JP2021506588A - パイプ溝切デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、両願とも、参照することによって本明細書に組み込まれる、2017年12月19日に出願された、米国仮出願第62/607,340号、および2018年8月10日に出願された、米国仮出願第62/717,086号に基づき、その優先権の利益を主張する。
本発明は、カムを使用して、パイプ要素を冷間加工するための機械に関する。
例えば、円周方向溝をパイプ要素内に圧造し、機械的パイプカップリングを受け入れる、パイプ要素の冷間加工は、有利には、パイプ要素の内側表面に係合する、内側ローラと、同時に、内側ローラと反対のパイプ要素の外側表面に係合する、外側ローラとを有する、ロール溝切機械を使用して遂行される。パイプが、多くの場合、内側ローラを駆動することによって、その縦軸を中心として回転されるにつれて、外側ローラは、徐々に、内側ローラに向かって押進される。ローラが、回転するにつれて、パイプ要素円周上に圧造され、それによって、円周方向溝を形成する、表面外形を有する。
本発明は、円周方向溝をパイプ要素内に形成するためのデバイスに関する。一例示的実施形態では、デバイスは、ピニオンと同軸方向に配列されるピニオン軸を中心とする回転に対して固定される、ピニオンを備える。拡張ダイが、ピニオンに隣接して位置付けられ、ピニオン軸と同心である。拡張ダイは、ピニオン軸に向かって、かつそこから離れるように、半径方向に移動可能である、複数のダイ区画を有する。各ダイ区画は、ピニオン軸から見て外方に向き、そこから離れるように移動されると、パイプ要素の内側表面と係合可能である、ダイ面を有する。アクチュエータが、ピニオン軸に向かって、かつそこから離れるように、ダイ区画を移動させるために、拡張ダイに結合される。キャリッジが、拡張ダイを囲繞する。キャリッジは、ピニオン軸を中心として回転可能である。キャリッジは、パイプ要素を受容するために、ピニオン軸と同軸方向に配列される開口部を画定する。複数の歯車が、キャリッジ上に搭載される。各歯車は、個別の歯車軸を中心としてキャリッジに対して回転可能である。各歯車は、ピニオンと係合する。複数のカム本体のうちの1つがそれぞれ、歯車の個別のもの上に搭載される。複数の第1のカム表面のうちの1つが、カム本体の個別のものの周囲に延在する。第1のカム表面のそれぞれのものは、増加半径の領域および断続面を備える。パイプ要素は、パイプ要素が開口部内に受容されると、ダイ面と第1のカム表面との間に位置付けられる。
図1および1Aは、円周方向溝をパイプ要素内に形成するための例示的デバイス10を示す。デバイス10は、1.25インチまたはそれを上回る公称直径を有するパイプ要素を溝切するために有利である。デバイス10は、中間シャフト14上に搭載される、ピニオン12を備える、(また、図3参照)。ピニオン12および中間シャフト14は、ピニオンおよびシャフトと同軸方向に配列されるピニオン軸16を中心とする回転に対して固定して搭載される。ピニオン12の回転固定は、ピニオンと中間シャフト14との間のキー18ならびに中間シャフト14の部分14aと固定搭載部20の係合を使用して遂行される。固定搭載部20は、基部22上に固定して搭載される。中間シャフト14の部分14aは、多角形断面を有し、これは、固定搭載部20を通して延在する、開口部24に係合する。開口部24の形状は、中間シャフト14の部分14aのものと合致され、したがって、ピニオン軸16を中心とするシャフトの回転を防止するが、シャフトの軸方向運動を可能にするであろう。本例示的実施形態では、部分14aは、正方形断面を有し、開口部24は、実質的に合致する正方形形状を有する。
Claims (72)
- 円周方向溝をパイプ要素内に形成するためのデバイスであって、前記デバイスは、
ピニオンであって、前記ピニオンは、前記ピニオンと同軸方向に配列されるピニオン軸を中心とする回転に対して固定される、ピニオンと、
前記ピニオンに隣接して位置付けられ、前記ピニオン軸と同心である、拡張ダイであって、前記拡張ダイは、前記ピニオン軸に向かって、かつそこから離れるように、半径方向に移動可能である、複数のダイ区画を有し、各前記ダイ区画は、前記ピニオン軸から見て外方に向き、そこから離れるように移動されると、前記パイプ要素の内側表面と係合可能である、ダイ面を有する、拡張ダイと、
前記ピニオン軸に向かって、かつそこから離れるように、前記ダイ区画を移動させるために、前記拡張ダイに結合される、アクチュエータと、
前記拡張ダイを囲繞する、キャリッジであって、前記キャリッジは、前記ピニオン軸を中心として回転可能であり、前記キャリッジは、前記パイプ要素を受容するために、前記ピニオン軸と同軸方向に配列される開口部を画定する、キャリッジと、
前記キャリッジ上に搭載される、複数の歯車であって、各前記歯車は、個別の歯車軸を中心として前記キャリッジに対して回転可能であり、各前記歯車は、前記ピニオンと係合する、歯車と、
複数のカム本体であって、各前記カム本体は、前記歯車の個別のもの上に搭載される、複数のカム本体と、
複数の第1のカム表面であって、前記第1のカム表面のそれぞれのものは、前記カム本体の個別のものの周囲に延在し、前記第1のカム表面のそれぞれのものは、増加半径の領域および断続面を備える、複数の第1のカム表面と
を備え、
前記パイプ要素は、前記パイプ要素が前記開口部内に受容されると、前記ダイ面と前記第1のカム表面との間に位置付けられる、デバイス。 - 前記アクチュエータは、
前記拡張ダイと同軸方向に位置付けられ、前記ピニオン軸に沿って移動可能である、牽引棒であって、前記牽引棒の運動は、前記ピニオン軸に向かって、かつそこから離れるように、前記ダイ区画を移動させる、牽引棒と、
前記牽引棒を前記ピニオン軸に沿って移動させるために、前記牽引棒に結合されるピストンを有する、シリンダと
を備える、請求項1に記載のデバイス。 - 各前記歯車は、同一ピッチ円直径を有する、請求項1に記載のデバイス。
- 前記カム本体のうちの1つの周囲に延在する、少なくとも1つの牽引表面をさらに備え、前記少なくとも1つの牽引表面は、前記パイプ要素と係合可能である、請求項1に記載のデバイス。
- 前記ピニオンは、前記パイプ要素の外径と等しいピッチ円直径を有する、請求項1に記載のデバイス。
- 前記カム本体のうちの1つの周囲に延在する、少なくとも1つの牽引表面をさらに備え、前記少なくとも1つの牽引表面は、前記パイプ要素と係合可能であり、前記少なくとも1つの牽引表面は、前記歯車のうちの1つのピッチ円直径と等しいピッチ円直径を有する、請求項5に記載のデバイス。
- 前記第1のカム表面のそれぞれのものはさらに、前記断続面の個別のものに隣接して位置付けられる、一定半径の領域を備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの牽引表面は、その中に間隙を有し、前記間隙は、前記1つのカム本体を囲繞する、前記第1のカム表面の断続面と軸方向に整合される、請求項4に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの牽引表面は、その中に間隙を有し、前記間隙は、前記1つのカム本体を囲繞する、前記第1のカム表面の断続面と軸方向に整合される、請求項6に記載のデバイス。
- 複数の前記牽引表面をさらに備え、前記牽引表面のそれぞれのものは、前記カム本体の個別のものの周囲に延在し、前記牽引表面のそれぞれのものは、その中に間隙を有し、各前記間隙は、前記カム本体のそれぞれのもの上の前記第1のカム表面の前記断続面の個別のものと軸方向に整合される、請求項4に記載のデバイス。
- 複数の前記牽引表面をさらに備え、前記牽引表面のそれぞれのものは、前記カム本体の個別のものの周囲に延在し、前記牽引表面のそれぞれのものは、その中に間隙を有し、各前記間隙は、前記カム本体のそれぞれのもの上の前記第1のカム表面の前記断続面の個別のものと軸方向に整合される、請求項6に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの牽引表面は、前記1つのカム本体の周囲に延在する、前記第1のカム表面と離間関係において、前記1つのカム本体上に位置付けられる、請求項4に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの牽引表面は、前記1つのカム本体の周囲に延在する、前記第1のカム表面と離間関係において、前記1つのカム本体上に位置付けられる、請求項6に記載のデバイス。
- 少なくとも3つの前記歯車を備える、請求項1に記載のデバイス。
- 少なくとも4つの前記歯車を備える、請求項1に記載のデバイス。
- 前記第1のカム表面のうちの1つは、前記歯車と前記少なくとも1つの牽引表面との間に位置付けられる、請求項4に記載のデバイス。
- 前記第1のカム表面のうちの1つは、前記歯車と前記少なくとも1つの牽引表面との間に位置付けられる、請求項6に記載のデバイス。
- 前記第1のカム表面のうちの1つは、前記少なくとも1つの牽引表面に近接して位置付けられる、請求項4に記載のデバイス。
- 前記第1のカム表面のうちの1つは、前記少なくとも1つの牽引表面に近接して位置付けられる、請求項6に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの牽引表面は、そこから外向きに延在する、複数の突起を備える、請求項4に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの牽引表面は、そこから外向きに延在する、複数の突起を備える、請求項6に記載のデバイス。
- 複数の第2のカム表面をさらに備え、前記第2のカム表面のそれぞれのものは、前記カム本体の個別のものの周囲に延在し、前記第1のカム表面の個別のものと離間関係において位置付けられる、請求項1に記載のデバイス。
- 前記第2のカム表面のそれぞれのものは、増加半径の領域および断続面を備え、前記第2のカム表面の各前記断続面は、前記第1のカム表面の前記断続面の個別のものと整合される、請求項22に記載のデバイス。
- 前記第2のカム表面のそれぞれのものは、前記第2のカム表面の前記断続面の個別のものに隣接して位置付けられる、一定半径の領域を備える、請求項23に記載のデバイス。
- 前記第2のカム表面のそれぞれのものは、一定半径を有する、請求項22に記載のデバイス。
- 前記カム本体のうちの1つの周囲に延在する、少なくとも1つの牽引表面をさらに備え、前記少なくとも1つの牽引表面は、その中に間隙を有し、前記間隙は、前記1つのカム本体を囲繞する、前記第1のカム表面の断続面と軸方向に整合される、請求項22に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの牽引表面は、そこから外向きに延在する、複数の突起を備える、請求項26に記載のデバイス。
- 前記1つのカム本体を囲繞する、前記第1のカム表面は、前記少なくとも1つの牽引表面と、前記1つのカム本体を囲繞する、前記第2のカム表面との間に位置付けられる、請求項26に記載のデバイス。
- 前記第1および前記1つのカム本体を囲繞する、前記第2のカム表面は、前記少なくとも1つの牽引表面と、その上に前記1つのカム本体が搭載される、前記歯車のうちの1つとの間に位置付けられる、請求項26に記載のデバイス。
- 前記第1のカム本体を囲繞する、前記第1のカム表面は、前記少なくとも1つの牽引表面に近接して位置付けられる、請求項26に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの牽引表面は、前記歯車のうちの1つのピッチ円直径と等しいピッチ円直径を有する、請求項26に記載のデバイス。
- 複数の牽引表面をさらに備え、前記牽引表面のそれぞれのものは、前記カム本体の個別のものの周囲に延在し、前記牽引表面のそれぞれのものは、その中に間隙を有し、各前記間隙は、前記カム本体のそれぞれのもの上の前記第1のカム表面の前記断続面の個別のものと軸方向に整合される、請求項22に記載のデバイス。
- 前記牽引表面のそれぞれのものは、そこから外向きに延在する、複数の突起を備える、請求項32に記載のデバイス。
- 前記第1のカム表面のそれぞれのものは、前記牽引表面の個別のものと各前記カム本体上の前記第2のカム表面の個別のものとの間に位置付けられる、請求項32に記載のデバイス。
- 前記第1および第2のカム表面は、前記牽引表面と各前記カム本体上の前記歯車との間に位置付けられる、請求項32に記載のデバイス。
- 前記第1のカム表面は、各前記カム本体上の前記牽引表面に近接して位置付けられる、請求項32に記載のデバイス。
- 円周方向溝をパイプ要素内に形成するためのデバイスであって、前記デバイスは、
ピニオンであって、前記ピニオンは、前記ピニオンと同軸方向に配列されるピニオン軸を中心とする回転に対して固定される、ピニオンと、
前記ピニオンを囲繞する、キャリッジであって、前記ピニオン軸を中心として回転可能であり、前記パイプ要素を受容するために、前記ピニオン軸と同軸方向に配列される開口部を画定する、キャリッジと、
前記キャリッジ上に搭載される、複数の歯車であって、各前記歯車は、個別の歯車軸を中心として前記キャリッジに対して回転可能であり、各前記歯車は、前記ピニオンと係合する、複数の歯車と、
複数のカム本体であって、各前記カム本体は、前記歯車の個別のもの上に搭載される、複数のカム本体と、
複数の第1のカム表面であって、前記第1のカム表面のそれぞれのものは、前記カム本体の個別のものの周囲に延在し、前記開口部内に受容される、前記パイプ要素と係合可能であり、前記第1のカム表面のそれぞれのものは、増加半径の領域を備え、前記第1のカム表面のそれぞれのものは、前記第1のカム表面の第1の断続面を備える、複数の第1のカム表面と
を備える、デバイス。 - 各前記歯車は、同一ピッチ円直径を有する、請求項37に記載のデバイス。
- 複数の第2のカム表面をさらに備え、前記第2のカム表面のそれぞれのものは、前記カム本体の個別のものの周囲に延在し、前記第1のカム表面のうちの1つと離間関係において位置付けられる、請求項37に記載のデバイス。
- 前記第2のカム表面のそれぞれのものは、第2の増加半径の領域を備え、前記第2のカム表面のそれぞれのものは、前記第2のカム表面の第2の断続面を備え、前記第2の断続面は、各前記カム本体上の前記第1の断続面と整合される、請求項39に記載のデバイス。
- 前記第1のカム表面のそれぞれのものは、前記第1の断続面の個別のものに隣接して位置付けられる、一定半径の領域を備える、請求項37に記載のデバイス。
- 前記第2のカム表面のそれぞれのものは、前記第2の断続面の個別のものに隣接して位置付けられる、一定半径の領域を備える、請求項40に記載のデバイス。
- 前記第2のカム表面のそれぞれのものは、一定半径を有する、請求項39に記載のデバイス。
- 前記カム本体のうちの1つの周囲に延在する、少なくとも1つの牽引表面をさらに備え、前記少なくとも1つの牽引表面は、その中に間隙を有し、前記間隙は、前記1つのカム本体を囲繞する、前記第1のカム表面の前記第1の断続面と軸方向に整合される、請求項37に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの牽引表面は、そこから外向きに延在する、複数の突起を備える、請求項44に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの牽引表面は、前記1つのカム本体を囲繞する、前記第1のカム表面に近接して位置付けられる、請求項44に記載のデバイス。
- 前記ピニオンは、前記パイプ要素の外径と等しいピッチ円直径を有する、請求項44に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの牽引表面は、前記歯車のうちの1つのピッチ円直径と等しいピッチ円直径を有する、請求項47に記載のデバイス。
- 複数の前記牽引表面をさらに備え、前記牽引表面のそれぞれのものは、前記カム本体の個別のものの周囲に延在し、前記牽引表面のそれぞれのものは、その中に間隙を有し、各前記間隙は、前記カム本体のそれぞれのもの上の前記第1のカム表面の前記断続面の個別のものと軸方向に整合され、前記牽引表面のそれぞれのものは、前記歯車のピッチ円直径と等しいピッチ円直径を有する、請求項47に記載のデバイス。
- 前記カム本体のうちの1つの周囲に延在する、少なくとも1つの牽引表面をさらに備え、前記少なくとも1つの牽引表面は、その中に間隙を有し、前記間隙は、前記1つのカム本体を囲繞する、前記第1のカム表面の前記第1の断続面と軸方向に整合される、請求項39に記載のデバイス。
- 前記ピニオンは、前記パイプ要素の外径と等しいピッチ円直径を有する、請求項50に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの牽引表面は、前記歯車のうちの1つのピッチ円直径と等しいピッチ円直径を有する、請求項51に記載のデバイス。
- 前記第1のカム表面は、前記少なくとも1つの牽引表面と、前記1つのカム本体を囲繞する、前記第2のカム表面との間に位置付けられる、請求項50に記載のデバイス。
- 前記第1および第2のカム表面は、前記少なくとも1つの牽引表面と、その上に前記1つのカム本体が搭載される、前記歯車との間に位置付けられる、請求項50に記載のデバイス。
- 複数の前記牽引表面をさらに備え、前記牽引表面のそれぞれのものは、前記カム本体の個別のものの周囲に延在し、前記牽引表面のそれぞれのものは、その中に間隙を有し、各前記間隙は、前記カム本体のそれぞれのもの上の前記第1のカム表面の前記断続面の個別のものと軸方向に整合され、前記牽引表面のそれぞれのものは、前記歯車のピッチ円直径と等しいピッチ円直径を有する、請求項51に記載のデバイス。
- 前記第1のカム表面のそれぞれのものは、前記牽引表面の個別のものと各前記カム本体上の前記第2のカム表面の個別のものとの間に位置付けられる、請求項55に記載のデバイス。
- 前記第1および第2のカム表面のそれぞれのものは、前記牽引表面の個別のものと各前記カム本体上の前記歯車の個別のものとの間に位置付けられる、請求項55に記載のデバイス。
- 前記第1のカム表面のそれぞれのものは、各前記カム本体上の前記牽引表面の個別のものに近接して位置付けられる、請求項55に記載のデバイス。
- 少なくとも3つの前記歯車を備える、請求項37に記載のデバイス。
- 少なくとも4つの前記歯車を備える、請求項37に記載のデバイス。
- 前記ピニオンに隣接して位置付けられ、前記開口部に面している、カップをさらに備え、前記パイプ要素は、前記カップに当接する、請求項37に記載のデバイス。
- パイプ要素を冷間加工するための複数のカムであって、前記カムは、前記パイプ要素を中心として円周方向に回転され、各前記カムは、
回転軸を有する、カム本体と、
前記カム本体の周囲に延在する、第1のカム表面であって、前記第1のカム表面は、前記第1のカム表面の第1の増加半径の領域および第1の断続面を備える、第1のカム表面と、
前記カム本体の周囲に延在し、前記第1のカム表面の前記回転軸に沿って離間関係において位置付けられる、第2のカム表面と
を備える、カム。 - 前記第2のカム表面は、第2の増加半径の領域および前記第2のカム表面の第2の断続面を備え、前記第2の断続面は、前記第1の断続面と整合される、請求項62に記載のカム。
- 前記第1のカム表面は、前記第1の断続面に隣接して位置付けられる、一定半径の領域を有する、請求項62に記載のカム。
- 前記第2のカム表面は、前記第2の断続面に隣接して位置付けられる、一定半径の領域を有する、請求項63に記載のカム。
- 前記第2のカム表面は、一定半径を有する、請求項62に記載のカム。
- 前記カム本体の周囲に延在する、牽引表面をさらに備え、前記牽引表面は、その中に間隙を有し、前記間隙は、前記第1の断続面と軸方向に整合される、請求項62に記載のカム。
- 前記牽引表面は、そこから外向きに延在する、複数の突起を備える、請求項67に記載のカム。
- 前記第1のカム表面は、前記牽引表面と前記第2のカム表面との間に位置付けられる、請求項62に記載のカム。
- 前記カム本体上に搭載される、歯車をさらに備え、前記歯車は、前記回転軸と同軸方向に配列される、請求項69に記載のカム。
- 前記第1および第2のカム表面は、前記牽引表面と前記歯車との間に位置付けられる、請求項70に記載のカム。
- 前記カム本体上に搭載される、歯車をさらに備え、前記歯車は、前記回転軸と同軸方向に配列される、請求項62に記載のカム。
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