JP2014514565A

JP2014514565A - パイプ切断機のための測定装置

Info

Publication number: JP2014514565A
Application number: JP2014505556A
Authority: JP
Inventors: ラッツンデ，ウルリッヒ
Original assignee: Rattunde AG
Current assignee: Rattunde AG
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2014-06-19
Anticipated expiration: 2032-03-20
Also published as: DE102011018297B4; EP2699872B1; DE102011018297A1; CA2831384A1; WO2012143194A1; JP5732590B2; ES2554515T3; US20140223752A1; CA2831384C; EP2699872A1; US9140533B2

Abstract

本発明は、２つの、互いに対向して設けられた測定脚（１０１，１０２）の間の少なくとも１つの長尺形状物の長さを精密に測定するための測定装置に関し、該２つの互いに対向して設けられた測定脚（１０１，１０２）と、測定脚（１０１，１０２）の少なくとも１つの脚にもうけられた線形案内部によって移動可能な測定ピストン（１４０，１４１，１４２，１４３）とを備え、前記長尺形状物は、一方端部を測定ピストン（１４０，１４１，１４２，１４３）に載置するように配設可能である、測定装置において、線形案内部は、案内方向（Ｌ）に延びて形成された案内路と、案内路において案内方向（Ｌ）に沿って移動可能な、外壁を有する案内要素とを備え、前記案内要素は、第１の案内長さと、第１の案内幅を有して、比第１の幅／第１の長さが生じ、案内方向（Ｌ）に垂直な外側面には、案内方向（Ｌ）に延びる凹凸部（２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９）が設けられ、該凹凸部（２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９）はさらなる案内長さと、さらなる案内幅を有し、それぞれは、比さらなる案内幅／さらなる案内長さを有し、比さらなる案内幅／さらなる案内長さは、比第１の幅／第１の長さよりも小さい。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に従った測定装置に関する。

測定装置は、技術の水準において、特に金属の中空形状または中実形状の、短く切断されたパイプ片の長さを追試験するための、統合型パイプ切断機の構成要素として知られる。

たとえば、ＤＥ１０２００６０２５５０６Ｂ４から、パイプ片束の各パイプ片の長さを同時に測定するための装置が知られる。この装置の場合、測定脚には複数の測定ピストンが配設されている。

この測定ピストンには、セルフロックが比較的早く開始する危険があるという欠点がある。

さらにまた、ＤＥ１０２００７００８８８７Ｂ４から、測定脚を材料に集積化させて配設することが知られる。このようなジョイント部のない測定ピストンにはセルフロックがないが、かかる配設の耐用期間中に材料の特性が変化するために、それが測定結果に影響を与える。

したがって、本発明の課題は、より改善された測定装置を提供することである。
この課題は、請求項１の特徴を有する、冒頭で述べた測定装置によって実現される。好ましい実施形態は、下位の請求項に表されている。

発明に従った測定装置は、２つの、互いに対向して設けられた測定脚を備え、該測定脚は互いに対して移動可能であり、測定脚の少なくとも１つの脚には、線形案内部が設けられる。該線形案内部は、案内要素としての測定ピストンと、それに属する測定ピストン−案内路とを有する。該測定ピストンは、棒状形状材料の切断機によって短く切断された切断片、好ましくは、金属パイプ片または金属中実片の長さを高度に精密に検査するためのものである。

この測定装置は、少なくとも２つの、実質的に長さが同じである、棒状形状材の短くされた切断片を同時に検査するためのものである。この装置においては、２つの、互いに対向して測定脚が設けられてなり、これら２つの測定脚間には、少なくとも２つの切断片が、案内方向に互いに相並び、好ましくは保持部上に、予め定められた方法で積重された束として配設可能である。該２つの測定脚の少なくとも１つのために、移動装置が設けられ、該移動装置によって、２つの測定脚間の距離を短くすることが可能である。測定脚の少なくとも一方は、少なくとも１つの、案内装置において方向づけされた測定ピストンを備え、該測定ピストンは、上述の線形案内部によって、測定脚中を移動可能である。切断片のそれぞれには、１つの測定ピストンが配設され、そして、切断片のそれぞれは、測定中、測定脚の内の１つの測定脚の測定ピストンの一方に、一方端部が、対向する他方の測定脚に、他方の端部が接している。

線形案内部を有する測定装置であって、線形案内部は案内路と案内要素とを含み、該案内要素は案内路中を案内長に亘って移動可能である、測定装置が提供される。案内要素は、その周囲に間隙があり、案内路内においてあそびを有している。線形案内部は、特に、パイプ切断機の測定装置のためのものである。

案内要素を案内する長さを案内要素の直径で割った商が、案内路と案内要素との間の摩擦係数に依存して決定される値を超えた場合、線形案内部は、強制的に動かなくなる。このような事象は、セルフロックと称される。このセルフロックは、一般的に知られており、従来どおりの方法では、適切な長さの案内部によってブロックされる。

本発明は、本明細書においてマクロプロフィルと称する案内路の外側面上に、案内要素の案内長さに対して好ましい直径の比を有し、それによってセルフロックを妨害するミクロプロフィルを形成するという考えに基づくものである。

発明に従えば、案内方向に対して垂直な案内要素の外側面上には、側面周りに凹凸が設けられ、これら凹凸は、それぞれ、さらなる案内長さ、およびさらなる案内幅を有して、案内方向において長手に形成され、その比さらなる幅／さらなる長さは、案内要素の比第１の幅／第１の長さよりも小さい。好ましくは、この比さらなる幅／さらなる長さは、比第１の幅／第１の長さの１／１０よりも小さく、さらに好ましくは１／１５よりも小さい。

特に好ましくは、これら凹凸は、どれも同様の、比幅／長さを有している。したがって、ミクロプロフィルは、案内要素の外側面上に、特にコストの面で都合よく設けることが可能である。

案内要素断面の外形、および／またはミクロプロフィルの凹凸の断面の形状は多様である。有利なことに、案内要素のみならず、凹凸も、それらの断面は、それぞれの案内長さの全長に亘って、一様になっている。

本発明の好ましい実施形態において、案内要素の断面は、実質的に矩形または正方形に形成される。案内要素を形成する４つの外側面には、特に好ましくは、案内方向に延びる凹凸が設けられ、該凹凸は、案内方向に垂直な断面において、好ましくは半円形状に形成される。しかしながら、台形、長方形、正方形の断面であってもよい。各凹凸の断面は、互いに異なってもよい。凹凸の比幅／案内長さが、案内要素の比幅／案内長さよりも小さければよく、好ましくは、明らかに小さい、すなわち１／１０よりも小さい。
本発明を、４つの図に示す実施形態で説明する。

複数の短く切断されたパイプ片のための発明に従った測定装置の側面図である。図１に示す測定装置の、測定ピストンを備える測定脚の斜視図である。図２の測定ピストンの正面図である。図１〜図３の４つの測定ピストンの１つの斜視図である。

図１は、互いに対向して設けられた測定脚１０１,１０２を備える測定装置１００を示し、該測定脚１０１,１０２は、互いに距離ｄを開けて配設され、この距離ｄは変更可能であってもよい。これら２つの測定脚間には、複数の、ここでは４つであるが、実質的に同じ長さのパイプ片１１０，１１１，１１２，１１３が納められている。これらのパイプ片は、測定装置１００によって、それぞれの長さを同時に極めて正確に測定することが可能である。

金属パイプ（図示せず）から金属のパイプ片１１０，１１１，１１２，１１に短く切断するために、統合型パイプ切断機が提供される。短く切断されたパイプ片１１０，１１１，１１２，１１３は、切断された後、後処理、たとえば、面取り、かどとり、洗浄など、エッチングなどが行われる。長さについての顧客の要求は高い。たとえば、長さが０．５ｍｍのパイプ片１１０，１１１，１１２，１１３は、許容誤差が０．１ｍｍの場合、工程能力指数ＣＰＫ＝１．３３を満たさねばならず、換言するならば、全パイプ片の９９．９９４％が前記許容誤差内になければならない。当然、切断後のパイプ片１１０，１１１，１１２，１１３は実質的には同じ長さを有する。しかしながら、各切断工程は、ほんのわずかに精確ではなく、よって、切断後の各パイプ片の長さを、前記の基準を保証するために、前記の精度の範囲内にあるかを検査することが必要である。

測定装置１００は、４つまでの、実質的に同じ長さのパイプ片１１０，１１１，１１２，１１３のための柱状保持部１２０を備える。さらに、４つまでの、実質的にそれぞれ同じ長さのパイプ片１１０，１１１，１１２，１１３は、図１に示された平面に対して垂直な面において柱状に形成された保持部１２０上に、把持アーム（図示せず）を介して、配設される。４つのパイプ片の束内のパイプ片１１０，１１１，１１２，１１３の積重された構成は、各把持サイクル、装入サイクル、測定サイクルにおいても同じままである。柱状保持部の角度、パイプ片１１０，１１１，１１２，１１３の直径は、互いに調整され、４つのパイプ片１１０，１１１，１１２，１１３を保持部１２０に、多かろうと少なかろうと、正確に繰り返し装荷しても、束内のパイプ片１１０，１１１，１１２，１１３が保持部１２０に同じように位置しているようにされる。測定装置１００は、地面１３０またはパイプ切断機に対向して固定され、位置が固定された測定脚１０１と、地面１３０またはパイプ切断機に対向して移動可能な測定脚１０２とを備える。柱状保持部１２０上方では、ここでは移動可能な測定脚１０１，１０２に、４つの測定ピストン１４０，が設けられている。測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３は、移動可能な測定脚１０２において、測定脚に対して弾性によって移動可能である。測定脚１０２内の測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３の押しこみ深さは、誘導型距離測定システムを介して決定される。誘導型距離測定システムは、測定脚内への測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３の進入深さを、０．００１ｍｍまで正確に測定する。測定データは、電子評価ユニットに供給される。各測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３は、測定脚内に、案内方向Ｌに移動可能に設けられる。その場合、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３のそれぞれは、測定ピストン路１７０，１７１，１７２，１７３内においてはあそびを有している。

図２は、図１の移動可能な測定脚１０２の斜視図を示している。４つの測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３は、柱状保持部１２０に向けられた側に、互いに移動可能に設けられている。

図２は、図１に概略的に示した測定脚１０２を斜視図で示している。測定脚１０２は、圧縮空気結合部１５０を備え、該圧縮空気結合部を介して、圧縮空気が、各測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３の内側面上の圧縮空気路に導かれる。圧縮空気は、４つの測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３のそれぞれを、弾性圧力下に置き、該圧力が、４つの測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３のそれぞれを柱状保持部１２０の方向外方に圧する。

４つの測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３のそれぞれには、測定脚１０２外側面へとねじ込まれ、各測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３をキャッチするねじ１６０，１６１，１６２，１６３の形において出口の境界が設けられている。出口の状態においては、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３のそれぞれは、ゼロと測定される。４つのパイプ片から成る束が装入された後、パイプ片１１０，１１１，１１２，１１３は、図３に示したように、４つの測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３のところにある。この場合、パイプ片１１０，１１１，１１２，１１３のそれぞれは、１つの測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３と接触する。図３に概略的に示したように、パイプ片１１０，１１１，１１２，１１３を柱状保持部１２０に装入した後、測定脚１０２は、柱状保持部１２０のところに近づき、４つのパイプ片１１０，１１１，１１２，１１３のそれぞれが、移動可能な測定脚１０２に向けられた側が、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３に接触する。この時、４つのパイプ片１１０，１１１，１１２，１１３のそれぞれの長さを、上述のような精度で測定することが可能である。

図３は、パイプ片１１０，１１１，１１２，１１３の端部は、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３に、通常中央部で接触するのではなく、その周縁部で接触する。測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３のそれぞれには、その測定ピストン路１７０，１７１，１７２，１７３内であそびがあるので、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３は、測定ピストン路１７０，１７１，１７２，１７３内において、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３に中心からそれて印加される圧力によって、少しだけ傾く。発明に従った測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３は、それぞれ、８つの凸部２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７と、２つの凹部２０８，２０９とを有する。これらの凹凸部２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９は、各測定ピストン路１７０，１７１，１７２，１７３内での移動をかなり安定化させ、特に、セルフロックが完全に防止される。

図４は、４つの測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３の１つを斜視図において示している。測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３のそれぞれは、移動可能であるために、測定ピストン路１７０，１７１，１７２，１７３内においてあそびがなければならない。路内に延びる間隙は、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３のそれぞれ上で内方に作用する圧縮空気によって洗浄される。この間隙に関して問題となるのは、中心をはずれた力が印加される場合、測定ピストン路１７０，１７１，１７２，１７３中の測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３が傾斜するということであり、それによって場合によっては、セルフロックが生じることである。

筒状測定ピストン路１７０，１７１，１７２，１７３の場合、セルフロックは、測定ピストン路１７０，１７１，１７２，１７３の案内長さに対する、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３の直径の比に由来するものである。比直径／案内長さが摩擦係数に依存する一定の値を超えるとき、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３は、測定ピストン路１７０，１７１，１７２，１７３内において必然的に停止する。これが上述のセルフロックである。通常、この問題は、測定ピストンの直径に対して案内長さを適切にすることによって防止される。たとえば、顧客サイドの技術的な要請のために、測定脚の深さを小さくすると、できる限り案内長さは短くすることになる。したがって、セルフロックが引き起こされてしまう。本発明では、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３は、凹凸部２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９があるために非常に短く保持され、案内路内で締め付けられて動かなくなることはない。

図４の測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３は、さらにまた、図の上部は地面１３０とは反対を向き、かつ図の下方は地面に向けられた外側面上に、案内方向Ｌに垂直な断面において、半円形状の凸部２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７を有し、それらの両側壁には、それぞれ１つの凹部２０８，２０９が形成され、該凹部２０８，２０９は、案内方向Ｌに垂直な断面において、同様に半円形状に形成される。

凹凸部２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９は、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３を完全に、かつ実質的に互いに同じ間隔で取り巻いている。マクロプロフィルを形成する、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３の、本来は矩形の外側面上の、これらの凹凸部２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９によって生じるミクロプロフィルが、これまでの、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３のセルフロックの原因である。凸部２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７の長手方向の延びに対して、断面における、凸部２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７のそれぞれの直径を上述のように小さくすることによって、測定ピストン１４０，１４１，１４２，１４３のマクロプロフィルに比べて、ミクロプロフィルの比直径／案内長さは明らかに小さくなり、それによってセルフロックが防止される。

図４に示した測定ピストン１４０は、測定ピストン１４０の柱状保持部１２０に向けられた側面に、パイプ片１１０のための載置面３００を有し、測定ピストン１４０の内側面には、センサ測定面３０１を有し、該センサ測定面３０１が、誘導型距離測定システム（図示せず）として機能する。

１００測定装置
１０１測定脚
１０２測定脚
１１０短く切断されたパイプ片
１１１短く切断されたパイプ片
１１２短く切断されたパイプ片
１１３短く切断されたパイプ片
１２０柱状保持部
１３０地面
１４０測定ピストン
１４１測定ピストン
１４２測定ピストン
１４３測定ピストン
１５０空気圧供給源
１６０ねじ込まれたねじ
１６１ねじ込まれたねじ
１６２ねじ込まれたねじ
１６３ねじ込まれたねじ
１７０測定ピストン路
１７１測定ピストン路
１７２測定ピストン路
１７３測定ピストン路
２００凸部
２０１凸部
２０２凸部
２０３凸部
２０４凸部
２０５凸部
２０６凸部
２０７凸部
２０８凹部
２０９凹部
３００載置面
３０１センサ測定面
ｄ距離
Ｌ案内方向

Claims

２つの、互いに対向して設けられた測定脚（１０１，１０２）の間の少なくとも１つの長尺形状物の長さを精密に測定するための測定装置であって、該２つの互いに対向して設けられた測定脚（１０１，１０２）と、測定脚（１０１，１０２）の少なくとも１つの脚にもうけられた線形案内部によって移動可能な測定ピストン（１４０，１４１，１４２，１４３）とを備え、前記長尺形状物は、一方端部を測定ピストン（１４０，１４１，１４２，１４３）に載置するように配設可能である、測定装置において、
線形案内部は、案内方向（Ｌ）に延びて形成された案内路と、案内路において案内方向（Ｌ）に沿って移動可能な、外壁を有する案内要素とを備え、前記案内要素は、第１の案内長さと、第１の案内幅を有して、比第１の幅／第１の長さが生じ、案内方向（Ｌ）に垂直な外側面には、案内方向（Ｌ）に延びる凹凸部（２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９）が設けられ、該凹凸部（２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９）はさらなる案内長さと、さらなる案内幅を有し、それぞれは、比さらなる案内幅／さらなる案内長さを有し、比さらなる案内幅／さらなる案内長さは、比第１の幅／第１の長さよりも小さいことを特徴とする測定装置。
測定ピストン（１４０，１４１，１４２，１４３）を装置に対して押圧可能とする、測定ピストン（１４０，１４１，１４２，１４３）の、装置から離れる側における、圧縮空気の導入と、圧縮空気を装置に対して流出させる、測定ピストン（１４０，１４１，１４２，１４３）に延びる間隙とを特徴とする、請求項１に記載の測定装置。
それぞれの比さらなる幅／さらなる長さは互いに同じであることを特徴とする、請求項１または２に記載の測定装置。
案内方向（Ｌ）に延びる複数の凹凸部（２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９）が、外側面に設けられ、該凹凸部（２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９）はそれぞれ、さらなる案内長さとさらなる案内幅を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定装置。
凹凸部（２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９）のない案内要素が、案内方向（Ｌ）に垂直な面に、実質的に矩形をなして形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の測定装置。
比第２の幅／第２の長さは、比第１の幅／第１の長さの１／１０よりも小さく、好ましくは、１／１５よりも小さいことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の測定装置。
凸部（２００，２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６）は，案内方向（Ｌ）に垂直な断面において、実質的に半円形状であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の測定装置。