с настоящим изобретением, показанного с цангой, зажатой на трубе, и с развальцовочной оправкой не в ее положении развальцовки.
На фиг.15 показан вид с торца развальцовочного инструмента в соответствии с настоящим изобретением, показанного с цангой, зажатой на трубе.
На фиг.16 показан вид сбоку с частичным разрезом развальцовочного инструмента по линии А-А на фиг.15, показанного с развальцовочной оправкой в ее положении развальцовки.
На фиг.17 показан увеличенный разрез развальцовочного инструмента по линии А-А на фиг.15.
На фиг.18 показан вид в перспективе цанги и стопорного механизма, показанного на фиг.15 и 16.
На фиг.19-21 показаны виды в перспективе частей развальцовочного инструмента в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.22 показан вид в перспективе цанги и воротника механизма для зажима трубы в развальцовочном инструменте в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.23 показан вид с торца цанги и воротника механизма, показанного на фиг.22.
На фиг.24 показан разрез цанги и воротника механизма по линии А-А на фиг.23.
На фиг.25-27 показаны виды в перспективе элементов смещения, подходящих для использования с цангой развальцовочного инструмента в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.28 показан вид в перспективе реверсивной развальцовочной оправки и держателя оправки развальцовочного инструмента в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.29 показан другой вид в перспективе реверсивной развальцовочной оправки и держателя оправки развальцовочного инструмента, показанного на фиг.28.
На фиг.30 показан еще один вид в перспективе реверсивной развальцовочной оправки и держателя оправки развальцовочного инструмента, показанного на фиг.28, после реверсирования оправки.
На фиг.31 показан разрез многоступенчатого развальцовочного цилиндра развальцовочного инструмента в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание изобретения
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.1-3, на которых показан ручной развальцовочный инструмент 10, который содержит участок 12 рукоятки, привод 14 блокировки (запирания, закрепления), привод 16 развальцовки, стопорный механизм (механизм закрепления) 18 и развальцовочный механизм 20. Инструмент 10 может удерживаться пользователем и труба или трубка 22 (фиг.3) может быть вставлена в приемный конец или участок 10а развальцовочного инструмента 10, так что пользователь может сначала привести в действие стопорный механизм 18 (например, при помощи элемента ввода пользователем, такого как кнопка или переключатель 18а), чтобы зажать трубу в соответствующем положении и на соответствующей глубине в развальцовочном инструменте 10, и затем может привести в действие развальцовочный механизм 20 (например, при помощи элемента ввода пользователем, такого как 20а), чтобы развальцевать конец трубы в соответствии с желательной формой или геометрией, как это описано далее более подробно. Таким образом, развальцовочный инструмент 10 позволяет автоматически зажимать трубу в желательном или соответствующем местоположении и затем развальцовывать конец трубы, без необходимости визуального совмещения пользователем трубы в специфическом местоположении и без выполнения пользователем любых ручных операций зажима и т.п. (кроме использования элементов 18а, 20а ввода пользователем), чтобы закрепить трубу в развальцовочном инструменте и развальцевать конец трубы, как это описано далее более подробно.
Как это показано на фиг.1-3, 5-8, 11, 12, 15, 16 и 19-21, участок 12 рукоятки содержит участок захвата в целом цилиндрический формы (или любой другой подходящей формы, соответствующей руке пользователя и позволяющей пользователю легко его захватывать), идущий вниз от привода 14 блокировки и привода 16 развальцовки и от стопорного и развальцовочного механизмов 18, 20. Элемент 20а ввода пользователя (для включения развальцовочного механизма 20) может быть доступен и расположен на участке 12 рукоятки и может содержать кнопку, спусковой крючок или переключатель, так что пользователь легко может привести его в действие, удерживая участок 12 рукоятки развальцовочного инструмента 10. Аналогично, элемент 18а ввода пользователя (для включения стопорного механизма 18) может быть расположен на участке 12 рукоятки или может быть расположен на приводе 14 блокировки или поблизости от него, и может содержать кнопку, спусковой крючок или переключатель, так что пользователь легко может привести его в действие, удерживая участок 12 рукоятки развальцовочного инструмента 10. Таким образом, пользователь развальцовочного инструмента легко может захватывать и удерживать участок рукоятки, чтобы поддерживать инструмент (и трубу или трубку, вставленную в него) во время процесса развальцовки, и может легко найти и привести в действие элементы ввода пользователем, чтобы зажать стопорный механизм на трубе или трубке и развальцевать конец трубы или трубки с использованием развальцовочного механизма. Развальцовочный инструмент имеет достаточно малые размеры, так что пользователь легко может удерживать и поддерживать развальцовочный инструмент во время процесса развальцовки и может использовать развальцовочный инструмент для развальцовки конца трубы или трубки, которая уже введена в отсек двигателя автомобиля.
В показанном варианте осуществления, рукоятка 12 закреплена на приводе 14 блокировки, который может содержать пневматический цилиндр 14а или клапан с электромагнитным управлением, который управляет выдвижением и втягиванием штока или поршня 14b, чтобы привести в действие стопорный механизм 18, так чтобы зажать трубу в развальцовочном инструменте 10. Стопорный механизм 18 расположен в корпусе 24 развальцовочного инструмента 10. Корпус 24 представляет собой в целом цилиндрический корпус, который расположен у конца привода 16 развальцовки и в котором находятся стопорный механизм 18 и развальцовочный механизм 20. Стопорный механизм 18 содержит многокомпонентную цангу 26, которая введена с возможностью перемещения в воротниковый элемент 28 (закрепленный у внешнего конца корпуса 24, удаленного от привода 16 развальцовки) и перемещается относительно воротникового элемента 28 при помощи рычага или элемента 30 перемещения цанги, соединенного со штоком 14b привода 14 блокировки.
Как это показано на фиг.4, элемент 30 перемещения цанги установлен в корпусе 24 с возможностью поворота (причем корпус условно частично удален на фиг.4, чтобы показать дополнительные детали компонентов, расположенных внутри корпуса), причем поворот осуществляют за счет выдвижения и втягивания штока 14b привода 14 блокировки. Элемент 30 перемещения цанги содержит пару ответвлений или выводов 30a, которые выходят из соответствующих участков 30b рычага (закрепленного с возможностью поворота в корпусе 24 на одном конце при помощи шарнирного пальца 30 с и прикрепленного на другом конце 30d к штоку 14b) и которые входят в зацепление с кольцом или с элементом 32 зацепления цанги, расположенным у внутреннего конца цанги 26. Таким образом, когда шток 14b выдвигается, участок 30b рычага поворачивается и перемещает ответвления 30a к кольцу 32, чтобы перемещать кольцо 32 и цангу 26 относительно воротника 28, который жестко закреплен в корпусе 24.
Как это показано на фиг.5, 8, 12 и 13, цанга 26 представляет собой узел цанги, содержащий четыре детали, причем каждая деталь выполнена с возможностью перемещения относительно других деталей между расширенной или не зажимающей ориентацией (фиг.3-13) и сжатой или зажимающей ориентацией (фиг.14-18), причем детали цанги (с изогнутыми или дуговидными внутренними поверхностями 26а (фиг.10 и 22-24) соответствуют изгибу внешней поверхности трубы 22 для заданного или выбранного размера трубы, которую развальцовывают при помощи развальцовочного инструмента) входят в зацепление с внешней поверхностью трубы или трубки 22 и зажимают ее. Факультативно, может быть предусмотрен концевой колпачок 34, который может быть снят с корпуса 24 для облегчения замены цанги 26, чтобы обеспечить желательный радиус кривизны внутренних поверхностей 26а для выбранной трубы, которую развальцовывают при помощи развальцовочного инструмента. Концевой колпачок может быть навинчен на конец корпуса, что позволяет пользователю снимать его для замены цанги на цангу другого размера для развальцовки трубы другого диаметра (причем внутренние поверхности входа в зацепление с трубой другой цанги имеют другой радиус кривизны, соответствующий диаметру выбранной трубы или трубки).
Как это лучше всего показано на фиг.13 и 17, цанга 26 имеет в целом коническую форму внешней поверхности 26b, которая вдвигается в коническую внутреннюю поверхность 28а воротника 28, за счет чего, когда цанга 26 движется к наружному, более узкому концу конического прохода воротника 28, цанга побуждается к переходу в ее закрытое состояние или состояние зажима, чтобы произвести зажим вокруг трубы 22. Факультативно и желательно, как это лучше всего показано на фиг.13 и 17, внешняя поверхность 26b цанги 26 является ступенчатой, так что имеется в целом конический участок 26 с большего диаметра и участок 26d меньшего диаметра, в то время как внутренняя поверхность 28а воротника 28 аналогичным образом имеет участок 28b конической поверхности меньшего диаметра и участок 28 с большего диаметра. В показанном варианте осуществления, внутренняя поверхность 28а воротника 28 содержит изогнутый переходный участок 28d между конической внутренней поверхностью 28b и внутренней поверхностью 28 с большего диаметра, в то время как внешняя поверхность 26b цанги содержит изогнутый переходный участок 26е между участком 26 с конической поверхности и участком 26d меньшего диаметра, чтобы облегчить введение цанги 26 в участок конической внутренней поверхности воротника 28 и движение в нем, когда стопорный механизм приводят в действие.
Конструкции цанги и воротника позволяют имеющему меньший диаметр участку 28b конической поверхности воротника 28 входить в зацепление и скользить вдоль конического фасонного участка 26 с цанги 26, когда цангу 26 побуждают входить в воротник 28 и двигаться вдоль него за счет срабатывания рычага 30 и кольца 32, за счет чего цанга 26 переходит в ее закрытое состояние или состояние зажима (фиг.17). Когда стопорный механизм отводят, цанга 26 побуждается к движению вдоль воротника в противоположном направлении и, когда коническая внешняя поверхность 26 с выходит из конической внутренней поверхности 28b воротника 28 (и будет расположена на участке 28 с внутренней поверхности большего диаметра), цанга становится свободной для расширения в ее состояние отсутствия зажима (показанное на фиг.13). Воротник 28 обычно закреплен в корпусе 24 и может входить в зацепление с внутренней поверхностью или стенкой корпуса 24 и концевым колпачком 34, когда концевой колпачок 34 навинчен на конец корпуса 24 или иначе прикреплен к нему, в то время как цанга 26 может перемещаться относительно воротника, так что она может сжиматься и производить зажим введенной трубы, или расширяться, чтобы освобождать трубу или подготавливаться к приему трубы. Факультативно, воротник и цанга могут быть реверсированы, так что воротник может перемещаться (за счет срабатывания привода блокировки и движения ответвления рычага) вокруг цанги, чтобы зажимать цангу на трубе при помощи движения рычага 30. Однако показанная конфигурация является предпочтительной, так как если труба имеет тенденцию к перемещению во время процесса развальцовки (за счет приложения сил к ее удерживаемому концу), движение трубы будет происходить в направлении, которое побуждает цангу дополнительно вдвигаться в воротник и, таким образом, увеличивает усилие зажима трубы цангой, за счет чего дополнительно ограничивается или по существу прекращается такое движение трубы. Факультативно, внутренние поверхности 26а цанги 26 могут иметь шероховатый участок или участок с накаткой, чтобы дополнительно повысить зажим трубы 22, для того, чтобы дополнительно ограничить или по существу прекратить движение трубы внутри цанги, когда цанга зажата на трубе.
Цанга 26 содержит по меньшей мере один элемент 27 смещения, расположенный внутри частей цанги. В показанном варианте осуществления, каждая из частей цанги имеет паз или канавку для приема соответствующего участка элемента 27 смещения. Элементом 27 смещения может быть любой подходящий элемент, который прикладывает направленную радиально наружу силу к частям цанги, так что части цанги могут расширяться при его перемещении по меньшей мере частично из воротника 28, и который является достаточно упругим или гибким, чтобы позволить цанге сжиматься на трубе, когда цанга движется и входит в воротник 28. Например, и как это показано на фиг.25, элементом 27 смещения может быть гибкий элемент (такой как металлический или эластомерный элемент), который может сжиматься, когда цанга сжимается, и может возвращаться в свое исходное расширенное состояние, чтобы создавать направленное радиально наружу усилие для расширения цанги. Могут быть использованы и другие элементы смещения, что не выходит за рамки настоящего изобретения. Например, может быть использован элемент 27' смещения (фиг.26), который может содержать множество металлических кольцевых участков, расположенных в канавках, образованных в частях цанги, или элемент 27" смещения (фиг.27), который представляет собой эластомерный диск (изготовленный из гибкого и сжимающегося каучука), или любой другой подходящий элемент смещения. Цанга 26 также содержит пару внешних колец 29, расположенных вокруг окружности цанги 26 на ее концах или поблизости от них (например, у участка 26d меньшего диаметра и у внутреннего конца цанги снуружи от конической поверхности 26 с, который входит в зацепление с внутренней конической поверхностью 28b воротника 28 во время сжатия цанги 26), чтобы удерживать части цанги вместе во время расширения и сжатия цанги 26. Внешние кольца 29 могут быть кольцами из любого упругого эластомерного материала, который позволяет такое расширение и сжатие цанги во время использования развальцовочного инструмента.
Стопорный механизм 18 содержит стопорный элемент 36, который расположен с возможностью перемещения у кольцевого элемента 32 и выполнен с возможностью перемещения между положением упора (остановки), в котором стопорный элемент расположен по меньшей мере частично поверх или напротив прохода для трубы через цангу 26, чтобы ограничивать вставку трубы в развальцовочный инструмент 10, и положением развальцовки, в котором стопорный элемент отведен от прохода для трубы через цангу 26, чтобы позволить развальцовочному механизму 20 входить в зацепление и развальцовывать конец трубы, вставленный через проход для трубы и блокированный на месте при помощи цанги 26 и стопорного механизма 18. Стопорный элемент 36 первоначально установлен в его положение упора (в котором он входит в зацепление с концом 22а вставленной трубы 22 и ограничивает ввод трубы в стопорный механизм развальцовочного инструмента 10), и автоматически отводится от конца трубы 22, когда развальцовочный механизм включается для развальцовки конца трубы.
В показанном варианте осуществления, стопорный элемент 36 расположен у кольцевого элемента 32 и установлен с возможностью поворота на распорке или установочном элементе 38, жестко прикрепленном к кольцевому элементу 32. Установочный элемент 38 имеет размер, позволяющий смещать стопорный участок 36a стопорного элемента 36 (который выполнен с возможностью перемещения, чтобы производить наложение на участок конца 22а трубы 22 и входить в зацепление с ним, когда труба вставлена в инструмент и стопорный элемент находится в его ориентации упора) в соответствующее местоположение относительно цанги, так что труба автоматически всегда устанавливается при желательной или соответствующей степени ввода для развальцовки конца трубы. Как это лучше всего показано на фиг.9 и 10, стопорный элемент 36 содержит стопорный участок 36a, который выступает радиально внутрь от участка 36b кронштейна, который установлен с возможностью поворота на установочном элементе 38 и может совершать поворот относительно оси 36 с поворота. Участок 36b кронштейна имеет наклонный элемент 36d, отходящий от него для зацепления с частью развальцовочного механизма 20, так что когда развальцовочный механизм 20 (содержащий держатель 40 оправки и развальцовочную оправку 42) перемещается к концу 22а трубы 22, тогда держатель 40 оправки входит в зацепление с наклонным элементом 36d и поворачивает участок 36b кронштейна относительно его оси 36 с поворота, чтобы отвести участок 36a упора от конца трубы 22.
Как это также показано на фиг.9 и 10, стопорный элемент 36 содержит смещающий рычаг 36e, идущий от оси 36с поворота в противоположном направлении относительно участка 36b кронштейна, причем элемент 37 смещения (такой как пружина кручения) установлен на установочном элементе 38 и входит в зацепление с имеющим вырез концом 36f смещающего рычага 36e, чтобы смещать смещающий рычаг 36e радиально наружу и, таким образом, смещать участок 36b кронштейна и стопорный участок 36a радиально внутрь к положению упора стопорного элемента 36. Таким образом, когда развальцовочный механизм приводят в действие для развальцовки конца удерживаемой трубы, движение развальцовочного механизма к концу удерживаемой трубы (удерживаемой за счет зажатой или закрытой цанги) побуждает держатель 40 оправки входить в зацепление с наклонным участком 36d стопорного элемента, чтобы перемещать стопорный участок 36a в его положение отсутствия упора, с отводом от конца трубы, так что развальцовочная оправка 42 может входить в зацепление с концом трубы и развальцовывать трубу. Когда операция развальцовки будет завершена и развальцовочный механизм будет отведен, элемент 37 смещения поворачивает стопорный элемент 36 назад в его положение упора, чтобы установить стопорный участок 36a стопорного элемента 36 в надлежащее местоположение для ограничения глубины вставки следующей трубы или трубки, которую вводят в развальцовочный инструмент.
Развальцовочный механизм 20 содержит держатель 40 оправки, который прикреплен к подвижному или выдвигаемому и втягиваемому штоку 16b развальцовочного привода 16, которым может быть пневматический или гидравлический привод или цилиндр 16а, который, при поступлении сжатого воздуха на газовый вход, выдвигает и втягивает шток 16b, чтобы перемещать держатель 40 оправки между его втянутым положением (фиг.1-14) и его выдвинутым положением или положением развальцовки (фиг.15-18). Держатель 40 оправки может быть навинчен на конец штока 16b или может быть прикреплен иным образом к концу штока 16b, так что продольное движение штока (за счет подачи сжатого воздуха в цилиндр 16а) перемещает держатель 40 оправки и оправку 42 вдоль корпуса 24 и внутри него. В показанном варианте осуществления (и как это лучше всего показано на фиг.13, 17 и 28-30), держатель 40 оправки содержит участок 40а приема оправки и установочный участок 40b для крепления (например, за счет резьбового крепления) держателя 40 оправки на штоке 16b. Участок 40а приема оправки представляет собой в целом цилиндрический или частично цилиндрический приемный элемент, в который частично входит оправка 42. Как это показано на фиг.28, участок 40а приема оправки имеет боковое окно или вырез 40с, позволяющий вводить и удалять оправку. Участок 40а приема оправки имеет удерживающую канавку 40d на его внутренней поверхности для приема удерживающей губки или фланца 42а оправки 42, чтобы ограничивать продольное движение оправки 42 относительно держателя 40 оправки во время процесса развальцовки. Как это показано на фиг.28, боковое окно 40с держателя 40 оправки может иметь вырез 40е у установочного участка 40b, создающий зазор для развальцовочного конца оправки 42 во время введения оправки в держатель оправки и удаления из него. Факультативно и желательно (и как это показано на фиг.29), держатель 40 оправки может иметь один или несколько удерживающих элементов 41 (таких как магниты или магнитные элементы) в боковой области участка 40а приема оправки, противоположной боковому окну 40с, чтобы магнитно притягивать металлическую оправку 42 и, таким образом, ограничивать выход (выпадение) оправки 42 из держателя 40 оправки.
Как это показано на фиг.1 и 2, корпус 24 имеет боковое отверстие или окно 24а, которое в целом совмещено с оправкой 42, когда держатель 40 оправки находится в его отведенном положении, и которое позволяет пользователю удалять оправку 42 из держателя 40 оправки, например, для замены оправки новой оправкой или оправкой другого размера или формы. Таким образом, между операциями развальцовки, пользователь легко может удалять оправку без разборки развальцовочного инструмента. Факультативно, оправкой 42 может быть реверсивная оправка, с концом 42b развальцовки раздува (расширения) и концом 42с конической развальцовки, так что пользователь может сначала произвести развальцовку раздува на трубе, удерживаемой в развальцовочном инструменте, а затем снять и перевернуть оправку 42 и произвести коническую развальцовку на конце удерживаемой трубы, причем все это время труба надежно удерживается в соответствующем местоположении для осуществления процессов развальцовки, и все это при помощи одного и того же ручного развальцовочного инструмента.
Таким образом, пользователь развальцовочного инструмента 10 может держать развальцовочный инструмент 10 за участок 12 рукоятки и вводить конец трубы или трубки 22 в приемный конец инструмента и в цангу 26, пока конец 22а трубы 22 не будет контактировать со стопорным участком 36a стопорного элемента 36 (который смещен в его ориентацию упора), за счет чего дальнейшее введение трубы будет ограничено или по существу прекращено при помощи стопорного элемента 36. Когда труба будет вставлена указанным образом (и установлена в желательное положение для развальцовки), пользователь может включить привод 14 блокировки (например, за счет срабатывания элемента 18а ввода пользователем), чтобы привод 14 блокировки произвел выдвижение штока 14b (за счет подачи сжатого воздуха в цилиндр 14а) для поворота участков 30b рычага механизма 30 перемещения цанги и перемещения ответвлений 30a в направлении приемного конца инструмента, чтобы перемещать кольцо 32 и цангу 26 относительно воротника 28 и корпуса 24 (и также чтобы перемещать стопорный элемент 36 и трубу 22), что вызывает закрывание цанги 26 и ее зажим на трубе 22, чтобы надежно удерживать трубу 22 в цанге 26 и в корпусе 24 (при этом конец трубы находится в желательном или соответствующем местоположении для развальцовки).
После закрепления трубы в развальцовочном инструменте 10, пользователь может привести в действие развальцовочный механизм 20 (например, за счет срабатывания элемента 20а ввода пользователем), чтобы развальцовочный привод 16 произвел выдвижение штока 16b (за счет подачи сжатого воздуха в цилиндр 16а) для перемещения держателя 40 оправки и оправки 42 к концу трубы 22 и в зацепление с ним. После перемещения держателя 40 оправки к концу трубы, передняя губка 40f держателя 40 оправки (которая может быть закруглена или изогнута, чтобы облегчить движение скольжения губки 40f относительно наклонного участка 36d) входит в зацепление с наклонным участком 36d стопорного элемента 36 и, когда передняя губка 40f движется вдоль наклонного участка 36d, стопорный элемент 36 совершает поворот, чтобы отвести стопорный участок 36a от конца трубы 22. Дальнейшее движение держателя 40 оправки вводит развальцовочный конец (такой как развальцовочный конец 42b раздувки) оправки 42 в зацепление с концом 22а трубы, чтобы произвести развальцовку конца 22а трубы.
После завершения первого развальцовочного процесса, пользователь может произвести повторное включение элемента 20а ввода пользователем для прекращения развальцовки (или произвести включение другого элемента ввода пользователем для прекращения развальцовки), чтобы отвести держатель 40 оправки и оправку 42, так что оправка 42 будет расположена напротив окна 24а корпуса 24. Пользователь затем может извлечь оправку 42 из держателя 40 оправки и может заменить оправку или может перевернуть оправку, так что другой развальцовочный конец (такой как конический развальцовочный конец 42 с) оправки 42 будет расположен впереди в держателе оправки и может входить в зацепление с концом 22а трубы. Пользователь затем может вновь включить элемент 20а ввода пользователем для перемещения держателя 40 оправки и оправки 42 к концу трубы 22 и для ввода оправки 42 в зацепление с ним, чтобы развальцевать конец трубы желательным образом (вновь при зацеплении с наклонным участком 36d и с поворотом стопорного участка 36a от конца трубы). Когда второй развальцовочный процесс будет завершен, пользователь может произвести повторное включение элемента 20а ввода пользователем для прекращения развальцовки (или произвести включение другого элемента ввода пользователем для прекращения развальцовки), чтобы отвести держатель 40 оправки и оправку 42. Когда держатель 40 оправки будет отведен, тогда передняя губка 42f будет отведена от наклонного участка 36d и стопорный участок 36a стопорного элемента 36 будет смещен (при помощи элемента 37 смещения) назад в его исходное положение упора у конца трубы. Стопорный механизм 18 затем может быть освобожден (отпущен), чтобы можно было извлечь трубу 22 их цанги 26 (причем цанга 26 может расширяться, когда ее конический участок 26 с перемещен и находится внутри внутренней поверхности 28 с воротника 28 большого диаметра, что создает внутренний зазор внутри цанги, позволяющий извлечь из нее развальцованный конец трубы).
Приводом 14 блокировки может быть любой подходящий привод, такой как любой подходящий линейный привод, что не выходит за рамки настоящего изобретения. Например, приводом 14 блокировки может быть пневматический привод или электрический привод, который, соответственно при подаче сжатого воздуха или сигнала на электрический вход, производит выдвижение и втягивание штока, чтобы придать цанге продольное движение относительно воротника.
Аналогично, развальцовочным приводом 16 может быть любой подходящий привод, такой как любой подходящий линейный привод. Например, развальцовочным приводом 16 может быть пневматический привод или электрический привод, который, соответственно при подаче сжатого воздуха или сигнала на электрический вход, производит выдвижение и втягивание штока, чтобы придать держателю оправки и оправке продольное движение относительно сжатой цанги и удерживаемой трубы. Факультативно, и как это показано на фиг.31, развальцовочным приводом 16 может быть многоступенчатый привод или цилиндр, в котором использованы множество поршней различных диаметров, чтобы увеличить силу, приложенную к выходному концу цилиндра (у конца штока и держателя оправки) при подаче воздушного давления на входной конец цилиндра. Как это показано на фиг.31, развальцовочным приводом 16 может быть четырехступенчатый привод (или привод с большим или меньшим числом ступеней), в котором входное воздушное давление на входном конце 16 с может приводить к существенно большей выходной силе на выходном конце цилиндра, за счет постепенно увеличивающихся выходных сил, создаваемых группами поршней 17а в группах камер 17b. Привод позволяет постепенно прикладывать все большие усилия к концу трубы за счет движения штока 16b (при поступлении сжатого воздуха на входной конец 16с, который проходит в множество камер 17b через центральный проход 17с и каналы 17d камер) контролируемым образом, чтобы развальцовывать трубу так, чтобы ограничивать или по существу предотвращать повреждение конца трубы во время процесса развальцовки.
Факультативно, развальцовочный привод может содержать любые другие подходящие устройства или механизмы для приведения в движение развальцовочного штока к концу трубы и в зацепление с ним, чтобы развальцовывать конец трубы. Например, развальцовочный привод может содержать вращательное приводное устройство, такое как пневматическое приводное устройство или ударное приводное устройство, которое может быть встроено в инструмент и может вращать резьбовой шток инструмента, чтобы придать продольное движение развальцовочной оправке в желательном или соответствующем направлении (так чтобы развальцовывать конец трубы и отводить оправку от развальцованного конца трубы). Факультативно, развальцовочный инструмент может иметь резьбовой шток, к которому имеется доступ снаружи и который может быть приведен во вращение при помощи отдельного ручного вращательного приводного средства, такого как пневматический гаечный ключ ударного действия, причем вращение резьбового штока вызывает перемещение вперед развальцовочного конца штока и его ввод в зацепление с концом трубы, чтобы развальцовывать конец трубы, причем вращение в противоположном направлении вызывает отвод резьбового штока от конца трубы. Например, резьбовой передаточный шток может быть по резьбе пропущен через корпусной участок развальцовочного инструмента, так что один конец штока входит в зацепление с оправкой (так, что вращение штока не приводит к соответствующему вращению оправки), а другой конец штока содержит соединительную головку, такую как шестигранная головка или другая не круглая головка, или головка с образованным в ней пазом, для приема приводного средства в виде звездочки или универсального гаечного ключа. Резьбовой шток может быть приведен во вращение при помощи отдельного вращательного приводного устройства или может быть приведен во вращение при помощи вращательного приводного устройства, встроенного в развальцовочный инструмент.
Таким образом, пользователь развальцовочного инструмента может устанавливать развальцовочный инструмент у трубы, которую надо развальцевать, и может привести в действие стопорный механизм (например, с использованием элемента ввода пользователем, такого как кнопка или переключатель), чтобы зажать трубу в соответствующем местоположении и на соответствующей глубине в развальцовочном инструменте, и затем может использовать пневматический гаечный ключ ударного действия или другое вращательное приводное средство, чтобы ввести его в соединительную головку резьбового штока и вращать шток для пропускания штока через корпусной участок, за счет чего оправка перемещается к концу трубы и входит в зацепление с ним, чтобы развальцевать конец трубы в соответствии с желательной формой или конфигурацией. После завершения развальцовки, пневматический гаечный ключ ударного действия или другое подходящее вращательное приводное средство могут быть реверсированы, чтобы вращать резьбовой шток в противоположном направлении для отвода оправки назад от развальцованного конца трубы. Факультативно, когда резьбовой шток отведен от конца трубы, развальцовочный элемент или оправка могут быть перевернуты и резьбовой шток может быть вновь приведен во вращение в первом направлении, для завершения развальцовки конца трубы. Могут быть использованы и другие приводные средства, такие как вращающийся электродвигатель или ручной вращающийся приводной элемент, такой как гаечный ключ или тавровый профиль, что не выходит за рамки настоящего изобретения.
Таким образом, ручной развальцовочный инструмент в соответствии с настоящим изобретением представляет собой ручной инструмент, который позволяет пользователю легко его удерживать и использовать во время процесса зажима на конце трубы или трубки и входа в зацепление с концом трубы или трубки, такой как металлическая труба или трубка автомобиля (например, трубка для тормозной магистрали автомобиля). Развальцовочный инструмент может быть использован пользователем для развальцовки конца трубы или трубки, которая уже была установлена в автомобиле, что позволяет упростить ремонт трубы или трубки или ремонт соответствующей системы. Развальцовочный инструмент позволяет автоматически ограничивать степень ввода конца трубы или трубки положением, которое является правильным или подходящим для надлежащей развальцовки конца трубы при помощи развальцовочного механизма. Развальцовочный механизм затем может быть приведен в действие для развальцовки конца удерживаемой трубы, причем, если это желательно, развальцовочная оправка легко может быть извлечена из инструмента и перевернута, что не требует разборки развальцовочного инструмента. Когда развальцовочный процесс или процессы будут завершены, развальцовочный инструмент автоматически возвращается к исходной конфигурации для ввода в него новой трубы или трубки и ограничения или останова введения трубы или трубки в желательном или подходящем положении для следующего процесса или процессов развальцовки.
Таким образом, автоматическое устройство или автоматический инструмент для развальцовки трубы в соответствии с настоящим изобретением позволяет развальцовывать конец трубы, такой как трубка тормозной магистрали автомобиля, так что труба может быть под давлением введена в зацепление с штуцером и закреплена в нем при помощи зажима. Типично, способ развальцовки трубки тормозной магистрали предусматривает сначала осуществление расширения (раздува) конца трубы и затем формирование развальцованного конца с использованием конического развальцовочного элемента. Типично, такие инструменты требуют ручного удержания обжимки, которая удерживает трубу, и вдавливания развальцовочного инструмента в конец трубы и вращения трубы или инструмента, чтобы произвести желательную развальцовку конца трубы.
Автоматический развальцовочный инструмент в соответствии с настоящим изобретением содержит участок рукоятки, участок приема трубы, большой цилиндр или привод и автоматическое устройство зажима трубы (стопорное устройство). Участок приема трубы или приемный конец инструмента содержит многокомпонентную (например, имеющую четыре четверти) цангу, которая, когда она открыта, позволяет ввести в нее трубу, и которая, когда она закрыта или зажата, будет прочно зажата вокруг трубы, чтобы ограничивать или по существу предотвращать движение трубы относительно цанги, так что труба удерживается на месте во время процесса развальцовки.
Развальцовочный инструмент в соответствии с настоящим изобретением создает автоматический упор, так что когда инструмент находится в открытом положении для приема трубы в его приемный конец, труба может быть вставлена в открытую цангу до положения, в котором конец трубы контактирует с участком останова или стопорным элементом, который автоматически располагается у конца цанги, когда цанга находится в ее открытой ориентации для приема трубы. Таким образом, стопорный элемент ограничивает степень ввода трубы, так что труба будет введена в приемный конец для развальцовки только на соответствующую глубину, так что пользователю не нужно подгонять конец трубы при помощи направляющей в попытке установить трубу в соответствующее положение для развальцовки. После введения трубы до соударения с упором, пользователь может включить элемент ввода пользователем команды блокировки или нажать кнопку блокировки, что приводит к выдвижению привода блокировки и повороту рычага блокировки (запорного рычага) относительно его оси поворота. После поворота рычага блокировки указанным образом, ответвления или выводы рычага блокировки входят в зацепление с кольцом у цанги и толкают и перемещают цангу вдоль воротника, чтобы сместить части цанги радиально внутрь и зажать ее на трубе. Таким образом, после срабатывания кнопки блокировки, труба будет надежно зажата в точном местоположении для проведения процесса развальцовки. Затем, во время операции развальцовки, держатель оправки и оправка перемещаются к концу трубы и входят в зацепление с ним, при этом стопорный элемент одновременно отходит от конца трубы, так что развальцовочная оправка может входить в конец трубы для развальцовки трубы.
Цанга развальцовочного инструмента в соответствии с настоящим изобретением представляет собой многокомпонентную цангу (например, содержащую четыре детали цангу), которая будет смещена в ее открытое положение при помощи внутреннего элемента смещения или пружины, которая смещает детали или элементы цанги радиально наружу от трубы, когда цанга будет смещена в область большего диаметра конца воротника, что позволяет ввести трубу внутрь цанги и пропустить ее вдоль цанги и через внутренний элемент смещения. Элементом смещения может быть металлическая стальная пружина, которая изгибается на четырех участках и является более жесткой на других участках, так что когда цанга сжата, внутренние участки пружины смещения могут изгибаться радиально внутрь, при этом пружина сжимается, а когда воротник движется к более узкому концу цанги, пружина может изгибаться радиально наружу в ее исходное положение, позволяя цанге расширяться в ее открытое положение, позволяющее извлекать развальцованную трубу из цанги и развальцовочного инструмента. Факультативно, могут быть использованы и другие элементы обеспечения радиального расширения цанги, такие как многокомпонентные пружинные стальные элементы или упругие элементы смещения из пластмассы или эластомера, которые создают направленное радиально наружу усилие, когда они по меньшей мере частично радиально сжаты, так что когда силы сжатия устранены, тогда элементы смещения возвращаются в их исходное состояние и производят расширение цанги, что позволяет извлекать из нее развальцованную трубу. Пружина или элемент смещения расположен внутри элементов цанги и смещен для создания направленной радиально наружу силы, так что когда цанга перемещается в область большего диаметра конца воротника, элементы цанги могут расширяться или перемещаться в направлении удаления друг от друга, что позволяет расширить отверстие в цанге или проход через цангу, так что развальцованный конец трубы может проходить через него, когда трубу извлекают из инструмента.
Развальцовочный инструмент в соответствии с настоящим изобретением также содержит двухстороннюю или реверсивную оправку, один конец которой позволяет производить развальцовку раздува, а другой конец позволяет производить коническую развальцовку (или развальцовку другой формы, в зависимости от специфического применения развальцовочного инструмента и желательной окончательной формы развальцовки конца трубы). Таким образом, единственная оправка может быть вставлена в инструмент и, после осуществления операции развальцовки раздува, оправка может быть перевернута на 180 градусов для осуществления конической развальцовки, так что не требуется введение другой оправки для осуществления каждой операции процесса развальцовки (что обычно необходимо при использовании стандартных оправок). Типично, стандартные развальцовочные оправки для ручных развальцовочных инструментов заменяют при проведении различных развальцовочных операций, что требует использования дополнительных деталей и компонентов и усложняет развальцовку трубок, особенно когда такие процессы развальцовки производят на деталях, которые уже установлены на автомобиле.
Развальцовочный инструмент в соответствии с настоящим изобретением также содержит большой ступенчатый привод или цилиндр, в котором использованы множество поршней для повышения усилия, приложенного на выходном конце цилиндра в ответ на воздушное давление на входном конце цилиндра. Развальцовочным приводом может быть трех- или четырехступенчатый привод (или привод с большим или меньшим числом ступеней), за счет чего внутреннее воздушное давление на одном конце цилиндра может создавать существенно более высокое выходное усилие на выходном конце цилиндра, в результате постепенного увеличения выходных усилий, создаваемых группами поршней и цилиндров. Такой привод позволяет контролируемым образом, постепенно, прикладывать высокие усилия к концу трубы, чтобы развальцовывать трубу так, чтобы ограничить или по существу исключить повреждение конца трубы во время процесса развальцовки.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением обеспечено автоматическое задание глубины ввода трубы при помощи цанги и стопорного элемента, так что любой пользователь может взять трубу и вставить ее в приемный конец инструмента, пока она не столкнется с упорной пластиной, за счет чего будет точно задана глубина ввода трубы, соответствующая глубине, оптимальной для развальцовки этой трубы. Пользователь затем может нажать кнопку блокировки, чтобы зажать цангу на трубе. Пользователь затем может нажать кнопку развальцовки на рукоятке инструмента, чтобы развальцовочный привод толкал оправку вперед к трубе, при одновременном повороте стопорного элемента для его вывода из контакта с концом трубы, чтобы конец трубы был доступен для осуществления развальцовки, и вводил оправку в зацепление с трубой, чтобы произвести желательную развальцовку или деформацию конца трубы. Выходной шток развальцовочного привода может создавать, например, силу около двух тысяч фунтов в ответ на приложение всего только, например, пары сотен фунтов на квадратный дюйм воздушного давления на его входном конце. После развальцовки раздува, оправка может быть смещена назад в ее исходное положение, так что пользователь может снять оправку и перевернуть ее на 180 градусов, и повторить процесс развальцовки до полной развальцовки конца трубы. Когда труба будет развальцована, пользователь может нажать кнопку блокировки второй раз, что приводит к тому, что привод втягивает запорный рычаг, что позволяет цанге перемещаться в область большего диаметра конца воротника (в ответ на радиальное расширение пружины внутри цанги), а когда оправка будет вновь сжата после процесса развальцовки, стопорный элемент будет вновь повернут так, что он будет находиться напротив конца трубы, для ограничения глубины ввода следующей трубы. Когда цанга будет полностью расширена (так что внутренний диаметр цанги будет ориентировочно в 2 раза больше диаметра в ее зажатом положении), развальцованная труба легко может быть извлечена из цанги и развальцовочного инструмента, при этом стопорный элемент будет находиться в положении, позволяющем ввести следующую трубу в развальцовочный инструмент для повтора процесса развальцовки. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением предлагается ручной развальцовочный инструмент, который является полностью автоматическим и простым в использовании, и не требует совмещения конца трубы с использованием направляющих, чтобы надлежащим образом произвести развальцовку трубы, а также не требует дополнительного удержания трубы во время процесса развальцовки, учитывая что труба зажата в цанге. Таким образом, пользователь может произвести развальцовку трубы, просто вставляя трубу до ее столкновения с упорной пластиной, а затем нажимая сначала кнопку блокировки и после этого нажимая кнопку развальцовки, причем никакие дополнительные ручные вмешательства не требуются.
Несмотря на то, что были описаны специфические предпочтительные варианты осуществления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят за рамки приведенной далее формулы изобретения.