專利名稱：用于在中空體構件中獲得開口的方法以及設置有利用所述方法獲得的一個或更多個開口 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在中空體構件中獲得開口的方法，并涉及一種具有縱向延伸部并且設置有利用上述方法獲得的一個或更多個開口的中空體構件；該中空體構件可以包括具有圓筒形或多邊形截面的管，并因此在一端或兩端處敞開；流體連接器螺栓，并因此在一端處敞開并在相對端處由螺栓頭部封閉住；或類似構件。利用于此的方法獲得的開口可以既設置在基本上橫向于中空體構件的縱向延伸部的軸線上，又設置在軸向方向上。
背景技術：
目前眾所周知的方法是借助于機械加工工藝在內部中空的圓筒形構件中設置一個或更多個開口，這些機械加工工藝通常為銑削、鉆孔或沖孔操作，這些操作所具有的缺點在于需要后續的再啟動操作以消除在這種操作期間不可避免地形成的切削毛刺，具體地說，是由于切削方向是從這種構件的外部朝向內部進行這一事實形成在該圓筒形構件的內壁上的切削毛刺。由于需要工具以在圓筒形構件內進行操作，后續的再啟動以及表面精加工操作因此是很困難的。對于使這種開口的邊緣盡可能光滑且平整的要求主要歸因于需要避免金屬顆粒可能的后續分離，如果中空構件要在氣動回路或液壓回路中使用，則這些金屬顆粒會損壞回路中的其它部件；另外，在將中空體構件用在流體回路中的情況下，開口邊緣上的任何不連續性都會阻礙流體的平滑流動，由此產生引起相當大的壓降、或至少引起該回路的不規則操作的湍流。
一種眾所周知的方法也包括通過沖孔操作在圓筒形構件上形成開口。在以本申請人的名義的意大利專利申請NO.PN2008A000095中提供了通過在內部中空的圓筒形構件中沖孔而形成開口的一個示例，該專利申請涉及制造用于流體、尤其是油的連接器螺栓，該連接器螺栓在本領域中以術語“班卓琴”稱之，該連接器螺栓設置有內部流體通道腔并由已知的材料變形工序、例如冷鍛來形成；圓筒形壁上的開口從外部利用通孔沖孔工藝以在沖孔區域中切掉廢料(slug)，其中，內部腔通過該開口與外部環境連通或與液壓回路連通，該廢料自發地落到螺栓中的腔內。
然而，在所述專利申請中所述的工序并非沒有缺點首先，需要附加的再啟動工序，以消除在圓筒形壁內的廢料的切削毛刺，這具有已經在上文中指出的困難。
此外，為了確保廢料與壁完全分離，需要減小螺栓的圓筒形壁的厚度，由此也降低了螺栓在沖孔步驟期間的機械強度；事實上，該方法為了避免由于減小了的壁厚而引起永久變形的風險，提供了壁加強構件，該壁加強構件被插入到螺栓腔中以充當一種“砧”；然而，該加強構件由于明顯的原因而不能被插到該沖孔區域，并且因此引起螺栓中的永久變形的風險仍然存在。
另一個嚴重的缺點在于如下風險廢料或多個廢料不能一直被確實消除，或者更為嚴重地，廢料沒有與壁完全分離，因此會發生如下情況廢料將會被攜帶在循環流體流中，從而在回路中產生嚴重的風險，如可能會堵塞該回路。
自然，設置特定的附加裝置或附加的操作工序以確保廢料的排出或分離，并補償可能由減小了的螺栓壁厚所引起的任何變形是可能的；然而，這種裝置和/或操作工序導致螺栓的生產成本增加，使得該方法在經濟方面可能不再是較為實用的。發明內容
本發明的主題的主要任務是設想出一種在中空體構件中形成開口的方法，如具有縱向延伸部并設置有通過同一方法形成的一個或更多個開口的中空體構件，該方法能夠解決由上述眾所周知的方法所產生的問題。
在上述任務的范圍內，本發明的目的是研發如下方法該方法無需在中空體構件的環繞開口的內壁上進行后續再啟動或精加工操作。
另一個目的是設想出一種方法，憑借該方法，可以在開口上獲得盡可能光滑且平整的邊緣，除了在外壁上進行任何容易實現的表面精加工操作之外，無需另外的加工工藝。
再一個目的是設想出如下方法該方法不會導致由于開口的形成而在中空體構件的壁上、尤其是在內壁上形成毛刺。
另外的目的是設想出如下方法在該方法中，無需損害中空體構件的強度以便于開口的形成。
另一個目的是設想出如下方法該方法用于確保被去除的壁部被完全地并且平整地與圓筒形壁分離以形成開口，并確保它們從中空體構件被徹底并且安全地排出。
另外的目的是設想出如下方法在該方法中，在中空體構件上形成開口無需使用相對于這些通常提供的裝置而言的專用裝置或附加設備，并由此不涉及由這種裝置和/或設備所產生的附加制造成本。
一個并非不重要的目的是設想一種用于在中空體構件中獲得開口的方法，以及一種設置有利用所述方法獲得的一個或更多個開口的中空體構件，該方法以富有競爭力的成本實現上述目標與目的并可以通過常見的且已知的設備、機器以及裝備來實現。
上述目標和目的以及將在下文中進一步討論的其它方面將通過如在權利要求1 中所限定的一種用于在中空體構件中獲得開口的方法來實現。
從以下對于具體但非排它性的實施方式進行的描述，根據本發明的方法的另外的特征和優點將變得明白，其中，該實施方式參照附圖僅作為示例示出而不帶有限制性的目的，附圖中
圖1在軸向剖視圖中示出了設置有通過根據本發明的方法獲得的一個或更多個橫向開口的中空體構件，其中，根據本發明的方法作為示例應用于用于流體的連接器；
圖2在立體圖中示出了圖1的中空體構件，該中空體構件作為示例包括設置有橫向于縱向軸線設置的一個或更多個開口的內部中空的圓筒形螺栓；
圖3示意性地示出了根據本發明的方法的一個步驟；
圖如到圖4d示意性地示出了根據本發明的方法的步驟的順序；
圖5是圖4d的放大詳圖6a到圖6d示出了可以通過本發明的方法在中空體構件中獲得的開口的一些可能的形狀；
圖7示出了可以通過本發明的方法沿中空體構件獲得的開口的不同配置；
圖fe到圖8b分別在剖視圖、主視圖、側視圖和立體圖中示出了設置有能夠通過根據本發明的方法獲得的開口的中空體構件的其它形式；
圖9a到圖9d在類似于前述視圖的視圖中示出了設置有能夠通過根據本發明的方法獲得的開口的中空體構件的另一種不同的形式；
圖10示意性地示出了本發明的方法用以在中空體構件的縱向延伸部處獲得軸向定向的開口的應用；
圖11示出了應用于中空體構件的不同形式的如在之前圖10中所示的方法。
具體實施方式
盡管所理解的是，根據本發明的方法通常可應用以獲得可以包括具有圓筒形或多邊形截面的管的中空體構件，其中，該中空體構件沿其縱向延伸部可具有直徑不同的截面， 并且在一端或兩端開口且適用于不同應用的范圍，但是，為了便于公開，下列說明部分地涉及圖1中所示的應用示例，其中，中空體構件是具有圓筒形截面的螺栓。
參照附圖，數字1指的是用于流體的連接器，該用于流體的連接器包括支承支架 2，該支承支架2上安裝有中空體構件3，該中空體構件3在該特定情況下包括螺栓，該螺栓包括局部螺紋本體4、頭部5和腔6，該腔6在本體4的一端7處朝外部敞開；這種螺栓在液壓工程學領域中被稱之為“班卓琴螺栓”。螺栓3與支架2之間的連接借助于本體4上的螺紋來實現，其中，本體4上的螺紋被旋擰在設置于容器2上的內螺紋上。
通過將在下文中更為詳細地描述的方法在本體4上形成有一個或更多個通孔8、 9，這些通孔橫向于螺栓3的縱向延伸部設置，并適于使腔6與外部環境連通或與流體循環管道連通。
螺栓3在被安裝到支架2之前，被插入到內部中空的有眼螺栓10中，該內部中空的有眼螺栓10設置有以數字11表示的管道部或用于管道部的連接構件，該管道部或用于管道部的連接構件通過開口 8、9與腔6連通；這種類型的有眼螺栓在液壓工程學領域被稱之為“班卓琴”。
參照圖3，用于在螺栓3中獲得開口 8、9的方法，更具體地說用于在中空體構件中在至少一端處獲得橫向開口的方法執行如下將中空體構件3的要在其上形成橫向開口的本體4插入到保持模具12的對應座部17中；該座部17具有與本體4的截面-圓筒形或多邊形-反向成形的截面，該座部17設計成用于容置該本體4。保持模具12包括排出通道 13，該排出通道13具有第一端18和第二排出端19，在未插入中空體構件3時，該第一端18 與該座部17連通，該第二排出端19有利地與外部環境連通。通道13的與座部17連通的第一端18定位于該中空體構件3的一部分壁上，在該部分壁上要形成橫向開口并且該部分壁的截面基本對應于要形成的開口的形狀；夾持構件14將中空體構件3阻擋在模具12的座部17中。
中空體構件3的腔6至少部分填充有通過潤滑和/或冷卻回路引入的不可壓縮的流體、優選地為油，并且隨后，通過開口端7插入活塞15 ；這基本上形成了氣缸-活塞系統， 其中，氣缸由中空體構件3的壁構成并且壓縮室由腔6限定。
在圖如到圖4d中以簡化的方式示意性地示出了該工序的步驟，在下文中將參照圖如到圖4d進行說明。在第一步驟(圖4a)中，將中空體構件3插入到設置有排出通道 13的模具12的相關座部17中，該排出通道13的第一端18對應于其上待形成橫向開口的那部分壁定位。一旦將中空體構件3定位并夾持在該座部17中，就利用不可壓縮的流體逐漸地填充腔6。隨后將活塞15插入到腔6內(圖4b)并且逐漸地壓縮包含在同一腔6中的流體，從而產生作用在該中空體構件3的內壁上的逐漸增大的壓力。該中空體構件3由于以此方式產生的擠壓作用而產生的變形被模具12中的座部17的除了其上待形成開口的壁部之外的壁所阻止，在待形成開口的壁部處，由于排出通道13的存在而允許產生變形。因此，該壁部開始變形，直到腔6內的流體的壓力達到導致壁部16突然分離的“爆裂”程度為止(圖如或圖3)，其中，壁部16的形狀基本上對應于通道13的起初與中空體構件3相接觸的第一端18的截面形狀。作為流體在壓力作用下的推動作用的結果，將壁部16沿排出通道13(圖4d)朝向排出通道13的第二端19排出至中空體構件3的外部。在第二端19 使排出通道13與外部環境連通的優選的情況下，如作為示例在附圖中所示，將壁部16排出到模具12的外部。
通過該方法，開口 8形成在該位置中并形成所需的形狀，并且該開口 8橫向于中空體構件3的縱向延伸部設置。作為第一緩慢變形步驟以及后續的壁部16與中空體構件3 在爆發性的“爆裂”中有效發生的突然向外分離的結果，開口 8朝向腔6翻轉并因此朝向中空體構件3的內部翻轉的邊緣如在圖5中所示意性示出的那樣是光滑的并且是圓形的，而沒有出現毛刺，該毛刺通常出現在利用切割壁部16的常規機械方法形成的這種內緣上，由中空體構件3從外側向內的切削方向所導致，并且消除這種毛刺是很困難的。
存在于中空體構件3的外壁上的材料的任何毛刺可以通過簡單的已知表面精加工工序、例如滾筒拋光操作而被簡單且快速地消除。
自然，上述方法可以被重復多次，以形成沿橫向于圓筒形構件3的縱向延伸部的軸線同軸地設置的更多個開口，如在圖1和圖2中示出的螺栓中參照兩個開口 8和9所例示出的那樣，或形成設置在不同橫向軸線上的更多個開口，如在圖7中參照兩個開口 8'和 9'所例示出的那樣。
通過根據本發明的方法，由于開口的位置不必限制于如上所述的同一軸線上或偏置軸線上的面對位置，而是形成如下開口同樣是可能的這些開口各自的或共面的或在不同平面上的軸線相對于彼此以不同的角度設置，因此，在開口沿中空體構件3的相互角度定位方面存在很大的自由度。
在圖3的簡圖中，中空體構件3在一端7處是敞開的而在相對端處具有氣密地封閉住允許流體進入的腔6的頭部5。自然，根據本發明方法也可以應用于在兩端處敞開的中空體構件中獲得一個或更多個開口 ；在這種情況下，夾持構件同樣必須起到氣密地密封中空體構件的上端的作用，或者可以設置適當的氣密密封塞以應用于中空體構件的上端處。
圖6a到圖6d示出了利用上述方法可以獲得的開口除了普通的圓形之外的一些可能的形狀；實際上，改變通道13的第一端18的截面就足以獲得形狀與所述截面基本相同的開口了。
特別是在將開口用作用于流體通道的截面的情況下，該開口的一些優選形狀是矩形截面以及帶有圓形邊緣的正方形截面，如在圖6b以及圖6d中所例示出的那樣；實際上，對于相同的流阻截面而言，這些截面使得具有更大的流率，并因此具有用于最佳流阻/流率比的截面值成為可能。
根據本發明的方法的其它特征在于這一事實，即在本體4的一個或更多個部分中形成咬口部(undercut)是極為容易的，這些咬口部優選地與開口 8和/或9相鄰，如在圖 8a到圖8d以及圖9a到圖9d中所例示出的那樣，否則這些咬口部就要利用復雜的插入模或成本高昂的切削加工來獲得。在圖8a-8d的實施方式中以附圖標記20A、20B、20C和20D表示的這種咬口部以及在圖9a-9d的實施方式中以數字21表示的該咬口部可以包括在開口 8 和/或9周圍突出的框架20A-20D、或沿周向方向在本體4的周圍突出并且優選地與開口 8 和/或9相鄰的一個或更多個環形脊部21，如在圖9A-9D的實施方式中所示，或是其的部分形式、組合形式或等效形式。這種咬口部的產生是通過座部17在模具12中的適當成形來實現的，其中，凹入區域22將形成于優選地與排出通道13的與座部17連通的第一端18相鄰的一個或更多個區域處；照這樣，在變形步驟期間，由不可壓縮的流體施加的壓力也引起所述區域的受控變形，直到它們與模具12中的座部17的對應的凹入區域22相接觸為止， 這阻止了進一步的變形并因此避免引起本體4的與咬口部相關的部分的分離。
根據本發明的方法不限于獲得設置在大致橫向于中空體構件3的縱向延伸部的軸線上的開口，如就這一點所述，而是還適用于獲得軸向方向設置的開口 8，如在圖10和圖 11中示意性示出的那樣，其中，模具12中的通道13相對于中空體構件3的縱向軸線而言為軸向定向而不是橫向定向。在該情況下，開口 8在腔6的底部處獲得而不是在構件3的縱向壁上獲得。如本領域技術人員將會明白的那樣，該方法中的步驟在不同的配置中同樣是相同的，其中，已使用于指代相同構件的附圖標記保持不變，即使這些構件以不同的方式設置也是如此。
根據本發明的方法也可以便利地集成到用于生產中空體構件3的連續生產線中的冷變形工藝中，該中空體構件3優選地為通過頭部5在一端處封閉腔6的這類中空體構件。該冷變形工藝可以包括例如，拉拔操作以獲得所述構件3的內腔6 ；以及用于通過根據本發明的方法在腔6中獲得開口的后續操作；并且隨后將適量的不可壓縮流體加入到腔 6中，通過隨后插入活塞15對腔6施加壓力，這導致壁部16的變形和分離以在構件3的本體4上形成開口，如已述。
根據以上說明，本發明是如何實現最初所針對的目的以及優點是明白的實際上， 已經設想出了一種方法，用于在中空體構件中獲得開口，以及獲得設置有利用所述方法獲得的一個或更多個開口的中空體構件，該方法能夠克服由在本說明書的前述部分中提及的已知方法所產生的缺點。
實際上，上述方法使得在中空體構件中形成開口，而無需在中空體構件的環繞該開口的內壁進行后續的且費力的再啟動或精加工操作成為可能。另外，通過該方法獲得的開口上的邊緣的光滑度和平整度是最佳的，并不需要除了對外壁進行任何簡單可行的表面精加工之外的附加機加工工藝。如已經示出的那樣，實際上，由于中空體構件3的內壁的初始變形工藝以及沿排出通道13推動壁部16的后續爆裂，利用根據本發明的工序形成的開口的內緣優選地是圓形的并且沒有毛刺。
根據本發明的方法的其它優點包括這一事實未損害到中空體構件3的強度，這是因為無需減少構件3的壁厚以使得形成開口或避免形成毛刺更為容易。
本方法的一個另外的優點在于這一事實確保了以徹底并且平整的方式實現了壁部16的分離以及壁部16從中空體構件3上的排出，由此消除了如下風險這種壁部16的一部分保持附接于開口的邊緣或同一壁部16保持截留在中空體構件3的腔6中。
這里所指出的是，如何借助于主要包括保持模具12和夾持構件14的簡單設備來實現該方法，而無需使用與設計用于形成開口的裝置相關的專用裝置或附加設備；本方法由此在經濟方面并且在生產能力方面都是有利的，這是因為本方法無需由專用裝置和/或附加設備所產生的額外的生產成本。
還指出的是，根據本發明的方法允許在開口的相互定位或形狀方面具有很大的自由度，這是因為僅通過改變通道13的第一端18的截面來形成具有不同形狀的開口是可能的，并且僅通過改變中空體構件3相對于通道13的第一端18的位置來形成處于同一橫向軸線上或更多個不同軸線上面向彼此定位或相對于彼此成角度設置的開口。
根據本發明的方法的其它優點包括它的相對簡單性、容易性以及經濟上的便利性，利用這些優點，形成優選地設置在開口 8、9附近、否則就要利用成本高昂并且復雜的工藝和設備來獲得的咬口部20A、20B、20C、20D、21是可能的。
本方法也可以容易地并且便利地集成到用于獲得中空體構件3的連續生產線中的冷變形工藝中，從而優化了生產周期而無需后續的再啟動操作，其中，該中空體構件3優選地為其中腔6通過頭部5在一端處封閉住的這類中空體構件。
自然，本發明能夠在不偏離由獨立權利要求1所限定的保護范圍的情況下對許多應用、變更或變型作出修改。
另外，用于實施本發明的材料和設備以及各個部件的形狀和尺寸對于具體要求而言都可以是最適當的。
權利要求
1.一種用于在具有縱向延伸部和腔(6)的中空體構件(3)中獲得開口的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟a.預設置保持模具(12)，所述保持模具(1 包括座部(17)和排出通道(13)，所述座部(17)相對于所述中空體構件(3)反向成形，所述排出通道(13)具有第二排出端(19)和與所述座部(17)連通的第一端(18)；b.將所述中空體構件C3)插入并定位在所述座部(17)中，使得所述第一端(18)對應于所述中空體構件(3)的要在其上獲得開口(8)的一部分壁設置；c.在所述腔(6)內產生足以使所述壁部(16)變形至將所述壁部(16)與所述中空體構件(3)分離以形成所述開口(8)的程度的逐漸增大的壓力，并沿著所述排出通道(13)排出所述壁部(16)。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，將所述壁部(16)的變形方向、分離方向和排出方向定向為從所述腔(6)的內部朝向所述中空體構件(3)的外部。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述開口(8)的朝向所述腔(6)定向、即朝向所述中空體構件(3)的內部定向的邊緣是平滑的并且是圓形的。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述排出通道(1 的所述第一端(18)具有與要獲得的所述開口(8)的形狀基本上匹配的截面。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，夾持構件(14)將所述中空體構件(3)阻擋在所述座部(17)中。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述逐漸增大的壓力通過壓縮至少部分地填充所述腔(6)的不可壓縮的流體產生。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述壓力通過將活塞(1 逐漸插入到至少部分地填充有所述不可壓縮的流體的所述腔(6)中產生。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述排出通道(1 的所述第二端(19)與外部環境連通。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述壁部(16)通過所述第二端(19)被排出到所述模具(12)的外部。
10.根據權利要求1所述的方法，其中，將所述步驟(a)到所述步驟(C)重復多次以獲得對應數量的開口。
11.根據權利要求1所述的方法，其中，所述開口(8)設置在橫向于所述中空體構件 (3)的所述縱向延伸部的軸線處。
12.根據權利要求1所述的方法，其中，所述開口(8)相對于所述中空體構件(3)的所述縱向延伸部軸向地定向。
13.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述座部(17)設置有優選地位于所述排出通道(1 的所述第一端(18)附近的一個或更多個凹入區域0 ，以在所述步驟(c)期間形成從所述中空體構件(3)突出的一個或更多個咬口部O0A、20B、20C、20D ； 21)。
14.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，所述方法能夠集成到用于生產所述中空體構件(3)的連續生產線中的冷變形工藝中。
15.具有圓筒形或多邊形截面并且在一端或兩端處敞開的中空體構件(3)，所述中空體構件(3)包括一個或更多個開口(8、9)，所述一個或更多個開口(8、9)沿著所述中空體構件(3)的縱向延伸部橫向地設置并且通過根據權利要求1所述的方法獲得。
16.根據權利要求15所述的中空體構件(3)，所述中空體構件(3)包括一個或更多個咬口部(20A、20B、20C、20D ;21)，所述一個或更多個咬口部(20A、20B、20C、20D ;21)從所述中空體構件(3)上突出并優選地與所述一個或更多個開口(8、9)相鄰。
17.在一端處封閉的具有圓筒形或多邊形截面的中空體構件(3)，所述中空體構件(3) 包括通過根據權利要求1所述的方法獲得的相對于所述中空體構件(3)的縱向延伸部軸向地定向的開口。
18.根據權利要求15或17所述的中空體構件，其中，所述一個或更多個開口(8、9)的朝向所述中空體構件(3)的內部定向的邊緣是光滑的且是圓形的。
19.用于實施根據權利要求1所述的方法的設備，所述設備包括模具(12)，所述模具 (12)設置有座部(17)和排出通道(13)，所述座部(17)適于容納中空體構件(3)，所述排出通道(1 具有第二排出端(19)和與所述座部(17)連通的第一端(18)。
20.根據權利要求19所述的設備，所述設備還包括用于所述中空體構件(3)的夾持構件(14)。
21.根據權利要求19所述的設備，其中，所述座部(17)設置有優選地定位在所述排出通道(13)的所述第一端(18)附近的一個或更多個凹入區域02)。
22.根據權利要求19所述的設備，所述設備能夠集成到用于通過冷變形工藝生產所述中空體構件(3)的連續生產線中。
全文摘要
本發明涉及一種用于在具有縱向延伸部和腔(6)的中空體構件(3)中獲得開口的方法，并且涉及一種設置有利用上述方法獲得的一個或更多個開口(8、9)的中空體構件(3)，該方法包括以下步驟a.預設置保持模具(12)，該保持模具(12)包括與所述中空體構件(3)反向成形的座部(7)、以及具有第二排出端(19)和與所述座部(17)連通的第一端(18)的排出通道(13)；b.將中空體構件(13)插入并定位在座部(17)中，使得所述第一端(18)與中空體構件(3)的在其上獲得開口(8)的壁部相對應地設置；c.在所述腔(6)內產生足以使所述壁部(16)變形以達到將壁部(16)與中空體構件(3)分離以形成所述開口(8)的程度的逐漸增大的壓力，并沿排出通道(13)排出該壁部(16)。
文檔編號B21D28/28GK102481615SQ200980160757
公開日2012年5月30日 申請日期2009年8月5日 優先權日2009年8月5日
發明者迪諾·朱斯蒂 申請人:Gi. Di.機械公司