专利名称：肘形旋转体的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种用于管道肘形部分的肘管旋转体装置，特别是涉及一种能够自动将肘管每一区段旋转至其适当方位的肘管旋转体装置。
背景技术：
典型的管道肘形部分是如此形成的，即在把肘管加工成基本弯曲之前先成形为一段直的圆柱形管道。而对肘管的这种加工传统上是通过手工来实现的。
尽管已知的对肘形工件的手工操作能够有效地形成特定角度，但这种方法操作起来非常困难且耗费了大量的时间，而且经常导致所成型的肘管具有稍微不一致的特性。
为了解决上述问题，本发明的首要目的是提供一种可自动旋转肘形工件每个区段的肘管旋转体，用以形成最终加工完成的肘管。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可自动旋转肘形工件每个区段的肘管旋转体，用以对它们进行适当定位。
本发明的另一个目的是提供一种可自动旋转肘形工件每个区段的肘管旋转体，用以对它们进行适当定位，同时该肘管旋转体与一肘管成型装置结合为一体。
本发明的又一个目的是提供一种可自动旋转肘形工件每个区段的肘管旋转体，用以对它们进行适当定位，同时该肘管旋转体还可作为一独立的装置。
本发明的又一个目的是提供一种肘管旋转体，它能够对肘形工件的每个整体成形的区段同时进行旋转。
通过把说明书、权利要求以及附图作为一整体来描述而使本发明的这些和其他目的，以及它们的优选实施方案变得更加清楚。
图1示出了管道、或者是带有多个整体成形区段的肘形工件中直的肘形部分。
图2示出了加工完成的管道的肘形部分。
图3示出了带有肘管旋转体的肘管成型机的局部横截面图，其中根据本发明一实施方案，肘形工件位于第一位置。
图4示出了带有肘管旋转体的肘管成型机的局部横截面图，其中根据本发明一实施方案，肘形工件位于第二位置。
图5示出了带有肘管旋转体的肘管成型机的局部横截面图，其中根据本发明一实施方案，肘形工件位于加工完成的位置。
图6示出了带有肘管旋转体的肘管成型机的局部横截面图，其中根据本发明一实施方案，肘管旋转体向后倾斜，以便能够将加工完成的肘管装置取出。
图7示出了本发明肘管旋转体的局部横截面主视图。
图8示出了本发明肘管旋转体的局部横截面俯视图。
图9示出了本发明肘管旋转体的局部横截面侧视图。
图10示出了根据本发明另一实施方案的独立式肘管旋转体的局部横截面侧视图。
图11示出了独立式肘管旋转体的夹持臂处于其“向上”位置的局部横截面端视图。
图12示出了独立式肘管旋转体的夹持臂的局部横截面俯视图，其中所述夹持臂位于其“向下”的位置，能够将肘形工件的各个部分固定。
图13示出了独立式肘管旋转体的夹持臂的局部横截面侧视图，其中所述夹持臂位于其“向上”的位置，由此形成一完整的肘管。
图14示出了独立式肘管旋转体的夹持臂的局部横截面端视图。
图15示出了图14所示的夹持臂夹持不同直径的肘形工件。
图16示出了独立式肘管旋转体的夹持臂的局部横截面端视图，其中所述夹持臂处于其“向上”和“向下”的位置。
具体实施例方式
图1示出了将肘管10旋转成其最终形状之前的肘管10的一部分。从图1中可知，该肘管10包括多个区段12，这些区段12通过把板形金属工件等弯折成环绕着共同接缝14的圆柱形而形成。每个区段12都通过肘管接头16彼此分割，其中这些肘管接头16以现有技术中已知的方式被切割并且形成在轴管10上。应当理解，如图1所示的肘管10的每个区段12必须彼此相对地旋转以形成如图2所示加工完成的肘管18。
如图2所示，并且与图1所示的肘管相对照，由于每个区段12都是单独旋转，所以接缝14没有沿着加工完成的肘管18持续延伸。在旋转过程中，典型的是每个区段12都相对于邻近的区段旋转了大约180°以便相对于加工完成的肘管(图2所示)弯曲了大约90°。到目前为止，本发明提供了一种能够自动旋转肘管每个区段12的未知装置。
应当指出，尽管只对旋转大约180°进行了说明，但在不脱离本发明明显的范围内也可以实现其他角度的旋转。
图3示出了配备有本发明肘管旋转体22的肘管成型机20。如图3所示，在按照已知的方法形成肘形工件24后，把该肘形工件24安装到肘管旋转体22内。然后如图3所示，按照一种方式通过肘管旋转体22对肘形工件24的第一区段26进行旋转，稍后将对这种方式进行扼要解释。图4和5示出了通过肘管旋转体22随后对肘形工件24的另外区段进行旋转并对它们再次定位。图6示出了加工完成的肘形工件24，并且以假想的方式示出了用类似方法安装的肘形工件28。
肘管旋转体22优选安装在肘管成型机20的倾斜工作面30上以便接纳肘形工件24的每个区段并对其进行自动操作，同时通过肘管成型机形成肘形工件24的每个接头。图7示出了肘形旋转体22的局部横截面主视图。如图7所示，肘形旋转体22包括在其端部上设置有挠性弹力垫34的一对夹持臂32。利用液压缸36等使夹持臂32靠近管形工件24的引导部分。应当理解，该夹持臂32能够利用与施加在气缸36上的液压相当的力夹持肘形工件24。而且，气缸36被安置在夹持臂32之间，不能控制夹持臂32的位置，其中当肘形工件旋转时，所述夹持臂32以其本身和肘形工件24为中心。还如图7所示，机架38能够绕枢轴接头40可旋转地安装在倾斜工作面30上，并且基本支撑着肘管旋转体22。
应当理解，尽管这里只讨论了与本发明相关的液压缸，但在不脱离本发明显著的范围内，可以使用其他装置如气动系统，当然也并不限于此。
图8示出了肘管旋转体22的局部横截面俯视图。如图8所示，夹持臂32安装在可选择性地绕轴A枢轴转动的夹持机架42上，其中所述轴A基本平行于接头所在的平面，并且以接头的轴为中心。夹持机架42通过转动装置46驱动滚子链44而被旋转。该转动装置46能够选择性地使机架42和夹持臂32旋转大约180°。设置在转动装置46上的链轮48具有比设置在机架42上的链轮50多的齿，以便产生大于180°的旋转，稍后将对这种旋转进行说明。在转动装置46上还采用了行程限制器用以调节所产生的旋转量。此外，还连同转动装置46一起使用了可调转矩限制器52，用以限制能够使肘形工件24旋转的有效转矩。
在操作过程中，肘形工件24的每个区段12由夹持臂32顺序夹持，并且在转动装置46的引导下旋转大约180°。使肘形工件24的每个区段12旋转后，转动装置46返回到其原始位置。仅仅利用肘形工件24一指定区段12旋转大约180°而使夹持机架42向后旋转。在这种情况下，通过棘齿和棘轮组件54(参见图9)180°的定位使夹持机架42停止旋转，同时令转矩限制器52滑移以使转动装置46持续旋转到达其原始位置。这样，肘形工件24中连续的每个区段12就能够以同样的方向旋转，而且通过改变棘齿和棘轮组件54的构造以及令转动装置46的原始位置反向，能够容易地使旋转方向反向。在这点上，肘形工件24区段12的旋转方向优选取决于接缝14重叠的方向，从而使接缝14不会被发现。为了实现准确的定位，需要将肘形工件24的第一区段12旋转180°以上，这是因为在形成接头16的过程中肘形工件24的第一区段12可以稍微旋转。
图9示出了肘管旋转体22的局部横截面侧视图。如图9所示，肘管旋转体22包括能够使其绕枢轴接头40选择性转动的液压定位气缸56。当然，最好参考图9和6所示，当每个肘管生产周期完成(其位置如图6所示)时，机架38连同夹持臂32和转动设备46可以有选择性地后倾以形成足够的间隙使加工完成的肘管能够从肘管成型机20上取走，并且放入新的肘形工件28。然后使机架向后靠在其能够被操作的位置上准备用于下一个肘管生产周期。
应当理解，本发明的肘管旋转体22可自动和顺序地旋转肘形工件的不同区段，从而对它们进行适当定位而无需进行同样的手动操作。因此相对于目前采用的手动生产方法，所述加工完成的肘管装置的产量能够大量增长。此外，假定在每次旋转之前肘管旋转体22被重新放置到已知的“原始位置”，那么肘管旋转体22就可以对肘形工件第一区段的轻微旋转进行均匀的补偿，因此本发明能够重复地加工生产具有基本一致特性和机械公差的肘管装置。
尽管图3-9示出了与肘管成型机20合为一体的肘管旋转体22，但本发明并不限于这种关系。当然，本发明也可设想成一种并不与其他装置或设备接合为一体的独立式肘管旋转体装置，而是一种可以整体分离的装置，且能够完成与上述肘管旋转体22相同的常规任务。
图10示出了根据本发明另一实施方案的独立式肘管旋转体40的局部横截面侧视图。如图10所示，该独立式肘管旋转体40包括外壳42和一包含在其中的倾斜工作面44。
如前所述，可调整的肘形工件最初被加工成带有多个整体成型区段的直管。当肘管成型机在肘形工件上最终加工出接头后，所述肘形工件仍然是笔直的形状(参见图1)。然后把该肘形工件旋转成具有角度的结构，并将其与其他肘管接合在一起形成“环形”。这种环形布置是许多制造商运送肘管的优选方法。
如图2所示，一弯折成90度的肘管由4个区段12组成。如前所述，每个区段12必须相对于其邻近区段12旋转大约180度以将肘管定位成90度的形状。其它肘管还可以是具有更少区段的结构，且可以产生旋转肘管的不同角度，但是所有具有代表性的都是使相邻的区段旋转180度，以便生产出加工过的、或完成的肘管结构。
回到图10，所述独立式肘管旋转体40还包括一对夹持臂46和48。每个夹持臂46和48都支撑着多对抓取指50，并且被定位成可绕旋转轴R选择性地旋转。在操作过程中，夹持臂46和48的抓取指50有选择地对肘形工件的每个区段12进行固定，并且将它们旋转至加工的位置，下面将对此进行详细说明。尽管所述独立式肘管旋转体40的每个夹持臂46/48具有多对抓取指50，但本发明并不限于此，在不脱离本发明明显的范围内，夹持臂46/48可以支撑任意对抓取指，当然也包括一对。
因此本发明重要的一面是一对抓取指50能够使一个区段12旋转，以便所有的区段12都能够同时转动。这样，特别是相对于之前已知的手动旋转肘形工件的区段，本发明的独立式肘管旋转体40能够有效地减少生产时间。
进一步如图10所示，夹持臂46和48处于“向上”的位置，操作者把直的肘形工件52从前面基本沿L所示的方向放入到独立式肘管旋转体40中。所述直的肘形工件52优选被设置成如此的方式以确保接缝14向上，并且有褶皱的端部露在外面。
一旦按下启动按钮，直的肘形工件52就会旋转并被再次定位在独立式肘管旋转体40的第二倾斜位置54上。因此，所述直的肘形工件52/54的纵向轴可被布置成基本平行于夹持臂46和48的旋转轴R，且优选与其同轴地成一条直线。图11示出了直的肘形工件52/54的局部横截面端视图，其中所示肘形工件布置在独立式肘管旋转体40内，而该肘管旋转体的夹持臂46和48以及抓取指50均处于“向上”的位置。
当夹持臂46和48向下旋转时，一凸轮和滚轴配置可使它们枢轴转动。当每个夹持臂46和48到达它们的“向下”位置时，每个抓取指50与一可调节的止挡件56接触以使每个抓取指50停在其适当的起动位置上，从而夹持区段12。所述止挡件56为手动调节，以便对每个区段12都产生恰当的旋转量。
当夹持臂46和48位于其“向下”的位置时，抓取指50围住了肘管工件52/54的每个区段12。如图12所示，相邻区段12的抓取指50分别连接在夹持臂46和48上。即，在一四区段的肘形工件上，第一和第三区段的抓取指50安装在一个夹持臂上，第二和第四区段的抓取指50安装在另一个夹持臂上。图12示出了当夹持臂46和48处于其“向下”的位置，且每个抓取指50能够将各自的肘形工件52/54的区段固定时的独立式肘管旋转体40。
将各个区段12夹持之后，一夹持臂顺时针旋转90度，同时另一夹持臂逆时针旋转大约90度。当夹持臂旋转时，它们旋转出大约15度以便能够追随着肘形工件52/54的拱形运动。每副抓取指50都通过枢轴关节安装在夹持臂46和48上，所以当肘形工件52/54旋转时，这些抓取指50能够与肘形工件扭转在一起。如图12所示，通过链条和链轮组件使两个夹持臂46/48的旋转同步，并且它们可操作地连接在借助齿轮啮合的两根轴58上。因此夹持臂46和48的旋转使得肘形工件52/54的每个单独区段12旋转到其终点位置，且由此形成一完整的肘管60。图13示出了该完整肘管60的局部横截面侧视图，其中所述夹持臂50已经完成了它们的向上旋转。
如图13所示，一旦夹持臂46和48完全旋转再次占据其“向上”的位置，抓取指50就会将完整的肘管60松开。然后以与最初放入肘形管件相反的方向枢轴转动该完整的肘管60，用以随后将其从独立式肘管旋转体40的外壳42中取出。
图14示出了连接在一夹持臂46/48上的一副抓取指50的局部横截面端视图。如图14所示，每个抓取指的末端都配备了一弹性缓冲器62，例如一氨基甲酸乙酯缓冲器，当然并不限于此，该缓冲器用于在操作独立式肘管旋转体40的过程中保护肘形工件52/54的主体。利用气压缸64等有选择地使抓取指50相对于肘形工件52/54的主体或者膨胀或者收缩。
此外，如图15所示，夹持臂46/48的抓取指可以被选择性地构造成与不同直径的肘形工件52/54相匹配。即通过改变夹持臂46/48上抓取指50的连接点66，以及改变抓取指50与汽缸64的连接点68，可以实现精确调节不同直径的肘形工件52/54。如下所述，至少一个夹持臂46/48还可以包括滑杆70，该滑杆70可通过摩擦紧固螺栓等被选择性地定位，从而延长至预定距离，因此如图16所示，在夹持臂向下旋转的过程在中，所述滑杆可以选择性地与可调止挡件56邻接并由此阻止夹持臂46/48的旋转。
应当理解，当在肘管成型机中形成肘接头16(如图1所示)时，通常每个区段12稍微旋转而导致其相对于其他区段不在一条直线上。因此每个区段必须实现不同的旋转量以便在其旋转端部形成适当的对准。如上所述，本发明可以预见到每个夹持臂46/48上的一对抓取指50可安装在滑杆70上，以便能够在夹持臂46/48完全向下旋转之前使其停止旋转。当夹持臂46/48向下旋转时，它可以停在不同的起始位置上以与相应肘形区段12的起始位置匹配。因此夹持臂50可停在用于滑动抓取指50的位置处，从而与相应肘形区段12的起始位置匹配。当夹持臂46/48向上旋转时，只有那些被固定抓取指50夹持着的区段12首先旋转，直到夹持臂46/48达到滑动抓取指50停止的位置上。在持续旋转的过程中，滑动抓取指50以及固定抓取指50一起使相应的区段12在余下的过程中旋转。因此在夹持臂的旋转到达限度时，每个区段都位于各自适当的最终位置处。
因此应当理解，本发明提供了一种用于肘形工件的旋转体，该旋转体能够自动对肘形工件的各个区段进行旋转，因此使传统费时费力的方法成为自动化操作。此外，本发明还能够提供一种与肘管成型机连接在一起的肘管旋转体，因此当要对肘形工件成型时可对每个区段进行旋转，或者还可采用一种独立式肘管旋转体，以用于当对肘形工件成型时，可对肘形工件的全部区段同时实行旋转。
尽管结合优选实施方案对本发明进行了说明，但应当理解的是在不背离本发明的实质范围内，本领域技术人员可进行显而易见的修改和元件的等效替换。因此，本发明并不限于所公开的特定实施方案，但是本发明包括能够落入到所附权利要求范围内的所有实施方案。
权利要求
1.一种肘管旋转体装置，它用于旋转肘形工件中一整体成形的区段，所述肘管旋转体装置包括一对夹持臂，这对夹持臂可选择性的定位在从所述肘形工件移动的第一位置和与所述肘形工件的整体成形的区段接触的第二位置处；一可操作地连接在所述夹持臂上的转动装置，所述转动装置可选择性地旋转夹持臂；以及其中当所述夹持臂处于第二位置且固定着整体成形的区段时，所述转动装置使夹持臂旋转过预定的转动量，如此对所述整体成形的区段进行旋转。
2.如权利要求1所述的肘管旋转体装置，它进一步包括可操作地连接在所述夹持臂上的液压缸或气压缸，以用于将所述夹持臂交替地定位在其第一位置和第二位置上。
3.如权利要求1所述的肘管旋转体装置，其中所述每个夹持臂都包括一设置在夹持臂末端的弹性垫。
4.如权利要求1所述的肘管旋转体装置，它进一步包括一可操作地连接在所述转动装置上的可调转矩限制器，用以在旋转夹持臂时选择性地调节转矩。
5.如权利要求1所述的肘管旋转体装置，其中所述转动装置可反向旋转。
6.如权利要求1所述的肘管旋转体装置，它进一步包括一可操作地与所述夹持臂和转动装置相连的机架，该机架可绕旋转轴枢轴转动；以及一枢轴转动装置，用以选择性地使机架绕旋转轴枢轴转动。
7.如权利要求6所述地肘管旋转体装置，其中所述枢轴转动装置为一液压缸或气压缸；以及所述机架可从第一位置枢轴转动到与第一位置间隔一角度的第二位置处，其中在所述第一位置，启动夹持臂用以旋转所述整体成形的区段。
8.如权利要求1所述的肘管旋转体装置，其中所述预定旋转量为大约180°。
9.如权利要求1所述的肘管旋转体装置，它进一步包括一用于对所述肘形工件中整体成形的区段成形的肘管成型装置；以及其中所述机架安装在肘管成型装置上。
10.如权利要求9所述的肘管旋转体装置，其中所述肘管成形装置包括一其上带有孔的倾斜工作面，所述肘形工件穿过该孔在倾斜工作面上延伸；以及当机架处于第一位置时，所述夹持臂基本设置在所述孔的上方；当机架处于第二位置时，所述夹持臂枢轴转动远离该孔，从而将所述肘形工件从孔中取出。
11.一种肘管旋转体装置，它用于旋转肘形工件的整体成形区段，所述肘管旋转体装置包括可选择性地绕旋转轴旋转的第一夹持臂；可选择性地绕所述旋转轴旋转的第二夹持臂，所述第一夹持臂和第二夹持臂可选择性地在第一位置和第二位置之间旋转；可操作地连接在所述第一夹持臂上的第一对抓取指；可操作地连接在所述第二夹持臂上的第二对抓取指，所述第一对抓取指和第二对抓取指可选择性地夹持肘形工件的整体成形区段；以及其中当所述第一对抓取指和第二对抓取指夹持着整体成形的区段，并且所述第一和第二夹持臂可选择地在第一和第二位置之间旋转时，所述整体成形的区段同时旋转过预定的转动量。
12.如权利要求11所述的肘管旋转体装置，其中所述第一夹持臂可操作地与多对第一抓取指相连；所述第二夹持臂可操作地与多对第二抓取指相连；以及其中所述多对第一抓取指和多对第二抓取指交替夹持着肘形工件的整体成形区段。
13.如权利要求11所述的肘管旋转体装置，其中所述第一夹持臂和第二夹持臂绕旋转轴彼此反向旋转。
14.如权利要求12所述的肘管旋转体装置，其中所述多对第一抓取指中的至少一对包括一可调停止杆，用于在第一夹持臂旋转的过程中，选择性地停止多对第一抓取指中至少一对的旋转间隔；以及所述多对第二抓取指中的至少一对包括一可调停止杆，用于在第二夹持臂旋转的过程中，选择性地停止多对第二抓取指中至少一对的旋转间隔。
15.如权利要求11所述的肘管旋转体装置，其中所述第一夹持臂和第二夹持臂都包括一可调机构，用于在所述第一和第二对抓取指夹持着整体成形的区段时，调节所述第一对抓取指和第二对抓取指之间的尺寸。
16如权利要求11所述的肘管旋转体装置，它进一步包括可操作地与所述第一对抓取指和第二对抓取指相连的液压缸或气压缸，用于可选择性地使第一和第二对抓取指夹持着所述整体成形的区段。
17.如权利要求16所述的肘管旋转体装置，其中所述第一和第二对抓取指都包括一安装在各自末端的可压缩垫。
18.如权利要求11所述的肘管旋转体装置，它进一步包括一用于封闭所述肘管旋转体装置的外壳，所述外壳包括一倾斜工作面；所述第一和第二夹持臂安装在该倾斜工作面上；以及所述旋转轴基本平行于该倾斜工作面。
19.一种使直的肘形工件中整体成形的区段同时旋转的方法，该方法包括以下步骤安装第一夹持臂，使其可绕一旋转轴选择性地旋转；安装第二夹持臂，使其可绕该旋转轴选择性地旋转，所述第一夹持臂和第二夹持臂可在第一位置和第二位置之间选择性地旋转；可操作地将第一对抓取指与所述第一夹持臂相连；可操作地将第二对抓取指与所述第二夹持臂相连；使所述第一对抓取指和第二对抓取指选择性地夹持肘形工件中整体成形的区段；以及使所述第一夹持臂和第二夹持臂在第一位置和第二位置之间绕旋转轴旋转，借此使所述夹持着的整体成形的区段同时旋转过预定的旋转量。
20.一种如权利要求19所述使直的肘形工件中整体成形的区段同时旋转的方法，该方法进一步包括以下步骤可操作地将所述第一夹持臂与多对第一抓取指相连；可操作地将所述第二夹持臂与多对第二抓取指相连；使多对第一抓取指和多对第二抓取指交替夹持着肘形工件中整体成形的区段；以及使所述第一夹持臂和第二夹持臂绕旋转轴反向旋转。
全文摘要
一种肘管旋转体装置，它用于旋转肘形工件中一整体成形的区段，包括一对夹持臂，这对夹持臂可选择性的定位在移动(displaced from)肘形工件的第一位置和与所述肘形工件中整体成形的区段接触的第二位置处。一可操作地连接在所述夹持臂上的转动装置，用以在夹持臂处于第二位置时，使夹持臂选择性地旋转过预定的转动量。
文档编号B23P23/00GK1729078SQ200380107303
公开日2006年2月1日 申请日期2003年12月23日 优先权日2002年12月23日
发明者J·穆诺茨 申请人:梅特-科伊尔系统公司