专利名称：用于使工件持久连接的方法、冲压工具以及冲压工具附件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冲压工具，用于使工件持久连接，该冲压工具包括两个摆动部 件，每个摆动部件分别具有冲压颚板；以及至少一个旋转轴，所述摆动部件铰接在该旋转轴 上；其中，彼此相对设置的冲压颚板的内部轮廓形成容纳区域。本发明还涉及一种冲压工具 附件，其包括两个冲压颚板；其中，每个冲压颚板都具有内部轮廓；并且其中，冲压颚板的 彼此相对设置的内部轮廓形成一容纳区域。此外，本发明又涉及一种使工件持久连接的方 法，该方法通过采用冲压工具来实现。
背景技术：
根据现有技术，例如已经在饮用水设备领域或加热设备领域中公开了开始所述类 型的冲压工具、冲压工具附件以及方法。优选采用能够对诸如配件、管体、套筒或类似工件 进行径向冲压的工具和方法。在此，径向冲压主要指的是，通过两个具有冲压颚板的摆动部 件的钳子形式的闭合运动，使两个至少部分重叠设置的工件产生变形，并且由此实现相互 持久连接。然而，这种方法却具有缺陷。通过用于上述目的的冲压工具和方法，例如明显难以 在待冲压工件的所有侧面上产生均勻的冲压力。优选管体和配件在冲压过程之前具有旋转 对称且伸展的圆柱形结构。在冲压过程之后，由于在管体和配件之间的连接位置上产生不 均勻的冲压力而使对称性受到影响，这样一方面会破坏视觉印象，而且还破坏连接功能。此外，在冲压过程中受到载荷的工件的材料、特别是塑料或金属具有抵抗冲压力 的坚固性。该坚固性可以以恢复力的形式导致使在冲压过程中变形的材料至少部分又重 新恢复到工件的初始状态和初始结构。这样就要求径向向内作用的冲压方法和冲压工具的 使用者，必须使径向向内产生的冲压力提高，从而实现所需要的冲压结果。然而这样又导 致，待冲压工件的材料超出实际用量，并因此造成原则上不希望的材料占用。开始所述的问题可以特别通过轴向冲压技术得到解决，或至少可以减轻。均勻的 作用力产生可以确保在轴向冲压工艺方面得以显著简化。待变形材料的复位特征虽然主要 还是在轴向方向上，但却由于通常工件的轴向延展较长于径向延展，而可以使增大材料载 荷的影响保持较少。然而，轴向作用的冲压工具的缺点在于，该冲压工具需要较宽的装配空 间并具有较大的重量。因此，这种工具的使用以及这种类型方法的应用对于安装工人很难 实现。
发明内容
因此，本发明所解决的技术问题是，提供一种替代的冲压工具、一种冲压工具附件 以及一种替代的方法，借由该方法可以通过轴向冲压来实现工件之间的持久连接。上述技术问题是通过这样一种冲压工具来解决的，该冲压工具用于使工件持久连 接，该冲压工具包括两个摆动部件，每个摆动部件分别具有冲压颚板；以及至少一个旋转 轴，摆动部件铰接在旋转轴上；其中，彼此相对设置的冲压颚板的内部轮廓形成容纳区域，还由此得到解决，即，冲压颚板的内部轮廓具有至少一个相对于容纳区域轴倾斜的滑动面。容纳区域轴大致垂直于位于冲压颚板的内部轮廓之间的表面延伸，并且大体上对 应于为实现冲压目的而插入在容纳区域中的工件的轴，该工件例如为管体或配件。通过相对于容纳区域轴倾斜的滑动面，可以使径向向内进行运动的动力至少部分 转换到沿轴向方向延伸的冲压力中。在冲压过程中，摆动部件以及特别是冲压颚板围绕旋 转轴相互运动，同时，待冲压的工件设置在位于冲压颚板之间的容纳区域中。冲压颚板的内 部轮廓与设置在待冲压工件上的表面形成接触。通过继续径向向内的运动使保持在工件和 内部轮廓之间的区域变窄。因此，贴靠在工件上的滑动面作为作用力传递面和作用力转向 面而起作用，因为滑动面和工件表面相互滑离开来，而工件设置成处于运动状态。以这种方 式，虽然从径向向内运动开始，但是却可以在轴向方向上于待冲压工件之间产生相对运动， 并且用于冲压处理。结果可以提供这样一种冲压工具，该冲压工具实现了轴向方向上的冲压处理，除 了满足较小的装配空间的要求之外，例如通过较小的轴向延展而提供了重量优势。本发明还实现了，每个冲压颚板的内部轮廓都精确设有滑动面。然而，在这种情况 下，以优选的方式使内部轮廓还具有突起部，该突起部用作拱座，该突起部相对于滑动面而 设置在冲压颚板的内部轮廓的另一侧上。优选可以使该突起部卡掣住待冲压工件的一部 分，特别是指工件没有与滑动面形成接触的部分，并且因此形成对于轴向冲压处理必不可 少的反压力。然而，从径向向内到轴向方向上的作用力转移并没有受到突起部的影响。而且还实现了，设有两个相对于容纳区域轴倾斜的、彼此相对的滑动面。以这种方 式可以使转移的且用于轴向冲压处理的作用力增大。在两个滑动面和相对应的工件上的作 用面的对称实施例中，例如可以使转移的冲压力加倍。而且由此还可以证明，两个滑动面的 结构不必相对应或对称，而是还可以根据使用情况而具有不同的结构。特别具有优势地，至少一个滑动面形成为部分锥面。以这种方式，特别使冲压颚板 内部轮廓的制造、以及具有与冲压颚板相匹配的作用面的工件的制造得到简化，该作用面 设置用于之前所述类型的冲压。由此可以实现前述冲压工具和用于冲压处理的工件之间的 紧凑性的提高，这些工件诸如为管体、配件和类似工件。优选地，使滑动面相对于容纳区域轴的倾斜角位于35°和55°之间，特别为 45°。该倾斜角大体上确定径向向内运动所经过的距离，从而使轴向运动经过一个确定的 距离。倾斜角越平滑，冲压颚板的内部轮廓在轴向方向上延伸得越宽，从而达到确定的冲压 结果，反之，冲压颚板的径向延展可以以很窄的范围来确定。因此，例如选择35°的倾斜角 实现由径向运动产生的高效的作用力转移，反之，选择55°的角度虽然导致较长的径向距 离，但是对此却确保了冲压处理过程中的较高的稳定性。45°的角度又特别适用于提供了 处于两个效果之间的平衡效果。此外，以这种方式可以使冲压颚板的外部尺寸既在径向又 在轴向方向上得到优化。此外特别优选，滑动面形成滑动式传递。以这种方式可以使相对于轴向偏离运动 的待冲压工件的延迟至少得到减少，从而使冲压过程更容易地实现。滑动面形成滑动式传 递可以采用不同的方式实现。这样实现了，冲压颚板的内部轮廓的包括滑动面的部分通过 冲压颚板的其余部分而分成两部分，并且使滑动面由诸如聚四氟乙烯或类似成分的材料制 成。当然还实现了，使滑动性能通过滑动式传递的滑动面的涂层处理而得到提高，例如采用滑动涂层处理。同样还实现了，通过滑动面的平滑处理以及通过滑动面的抛光处理使滑动 面形成滑动式传递。根据本发明的另一个技术方案，上述技术问题还通过一种冲压工具附件来解决， 该冲压工具附件包括两个冲压颚板；其中，每个冲压颚板具有内部轮廓；并且其中，冲压 颚板的彼此相对设置的内部轮廓形成一容纳区域；其中，内部轮廓具有至少一个相对于容 纳区域轴倾斜的滑动面。以这种方式可以使最初用于径向冲压处理的冲压工具以简单的方式适合于轴向 冲压处理。这样，在与对应的变化要求相匹配的摆动部件上不再需要新工艺，由此，特别提 供了经济方面的优势。对于本发明的冲压工具附件的其它优点，在从属权利要求和本发明冲压工具的实 施例中得到证明。根据本发明的又一个技术方案，上述技术问题还通过一种使工件持久连接的方法 得到解决，特别通过采用前述的冲压工具来实现，其中，使冲压工具径向向内操作；其中，使 至少一个设置在冲压工具上的、相对于工件轴倾斜的滑动面与工件表面相互接触；其中，使 径向向内产生的冲压力从滑动面传递到所述工件表面上，并且使该冲压力至少部分转移到 轴向方向上；以及其中，使工件在轴向方向上受到冲压。优选，使滑动面与相应匹配的工件表面相对设置。由此还特别实现了滑动面和工 件表面之间的较大的接触面。以这种方式例如可以提高冲压过程的稳定性。关于本发明方法的其它优点在从属权利要求以及本发明冲压工具的实施例以及 本发明的冲压工具附件的实施例中得到证明。
接下来，根据附图中所示的实施例对本发明进行详细说明。图中示出了图la、b为在冲压过程之前冲压工具的一个实施例的两个不同视图；图2a、b为在冲压过程之后图la、b的冲压工具的该实施例的两个不同视图；以及图3为使用本发明的冲压工具的另一个实施例的示意图。
具体实施例方式图Ia示出了冲压工具2的侧视图。冲压工具2具有两个摆动部件4，这两个摆动 部件可以围绕各自分别配设的旋转轴6进行摆动。通过两个旋转轴6的设置，可以使摆动 部件4的摆动运动更为灵活。然而也可以仅设置一个旋转轴6，使两个摆动部件4都铰接 在该旋转轴上。在该实施例中，摆动部件4配设有支撑部件8，通过该支撑部件使摆动部件 4彼此连接。在摆动部件4的各一个区段上分别设有冲压颚板10，这两块冲压颚板10于彼 此相对设置的结构之间由它们的内部轮廓形成一个容纳区域12。该容纳区域12可以分别 根据摆动部件4的相互位置而保持较宽或较窄。在该实施例中，于该容纳区域12中插入有 管体端部16以及配件18，该管体端部由衬套14包围，该管体端部和配件特别适用于轴向冲 压处理。衬套14通过设置在衬套14内围表面上的固定突起部(未示出)而与管体16连 接，这些固定突起部固定在管体16的外围表面中，从而使衬套14和管体16不会产生相对 运动。
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接下来对冲压过程进行说明。当然，本发明的冲压工具2或本发明的方法并不局 限于使用在此示例性示出的管体16、衬套14或配件18。在此示例性示出的摆动部件4还可以设有可取下的冲压颚板10。以这种方式可以 借助于本发明的冲压工具2的附件使已经制成的冲压工具2还适合用于轴向的冲压处理， 该冲压工具最初仅适用于径向冲压处理。图Ib示出了，在三个工件14、16、18之间建立持久连接之前、由图Ia的配件18、衬 套14以及管体16组成的结构设置的截面图。在该实施例中，冲压颚板10的内部轮廓具有两个滑动面22，这两个滑动面相对于 容纳区域轴20倾斜并彼此相对设置。在该实施例中，这两个滑动面22形成为部分锥面。然 而也可以采用其它的结构。特别是可以自由选择滑动面22的倾斜角。但是在本实施例中， 滑动面22相对于容纳区域轴20的倾斜角恒定地大约为45°。与该值不同地，此外例如同 样还可以采用35°或55°的倾斜角。在该实施例中未示出的，例如可以使滑动面22为了 满足滑动要求而通过涂层处理来形成。配件18在其本体上的中间部分具有凹槽24，该凹槽具有倾斜的侧壁。在该实施 例中，侧壁的倾斜角具有优势地与冲压颚板10上的滑动面22的倾斜角相匹配。而且，衬套 14在其凸缘结构的突起部上具有加工斜面26，该加工斜面同样与滑动面22的倾斜角相匹 配，也就是在该实施例中大约为45°。以这种方式可以使冲压过程特别稳定。在冲压过程 之前，使滑动面22与前述的工件表面形成接触，例如衬套14的加工斜面26或配件18的凹 槽24的侧壁。图2a示出了冲压过程之后的冲压工具2以及工件14、16、18的状态的侧视图。摆 动部件4向内摆动，从而使冲压颚板10的缓冲面28相互抵靠在一起。图2b示出了图2a的结构设置的截面图。通过冲压颚板10的径向向内运动，使所 产生的作用力至少部分经由形成接触的滑动面22和工件表面而从冲压工具2传递到工件 上，本实施例中这些工件为衬套14和配件18，并因此使作用力转移到轴向方向上。在该实 施例中，这样导致的结果是，使衬套14和连接该衬套14的管体16以及配件18产生相互运 动，或者换句话说，使它们共同受到挤压或冲压。在轴向冲压过程之后，设置在衬套14的外围表面上的定位突起部卡掣在设置在 配件18的外侧本体的内围表面上的定位槽中，从而使由衬套14包围的管体16不会从配件 18上轴向脱离。由此建立了持久连接。通过卡掣定位避免了管体16从配件18上轴向运动而出。 配件18的支撑体在冲压过程中至少局部成型在管体16的内围表面上，并且因此使管体16 和配件18之间的连接例如相对于管体16中在压力冲击下所导引的液体(未示出)而密封。采用冲压工具2的结果是，尽管冲压颚板10进行径向输出运动，但是却在轴向方 向上产生冲压处理，减少了对装配空间的需求，并且特别提供了一个改善的可操作性。图3示出了由管体16、配件18、传递部件30和滑动衬套34组成的结构设置的截 面图，该配件具有支撑体，其中，该支撑体咬合在管体16中，该传递部件设置在管体外围表 面上，该传递部件具有楔形横截面、并且在该楔形结构的最宽端部上具有用于可视化控制 冲压状态的开孔32，该滑动衬套从外侧贴靠在传递部件30上，该滑动衬套同样具有大体上 呈楔形的横截面、然而在最宽的端部上具有呈凸缘结构的突起部36。滑动衬套34的呈凸缘结构的突起部36具有加工斜面38，其表面与该实施例中示意性示出的冲压颚板10的其中 一个滑动面22相互作用。而且，滑动衬套34还包括用于可视化控制工件16、18、30和34 的冲压状态的开孔。配件18在其本体上具有凹槽24，该凹槽具有倾斜的侧面，其中，该倾斜 侧面的倾斜度与冲压颚板10的内部轮廓相匹配。在该实施例中，冲压颚板10包括两个相对设置的滑动面22，这两个滑动面形成为 部分锥面，并且滑动面相对于容纳区域轴20的倾斜角大约为60°。通过选择该大约最高的 角度，特别可以改善冲压过程的稳定性。在冲压过程中，冲压颚板10的滑动面22与配件18的凹槽24上的倾斜侧面以及与 滑动衬套34的呈凸缘结构的突起部36的加工斜面38相互作用。通过冲压颚板10的径向 向内运动而产生的动力通过滑动面22而传递到滑动衬套34和配件18上，从而使配件18、 滑动衬套34以及还因此使传递部件30在轴向方向上共同移动。滑动衬套34和传递部件 30的楔形结构以及它们的接触实现了，在冲压过程中使冲压力传递到管体外围表面上，并 且至少部分又转移到径向向内的方向上。由此使管体16受到配件18的支撑体的冲压，其 中，管体16的材料特别成型在凹陷部40中，该凹陷部设置在支撑体的外围表面上，从而避 免在冲压过程结束之后产生轴向运动。因此，以这种方式还可以实现管体16和配件18之 间的稳定的持久连接。
权利要求
一种冲压工具(2)，用于使工件(14、16、18、30、34)持久连接，所述冲压工具包括 两个摆动部件(4)，每个摆动部件分别具有冲压颚板(10)；以及 至少一个旋转轴(6)，所述摆动部件(4)铰接在所述旋转轴上； 其中，彼此相对设置的冲压颚板(10)的内部轮廓形成容纳区域(12)；其特征在于， 所述内部轮廓具有至少一个相对于容纳区域轴(20)倾斜的滑动面(22)。
2.根据权利要求1所述的冲压工具，其特征在于，设有两个相对于所述容纳区域轴 (20)倾斜的、彼此相对的滑动面(22)。
3.根据权利要求1或2所述的冲压工具，其特征在于，所述至少一个滑动面(22)形成 为部分锥面。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的冲压工具，其特征在于，所述滑动面(22)相 对于所述容纳区域轴(20)的倾斜角位于35°和55°之间，特别为45°。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的冲压工具，其特征在于，所述滑动面(22)形 成滑动式传递。
6.一种冲压工具(2)附件，包括 _两个冲压颚板(10)；-其中，每个冲压颚板(10)都具有内部轮廓；并且-其中，所述冲压颚板(10)的彼此相对设置的内部轮廓形成一容纳区域(12)； 其特征在于，-所述内部轮廓具有至少一个相对于容纳区域轴(20)倾斜的滑动面(22)。
7.根据权利要求6所述的冲压工具附件，其特征在于，设有两个相对于所述容纳区域 轴(20)倾斜的、彼此相对的滑动面(22)。
8.根据权利要求6或7所述的冲压工具附件，其特征在于，所述至少一个滑动面(22) 形成为部分锥面。
9.根据权利要求6至8中任意一项所述的冲压工具附件，其特征在于，所述滑动面 (22)相对于所述容纳区域轴(20)的倾斜角位于35°和55°之间，特别为45°。
10.根据权利要求6至9中任意一项所述的冲压工具附件，其特征在于，滑动面(22)形 成滑动式传递。
11.一种使工件持久连接的方法，特别通过采用权利要求1至5中任意一项所述的冲压 工具来实现，所述方法包括_其中，使冲压工具径向向内操作；-其中，使至少一个设置在冲压工具上的、相对于工件轴倾斜的滑动面与工件表面相互 接触；-其中，使径向向内产生的冲压力从所述滑动面传递到所述工件表面上，并且使该冲压 力至少部分转移到轴向方向上；以及-其中，使所述工件在轴向方向上受到冲压。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，使所述滑动面与相应匹配的工件表面相对设置。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，使转移角度在35°和55°之间，特别为45°。
全文摘要
本发明涉及一种冲压工具(2)，用于使工件(14、16、18、30、34)持久连接，该冲压工具包括两个摆动部件(4)，每个摆动部件分别具有冲压颚板(10)；以及至少一个旋转轴(6)，摆动部件(4)铰接在旋转轴上；其中，彼此相对设置的冲压颚板(10)的内部轮廓形成容纳区域(12)。因此，本发明所解决的技术问题是，提供一种替代的冲压工具(2)，借由该冲压工具可以通过轴向冲压来实现工件(14、16、18、30、34)之间的持久连接。该技术问题这样来解决，即，所述内部轮廓具有至少一个相对于容纳区域轴(20)倾斜的滑动面(22)。因此可以提供这样一种冲压工具，该冲压工具从径向向内运动开始，其实现了轴向方向上的冲压处理，除了满足较小的装配空间的要求之外，例如还通过较小的轴向延展而提供了重量优势。本发明还涉及一种冲压工具(2)的附件以及一种使工件持久连接的方法，该方法通过采用冲压工具来实现。
文档编号B25B27/10GK101977735SQ200980109831
公开日2011年2月16日 申请日期2009年1月30日 优先权日2008年2月19日
发明者安德烈亚斯·许特, 弗兰克·霍夫曼, 苏迪·西诺普卢 申请人:维家有限及两合公司