专利名称：胀芯以及使用胀芯的扩管方法和扩管机以及具有用该扩管法扩管的热交换管的热交换器的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及用于空调机热交换器中所用的横翅片盘管的加工的胀芯，采用胀芯的扩管法和扩管机，和具有用该扩管法扩管的热交换管的热交换器。
空调机热交换器中使用的横翅片盘管是通过将多根热交换管贯穿过多个翅片并利用扩大管子将管子固定到翅片上而制造的。
机械型扩管机广泛地用于横翅片管的制造。常规的机械型扩管机示于图22和23。虽然这里所示的常规扩管机是水平式的，但垂直式扩管机也用同样原理进行扩管加工。
常规的，机械型扩管机(水平式的)包括一个水平底座1；一个活动机架4，它在底座上设置的一对前后固定机架2，3之间作向后和向前运动；以及多个芯子5，5…它们水平布置在固定机架2，3之间，在基础端与活动机架4相连，而在前端装有胀头。
为了扩管，要扩管的横翅片盘管W首先固定在固定机架2前面的底座1上，而然后活动机架4向前移动。芯子5，5…那时同时被推进，穿过固定机架2，因此装在芯子前端的胀头被强行插入到横翅片盘管的散热管中，以致同时扩大了散热管。
这个常规的机械型扩管机为了拉出芯子需要富余空间而增加了长度。一般来说，常规型机需要有横翅片盘管总长4倍的长度。由于这样，这个常规的机械型扩管机有着机器尺寸大的缺点。
还有，由于芯子不能插入到弯曲的热交换管中，就存在具有如图24和25中所示的弯曲的热交换管的，L型或U型的横翅片盘管不能进行扩管加工的限制。由于这个限制，在横翅片盘管为L型或U型的情况下，在横翅片盘管进行弯曲加工之前，先作扩管并将管子固定到翅片上，而然后对横翅片盘管作弯曲加工。
但是，对于这种扩管工艺，有弯曲时翅片易受损坏的缺点。此外，这个工艺难以用于多排盘管，因为在多排盘管中，曲率半径不同的内侧和外侧盘管必须互相间隔开来。
为了解决这些问题，液压型扩管机已被提出。该液压型扩管机实际上用于总长大于2米的大型横翅片盘管。
但是，在这个液压型扩管机用于L型或U型横翅片盘管的地方，在热交换管的弯曲部分产生了加工硬化，因此这些弯曲部分未充分扩大。因为这样，这些热交换管就在其弯曲部分未充分固定到翅片上，结果导致性能降低约5％。
而且，由于代用的碳氟化合物厌水，甚于别的任何东西，就难以为将来的使用推广液压扩管机。还有，可以预料，已经采用的液压型扩管机将不得不用机械型扩管机代替。
因此，一直在期待还可应用于弯曲处理过的横翅片盘管的小型机械型扩管机的开发。
本发明的目的是要提供一种能用于机械扩管和能显著减小该机器长度的胀芯。
本发明的另一个目的是要提供一种扩管法和一种扩管机，使能减小扩管机的长度，尽管是机械型扩管机，而且还能扩甚至是弯曲处理过的横翅片盘管；和具有用该扩管法扩管的热交换管的热交换器。
本发明的胀芯是挠性的胀芯，包括多个芯件，这些芯件可插入到要扩的管子中，并且是互相连成一串，以便在连接部分弯曲，同时在其前端配有一个胀头。
该挠性芯子可以是通用型的，如
图1和2中所示，其中多个芯件11，11，…由短棒状的元件构成，并且相邻的芯件11，11如此互相连接，以致于是挠性的。
该挠性芯子也可以是念珠型的，如图12和13中所示，其中多个芯件11，11，…由球形件组成，这些球形件具有贯穿直径的通孔11a，一根金属线14通过该通孔将多个芯件11，11，…连接成一串。
在念珠型的芯子10中，如图12中所示，最好间隔件介于相邻的芯件11，11之间，每一个间隔件在中心处有一个通孔15a，以便金属线14穿过那里，而在相反的二端有球面座15b，15b以便芯子11，11与此保持面接触。
本发明的扩管法为纵向推力从管子的外面被施加到上述挠性芯子上，以致强行将芯子前端的胀头推入到管子中去。
在本发明的扩管法中，最好通过将它缠绕在卷筒上的方法将挠性芯子收存起来。
本发明的扩管机包括将挠性芯子绕在上面来收存挠性芯子的卷筒和一个芯子进给机构，以及从管子的外面给芯子施加一个纵向推力从而强行将芯子前端的胀头推入到管子中去。
在本发明中提出的扩管机中，提供了一个工作台，要扩管的横翅片盘管固定在工作台上，并且装有卷筒和芯子进给机构的扩管装置在固定在工作台上的横翅片盘管的管子布置方向上是可往复移动的。
最好，扩管装置这样设计，以致可同步操作多个芯子。
在本发明中提出的扩管机中，扩管装置采用4个芯子，以及布置在4个菱形顶点的4个芯子用的进给通道。
不仅是连接于卷筒的芯子进给机构，而且卷筒也可以起芯子进给机构的作用。
在本发明中提出的扩管机中，提供了连接于卷筒的芯子进给机构。该进给机构包括直线地引导芯子的一个芯子导向件；依靠一对曲柄机构造成沿芯子导向件朝二个相反方向作同步的往复运动的一对滑动件；以及活动的卡钉，这些卡钉配置在滑动件处并且可以垂直于芯子导向件移动，以便与芯子导向件中芯子的芯件的凹入部分相配。
该通用型芯子，包括易于在那里形成凹入部分的长的芯件，适合作为与这种结构的机器一起使用的芯子。
在本发明中提出的扩管机中，提供了(i)一个卷筒，该卷筒有一条用来沿它缠绕芯子的螺旋槽并且让沿螺旋槽缠绕的芯子利用其正向转动从卷筒的进/出部分进给，而利用其反向转动让芯子沿螺旋槽缠绕；(ii)一个芯子导向件，置于卷筒的芯子进/出部分。芯子卷筒在其外圆部分周围设有一个护套，以便套住除芯子导向件之外的螺旋槽区域。
最好，护套加以支持，以便可与卷筒一起转动。而且，包括球形芯件的念珠型芯子适合作为用于上面刚提到的扩管机的胀芯。
还有，最好卷筒设有(i)可与缠绕在螺旋槽上的念珠型芯子的一串芯件的端部接合的止挡和(ii)用来拉穿过一串芯件的金属线的一端以使该串芯件的端部与止挡产生弹性接触的弹性元件。
而且，最好支持卷筒，护套和芯子导向件的滑动座架这样支持，以便在卷筒的轴向相对于基座作往复运动，并且设有驱动机构，以便向前和向后以一定的间距移动滑动台。
本发明的特点在于热交换器具有用上述扩管法胀的热交换管。
接下来，在下文将说明具有上述结构的胀芯、使用这种胀芯的扩管法和扩管机；以及具有用该扩管法扩的热交换管的热交换器的作用和效果。
首先，在本发明的胀芯的情况下，当纵向推力被从例如横翅片盘管的热交换管的外面施加于胀芯时，该推力被传递到芯子前端的胀头，因此，尽管胀芯具有挠性，胀头仍被强行推入到要扩的管子中去。此外，胀芯能借助于它的挠性而卷绕，故减小了所装备的胀芯的长度。而且，由于胀芯能穿过弯曲处理过的热交换管的弯曲部分，所以它甚至能伸入弯曲处理过的横翅片盘管。
其中，念珠型胀芯，由于采用球形芯件，故能平滑地按热交换管的曲率弯曲并能容易地扩甚至曲率半径小的管子。因此，它尤其适合于弯曲处理过的横翅片盘管的扩管加工。还有，由于多个芯件用金属线串联连接，故胀头能容易地用不同直径的另一个更换。
在念珠型胀芯中，在间隔件介于相邻的芯件之间的场合，虽然各个芯件是由球形元件构成，但各个芯件能串联连接，同时它们能互相面接触。这就形成限制各个芯件局部磨损和破损的结果，并且从外界施加的推力被有效地传递到胀头，从而有效地扩具有弯曲部分的热交换管。
此外，由于扩管法和扩管机是采用该胀芯的机械型的，可以实现均匀的扩管加工而不影响热交换管的处理状况、硬度等等情况，而且还适应转换到代用的碳氟化合物而没有任何问题。加之，由于胀芯具有挠性，尽管是机械型的，扩管机的总长可以通过收紧胀芯来大大减小，同时胀芯还可用于弯曲处理过的L型或U型横翅片盘管。
在本发明中提出的扩管机中，由于提供的扩管装置在要扩的横翅片盘管的管子的布置方向是可移动的，固定在工作台上的横翅片盘管的热交换管可以根据装置的数目用间歇驱动扩管装置来扩管。因此，扩管工作可以有效地进行，并且扩管装置可以减小尺寸。
在本发明中提出的扩管机中，通过有选择地使用在4个菱形的顶点处设置输出通道的4个胀芯中的上下二个芯子和左右二个芯子，可以胀具有直线部分的互相以不同的间距间隔开的若干种发夹形热交换管。还有，这个扩管机，通过使用二个斜向对正的胀芯，能容易地用于布置型式不同的发夹形热交换管。
这样，由于这个扩管机能适应几个不同种类的和几个不同布置型式的热交换管，机器的费用可以降低并且转换所需的劳动可以节省。
这里使用的“发夹形热交换管”意指在U状型式的中部弯曲的热交换管，并且它包括一对直线部分和一个U形部分。采用了几种不同的发夹形热交换管，它们直线部分之间的距离不同。而且，是发夹形热交换管的直线部分要进行扩管，而位于最外层翅片的外面的，它的U形部分不进行扩管。
在本发明中提出的扩管机中，同时朝相反方向运动的一对滑动件中的向前运动滑动件处的卡钉与芯件的凹形部分相配，而向后运动滑动件处的卡钉与芯件脱开，因此胀芯总是能够接受到来自任一滑动件的推进力，从而使前进运动连续。这些卡钉能设置成不与芯件发生咬合，以便使胀芯保持在停止状态。
这样，这对滑动件和卡钉的同步运动允许卷绕的胀芯用简单的机构稳定地进给并且便于与选择使用的胀芯配合。
在本发明中提出的扩管机中，沿螺旋槽缠绕的胀芯依靠卷筒的正向转动被强行从芯子导向件送到热交换管。因此，不需要任何专门的进给机构，并且机器总的结构就得以简化。
此外，由于护套围绕卷筒的外圆部分设置，就可防止在进给胀芯时沿螺旋槽缠绕的胀芯往外偏离，并且卷筒的转动力被有效地转换成胀芯的进给力，从而获得有效的扩管。
依靠卷筒的反向转动，已经完成扩管的芯子可以沿螺旋槽收存起来以节省空间，并准备下一次扩管以提高可操作性。
而且，依靠该扩管机与由多个球形芯件组成的念珠型芯子一起使用，甚至弯曲成L形或U形的热交换管也可以容易地扩管。
还有，依靠护套与卷筒一起转动，胀芯可以从卷筒进给并可被缠绕在那上面，阻力较小，因此转动卷筒的驱动功率损失小，从而提高了运动效率。
再有，依靠卷筒设有可与念珠型胀芯的该串芯件的端部接合的止挡；固定金属线端部的固定元件；和安装到固定元件上的弹性元件，可以消除胀芯各芯件的窜动，从而在拉紧的状态下控制整个胀芯。这保证了使用胀头的良好的胀管操作，并且还允许胀芯在穿过L形或U形热交换管的弯曲部分时，在按照弯曲部分的曲率半径弯曲的同时平滑地移动，从而有效地对具有弯曲部分的横翅片盘管进行扩管。
此外，依靠支持卷筒，护套和胀芯导向件的滑动座架，朝卷筒的轴向相对于基座以一定的间距向前移动，以对具有多根热交换管的横翅片盘管进行扩管，就可以连续地扩管并有效地提高工作能力。而且，在具有用上述扩管法胀过的热交换管的热交换器中，不仅直的热交换管而且L形或U形的弯管都能紧密地与翅片相连，从而有效地增加了热交换面积，结果获得高质量的热交换器。
图1是表示根据本发明的胀芯的第一个实施例的一部分的侧视图；图2是表示胀芯的一个芯件的部分剖开的平面图；图3是表示根据本发明的扩管机的第一个实施例的整个结构的平面图；图4是它的扩管机的侧视图；图5是表示芯子进给机构滑动件的驱动部分的平面图；图6是取出表示卡钉的功能的芯子进给机构的芯子导向件的部分剖开侧视图；图7是表示芯子的布置的前视图；图8是表示扩口机的结构的示意图；图9是从前面来看的扩口机的衬套的示意图；图10是表示管端卡具的结构的概略剖视图11是表示根据本发明的胀芯的第二个实施例的部分剖开的侧视图；图12是表示它的操作状况的侧视图；图13是表示根据本发明的胀芯的第三个实施例的部分剖开的侧视图；图14是表示根据本发明的胀芯的第二个实施例的平面图；图15是它的侧视图；图16是它的前视图；图17是扩管装置一部分的放大的侧视图；图18是扩管装置这部分的放大的前视图；图19是包括剖视的卷筒和剖视的护套的主要部分的前视图；图20是沿图19的A-A线取得的卷筒的剖视图；图21是包括沿图19的B-B线取得的剖视的芯子导向件和剖视的卡具机构的侧视图；图22是常规的扩管机的平面图；图23是常规的扩管机的侧视图；图24是L形型式的横翅片盘管的透视图；图25是U形型式的横翅片盘管的透视图。
本发明的胀芯的第一个实施例参考图1和2加以说明。
这里所示的芯子10是通用型的，由多个芯件11组成，这些芯件是由小直径的、圆柱形的棒构成并且轴向连接。每个芯件11在其一端设置有一个板状的凸耳11a。凸耳11a和在相邻芯件11的另一端部形成的中凹部分11b相配合。这些芯件在相配的端部用垂直于凸耳11a的销子12连接，以便可朝二个方向绕销子转动。因此，芯子10能在垂直于销子12的平面内自由弯折，以便卷拢。而且，考虑到芯件11的尺寸，芯子10可以穿过要扩管的横翅片盘管的热交换管的弯曲部分。
如图1中所示，胀头固定于芯子10的前端部。胀头的外直径比打算作胀管处理的横翅片盘管的热交换管的内直径大。另一方面，每个芯件11的外直径小于热交换管的内直径，并且在它的中间部分设有凹入部分11c，以后将作说明的卡钉可与凹入部分11c相咬合而且凹入部分11c在芯件的4个圆周位置形成。
多个这种通用型的芯子10同时或顺序地插入到横翅片盘管的热交换管中去。在芯子前端的胀头13被强行推入到这些管子中去，以便扩大管子并将它们固定到翅片上。
每个芯子10能在垂直于销子12的平面内自由弯折以便卷拢，因此用于拉出芯子的大的空间就无必要并且机器的总长就能显著减小。通过从管子外面施加一个轴向力里，就可将芯子从卷拢状态直接插入到管子中。而且，它还能穿过弯曲处理过的热交换管的弯曲部分，因此它可应用于已经弯曲处理过的横翅片盘管。
接下来，参考图3和4将讨论采用上述芯子的扩管机的第一个实施例。
这里所示的扩管机设有一个工作台30，要扩管的横翅片盘管20就水平固定在其上，并且扩管机设有一个扩管装置40，配置在工作台30一端的侧边。
工作台30包括一个水平的固定支座31和多个布置在固定支座31上的活动支座32。活动支座32由第一导向件33导向并可在固定支座31的横向移动。第一导向件33由第二导向件34导向并在固定支座31的纵向移动。这样，活动支座32就能够在固定支座31的横向和纵向二个方向移动，以便根据横翅片盘管20的尺寸调整到适当位置，从而在大范围上支持横翅片盘管20的翅片，避开它的支撑板。
而且，在固定支座31上设有定位板35和夹板36，37。定位板35在固定支座31的纵向是活动的，以便以它的一端为基准将横翅片盘管20置于固定支座31上的适当位置。夹板36固定于固定支座31的一侧边缘。与夹板36相对的另一块夹板37在固定支座31的横向是活动的，以夹固在夹板36，37之间定位的横翅片盘管20。将横翅片盘管20固定，同时将热交换管与固定支座31在纵向对正，并且使热交换管的开口部分面向固定支座31的纵向一端。
在固定支座31的纵向一侧，设有一个胀管装置40和一个驱动机构50。驱动机构50包括布置在固定支座31的横向的导轨51，51和一根丝杠52，并且驱动机构50通过马达53驱动的丝杠52丝杠的转动。在固定支座31的横向直线地驱动扩管装置40。而且，扩管装置40借助一个未示出的机构被往上往下和往后往前驱动。
该扩管装置40采用4个通用型的芯子10。扩管装置40在其后部设有4个卷筒41，专门用来卷绕芯子10。卷筒41各用马达42驱动。缠绕在4个卷筒41上的4个芯子10通过安装到卷筒41上的芯子进给机构43一个接一个或者多个同时向前进给。
芯子进给机构的一个例子示于图5至7。
这里示出的芯子进给机构43配置在图3中所示的卷筒41的前面，并且如图5中所示，包括用来引导每一个通用型芯子10的管状的芯子导管43a，沿芯子导向管43a布置的一对滑动件43b，43b，和用来驱动滑动件43b，43b的一对齿轮43c，43c。
芯子导管43a备有互相间隔开的一对开口部分43f，43f。
互相啮合的齿轮43c，43c用一个共同的驱动源同时朝相反方向转动。曲臂43d，43d在其一个端部与齿轮43c，43c在偏心位置相连，而在其另一个端部与滑动件43b，43b相连。当齿轮43c，43c朝相反方向转动时，滑动件43b，43b沿芯子导向管43a朝相反方向往复运动。换句话说，当一个滑动件43b前进时，另一个滑动件43b后退，而反之亦然，即当另一个滑动件43b前进时，一个滑动件43b后退。
如图6中所示，滑动件43b，43b分别装有卡钉43e，43e。卡钉43e，43e朝垂直于芯子导管43a的方向被往复驱动。当滑动件43b，43b前进时就使卡钉靠近芯子导管43a，而当滑动件43b，43b后退时卡钉就离开芯子导管43a。在卡钉43e，43e靠近芯件导管43a的情况下，卡钉的前端通过芯子导管43a中形成的开口部分43f，43f插入到导管部分中，从而与导管中芯子10的芯件11的凹入部分咬合。
这样，当一个滑动件43b前进时，卡钉43e与芯子10咬合，将它往前进给，而当一个滑动件43b后退时，另一个滑动件43b前进，因此芯子10能够用另一个滑动件43b进一步往前进给。
如此，通过滑动件43b，43b朝相反方向的往复运动和卡钉43c，43c与滑动件的往复运动同步的进入和离开运动，芯子10被稳定地向前进给。滑动件43b，43b的行程设定为与芯子10的凹入部分11c，11c之间的间距相同或为间距的整数倍。开口部分43f，43f做成长于滑动件43b，43b的行程的狭长切口。
在上述实施例中，使用4个通用型的芯子10，并且相应地使用这样4个芯子导管。这4个芯子导管43a以这样的一种方式布置，即从芯子导管43a进给的芯子10位于菱形的4个顶点，如图7中所示。左右芯子10，10之间的距离L1设定为25.4mm，而上下芯子10，10之间的距离L2设定为44.0mm。
一对滑动件43b，43b被组合到4个芯子导管43a的每一个上。4对滑动件43b，43b由作为共同动力源使用的上述齿轮43c，43c同步驱动。在这4对滑动件43b，43b中，当这几对滑动件43b，43b的卡钉43e，43e与滑动件43b，43b的运动同步操作时，如上所述，这4个芯子10就被同步进给。另一方面，当任一对滑动件43b，43b的卡钉43e，43e保持与芯子导管43a分开时，相应于这对滑动件43b，43b的芯子10就保持在停止状态。因此，4个芯子10能够有选择地用于对3个不同种类和5个不同模式的热交换管扩管。
具体地说，3种可应用的热交换管之一是具有分开的间距为25.4mm的直管部分的发夹形热交换管；另一种是具有分开的间距为44.0mm的直管部分的发夹形热交换管；和再一种是直的热交换管。而且，第一种发夹形的热交换管具有3个不同的模式，其中之一是直管部分与翅片相连，同时通过直管部分中心的平面水平伸展；其中另外二个是直管部分与翅片相连，同时通过直管部分中心的平面相对于水平面以60°，120°角朝同样的方向倾斜。第二种发夹形热交换管有一个模式，即直管部分与翅片相连，同时通过直管部分中心的平面垂直伸展。而且，还有一个模式，即热交换管是直的。所以，总共有5个模式。
这3个不同种类和5个不同模式的热交换管可以通过选择使用芯子来扩管。理由是由于左右芯子10，10之间的距离L1为25.4mm，故这二个芯子10，10能用于扩第一种水平模式的热交换管；由于上和右，上和左，下和右，和下和左的芯子10，10之间的距离L1也设定为25.4mm，故上和右，或下和左的芯子10，10能用于扩第一种倾斜60°模式的热交换管；上和左和芯子，或下和右的芯子10，10能用于扩第一种倾斜120°模式的热交换管；由于上下芯子10，10之间的距离L2为44.0mm，故这二个芯子10，10能用于折第二种垂直模式的热交换管；而任何一种芯子10都能用于扩直的热交换管。
图8，9和10示出了扩管装置处装备的扩口机和管端夹具的一个结构例子。
扩管装置40在一端的侧边沿固定支座31的边缘向左和向右往复运动。扩口机60安装在扩管装置40的一侧(前进方向的前部)并且具有在圆周方向分开的衬套61，如图9中所示。衬套61有一个表面拔梢的内表面，逐渐向后端扩张，如图8中所示。头62从后面插入到衬套中。头62的外表面相应于衬套61的内表面拔梢。于是，当头62从后面插入到衬套61中时，衬套61就从图9右图中所示的状态扩大和扩展到左图中所示的状态。
装备有上述结构的二个衬套的扩口机，将这二个衬套从开口处依次插入到散热管中，以便固定在固定支座31上的横翅片盘管作扩管加工之前给这些管子的端部提供第二级扩口加工和第三级扩口加工。图10示出了已进行第二级扩口加工和第三级扩口加工的散热管的端部。参考数字21表示热交换管，21a表示扩口加工过的部分，而21b表示第三级扩口加工过的部分。
管端卡具44分别设置在扩管装置40的4根芯子导管43a的前部。每个管端卡具44有一对上下卡爪44a，44a，它们是沿通过筒形元件的中心伸展的平面对等截开而形成的，如图10中所示。卡爪44a，44a在中间部分的外表面上有逐渐向前端扩张的拔梢部分44b，44b。环44c装配到卡爪44a，44a上。环44c沿拔梢部分44b，44b的外侧轴向推进，将卡爪44a，44a收拢，以便将已经进行第二级扩口加工和第三级扩口加工的热交换管21的端部卡紧。为了防止卡紧的管子端部跑掉，在卡爪44a，44a前端部的内表面上形成凸缘44d，44d。由于管子的端部受管端的卡具控制，扩管装置40就对热交换管提供扩管加工(第一级扩口加工)。
接下来，在下文将说明扩管的步骤。
(1)根据要扩管的横翅片盘管的尺寸将工作台30的活动支座32和定位板35调整在适当位置。将横翅片盘管20置于活动支座32上，同时横翅片盘管20的热交换管的开口部分面向扩管装置40，然后用夹板36，37加以固定。
(2)将扩管装置40引导到初始位置，在该位置扩口机60面对横翅片盘管20的第一根热交换管的端部。由扩口机60给第一根热交换管的端部提供第二级扩口加工和第三级扩口加工。
(3)将扩管装置40在横向(朝前进方向推进)驱动一个节距，以便使扩口机60与第二根热交换管的端部正对。由扩口机60给第二根热交换管的端部提供第二级扩口加工和第三级扩口加工。
(4)管端扩口加工继续用于热交换管。当已经进行管端扩口加工的第一根热交换管的中心与扩管装置40的胀芯导管43a的中心一致时，第一根热交换管的端部就用置于胀芯导管43a的前部的管端卡具固定。注意，将扩管装置40和扩口机60调整在适当位置，以便扩管装置40停止在热交换管的中心与胀芯导管43a的中心正对的位置。
(5)在第一根热交换管的端部被卡紧的情况下，齿轮43c，43c转动。依靠齿轮转动引起的滑动件43b，43b的往复运动和与滑动件的往复运动同步的卡钉43e，43e的进入和离开运动，通用型的芯子10被从卷筒41向前进给而插入到热交换管中。这使得置于芯子10前端的胀头13被强行推入到管子中去，从而扩大管子并将管子固定到翅片上。此时，管端加工正在由扩口机60提供给位于扩口机60前面的热交换管。
(6)完成热交换管的扩管之后，卷筒41由马达42朝芯子卷拢的方向驱动，同时芯子10被从热交换管中拉出并缠绕在卷筒41上。4个芯子10可以根据热交换管的形状和布置模式选择使用，以便如上所述，以5种不同的方式进行扩管。
(7)此后，每当扩管装置40被驱动一个节距，总是同步和同时对热交换管进行扩口加工和扩管加工。
在完成对热交换管的扩口加工之后，给剩余的热交换管提供扩管加工，以便完成对横翅片盘管的扩管加工。
在上述实施例中，虽然通用型芯子10用若干对滑动件43b，43b进给，但是进给芯子的装置不限于滑动件。可以使用其它进给装置，例如一种进给结构，其中在通用型芯子10的外表面上形成外螺纹，而螺母元件可与该外螺纹丝扣连接，从而可转动这些螺母元件来进给芯子。
而且，在上述实施例中，虽然芯子进给机构43使用4个通用型芯子10，但是芯子的数目是不成问题的。例如，芯子可以一个接一个插入到横翅片盘管的热交换管中去或者可以同时插入到所有热交换管中去。
在4个芯子10布置在菱形的各顶点的场合，通过机械调整上下芯子之间的距离或左右芯子之间的距离，这样就适用于更多种类的热交换管。
接下来，参考图11将说明本发明的胀芯的第二个实施例。
这里所示的芯子10是念珠型的，各有多个钢球的芯件11，11，…互相连成一串。这些芯件，各有一个通过其中心的贯穿直径的通孔11d，借助穿过通孔11d的挠性金属线14连成一串。一个球形的胀头13与前端例的引导芯件11相连。并且间隔件15介于相邻的芯件11，11之间。
胀头13的直径比要扩管的横翅片盘管的热交换管的内直径大，并且与金属线14的前端相连。还有，芯件11的直径设定为小于热交换管的内直径。每个间隔件15由直径小于芯件11的直径的圆柱构成，并且在中心处有一个用来通过金属线的通孔15a。还有，间隔件15在相反的二端表面上具有球面座15b，15b，以便与芯件11，11面接触。
念珠型芯子10不仅具有挠性，而且弯曲得较平滑。它能容易地获得比通用型芯子更小的曲率半径。因此，念球型芯子特别适合于对L型或U型的横翅片盘管的扩管加工。
介于相邻芯件11，11之间的间隔件15阻止芯件11，11…的局部磨损。代替该间隔件15，球面座11e可以在芯件11中形成，如图13中所示的第三个实施例。
接下来，参考图14至21将说明本发明的扩管机的第二个实施例。
这里所示的扩管机是用来对L型或U型的横翅片盘管进行扩管加工，采用上述的念球型芯子10。这个胀管机的基本结构，如图14至16中所示，包括一个用来支持和固定横翅片盘管20的工作台30和设在工作台30一端侧面的扩管装置40，与在第一个实施例中一样。同样的参考数字表示与第一个实施例有同样结构的元件。
工作台30这样配置，以便借助布置在水平固定支座31的表面上的多个滚珠38来水平移动横翅片盘管20，并且还通过设在它的一个端部的定位板35将横翅片盘管20定位在加工位置。
所用的横翅片盘管20是如上所述的L型或U型的。在图24中所示的L型横翅片盘管中，发夹形热交换管21的直管部分在中间部分弯曲成直角。在图25中所示的U型横翅片盘管中，发夹形交换管的直线部分在中间部分的二个位置弯曲成直角。将任何型式的横翅片盘管20定位在工作台30上，同时热交换管的直管部分的开口端面向工作台30的一端侧面。开口的端部由固定于升降装置73(以后说明)上的一对卡具79，79卡紧，并且另一端部由设在工作台30另一端部的固定机构39固定。
固定机构39具有活动车架39b，该车架可在导轨39a的引导下朝工作台30的纵向移动。利用推力将L型横翅片盘管20的另一端部固定的固定板39c安装在活动车架39b下端的前表面。
沿活动车架39b上下移动的升降装置的升降梁39d布置在固定板39c的上面。一对卡具39e，39e安装在升降装置升降梁39d的下表面上。卡具39e，39e用来固定U型横翅片盘管20的另一端部。卡具的垂直位置通过上下移动升降装置升降梁39d来调整，并且卡具之间的距离通过沿升降装置升降梁39d的下表面横向移动一个卡具来调整。
设在工作台30一侧的扩管装置40由驱动机构70三维驱动。驱动机构70设有固定支架71和升降台73，升降台73可在安装在支架71前表面上的垂直导轨72a，72a的引导下上下移动。升降台73依靠由安装于固定支架71的马达74a驱动的一对垂直丝杠75a，75a的转动来上下移动。
滑动台76a，76b一个叠在另一个之上布置在升降台73上，如图17和18中所示。依靠由安装于升降台73的端部的马达74b驱动的水平丝杠75b的转动，在水平导轨72b，72b的引导下，下滑动台76a在升降台73上朝纵向(工作台30的横向即侧向)移动。依靠布置在二侧的线性马达74c，74c，在水平导轨72c，72c的引导下，上滑动台76b在下滑动台76a上前后移动，如图18中所示。扩管装置40设置在上滑动台76b的上面。这样，扩管装置40可以通过升降台73的垂直移动和滑动台76a，76b的横向移动和前后移动来三维驱动。
扩管装置40包括一个卷筒41，该卷筒兼作第一个实施例的芯子进给机构。如图19中所示，卷筒41围绕其外圆部分装有与卷筒41同心组装的护套41b。卷筒41是由一个水平花键轴41c支持的，以便轴向滑动。花键轴41c由在相反的二端的轴承41d，41d可转动地支持，并且依靠安装在卷筒41上面的马达42的转动通过皮带轮42a，42a和皮带42b向该处传递来驱动旋转，如图18中所示。卷筒41随花键轴41c的转动而同步转动。
横截面为U形的两个螺旋槽41e，41e，其中嵌有上述念珠型的芯子10，是在卷筒的外圆表面上平行形成的。二条芯子10，10依靠卷筒41外圆表面上的螺旋槽41e，41e从一端到另一端螺旋配置，并且沿槽螺旋缠绕和收存。如图20中所示，每一条螺旋槽41e在它的一个端部设有止挡41f，该止挡可与芯子10的多个芯件中的最后的芯件11接合。如图20中所示，金属线的尾端部通过导向滚轮41g导入到卷筒41中，并且固定到线端配件41i上。在线端配件41i和固定于卷筒41的定位器41m之间，放入弹性元件盘形弹簧41h，以便拉这串芯件的尾端部，使它与止挡41f发生弹性接触。
另一方面，芯子10的前端部通过一个垂直的、管状的、串联型的芯子导向件45从螺旋槽41e的另一个端部往下拉出，如图21中所示。芯子导向件45设在卷筒41的芯子进/出部分，并且固定在滑动台76b上。
护套41b用来从外侧保持缠绕在卷筒41上的芯子10，10并围绕卷筒41的外圆酃分配置，二者之间形成了一个间隙，以供芯子10，10占用。还有，护套41b由轴承41j，41j支承在相反的二端，并且可与卷筒41一起转动。导珠41k设置在护套41b的另一个端部(芯子拉出侧)，在胀管装置40的机架侧。导珠41k由可转动的钢珠构成。它位于内筒41a的另一个端部上，并且与螺旋槽41e的另一个端部接合。
当卷筒41转动时，螺旋槽41e受导珠41k引导，并且卷筒41在转动的同时沿花键轴41c轴向移动。卷筒41螺旋运动的节距与芯子10，10被卷绕在卷筒41上的节距是相同的。这样，依靠卷筒41的转动，缠绕在卷筒41上的二个芯子10，10被移动到另一端侧或芯子导向件45所处的芯子进/出侧，因此芯子受止挡41f的推顶和还由护套41b阻制向外偏离，结果被从固定的，串联型芯子导向件45中向下推出。
在固定的串联型芯子导向件45的下面，经可延伸的芯子导向件46，垂直配置了一个串联型管端卡具44，如图21中所示。管端卡具44安装在可上下移动的支撑板47的下面上，并由筒体48驱动升降(图17，18)。管端卡具44基本上具有与扩管机提供的管端卡具相同的结构(图10)，并且其作用是通过向下移动环44c来合拢弹簧44e打开的一对卡爪44a，44a，从而卡紧热交换管21的扩口处理过的端部。
用来对热交换管21的端部扩口的串联型扩口机60设置在管端卡具44的横向旁边或者滑动台76a，76b移动方向的前部，如图16和18中所示，以便在扩管加工之前进行扩口加工。扩口机60基本上具有与设在胀管机的扩口机同样的结构(图8，9)。
接下来，将说明使用第二个实施例的扩管机的扩管步骤。
将要扩管的横翅片盘管20固定在工作台30上。然后，移动扩管装置40，利用扩口机60成双地从一端对热交换管21的端部提供扩口加工，并且还利用扩管装置40成双地对已扩口加工过的热交换管21提供扩管加工。基本操作实际上与上述第一个实施例的扩管机的操作一样，除了将芯子10，10插入的操作有所区别外，这将在下文说明。
当串联型管端卡具44位于二根热交换管21，21相应的端部上时，管端部分用管端卡具44加以固定。此时，二个芯子10，10仍然是在卷筒41上处于缠绕状态。
在二根热交换管21，21的端部由卡具44固定之后，马达42启动使花键轴41c转动。卷筒41于是在转动的同时，朝另一端侧(或朝芯子导向件)轴向移动。结果，围绕卷筒41的外圆表面缠绕的二个芯子10，10被止挡41f推顶并从设在卷筒41的另一个端部的芯子导向件45中被往下推出。此时，护套41b防止缠绕在卷筒41上的二个芯子10，10向外偏离，以便将施加于最末的芯件11的推力无损失地传递给胀头13。
芯子10，10经过它从卷筒41和护套41b之间的空间径向推出的进/出部分，由于与卷筒41的转动相关联轴向移动而改变位置，同时二个芯子10，10被推出进/出部分，通过固定的串联芯子导向件45、可延伸的串联型芯子导向件46和串联型管端卡具41，进入到热交换管21，21。这样，热交换管21就同时并在短时间内被扩管而且固定到翅片上。
念球型的二个芯子10，10能够随小的曲率半径平滑地弯曲，因此能顺利地通过热交换管21，21的弯曲部分。所以，无论横翅片盘管20是L型还是U型，都能进行扩管加工而没有任何问题。当芯子10弯曲时，它们的长度改变，但这种长度的改变能被卷筒41处的弹簧41h补偿。
当插入到热交换管21，21中的芯子10，10达到它的直管部分的端部时，马达42反向转动。因此，在反向转动的同时，卷筒41返回到初始位置，结果二个芯子10，10重新沿卷筒41的螺旋槽41e缠绕，以便储存。然后，管端卡具44在打开的同时往上移动，以便对下二个热交换管21，21扩管，而那时扩管装置40移动相当于热交换管间距的行程。
扩管装置40的滑动台76a，76b朝卷筒41的轴向相对于升降台73以已确定的节距前进，以便以良好的效率对多个热交换管21扩管，如图24和25中所示，因此提高了工作能力。
虽然最好在上述第二个实施例中护套41b能与卷筒41一起转动，但是护套41b可以固定。
而且，卷筒41的轴向移动可以由螺丝轴提供，以代替花键轴41c。
而且，虽然在这个实施例中扩管装置40采用二个芯子10，10，但它可以是有4个芯子10这样的结构，这些芯子10以与上述第一个实施例的扩管机中同样的方式同时驱动。所用的芯子的数目不受限制。
扩管的芯子，使用根据本发明的胀芯的扩管方法和扩管机，主要用于空调机的横翅片盘管的热交换管的扩管，同时它们还能广泛地用于金属管的扩管，例如铜管，以便与另外的金属板或金属管相连，特别是，将有效的用于具有弯曲部分的金属管的扩管。
权利要求
1.一种挠性的胀芯包括多个要插入到要被扩的管子中的芯件(11，11，…)，上述芯件以这样的方式连成一串，即在它们的连接部分可以弯曲并在其前端有一个胀头(13)。
2.如权利要求1中所述的胀芯，其特征在于，多个芯件(11，11，…)由短的棒状元件组成，并且相邻的芯件(11，11)可弯曲地互相连接。
3.如权利要求1中所述的胀芯，其特征在于，多个芯件(11，11，…)由具有贯穿直径的通孔(11d)的球形元件组成，并且由穿过通孔(11d)的一根金属线(14)连成一串。
4.如权利要求3中所述的胀芯，其特征在于，相邻的芯件(11，11)之间有介入的间隔件(15)，这些间隔件各在中心有一个金属线(14)穿过的通孔(15a)，而在其相对的二端有与芯件(11，11)与面接触的球面座(15b，15b)。
5.一种扩管方法，包括的一个步骤是，依靠将推力从管子外边施加到如权利要求1至4的任一个中所述的上述胀芯(10)上，来强行将引导的胀头(13)和前端插入到管子中。
6.如权利要求5中所述的扩管方法，其特征在于，胀芯(10).缠绕在卷筒(41)上，以便收存。
7.使用权利要求1至4的任一个中所述的胀芯(10)来扩管的扩管机，上述扩管机包括一个卷筒(41)，用来将胀芯(10)卷在其上，以便收存，并且包括一个芯子进给机构(43)，用来将纵向推力施加到芯子(10)上，从而强行特在胀芯(10)前端的胀头(13)插入到管子中。
8.如权利要求7中所述的扩管机，其特征在于，提供了一个工作台(30)，以便要扩管的横翅片盘管(20)固定在其上，并且扩管装置(40)装备有卷筒(41)，而芯子进给机构(43)布置成能在固定在工作台(30)上的横翅片盘管(20)的管子布置方向往复移动。
9.如权利要求8中所述的扩管机，其特征在于，上述胀管装置(40)采用4个芯子(10)，并且4个胀芯(10)的进给通道布置在菱形图的4个顶点。
10.如权利要求7至9中的任一个所述的扩管机，其特征在于胀芯进给机构(43)连接到卷筒(41)上，并且包括一个芯子导向件(43a)，用来直线地引导胀芯(10)；一对滑动板(43b，43b)，它们依靠一对曲柄机构沿芯子导向件(43a)朝相反方向作同步的往复运动；以及能够移动的卡钉(43e，43e)，它们在滑动板(43b，43b)上形成而且能垂直于芯子导向件(43a)移动，以便与芯子导向件(43a)中的芯子(10)的芯件(11)处的凹入部分(11c)相配合。
11.如权利要求10中所述的扩管机，其特征在于，胀芯(10)是如权利要求2中所述的胀芯。
12.使用权利要求1至4中的任一项所述的胀芯(10)来扩管的扩管机，其特征在于，上述扩管机包括(i)一个卷筒(41)，它有一条沿之缠绕胀芯(10)的螺旋槽(41e)，并且依靠它的正向转动让沿螺旋槽(41e)缠绕的胀芯(10)从卷筒的芯子进/出部分进给，而依靠它的反向转动让胀芯(10)沿螺旋槽(41e)被缠绕；(ii)芯子导向件(45)设在卷筒(41)的芯子进/出部分，卷筒(41)围绕其外圆部分装有护套(41b)，以便套住除芯子进/出部分之外的螺旋槽区域。
13.如权利要求12中所述的扩管机，其特征在于，护套(41b)如此支撑，以致与卷筒(41)一起转动。
14.如权利要求12或13中所述的扩管机，其特征在于，上述胀芯(10)是如权利要求3或4中所述的胀芯。
15.如权利要求12或13中所述的扩管机，其特征在于，如权利要求3或4中所述的胀芯的胀芯(10)用于扩管，并且卷筒(41)设有(i)可与沿螺旋槽缠绕的胀芯(10)的一串芯件(11)的端部接合的止挡(41f)；(ii)拉穿过芯件(11)的金属线(14)的一端使这串芯件的该端部与止挡(41f)发生弹性接触的弹性元件(41h)。
16.如权利要求12至15的任一个中所述的扩管机，其特征在于，包括(i)支持卷筒(41)，护套(41b)和芯子导向件(45)的滑动台(76a，76b)，滑动台是如此支持的，以致相对于基座(73)造成朝卷筒(41)轴向的往复移动；和(ii)驱动机构(70)，用来以确定的节距使滑动台(76a，76b)向前移动。
17.具有热交换管和翅片的热交换器，其特征在于它具有的热交换管是用如权利要求5和6中的任一项所述的扩管方法来扩管的。
全文摘要
胀芯(10)主要用来胀空调机的横翅片盘管(20)的热交换管(21)，以便使它们与横翅片盘管的翅片相连。胀芯具有挠性，包括可弯曲地连成一串的多个芯件(11)，以及设在前端的一个胀头(13)。依靠使用芯子(10)的扩管方法和扩管机，芯子(10)被缠绕在卷筒(41)上；它从卷筒(41)进给，以便在扩管时插入到要扩管的横翅片盘管的热交换管(21)中；并且在完成扩管后，从热交换管(21)中收回，以便缠绕在卷筒(41)上。这使得该机器的尺寸减小并且甚至允许对弯曲处理过的热交换管扩管。
文档编号B21D53/08GK1111447SQ94190424
公开日1995年11月8日 申请日期1994年6月24日 优先权日1993年6月25日
发明者山本善贵, 三轮重美, 大上功, 中尾德章, 片上卓郎 申请人:达金工业株式会社