專利名稱：用于裂分一環(huán)形零件的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種用于裂分一環(huán)形零件的裝置，這種環(huán)形零件比如是一種連桿，它具有一位置固定的和一可移動(dòng)的擴(kuò)張爪，用于嵌接進(jìn)環(huán)形零件所形成的孔中，還具有一擴(kuò)張裝置，用于分開擴(kuò)張爪。
這樣的一種裝置比如在EP-0 396 797中是已知的。這些裝置用來將一個(gè)整件的、環(huán)形零件-在本情況下為一連桿-通過裂分的方法將它分成為兩部分，亦即一個(gè)帽和一個(gè)桿。這些已有裝置具有擴(kuò)張爪，其外圍面完全貼在孔的內(nèi)表面上，亦即貼在大連桿孔的內(nèi)表面上。擴(kuò)張爪的這樣一種大面積地靠在孔上的做法通常對(duì)一個(gè)好的裂斷效果來說被認(rèn)為是必要的。
本發(fā)明的任務(wù)是進(jìn)一步改善已有的裝置，使它能影響裂斷的性質(zhì)。
該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明是這樣地來加以解決的將擴(kuò)張爪的外圍面設(shè)計(jì)成這樣的形狀，使得擴(kuò)張爪僅僅經(jīng)一局部精確規(guī)定的部分表面區(qū)域或線性區(qū)域來達(dá)到嵌接在孔的內(nèi)表面上。
試驗(yàn)表明，最好的裂斷效果令人驚奇地并不總是通過擴(kuò)張爪的外圍表面大面積地貼在孔的內(nèi)表面上來達(dá)到的。相反它更經(jīng)常具有優(yōu)點(diǎn)的是根據(jù)環(huán)形零件的材料及其裂斷性能以及根據(jù)其它的參數(shù)如裂斷表面幾何形狀等來把裂斷力僅僅導(dǎo)入一定的部分表面區(qū)域中或者也可以線性形式導(dǎo)入零件中。
因此合乎目的的是，僅僅在孔的軸向或者可能的話也可在孔的外圍方向上來引入僅限于部分表面的或線性形狀的裂斷力。對(duì)某些特殊的情況，也可具有優(yōu)點(diǎn)地既在軸向也在外圍方向上來實(shí)施這種對(duì)裂斷力的引入。
試驗(yàn)表明，采用這種結(jié)構(gòu)形式可令人驚奇地來避免在已有裝置中經(jīng)常出現(xiàn)的雙重裂痕、碎屑和毛刺。這些發(fā)生在當(dāng)在裂斷表面內(nèi)具有如鉆孔、開口或類似情況的時(shí)候。因此，連桿比如在裂斷表面范圍內(nèi)具有兩螺釘孔，用它們?cè)诮酉聛淼姆珠_過程之后將帽和桿栓在一起。若裂斷過程被引發(fā)，則裂痕從制造連桿時(shí)所提供的標(biāo)稱斷裂位置起在孔內(nèi)表面范圍內(nèi)圍繞著螺釘孔側(cè)向向外流動(dòng)。裂斷表面在螺釘孔后面重新統(tǒng)一起來。由于裂斷表面在螺釘孔兩側(cè)不能夠強(qiáng)迫地在同一平面上傳播開來，因此在裂斷表面重新統(tǒng)一時(shí)會(huì)導(dǎo)致雙重裂痕、碎屑或毛刺。這種雙重裂痕、碎屑和毛刺都必須要加以避免。
藉于導(dǎo)入裂斷力的部分表面區(qū)域或線性區(qū)域基本上可設(shè)計(jì)成各種不同的結(jié)構(gòu)形式。專門的結(jié)構(gòu)形狀和局部的放置方式可各自根據(jù)試驗(yàn)來加以確定或優(yōu)化。
因此擴(kuò)張爪的外圍表面-從孔的軸向加以觀察的話-比如可以是球形的或者錐形的。同樣，擴(kuò)張爪的半徑為補(bǔ)償所謂的收縮效應(yīng)也可選擇得大于環(huán)形零件的孔的半徑。
對(duì)于特殊的應(yīng)用場合，可合乎目的地在擴(kuò)張爪外圍表面上配置一種彈性材料。該彈性材料可伸展在整個(gè)外圍表面上，然而也可更具優(yōu)點(diǎn)地僅僅伸展在部分區(qū)域上。試驗(yàn)表明，根據(jù)應(yīng)用的范圍不同，該彈性材料可具有從50～95肖氏A的硬度。
對(duì)某些特殊的應(yīng)用目的，也可優(yōu)越地將彈性材料做成軸套的形式。該軸套相對(duì)于孔內(nèi)表面比如可配置在中心。
通過配置彈性材料可消除能導(dǎo)致不能控制的斷裂傳播的峰值應(yīng)力。這種彈性材料的配置也特別適用于這樣的場合在這些場合中環(huán)形零件的孔應(yīng)該以未被加工的狀態(tài)被裂斷。
對(duì)某些專門的應(yīng)用場合，該彈性材料也可采取彈性段的形式被配置在擴(kuò)張爪的外周表面上。
在一具有如權(quán)利要求1的前序部分所述的特征的裝置中，擴(kuò)張裝置也可如下地來加以構(gòu)造每一擴(kuò)張爪被做成兩件式且各自具有一擴(kuò)張爪芯和一擴(kuò)張爪殼，其中擴(kuò)張爪殼的外表面與環(huán)形零件孔的內(nèi)表面相接觸。
在這樣一種結(jié)構(gòu)形式中，對(duì)該形式要尋求獨(dú)立的保護(hù)，則可將擴(kuò)張爪殼的外表面構(gòu)造成圓柱形，也可以將其根據(jù)權(quán)利要求1的特征或根據(jù)權(quán)利要求2～13來加以構(gòu)造。
一種由擴(kuò)張爪芯和擴(kuò)張爪殼組成的擴(kuò)張爪結(jié)構(gòu)形式其優(yōu)點(diǎn)在于裝置可很簡單地被做成與具有不同造型和尺寸的環(huán)形零件相匹配。為實(shí)現(xiàn)這種匹配，僅需更換擴(kuò)張爪殼，而這是很容易做到的。而擴(kuò)張爪芯包括擴(kuò)張裝置與此相反則可不必加以改變。
通過根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)形式此外還可采用簡單的方式經(jīng)交換擴(kuò)張爪殼來影響裂斷性能。這樣在同樣的、環(huán)形零件情況下為取得一種所希的裂斷結(jié)果，需要時(shí)可換以一具有另外形狀外表面的擴(kuò)張爪殼，該更換過程可一直重復(fù)直至取得所希望的、最佳裂斷效果為止。
擴(kuò)張爪殼可以各種不同的方式來加以制造。當(dāng)各擴(kuò)張爪殼被加工成車削零件，而該車削零件在其后的加工過程中又被分成兩個(gè)或多個(gè)環(huán)形段時(shí)，則可獲得一種特別簡單且價(jià)格便宜的制造實(shí)施形式。
擴(kuò)張爪殼或其環(huán)形段基本上可簡單地固結(jié)到擴(kuò)張爪芯之上。然而，當(dāng)每一擴(kuò)張爪殼在它的一邊緣上具有一適合于接收諸如固定螺栓、快速釋放夾持器或類似物的保持裝置時(shí)，這種情況也是具有優(yōu)點(diǎn)的。
如上所述，本發(fā)明能夠?qū)⒘褦嗔θ缦碌貙?dǎo)入環(huán)形零件，使得能具有一規(guī)定的裂斷開始和一規(guī)定的裂斷過程。采用本發(fā)明的措施則可精確地來影響裂斷性能。由此則可采用本發(fā)明的不同擴(kuò)張爪幾何形狀來不僅在未被加工的、也在粗加工的、或在加工完畢的環(huán)形零形的孔情況下影響裂斷性能。
以下根據(jù)附圖來詳細(xì)描述和說明本發(fā)明的實(shí)施形式以進(jìn)一步理解本發(fā)明。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的一第一實(shí)施例的主要部件的頂視圖，圖2示出沿圖1中I-I線所得的縱剖視圖，圖3示出對(duì)本發(fā)明的一第二實(shí)施例的沿圖1中I-I線所得的縱剖視圖，圖4示出本發(fā)明的一第三實(shí)施例的擴(kuò)張爪部分的一放大了的頂視圖，圖5示出對(duì)本發(fā)明的一第四實(shí)施例的沿圖1中I-I線所得的縱剖視圖，圖6示出在分成為環(huán)形段之前的一擴(kuò)張爪殼的縱剖視圖，圖7為圖6所示擴(kuò)張爪殼的一頂視圖。
在圖1所示的實(shí)施例中示出一形式為連桿2的環(huán)形零件，它應(yīng)在本裝置中裂斷為一桿4和一蓋6。所示裝置的細(xì)節(jié)在EP-0 396 797中有所描述。
對(duì)于將連桿2的桿4和蓋6分開來說關(guān)鍵的是一個(gè)運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)張爪8和一個(gè)位置固定的擴(kuò)張爪10嵌接進(jìn)一由蓋6和桿4所形成的、形式為一圓柱形連桿孔12的孔中。運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)張爪8被固結(jié)到一運(yùn)動(dòng)的裝置部分14上，而位置固定的擴(kuò)張爪10則固結(jié)到一位置固定的裝置部分16上。為分開桿4和蓋6，則比如通過一作用在該運(yùn)動(dòng)的裝置部分16上的撞擊塊將兩裝置部分14、16突然驅(qū)動(dòng)將其分開。另一種分開的方法也可通過一圖中未示出的擴(kuò)張楔來進(jìn)行，該楔嵌入一在兩擴(kuò)張爪8、10中間沿軸向形成的空隙中且被突然地給予撞擊。
兩擴(kuò)張爪8、10在圖1和2所示的實(shí)施例中實(shí)質(zhì)性地具有一半圓形截面。如圖2中所能看到的那樣，圖中示出根據(jù)圖1的示圖沿I-I線所作的一縱剖視圖，其中第一所示的實(shí)施例的擴(kuò)張爪8、10被設(shè)計(jì)成球形結(jié)構(gòu)，因此半圓形擴(kuò)張爪8、10的最大半徑被配置在連桿孔12的中央。
在所示的實(shí)施例中，最大半徑的范圍鋪開在連桿孔12的約10％的軸向高度H的一個(gè)寬度B上。這樣可將擴(kuò)張力導(dǎo)入連桿孔12的一精確規(guī)定的中間區(qū)域中。這種結(jié)構(gòu)形式尤其適合于那些具有不均勻硬度的材料，在這些材料中存在著局部的高硬度會(huì)導(dǎo)致一不可預(yù)示的裂斷開始的危險(xiǎn)。
圖3中示出本發(fā)明的另一實(shí)施形式的一縱剖視圖，該視圖對(duì)應(yīng)于圖1示例中I-I線。
該實(shí)施形式的擴(kuò)張爪8，10同樣也具有一實(shí)質(zhì)為半圓形的截面。但根據(jù)第二實(shí)施例的擴(kuò)張爪8、10卻是錐形的。在連桿孔12的直徑約相應(yīng)于兩擴(kuò)張爪8、10的外徑處，連桿2在連桿孔12的范圍內(nèi)則靠在擴(kuò)張爪8、10上。一個(gè)配置在位置固定的裝置部分16上的圓柱形保持件20則伸入一活塞銷孔22中。在連桿2和裝置部分16之間配置有一可在保持件20的縱向上移動(dòng)的支座24。通過這種配置方式則可將連桿2這樣地來支撐，使得連桿孔和活塞銷孔的軸在分開桿4和蓋6時(shí)完全垂直于運(yùn)動(dòng)的裝置部分14的運(yùn)動(dòng)方向。這樣一種布置形式對(duì)取得一個(gè)好的裂斷結(jié)果是重要的。通過支座24的這種高度可調(diào)性則在當(dāng)大、小連桿孔的不等表面不在同一平面中時(shí)亦能保證得到上述的布置形式。
由于連桿2的保持作用，因此錐形擴(kuò)張爪8、10和連桿孔12相互同心。結(jié)果產(chǎn)生將力線性地導(dǎo)入連桿孔12的一外邊緣上。
若為分開桿4和蓋6而對(duì)兩擴(kuò)張爪8、10突然地撞開，那么斷裂將從外邊緣起實(shí)質(zhì)性地沿著連桿孔12的軸傳播。由于力是沿著在連桿孔邊緣上的一條十分薄的線條引入的，因此所示的實(shí)施形式尤其適用于那些由一種十分堅(jiān)硬的材料所制成的連桿。但那些由一種不太硬材料制成的連桿也可以用所示的實(shí)施例來加以分開。為避免使連桿孔外圍表面在過程中變形，連桿在其外邊緣上可配備一種物相。
圖4中示出本發(fā)明的另一實(shí)施例。同樣在該實(shí)施例中，擴(kuò)張爪8、10也具有一實(shí)質(zhì)為半圓形的截面，其中擴(kuò)張爪8、10與前述的擴(kuò)張爪8、10相反是做成柱形的。因此擴(kuò)張爪8、10在整個(gè)的縱向上具有一恒定半徑。
在圖4所示的實(shí)施例中擴(kuò)張爪8、10的半徑R卻是大于連桿孔12的半徑r。由此則對(duì)于擴(kuò)張爪來說在一起行走的狀態(tài)時(shí)具有一約為橢圓的截面形狀。
由于該橢圓截面形狀的原因，因此在裂斷過程中裂斷力首先被導(dǎo)入連桿中標(biāo)稱斷裂點(diǎn)S的范圍中。大的連桿孔以這樣的方式在裂斷過程中橫著連桿的縱向“擴(kuò)展”。這種“擴(kuò)展過程”對(duì)在連桿裂斷時(shí)所經(jīng)常能看到的“收縮效應(yīng)”起著一種反作用，而這種“收縮效應(yīng)”則是由被釋放的應(yīng)力所產(chǎn)生的。
圖5中示出本發(fā)明的一第四實(shí)施例，其中比如通過粘接或涂覆在擴(kuò)張爪8、10的外圍表面上固結(jié)有一種彈性材料26。這種彈性材料26的配置阻止了在裂斷具有未被加工好的大連桿孔的連桿時(shí)或可能情況下也在裂斷過程中出現(xiàn)臟物時(shí)應(yīng)力峰值的產(chǎn)生。圍繞兩擴(kuò)張爪8、10的彈性材料26具有的優(yōu)點(diǎn)是能夠附加地對(duì)加力撞開的裝置部分14、16給予阻尼。
圖6示出一擴(kuò)張爪殼的毛坯件的一縱剖圖。該尚未被分開的毛坯件具有一殼體段30和一法蘭段32。殼體段30具有一圓形、柱狀的內(nèi)表面，其半徑對(duì)應(yīng)于一相應(yīng)的擴(kuò)張爪芯的半徑。殼體段30的外表面在本實(shí)施例中被做成圓錐形的，其錐角一般小于1°。此外，上端面還被倒棱，以便將連桿孔方便地裝到擴(kuò)張爪上。
為制造環(huán)形段，則將擴(kuò)張爪殼沿T-T線分開。于是得到兩相同的半殼。為將該兩半殼固結(jié)并定中到運(yùn)動(dòng)的裝置部分14或位置固定的裝置部分16上，則在法蘭段32上形成有孔或半孔34。
由于這種結(jié)構(gòu)形式使得裝置能簡單地適應(yīng)于裂斷具有不同形狀和尺寸的連桿。為此，僅需將環(huán)形段或半殼體拆下并替代以另外尺寸的半殼體。具有擴(kuò)張裝置的所有部件的擴(kuò)張爪芯則為此無需加以改裝或改變。
通過應(yīng)用擴(kuò)張爪殼可另外在需要時(shí)以簡單的方式來影響裂斷性能。為取得各種裂斷結(jié)果，僅需應(yīng)用那些為達(dá)所需裂斷效果而具有專門的外表面的環(huán)形段或半殼體。
權(quán)利要求
1.一種裝置，用于裂分一環(huán)形零件，比如一連桿(2)，-具有一位置固定的和一運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)張爪(8，10)，用于嵌接進(jìn)由環(huán)形零件所形成的孔中，-還具有一擴(kuò)張裝置，用于分開擴(kuò)張爪(8，10)，其特征在于擴(kuò)張爪(8，10)的外圍表面被如下形式地構(gòu)造使得擴(kuò)張爪(8，10)僅僅經(jīng)一位置精確規(guī)定的部分表面區(qū)域或線性區(qū)域與孔(12)的內(nèi)表面相嵌接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于擴(kuò)張爪(8，10)具有一實(shí)質(zhì)為半圓形的截面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于部分表面區(qū)域或線性區(qū)域伸展在孔(12)的軸向上。
4.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于部分表面區(qū)域或線性區(qū)域伸展在孔(12)的外圍方向上。
5.如權(quán)利要求3和4所述的裝置，其特征在于部分表面區(qū)域或線性區(qū)域伸展在孔的軸向方向和外圍方向上。
6.如權(quán)利要求1、2和4所述的裝置，其特征在于從孔(12)的軸向觀察，擴(kuò)張爪(8，10)的外圍表面被做成球形結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1、2和4所述的裝置，其特征在于從孔(12)的軸向觀察，擴(kuò)張爪(8，10)的外圍表面被做成錐形結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1和2以及3、4或5所述的裝置，其特征在于擴(kuò)張爪(8，10)的半徑(R)大于孔(12)的半徑(r)。
9.如權(quán)利要求1、2和4所述的裝置，其特征在于在擴(kuò)張爪(8、10)的外圍表面上配置有一種彈性材料。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于該彈性材料為橡膠。
11.如權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于彈性材料具有一50～95肖氏A的硬度。
12.如權(quán)利要求9、10或11所述的裝置，其特征在于彈性材料形成一軸套，其長度小于孔的長度。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于軸套相對(duì)于孔的內(nèi)表面被配置在中間。
14.如前述權(quán)利要求1～13的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的裝置，其特征在于每一擴(kuò)張爪做成兩件式結(jié)構(gòu)，且各具有一擴(kuò)張爪芯和一擴(kuò)張爪殼(30，32)，其中擴(kuò)張爪殼的外表面與孔(12)的內(nèi)表面相接觸。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于擴(kuò)張爪殼(30，32)可拆地與擴(kuò)張爪芯相連接。
16.如權(quán)利要求14或15之一所述的裝置，其特征在于擴(kuò)張爪殼(30，32)由一分成為環(huán)形段的、車削制成的零件所加工而成。
17.如權(quán)利要求14～16之一所述的裝置，其特征在于每一擴(kuò)張爪殼在其一個(gè)邊緣上具有一法蘭(32)。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)一種用于裂分一種象一連桿(2)那樣的環(huán)形零件的裝置。該連桿(2)具有一靜止的和一移動(dòng)的擴(kuò)張爪(8,10),用于插入由環(huán)形零件形成的孔中,還具有一擴(kuò)張裝置,用于分開擴(kuò)張爪(8,10)。本發(fā)明的特征為:裝置的裂斷性能可被影響。為此,擴(kuò)張爪(8,10)的外圍表面被構(gòu)造成如下形式:使得擴(kuò)張爪(8,10)僅僅經(jīng)過局部精確規(guī)定的一個(gè)參考表面區(qū)域或線條與孔的內(nèi)表面接觸。
文檔編號(hào)B21D53/84GK1268911SQ98808731
公開日2000年10月4日 申請(qǐng)日期1998年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月1日
發(fā)明者邁克爾·黑內(nèi)爾, 霍斯特·維希涅夫斯基 申請(qǐng)人:阿爾馮·凱斯勒專用機(jī)械制造有限公司