JP2003501277A - 溶接継手を形成するために管の端部を加工するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、溶接継手（８０）を形成するために管の端部を加工する装置に関し、装置は加工すべき管の端部に固定可能に適合したハウジング（１７）を具備しており、前記ハウジングにシャフト（３６）が回転駆動されるように取り付けられ、前記装置は、切削プレートが取り付けられたスライド部材と共に前記シャフトに回転自在に固定され、半径方向に調節可能な工具台（５９）が取り付けられた回転装置（４２）を具備しており、前記工具台に切削プレート（８７）が取り付けられている。工具台（５９）は半径方向に連続的に調節可能となっており、工具台（５９）の半径方向の調節は、伝達手段を介して前記シャフトの回転動作に結合され、切削プレート（８７）は、工具台（５９）のシャフト（３６）の長手の中心軸線に平行に調節可能となるように保持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、加工すべき管の端部に固定されるように適合したハウジングと、前
記ハウジングに取り付けられ回転するように駆動されるシャフトと、前記シャフ
トに回転しないように配設され、前記シャフトの長手の中心軸線に対して横断す
る半径方向に調節可能なスライド部材を備えた回転装置と、前記スライド部材に
保持され前記管の前端から材料を除去する切削プレートとを具備する溶接継手を
形成するために管の端部を加工する装置に関する。

【０００２】 この種の装置は、連結継ぎ目を形成して管、例えば金属管を他の管に溶接でき
るように、溶接継手を前記管の前端に形成するために用いられる。管は、一般的
に種々の液体媒体または気体媒体を輸送するために用いられるので、溶接継ぎ目
からの媒体の漏洩防止を確実にしなければならない。

【０００３】 高い品質の溶接継ぎ目を形成するために、例えばＩ形継手、Ｖ形継手、Ｙ形継
手、Ｕ形継手などフランク傾斜の角度の異なる多くの継手形状が周知となってい
る。この種の継手を形成するために、加工すべき管の端部にクランプ装置を用い
て固定可能なハウジングを有する装置が公知となっている。回転可能なシャフト
が前記ハウジング内に設けられており、前記シャフトの助けにより回転装置が回
転し、切削プレートを備えた工具ホルダが前記回転装置に取り付けられる。前記
切削プレートは通常は切削長の全てにわたって管の前端に係合する。つまり、面
取り操作が行われる。切削プレートは送りホイールを介して手操作により前方に
送られる。手操作による前方送りを行うことにより、切削屑の破壊が制御され、
従って、切削停止時間および必要な加工時間が制御される。面取り操作のための
製造時間は平均的に７時間以上であり、管の端部に形成された面の品質は、びび
りマークが形成されるために低い。

【０００４】 溶接継手を形成するために管の端部を加工するための装置はまた公知となって
いる。この装置では、管の先端を旋削するために、スライド部材が半径方向に調
節可能に回転装置に取り付けられている。スライド部材は手操作により半径方向
に調節され、これにより、かなりの加工時間が必要となる。更に、こうした装置
の場合、切削プレートは所定の切削角度に位置決めされ、その角度方向でスライ
ド部材に固定される。設定角度を変更し溶接継手の形状を変更するために切削プ
レートの向きを変える場合には、この目的のために回転装置を停止して手操作に
より切削プレートの傾斜を変更しなければならない。これにより加工時間がまた
長くなる。

【０００５】 本発明の目的は、加工面の品質を高くしながら一層短い加工時間で溶接継手を
形成可能とした、既述の一般的な型式の装置を開発することである。

【０００６】 この目的は、既述した種の装置において、前記スライド部材が半径方向に連続
的に調節可能であって、前記スライド部材の半径方向の調節が歯車手段を介して
前記シャフトに連結され、かつ、前記切削プレートが前記スライド部材に軸方向
に前記シャフトの長手の中心軸線に平行に調節可能に保持されるようにした本発
明により達成される。

【０００７】 本発明の装置によれば連続的に回転させ、スライド部材およびこれに取り付け
られた切削プレートは途切れることなく半径方向に移動する。これにより管の前
端は旋削され、特に経済的な動作値、つまり、例えば毎分１０から５０回転の回
転速度と、１回転当たり約０．１５ｍｍの前方送り値が可能となる。その結果、
著しく短い加工時間、例えば、１〜２時間の加工時間が達成される。更に、回転
操作により加工面の品質が高くなると共に加工形状が正確になる。

【０００８】 本発明の他の利点は、切削プレートが軸方向に調節可能にスライド部材に取り
付けられている点である。これにより、切削プレートの軸方向の位置を変更して
多くの溶接継手の形状を得ることができる。特に、この目的のために装置を停止
することなく、回転装置が回転しスライド部材が半径方向に移動している間に、
こうした変更を行うことができる。これにより、また、必要となる加工時間が著
しく短縮される。

【０００９】 該装置が前記切削プレートのための自動案内手段を形成する倣い装置を具備す
ることは特に有利である。スライド部材の半径方向の位置の関数として倣い装置
により切削プレートを軸方向に予め決められた動作をさせ、スライド部材が半径
方向に移動する間に切削プレートを軸方向に予め決められた動作をさせる。こう
して、倣い装置により管の前端の所望の輪郭が形成可能となる。倣い旋盤は、特
に、倣い装置を迅速に変更することにより、溶接継手の多くの種々の形状を形成
可能であるとの利点を有している。この点に関して、操作者は倣い装置を変更す
るだけで、同じ切削プレートを用いて溶接継手の形状を変更可能である。この目
的のために、倣い装置を交換可能に回転装置に取り付けることが望ましい。

【００１０】 前記倣い装置とは独立に、前記切削プレートを交換可能に前記倣い装置に取り
付けることが好ましい。

【００１１】 好ましい実施形態では、スライド部材はスライド案内手段を有しており、前記
切削プレートが前記案内手段に沿って軸方向に変位自在となっている。切削プレ
ートをスライド部材に保持するために、例えば、あり溝を用いることができる。
然しながら、特に好ましくは、前記スライド案内手段が複数の溝歯を具備してい
る。すなわち、スライド部材および切削プレートをスライド部材上に保持するた
めの切削プレートホルダの対向する表面に複数の歯を形成して、この歯を以て互
いに係合させる。これにより、特に切削プレートの交換時に取り扱いが特に簡単
になる。

【００１２】 前記スライド部材を前記シャフトにより回転駆動可能な回転軸に半径方向に変
位自在に取り付けることにより、スライド部材を半径方向に調節可能とする。前
記回転軸は、好ましくは、前記シャフトの長手の中心軸線に対して横方向に配置
され、例えば、ベベルギアまたはウォームギアにより駆動することできる。

【００１３】 更に加工時間を短縮するために、本発明の装置の特に好ましい実施形態では、
前記スライド部材の半径方向の動作を前記シャフトの回転動作に連結するための
前記歯車手段が、前記管の端部の加工中の前方送り動作と、初期位置へ復帰する
戻り動作との間で選択的に切り換えるための切換装置を具備する。回転操作は好
ましくは半径方向外側から内側へ向かって行われ、前記切削プレートおよび前記
スライド部材の次の前方送り動作は、迅速戻り動作を間において行われ、引き続
き、加工すべき管に保持されたハウジングを軸方向へ前進させる。通常、約０．
１５ｍｍ前進させる。半径方向に何回動かすか或いは何回切削するかは継手にお
ける所望形状に依存している。然しながら、如何なる場合でも、迅速戻り動作に
より著しい加工時間の短縮が達成される。

【００１４】 前方送り動作と迅速戻り動作との間で切り換えるために、前記切換装置は手操
作により作動する切換レバーを有する。

【００１５】 これに関して、スライド部材が前記シャフトにより駆動されない中立位置が設
けられていることが望ましい。これにより、管の外側または内側を加工可能とな
る。というのは、中立位置では、スライド部材の半径方向の動作が中断されるの
で、回転装置が回転する間、例えばクランクハンドルによって装置を前進させ、
管の内外周を旋削することができるのである。

【００１６】 スライド部材を手操作により中立位置に調節するために、外側から前記回転軸
に半径方向に配置可能なクランクハンドルまたは通常のホイールを設けることが
できる。

【００１７】 加工時間を更に短縮するために、前記切換装置は、前記スライド部材が終端位
置に到達したときに前記スライド部材により自動的に作動させられる制御装置を
具備することができる。スライド部材が半径方向に移動している間、例えば外側
から内側へ向かって移動している間、終端位置に到達すると制御装置が作動して
、それにより、前記切換装置が迅速戻り動作へ切り換え、スライド部材は半径方
向の送り動作の後に自動的に初期位置へ復帰する。

【００１８】 前記制御装置は、例えば、回動自在の制御ディスク、カムディスク、または回
動自在の伝達レバーとして形成することができる。

【００１９】 本発明の装置は種々の直径、壁厚の管で用いることができる。例えば直径が約
２００ｍｍから約６１０ｍｍ、壁厚が約６０ｍｍの管で用いることができる。

【００２０】 管の壁厚が異なると、スライド部材を調節するための異なる経路が必要となる
。これは、好ましくは手操作により設定される。この目的のために、例えば、少
なくとも１つの停止部をスライド部材に設け、該停止部に制御装置を当接させて
切換装置を作動させるようにし、そしてスライド部材の調節経路を設定するため
に前記切換装置を調節可能に取り付けることができる。従って、前記停止部は望
ましい調節経路に従って設定され、そして、この目的のために、スライド部材に
目盛を好ましく配設する。この目盛により、前記スライド部材は、また、望まし
い管直径に手操作により簡単に設定することができる。スライド部材が、半径方
向に移動してその終端位置に到達すると、前記停止部は、前記制御装置に当接し
て、切換装置スライド部材の前方送り動作が終了し、かつ、迅速戻り動作が開始
される。

【００２１】 特に小型の構造を有する実施形態では、前記歯車手段が、前記スライド部材を
駆動するための遊星歯車を有する遊星歯車装置と、シャフトの回転動作を前記遊
星歯車装置の動作に連結するためのカップリング装置とを具備する。この構成に
より、遊星歯車の回転動作が回転装置の回転動作に一致し、遊星歯車の実際の回
転をスライド部材駆動用に利用可能となる。この目的のために、例えば、スライ
ド部材を半径方向に移動させるために用いられる回転軸にベベルギアを介して遊
星歯車を連結することができる。

【００２２】 遊星歯車装置は、好ましくは、回転自在に設けられたホイールを具備し、前記
遊星歯車が前記ホイールに沿って転動し、前記ホイールが前記カップリング装置
を介して前記シャフトにより駆動可能となっている。これに関して、前記シャフ
トと前記カップリング装置との間に回転しないように設けた歯付きのホイールを
用いても良い。そして、前記歯付きのホイールは、特に好ましくは、遊星歯車の
回転平面に平行に設けられる。こうした構成によれば、特に軸方向に非常に小型
の構造が容易にできる。というのは、前記歯車手段が遊星歯車装置により構成さ
れ、前記歯付きのホイールおよびカップリング装置は軸方向に非常に小さな空間
しか必要としないからである。

【００２３】 前記スライド部材を前方に送り移動させるために、前記カップリング装置は、
互いに連結可能に設けられ前記シャフトおよび前記遊星歯車装置に連結可能に設
けられた第１と第２の歯車を有する歯車装置を具備している。前記シャフトの回
転動作は、前記歯車装置により構造的に簡単な方法で前記遊星歯車装置に伝達さ
れる。

【００２４】 スライド部材の前方送り動作に加えて、前記スライド部材を戻り動作させる場
合には、互いに連結可能に設けられ前記シャフトおよび前記遊星歯車装置に連結
可能に設けられた第１と第２の歯車を有する更に他の歯車装置を前記カップリン
グ装置に設け、中間歯車を介して前記歯車の一方を連結するようにする。中間歯
車を用いることにより、回転方向を反対にすることが可能となり、従ってスライ
ド部材が反対方向に移動可能となる。更に、中間歯車と対応する歯車との間の伝
達比を選択することにより、スライド部材の迅速戻り動作の速度を予め設定する
ことが可能となる。

【００２５】 管の端部を加工中にスライド部材が意図せず停止したりする場合など、過負荷
カップリングを介して前記歯車装置の歯車を互いに連結することが有利である。
そして、スライド部材を調節する間に過負荷状態となると、前記過負荷カップリ
ングが前記２つの歯車の連結を解除するようにする。その結果、スライド部材が
停止したときの歯車手段への損傷が防止される。

【００２６】 本発明の装置の有利な実施形態では、前記歯車装置の前記歯車は軸方向に前後
して配置されており、前記歯車の一方が軸方向に調節可能に設けられ、かつ、対
応する歯車から所定の距離を以て離間可能に設けられている。この構成によれば
、既述したスライド部材の中立位置はシャフトから遊星歯車装置への回転動作の
伝達を遮断することにより達成される。この目的のために、歯車装置の２つの歯
車を単に所定の距離を以て離間させ、２つの歯車が連結されないようにすればよ
い。

【００２７】 前記前方送り動作のために用いられる前記歯車装置の２つの歯車のみならず、
迅速戻り動作のために用いられる歯車装置の２つの歯車を軸方向に前後させて配
置し、一方の歯車を軸方向に調節可能とし、かつ、対応の歯車から所定の距離を
以て離間配置することが特に好ましい。これにより、各歯車装置の歯車を交互に
連結することが可能となる。そして、中立位置は各連結位置の間にあり、ｋのお
位置において両方の歯車装置の歯車が互いに離間される。

【００２８】 歯車の軸方向の調節は例えば揺動腕により行うことができる。 前記シャフトを駆動するために、駆動装置が前記装置のハウジングに配設され
る。これに関して、例えば空圧モータや電動モータを用いることができる。

【００２９】 本発明の好ましい実施形態では、各々が切削プレートを有した少なくとも２つ
のスライド部材を半径方向に調節可能に前記回転装置に取り付ける。その結果、
管の端部を加工するための加工時間が更に短縮される。更に、少なくとも２つの
カッターにより加工することにより、切削プレートを反対位置に配設することが
可能となり、従って切削力が均衡する。その結果、溶接継手の加工面の品質が改
善される。

【００３０】 バネ力の作用に反対方向に付勢されるように、前記装置の前記ハウジングを前
記管の端部に固定することができる。その結果、ハウジング、シャフト、該シャ
フトに取り付けられた回転装置、および、スライド部材は軸方向に付勢される。
この目的のために、バネ要素、例えば螺旋バネまたはカップスプリングガイドが
設けられる。軸方向に付勢することにより、材料を除去する間、スライド部材に
取り付けられた切削プレートが加工すべき管の前端の方へ引っ張られ、その結果
、回転装置の回転動作が停止してしまうことがない。

【００３１】 本発明の装置のハウジングは、所謂マストに通常の方法で軸方向に調節可能に
取り付けられる。前記マストは加工すべき管に公知の楔機構により固定される。
既述したように、前記ハウジングはスライド部材の半径方向の移動が完了した後
に軸方向に前進させられる。これに関して、ハウジングを軸方向に前進させるた
めにモータにより駆動すること望ましい。この目的のために、独立の駆動モータ
を用いることができるが、然しながら、前記シャフトを駆動するために用いられ
る空圧モータまたは電動モータを他の歯車手段を介してハウジングを前進させる
ために用いることができる。

【００３２】 添付図面に示す本発明の好ましい実施形態を参照して本発明をより詳細に説明
する。 添付図面において、管の端部を加工して溶接継手を形成するための装置は参照
番号１５で指示されている。これは、段状に形成された長手方向のボア１９を有
するハウジング１７と、駆動装置２１とを具備している。該駆動装置は、それ自
体公知となって略示された空圧モータ２２と、ベベルギアにより構成された駆動
ホイール２４を備えた駆動軸２３とを具備している。

【００３３】 長手方向のボア１９は、該ボアを貫通するマスト２６を有している。該マスト
は、それ自体公知で従って図面において単に略示されており、ハウジング１７か
ら離間した先端部２７は加工すべき管２８内に挿入され、同様にそれ自体公知で
略示されている楔機構２９が取り付けられている。前記楔機構は、周方向に等間
隔に配設された３つの把持顎部３０を有している。マスト２６は、通常の方法に
て管状部材２８内に導入され、次いで、マスト２６は管２８の内側に固定される
。この固定は、本発明の主題には関連していない。然しながら、マスト２６には
楔機構２９に隣接させて螺旋バネ３２が配設されている点が重要である。前記ハ
ウジングは、後述するように、螺旋バネ３２の作用とは反対に軸方向管２８の方
へ付勢されている。

【００３４】 マスト２６は、玉軸受３４、３５によりハウジング１７に回転自在に支持され
たシャフト３６を軸方向に貫通するボア内に挿通されている。前記シャフトは、
マスト２６の先端２７に向かって切頭円錐状に拡開した部分を有している。この
部分に駆動ホイール２４に係合する斜歯３８が形成されている。

【００３５】 シャフト３６の加工すべき管２８に面している前面には、中間に配置された歯
車４０を有した回転装置４２が取り付けられている。該回転装置は、歯車４０と
共にシャフト３６に固定されている。従って、空圧モータ２３によりシャフト３
６が回転すると、駆動ホイール２４と斜歯３８とが係合しているために、図１に
示すシャフト３６の長手の中心軸線４５を中心として回転装置４２が回転する。
更に、シャフト３６に固定されている歯車４０もまた該シャフトと共に回転する
。回転装置４２および歯車４０の回転動作は図１において矢印４６にて指示され
ている。

【００３６】 特に図１、２から明らかなように、回転装置４２は実質的に円筒状の中心部材
４８を具備している。該中心部材から同一構造の２つの回転ベーン４９、５０が
、シャフト３６の長手の中心軸線４５に対して横方向に互いに反対方向に延設さ
れている。回転軸５５が、玉軸受５２、５３により回転ベーン４９、５０の各々
に回転自在に取り付けられており、該回転軸において中心部材４８に面する端部
にはベベルギア５７が取り付けられている。回転軸５５は、回転ベーン４９、５
０の各々内に変位自在に配設されたスライド部材５９と係合している。該スライ
ド部材を回転ベーン内で変位させるために、該スライド部材は、回転軸５５の外
ネジに係合する内ネジを有している。ベベルギア５７が回転して回転軸５５が回
転すると、スライド部材５９が半径方向に、つまり、長手の中心軸線４５に対し
て横方向に変位する。図１において、前記スライド部材は実線により、その初期
位置、つまり半径方向外側に示され、破線により、その終端位置、つまり半径方
向内側に示されている。

【００３７】 スライド部材５９には、回転軸５５から所定の距離をおいて受承プレート６１
が取り付けられている。該受承プレートは前記スライド部材と一体的に形成され
ており、回転軸５９から離れた上面には、長手の中心軸線４５に平行な溝歯６３
が形成されている。これは、図５、７から明らかである。

【００３８】 受承プレート６１において溝歯６３の反対側の下面には保持部６５、６６が所
定の距離をおいて離間配置されており、該保持部の間にはガイドレール６７が配
設されている。ガイドレールには半径方向外側と内側の両端停止部６８、６９が
調節自在に設けられている。

【００３９】 回転ベーン４９、５０は略Ｕ字形を呈しており、回転装置４２の後部壁４３か
ら側壁７１、７２が突き出している。この側壁は所定の距離をおいて平行に配置
されており、両者間にスライド部材５９を変位自在に保持するための空間が形成
される。

【００４０】 側壁７１、７２の間においてスライド部材５９の受承プレート６１に隣接させ
て倣い装置７４が複数のネジ７５により後部壁４３に固定されている。倣い装置
７４は、後部壁４３に接触する保持プレート７６を具備しており、後部壁からは
、また、ガイドプレート７７が直角に突き出している。前記ガイドプレートには
スロット７８が貫通形成されている。スロット７８の形状は、形成すべき溶接継
手８０の形状に対応している。これは、図２において一点鎖線により示されてい
る。図１０から図１２に、スロット７８の代替実施形態によるスロット７８ａ、
７８ｂを示す。

【００４１】 切削プレート支持部材８２がガイドプレート７７に配置されており、該切削プ
レート支持部材は、図１１に示すように、平行に配置された２つの腕部８３、８
４を有して概ねＵ字形に形成されている。２つの腕部８３、８４の間に倣い装置
７４のガイドプレート７７が配置され、前記２つの腕部は、ガイドボルト８５に
よりガイドプレート７７に変位自在に保持される。ガイドボルト８５は、保持プ
レート７６のスロット７８を貫通し、２つの腕部８３、８４の貫通孔に固定され
ている。

【００４２】 切削プレート支持部材８２には、切削プレート８７が不図示の周知の方式によ
り交換可能に保持されている。スライド部材５９の受承プレート６１に対面する
切削プレート支持部材８２の腕８４には、図２、１１に明示するように、受承プ
レート６１の溝歯６３に対応した歯が形成されている。スライド部材５９の半径
方向の移動は、これらの歯８８により倣い装置７４に変位自在に保持された切削
プレート支持部材８２に伝達される。これにより、スライド部材５９が半径方向
に移動する間、切削プレート支持部材８２は同様に半径方向に移動する。軸方向
に変位自在にスライド部材５９に保持されている切削プレート支持部材に、溝歯
６３に沿った軸方向の移動が、スロット７８の形状に依存して加えられる。これ
は、例えば図９に明示されている。スロット７８は、従って、ガイドボルト８５
と共に自動ガイド手段を形成している。

【００４３】 既述したように、回転装置８２はシャフト３６により回転駆動される。更に、
シャフト３６を介してスライド部材５９が半径方向に駆動される。この目的のた
めに、一方において歯車４０が用いられ、他方において軸方向に歯車４０と回転
装置４２の間に遊星歯車装置が配置されている。該遊星歯車装置は、外歯９１お
よび内歯９２を有し長手の中心軸線４５を中心として回転自在に設けられたホイ
ール９０と、該ホイール９０の内歯９２に沿って転動する２つの遊星歯車とを有
している。前記２つの遊星歯車は回転ベーンの何れ一方４９または５０の回転軸
５５と共働する。そして、添付図面（図１、２）には一方の遊星歯車９４のみが
図示されている。遊星歯車９４の各々は、遊星歯車支持軸９５に回転しないよう
に取り付けられており、該遊星歯車支持軸において遊星歯車９４の反対側の端部
にはベベルギア９６が取り付けられている。該ベベルギアは回転軸５５に回転し
ないように連結されたベベルギア５７と係合している。

【００４４】 シャフト３６による歯車４０の回転動作は、図３、４に示すように、カップリ
ング装置９８により遊星歯車装置のホイール９０に伝達される。前記カップリン
グ装置は、二対の歯車装置１００、１０１を具備している。この二対の歯車装置
の各々は、第１の歯車１０２、１０３と、第２の歯車１０５、１０６を具備して
いる。歯車１０２、１０５および１０３、１０６の各々は同軸に配置されており
、第１の歯車１０２、１０３は、詳細に後述する調節機構により軸方向に変位さ
せることができる。第１と第２の歯車１０２、１０３および１０５、１０６は、
互いに対面する面にカップリング要素としての軸方向に突出するカップリングリ
ブ１０８を有しており、第１の歯車１０２、１０３の回転動作がカップリングリ
ブ１０８を通じて対応する第２の歯車１０５、１０６の各々に伝達されるように
なっている。

【００４５】 歯車装置１００の第１の歯車１０２は、シャフト３６により回転する歯車４０
に常に係合している。第１の歯車１０２が、そのカップリングリブ１０８におい
て対応する第２の歯車１０５に当接すると、歯車４０の回転動作は歯車装置１０
０を介してホイール９０に伝達され、該ホイールから遊星歯車９４に伝達されて
スライド部材５９が前方に駆動される。

【００４６】 第１の歯車１０２に対して他方の第１の歯車１０３は、歯車４０から所定の距
離を以て離間している。歯車４０の回転動作は、第１の歯車１０２と同様に歯車
４０と常に係合している中間歯車１１０を介して歯車装置１０１に伝達される。
中間歯車１１０を介在させることにより、第１の歯車１０３の回転方向を反対に
することができる。図４において、回転方向は矢印Ｒ（戻り）と矢印Ｖ（前方送
り）により示めされている。

【００４７】 中間歯車１１０と係合する第１の歯車１０３は同様に軸方向に調節可能となっ
ており、カップリングリブ１０８を介して第２の歯車１０６に連結させることが
できる。この第２の歯車はホイール９０に常に係合している。然しながら、第１
の歯車装置１００を切り離しながら、同時に第１の歯車１０３を第２の歯車１０
６に係合させると、歯車４０の回転動作は、中間歯車１１０が介在しているため
に、反対方向にホイール９０に伝達される。これにより、スライド部材５９が反
対方向に移動する。第１の歯車１０３と中間歯車１１０の間の伝達比は、ホイー
ル９０の戻り動作が前方送り動作に比べて速くなるように選択される。前方送り
動作のための歯車装置１００を切り離し、代わりに戻り動作のための歯車装置１
０１を連結することにより、シャフト３６を同じ方向に回転させながら、スライ
ド部材５９の迅速な戻り動作が実現する。

【００４８】 歯車装置１００、１０１を連結、切離しを行うために切換装置１１２が設けら
れている。この装置は、揺動腕つまり切換レバー１１４により手操作にて作動さ
せることができるほか、制御ディスク１１６を介してスライド部材５９により自
動的に作動させることができる。

【００４９】 揺動腕１１４は、ハウジング１７に固定されたカップリング装置９８に双腕レ
バーの形態で支持ピン１１８により保持されている。前記揺動腕は双腕レバーの
一方の腕において、歯車装置１００に関連する切換ピン１１９に関節式に連結さ
れ、他方の腕において歯車装置１０１に関連する第２の切換ピン１２０に関節式
に連結されている。切換ピン１１９、１２０の各々は、その先端に第１の歯車１
０２、１０３が取り付けられており、揺動腕１１４を回動させることにより、連
結位置と切離し位置との間で第１の歯車の各々を変位させるように、切換ピンを
長手方向に変位させることができる。第１の位置において第１の歯車の各々が第
２の歯車１０５、１０５の各々に当接し、切離し位置において第１の歯車の各々
は第２の歯車の各々から離反する。揺動腕１１４は、また、中立位置（０位置）
に置くことができ、そして、揺動腕１１４を双腕レバーにて形成することにより
、確実に歯車装置１００、１０１の何れか一方のみを交互に連結し、他方を切離
し位置に置くことが可能となる。

【００５０】 手操作に代えて、切換装置１１２はまた制御ディスク１１６により作動させる
ことができる。これは、回転ベーン４９に回動自在に取り付けられており、スラ
イド部材５９の両端停止部６８、６９の領域に設けられた切換カム１２２を有し
ている。スライド部材５９が半径方向に移動する間にその半径方向の外側の終端
位置および内側の終端位置に到達すると、両端停止部６８、６９が前記切換カム
に当接し、スライド部材５９が制御ディスク１１６を回動させる。前記制御ディ
スクは、切換カム１２２の反対側に、フォーク状に形成された２つの切換腕１２
３、１２４を有しており、該切換腕は切換ピン１１９、１２０に同軸に配設され
た切換ロッド１２７、１２８に当接することができる。これは、図５、７、８に
明示されている。

【００５１】 切換腕１２３、１２４の各々は切換ロッド１２７、１２８の領域に、該切換ロ
ッドの長手の中心軸線に対して所定の角度を以て配設された切換面１３０を有し
ており、制御ディスク１１６に接触したときに、切換ロッド１２７、１２８が後
部壁４３へ向けて軸方向に変位するようなっている。切換ロッド１２７、１２８
において制御ディスク１１６とは反対側の先端は、図３、５、７に示すように、
回転ベーン４９が回転する間、外接円１３２、１３３に沿って移動する。

【００５２】 回転ベーン４９に設けられているスライド部材５９が、図７に示すように、半
径方向内側の終端位置に到達すると、外側の停止部６８が切換カム１２２に当接
し、従って、制御ディスク１１６が回動して、切換腕１２４が切換ロッド１２７
を回転ベーン４９の後部壁４３の方へ変位させる。回転ベーンの回転動作により
、切換ロッド１２７は固定されているカップリング装置９８に当接する。すなわ
ち、前記切換ロッドは、第１の切換ピン１１９と同心に配設された切換ピン１３
５に当接し、第２の歯車１０５に連結されたスリーブ１０４に沿って該切換ピン
を押圧する。切換ピン１３５は、従って、軸方向に第１の切換ピン１１９に接近
し、揺動腕１１４を揺動させて前方送り動作のための歯車装置１００を切離すと
共に、迅速戻り動作のための歯車装置１０１を連結し、従って、迅速戻り動作が
作動する。

【００５３】 迅速戻り動作を実行した後に、回転ベーン４９に設けられているスライド部材
５９が、図５に示すように、半径方向外側の終端位置に到達すると、内側の停止
部６９が切換カム１２２に当接し、従って、制御ディスク１１６が回動して、切
換腕１２３が切換ロッド１２８に当接し、従って、該切換ロッドが回転ベーン４
９の後部壁４３の方へ変位する。回転ベーンの回転動作により切換ロッド１２８
は外接円１３３に沿って移動し、第２の歯車１０６が連結されたスリーブ１０７
に挿通された切換ピン１３６に短時間当接する。切換ピン１３６は、第２の切換
ピン１２０と同軸に配設されており、切換ロッド１２８の動作は最終的に第２の
切換ピン１２０に伝達され、これにより揺動腕１１４が揺動する。切換ピン１３
６の長さは、然しながら、迅速戻り動作のための歯車装置１０１および前方送り
動作のための歯車装置１００の何れもが切離される中立位置にのみ移動する範囲
で、前記揺動腕が第２の切換ピン１２０を介して揺動するような長さとなってい
る。その結果、スライド部材５９が、迅速戻り動作を実行した後に、自動的に前
方送り動作を新たに開始するのではなく、一旦すべての動作が確実に停止するよ
うになる。その結果、操作者は、駆動装置２１およびシャフト３６はもとよりカ
ップリング装置９８および回転装置４２と共にハウジング１７をマスト２６に沿
って螺旋バネ３２のバネ力とは反対に管２８へ向けて前進させる機会を得ること
ができる。新たな前方送り動作は揺動腕１１４の機械動作により実施することが
できる。クランクハンドル１３９を用いた周知の方法により、装置を軸方向に前
進させることができる。前記クランクハンドルは、駆動装置２１に対面するマス
ト２６の端部に配設されている。管２８の内径または外径は、また、クランクハ
ンドル１３９により回転させることができる。この目的のために、揺動腕１１４
を中立位置に揺動させ、スライド部材５９の半径方向の移動を中断し、回転ベー
ン４９の回転動作を継続すればよい。装置を手操作により前進させることにより
、管２８の内側または外側を加工することが可能となる。

【００５４】 装置を手操作により前進させることに代えて、付加的な装置、例えば、空圧モ
ータまたは電動モータを用いて軸方向に前進させても良い。これは、切換ロッド
１２８の作用により作動するようにできる。その結果、迅速戻り動作が完了した
後に、自動的に軸方向に前進させて新たな前方送りが実施可能となる。これに関
連して、前記スライド部材の連続的な半径方向の移動および回転ベーン４９、５
０の半径方向への移動のためのみならず、付加的な独立の歯車手段を介在させて
前記軸方向の移動を達成するために、駆動装置２１を用いることが便利である。

【００５５】 既述の説明から明らかなように、図示する実施形態によれば、倣い装置に案内
されて半径方向外側から内側へ連続的に移動する２つの切削工具を同時に用いる
ことにより、短時間かつ高い表面品質で種々の形状の溶接継手が形成されること
が明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 溶接継手を形成するために管の端部を加工するための装置を正面から見た部分
断面図である。

【図２】 図１の矢視線２−２に沿う断面図である。

【図３】 装置の部分断面図であり、カップリング装置の部分を示す図である。

【図４】 図２において矢視線４−４に沿う断面図である。

【図５】 初期位置にあるスライド部材と共に用いられる回転装置の拡大断面図である。

【図６】 図５において矢印Ａの方向に見た部分側面図である。

【図７】 スライド部材がその終端位置にある場合の図５と同様の図である。

【図８】 図５において矢視線８−８に沿う断面図である。

【図９】 図５において矢視線９−９に沿う断面図である。

【図１０】 前記装置、切削プレート支持部材および切削プレートと共に用いられる倣い装
置の代替例である。

【図１１】 図１０において矢印Ｂの方向に見た側面図である。

【図１２】 前記装置、切削プレート支持部材および切削プレートと共に用いられる倣い装
置の更に他の代替例である。

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接継手を形成するために管の端部を加工する装置において
   、加工すべき管の端部に固定されるように適合したハウジングと、前記ハウジン
   グに取り付けられ回転するように駆動されるシャフトと、前記シャフトに回転し
   ないように配設され、前記シャフトの長手の中心軸線に対して横断する半径方向
   に調節可能なスライド部材を備えた回転装置と、前記スライド部材に保持され前
   記管の前端から材料を除去する切削プレートとを具備し、 前記スライド部材（５９）が半径方向に連続的に調節可能であって、前記スラ
   イド部材（５９）の半径方向の調節が歯車手段（４０、９８、９０、９４）を介
   して前記シャフト（３６）に連結され、かつ、前記切削プレート（８７）が前記
   スライド部材（５９）に軸方向に前記シャフト（３６）の長手の中心軸線に平行
   に調節可能に保持されていることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 前記装置（１５）が、前記切削プレート（８７）のための自
   動案内手段を形成する倣い装置（７４）を具備することを特徴とする請求項１に
   記載の装置。
3. 【請求項３】 前記倣い装置（７４）が、交換可能に前記回転装置（４２）
   に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記切削プレート（８７）が、交換可能に前記倣い装置（７
   ４）に取り付けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記スライド部材（５９）が、スライド案内手段（６３）を
   有し、前記切削プレート（８７）が前記案内手段に沿って軸方向に変位自在とな
   っていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記スライド案内手段が複数の溝歯（６３）を具備すること
   を特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記スライド部材（５９）が、前記シャフト（３６）により
   回転駆動可能な回転軸（５５）に半径方向に変位自在に取り付けられていること
   を特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の装置。
8. 【請求項８】 前記歯車手段が、前記スライド部材（５９）の半径方向の動
   作を、前記管の端部の加工中の前方送り動作と、初期位置へ復帰する戻り動作と
   の間で選択的に切り換えるための切換装置（１１２）を具備することを特徴とす
   る請求項１から７の何れか１項に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記切換装置（１１２）が手操作により作動する切換レバー
   （１１４）を有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記切換装置（１１２）は、前記スライド部材（５９）が
    終端位置に到達したときに前記スライド部材により自動的に作動させられる制御
    装置（１１６）を具備していることを特徴とする請求項８または９に記載の装置
    。
11. 【請求項１１】 前記制御装置が回動自在の制御ディスク（１１６）として
    形成されている請求項１０に記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記スライド部材（５９）に停止部（６８、６９）が設け
    られており、前記制御装置（１１６）が前記停止部に当接し、前記停止部は前記
    スライド部材（５９）の調節の経路を設定するために調節可能に保持されている
    ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記歯車手段が、前記スライド部材（５９）を駆動するた
    めの遊星歯車（９４）を有する遊星歯車装置と、シャフト（３６）の回転動作を
    前記遊星歯車装置の動作に連結するためのカップリング装置（９８）とを具備す
    ることを特徴とする請求項１から１２の何れか１項に記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記遊星歯車装置が回転自在に設けられたホイール（９０
    ）を具備し、前記遊星歯車（９４）が前記ホイールに沿って転動し、前記ホイー
    ルが前記カップリング装置（９８）を介して前記シャフト（３６）により駆動可
    能となっていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記スライド部材（５９）を前方に送り移動させるために
    、前記カップリング装置（９８）は、互いに連結可能に設けられ前記シャフト（
    ３６）および前記遊星歯車装置に連結可能に設けられた第１と第２の歯車（１０
    ２、１０５）を有する歯車装置（１００）を具備することを特徴とする請求項１
    ３または１４に記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記スライド部材（５９）を戻り動作させるために、前記
    カップリング装置（９８）は、互いに連結可能に設けられ前記シャフト（３６）
    および前記遊星歯車装置に連結可能に設けられた第１と第２の歯車（１０３、１
    ０６）を有する更に他の歯車装置（１０１）を具備しており、前記歯車の一方（
    １０３）を連結するために中間歯車（１１０）が用いられていることを特徴とす
    る請求項１３から１５の何れか１項に記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記歯車装置（１００、１０１）の前記歯車（１０２、１
    ０５；１０３、１０６）は過負荷カップリング（１０８）を介して互いに連結可
    能となっており、スライド部材を調節する間に過負荷状態となると、前記過負荷
    カップリング（１０８）が前記２つの歯車（１０２、１０５；１０３、１０６）
    の連結を解除するようになっていることを特徴とする請求項１５または１６に記
    載の装置。
18. 【請求項１８】 前記歯車装置（１００、１０１）の前記歯車（１０２、１
    ０５；１０３、１０６）は軸方向に前後して配置されており、前記歯車の一方（
    １０２；１０３）が軸方向に調節可能に設けられ、かつ、対応する歯車（１０５
    ；１０６）から所定の距離を以て離間可能に設けられていることを特徴とする請
    求項１５から１７の何れか１項に記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記装置（１５）が前記シャフト（３６）を駆動するため
    の駆動装置（２１）を具備することを特徴とする請求項１から１８の何れか１項
    に記載の装置。
20. 【請求項２０】 前記駆動装置が空圧モータ（２２）または電動モータを有
    していることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 【請求項２１】 各々が切削プレート（８７）を有した少なくとも２つのス
    ライド部材（５９）が半径方向に調節可能に前記回転装置（４２）に取り付けら
    れていることを特徴とする請求項１から２０の何れか１項に記載の装置。
22. 【請求項２２】 前記ハウジング（１７）が、バネ力（３２）の作用に反対
    方向に付勢されるように、前記管の端部に固定されるようになっている請求項１
    から２１の何れか１項に記載の装置。
23. 【請求項２３】 前記ハウジング（１７）が、加工すべき管（２８）の端部
    に固定されるようになっているマスト（２６）に軸方向に調節可能に設けられて
    おり、前記ハウジング（１７）を軸方向に前進させるためにモータ駆動装置が設
    けられていることを特徴とする請求項１から２２の何れか１項に記載の装置。