JP2521727B2 - 管内部の加工用装置 - Google Patents

管内部の加工用装置

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JP2521727B2 JP61227919A JP22791986A JP2521727B2 JP 2521727 B2 JP2521727 B2 JP 2521727B2 JP 61227919 A JP61227919 A JP 61227919A JP 22791986 A JP22791986 A JP 22791986A JP 2521727 B2 JP2521727 B2 JP 2521727B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管状体の内部加工用装置に関するものであ
る。この装置は、特に２本の長い管状体間の溶接部の内
側ビードの加工のために使われるものである。
いくつかの用途、例えば熱交換器などに対しては、極
めて長い管状体を使用することがしばしば必要となり、
このように長い管状体は通常いくつかの短い管を突合せ
溶接することにより形成されていた。例えば、螺管の場
合、管は数百バールの圧力および数百度Ｃの温度に曝さ
れる。
現在の溶接法（TIG、電子ビームなど）では、２本の
溶接すべき管が接合される接合部分における管内部の溶
接ビードの形成を防止することは困難である。
しかしながら、上記の作業条件の観点から、上記のよ
うな内部ビードの形成は該接合部分での応力の集中を招
き、このことは管の満足な疲労特性を得る上で有害であ
る。その上、プローブによる溶接部の検査中に、該内部
ビードはこのプローブの挿入を妨害し、あるいは摩擦に
よる該プローブの摩耗を招き、あるいはまた該プローブ
用配線ケーブルの連続的な前進を妨害してプローブにノ
イズシグナルを生ずる恐れがある。このような理由か
ら、２本の管同士の溶接部の内部ビードを加工すること
は極めて有効である。
これまでに、以下のような公知の２種の方策がこのよ
うなビードを加工する目的で従来から利用されている。
第１の方法は、加工中は回転している延長部材の末端
に、ある工具を取り付けることからなっている。この方
法は、極めて長い管を扱う場合には利用できないという
主な欠点を有しており、上記延長部材は加工中の有効捩
りモーメントに耐え得ないものである。捩りの与えられ
る延長部材は、その結果捩り振動を生じることになる
が、これは正確な加工にとっては不利である。
第２の方法は強制的にスクレーパを管内に１回通し、
もしくはこれらを管内で往復動させることからなり、こ
のスクレーパの通過によってビードの加工が保証され
る。
本発明の目的は上記諸欠点を取除くことにあり、管特
に長尺管の内部加工用装置に関し、この加工はある工具
によって実施され、その回転、前進並びに軸方向の位置
決めは磁気的手段によって保証される。
本発明のもう一つの目的は一連の管内部の高品位加工
（形状、表面状態等）を可能とする装置を提供すること
にある。
即ち、本発明は管の内部加工用装置に関し、この装置
は、管内に配置される可動アセンブリを有する。
可動アセンブリは、管内で可動アセンブリを中心に置
くための少なくとも２つの軸受けと、可動アセンブリの
長手方向の軸に沿って自由に回転する２つのローターと
を具備する第１部分と、長手方向の軸に沿って自由に回
転するように搭載されると共に、管の内部を加工する加
工具を具備し、半径方向に摺動するように第１部分と連
結された第２部分とを備え、一方のローターは、伝動シ
ャフトを介して加工具を駆動し、他方のローターは、第
２部分を回転させる。
管の内部加工装置は、管の回りに配置される固定アセ
ンブリを有する。
固定アセンブリは、各ローターの中央横断面近傍に実
質的にそれぞれ設置され、各ローターを回転させるため
の回転磁場を作る第１磁気手段および第２磁気手段と、
加工具の中央横断面近傍に実質的に設置され、第１部分
に対して第２部分を半径方向に移動させるための回転磁
場を作り、かつ上記第２の部分と連動して回転する第３
磁気手段とを有する。
上記３種の磁気手段の少なくとも１つが被加工管の回
りで回転する永久磁石を有し、あるいは該管の回りに配
置された多極電磁固定子を含むことが有利である。
２つの磁石は上記第２の部分の自由末端の近傍に位置
し、２つの磁気検出器が以下のように被加工管の回りに
配置されている。即ち、検出器の一方は磁石の一つを検
知することによって管内の可動アセンブリの長手（縦）
方向の位置を決定し、かつ他方の検出器がもう一つの磁
石を検知して第２の部分の角方向の位置を検出する。
２つの円筒状迫台を切削具のいずれか一方の側に配置
させ、かつ該工具の径に等しいかもしくはそれ以下とす
ることが有利である。
以下、本発明を非限定的実施例および添付図面を参照
してより一層詳細に記載する。
本発明の装置を簡略化した形で第１図に示す。この装
置の機能は２本の突合せ溶接された管4,6間の溶接ビー
ド２を加工することにある。
この装置はまず管4,6内に挿入される可動アセンブリ
８を含んでいる。この可動アセンブリ８は順次、第１図
では左から右に、第１軸受10、第１ローター12、第２軸
受14、第２ローター16、中間部18および工具ホルダ20を
有している。この装置では、第１軸受10、第１ローター
12、第２軸受14、第２ローター16、および中間部18が第
１部分を構成する。また、工具ホルダ20が第２部分を構
成する。
第１および第２軸受10,14は管４内での可動アセンブ
リ８用の心出し支持体として機能する。このために、こ
れらは円筒状であり、弾性ライニングを有するか、その
外表面に弾性体が充填されていることが好ましく、それ
によって管４を引掻くことなくその中で摺動でき、かつ
一方で心出し作用が保証される。
第１のローター12は２つの軸受け10,14によって支持
され、自由回転するが、軸受け10,14によって縦方向に
固定される。同様に第２のローター16は第２の軸受け14
によって自由に回転するように支持されている。しかし
ローター16は軸受け14によって縦方向に固定されてい
る。これら２つのローター12,16は円筒状であり、軸受
け10,14よりもわずかに小さな外径をもっていて、管４
内で自由に回転し得る。孔22が第２の軸受け14および第
２のローター16に、可動アセンブリ８の縦軸に沿って設
けられている。
中間部18は第２のローター16に固定されていて、ロー
ター16によって回転されるようになっている。第３図を
みると、この中間部18は円筒状で、中空であり、かつそ
の末端において２つの開口24,26を備えている。左側の
開口24は円筒状で、第２のローター16の孔22に対し同心
状であり、右側の開口26は動径方向に配向した横長の孔
形状を有している。
工具ホルダ20は中間部18、例えばほぞ穴およびほぞ継
ぎ28（第２図および第３図に一点鎖線で示されている）
によって支持されている。かくして、工具ホルダ20は中
間部18によって回転するが、中間部18に対する半径方向
の移動は自由である。工具ホルダ20は実質的に円筒状で
あるが、その径は十分に小さくなっていて、その半径方
向の移動および管４内での回転が可能となる。
部材20の中央部に空間が設けられていて、工具例えば
カッター30がその内部に収容されるようになっている
（第２図）。このカッター30は、ホルダ20内に配置され
た軸受けによって、ローター12,16の軸と平行な軸の回
りに縦方向に回転し得るように固定されていて、カッタ
ー30の刃がホルダ20の外面を越えて通過して、ビード２
を内部加工し得るようになっている。
カッター30は伝動シャフト32を介して第１ローター12
によって回転する。第１ローター12に固定されているシ
ャフト32は第２軸受14および第２ローター16の孔22を通
っている。次いで、シャフト32は開口24を介して中間部
18に至り、更にカルダン自在継手34によって可動アセン
ブリ８の縦軸からずれている。シャフト32は横長の孔26
を通り、次いで工具ホルダ20内の孔26によって回転さ
れ、最終的にカッター30に固定されている。
かくして、カッター30は中間部18に対する工具ホルダ
20の半径方向の位置とは無関係に、第１ローター12によ
って一定速度で回転され、この回転はカルダン自在継手
34および横長の孔26によって生じ、これらはシャフト32
の幾分かの偏心または移動を可能とする。
工具ホルダ20上に配列されたリブまたはフィン36は実
質的にカッター30と対向しており、第２図において右側
に切削チップを放出できる。
磁石38は工具ホルダ20の自由末端の端面上に設けられ
ている。もう一つの磁石40は工具ホルダ20の自由末端近
傍の外表面上に固定されている。
再度添付第１図を参照すると、固定されたアセンブリ
が管4,6の回りに配置されている。このアセンブリは第
１の磁気手段42および第２の磁気手段44を有しており、
これらの各々は、夫々第１および第２ローター12,16に
対して中央横断面付近に実質的に配置されている。第３
の磁気手段46は実質的にカッター30の中央横断面の回り
に配置されている。
第１および第２磁気手段42,44の各々は夫々回転磁場
を設定でき、これによって２つのローター12,16の各々
の回転が可能となる。これら手段は、例えば管の回りに
配置された多極電磁固定子であり、補助手段によって管
の回りを回転する少なくとも１つの永久磁石を有してい
る。
第３の磁気手段46は多極固定子であり得るが、補助的
手段によって回転する永久磁石であることが適してい
る。この磁石は工具ホルダ20を引き付け、結果としてあ
る力でビード２をカッター30に押し付けることを可能と
する。
このカッターがビードを加工しすぎないことを保証す
るために、２つの円筒状迫台48,50がカッター30のいず
れかの側に同心状に配置されており（第１図および第２
図）かつビードの一部を残しておきたい場合にはカッタ
ー30の径よりも大きなあるいはそれと同等もしくは小さ
な径を有し、迫台48,50とカッター30の径の差は管内で
の所定の加工深さに対応している。
２つの磁気検出器52,54は管６の回りに、検出器の一
方52が管内の可動アセンブリ８の縦方向の位置を磁石38
を検知することにより決定し、かつもう一つの検出器54
が磁石40を検知することにより工具ホルダ20の角度方向
の位置を決定するように配置されている。
このような本発明による装置を含む加工設備は添付第
４図に示されている。２つの溶接された管4,6は、相互
に所定距離をおいて隔置されフレーム60によって支持さ
れている２つのガイド56,58によって位置決めされてい
る。ガイド56,58の夫々は２つの対向するローラーを有
し、その溝は管の形状に適合し、これらは管にある力で
当接される。図示されていない上記ローラー用の駆動手
段は管４および６を所定の位置に進めることを可能とす
る。固定されたアセンブリはこれら２つのガイド56,58
間に配置され、管4,6内にある可動アセンブリ８の駆動
が可能となる。
第１の磁気手段42（この場合は永久磁石である）は、
フレーム60上の縦軸に沿って回転自在に支持された円筒
部分62内にある。モータ64は円筒部分62を回転させ、結
果としてギヤ系統を介して磁石42を回転させる。
第２および第３の磁気装置44,46（この場合永久磁石
である）は、フレーム60上の縦軸に沿って自由回転する
ように搭載された円筒状支持体66内にある。モータ68は
支持体66を回転させ、結果としてギヤ系統を介して磁石
44,46を回転させる。
フレーム60、円筒部分62および支持体66は、磁石42,4
4および46が夫々ローター12,16および工具ホルダ20を駆
動し得る位置に縦方向に配置されるように配列されてい
る。磁石38と検出器52は協動してこの位置を決定しもし
くは明示する。
以下、この加工設備の運転につき記載する。溶接され
た管4,6は、まず２つのガイド56,58によって、溶接ビー
ド２が所定の加工位置にくるまで移動される。次に、可
動アセンブリ８を、検出器52が磁石38を検知するまで管
4,6内に導入する。
次に、モータ64を駆動させて磁石42を回転させる。磁
石42の回転によりローター12が磁気的に駆動される。か
くして、カッター30が回転する。次に、モータ68を駆動
させて磁石44を回転する。この磁石44の回転によりロー
ター16が磁気的に回転され、かつ工具ホルダ20が回転さ
れる。同時に、ホルダ20は磁石46によって磁気的に引き
付けられる。この磁石46は磁石44および結果としてホル
ダ20と各位相で回転する。つまり、磁石44と工具ホルダ
20が連動して回転する。ビード２に対してある力で当接
されているカッター30はビード２を加工し、その進行度
は２つの迫台48,50が管４の内側に接するまで工具ホル
ダ20を回転させることにより決定される。このとき、も
はやカッター30は動作し得ない。この切削操作中、切削
チップはフィン36によって右側に排出される。磁石40と
検知器54は協働して工具ホルダ20の角方向の位置を標識
する。かくして、実施された加工回転数を計数でき、か
つビードの加工が完了した場合にはモータ64,68を停止
させることができる。
次いで、可動アセンブリ８を取り外し、更に管4,6を
前進させて同様な操作を他の接合部もしくは他の管につ
いて再開する。
上記記載は例示的目的でのみ与えたものであり、本発
明の基本的原理を変えることなく、種々の構成上の変更
を行うことができることは明らかである。
即ち、例えば第２の工具を直列に付加することがで
き、ここで該工具はカッター、研磨盤などであり得る。
上記の可動アセンブリの溝にチップ除去用の圧縮空気ま
たは切削液体を供給することもできる。上記の管の心出
し手段は種々の型のものであり得、例えばローラー軸受
け、滑り軸受けなどであってもよい。ほぞ穴およびほぞ
継ぎ28は省くことができる。従って、中間部分18はホル
ダ20の動径方向の移動を可能とし、しかもホルダの回転
を保証する可撓性部分を有することとなる。
【図面の簡単な説明】
添付第１図は本発明の装置の模式的な縦断面図であり、
添付第２図は可動アセンブリの第２部分を示す斜視図で
あり、添付第３図は可動アセンブリの中間部分を示す斜
視図であり、および添付第４図は本発明の装置およびこ
れを駆動するのに使用する手段を模式的に示す縦断面図
である。 ２……ビード、4,6……管 ８……可動アセンブリ、10,14……軸受け 12,16……ローター、18……中間部 20……工具ホルダ、22……孔 24,26……開口、28……ほぞ穴とほぞ継ぎ 30……カッター、32……伝動シャフト 34……カルダン自在継手、36……リブまたはフィン 38,40……磁石、42,44,46……磁気手段 48,50……迫台、52,54……磁気検出器 56,58……ガイド、60……フレーム 62……円筒部分、64,68……モータ 66……支持体

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】管内部の加工用装置であって、 管内に配置される可動アセンブリを有し、 可動アセンブリは、 管内で可動アセンブリを中心に置くための少なくとも２
    つの軸受けと、可動アセンブリの長手方向の軸に沿って
    自由に回転する２つのローターとを具備する第１部分
    と、 長手方向の軸に沿って自由に回転するように搭載される
    と共に、管の内部を加工する加工具を具備し、半径方向
    に摺動するように第１部分と連結された第２部分とを備
    え、 一方のローターは、伝動シャフトを介して加工具を駆動
    し、他方のローターは、第２部分を回転させ、 管の回りに配置される固定アセンブリを有し、 固定アセンブリは、 各ローターの中央横断面近傍に実質的にそれぞれ設置さ
    れ、各ローターを回転させるための回転磁場を作る第１
    磁気手段および第２磁気手段と、 加工具の中央横断面近傍に実質的に設置され、第１部分
    に対して第２部分を半径方向に移動させるための回転磁
    場を作り、かつ上記第２部分と連動して回転する第３磁
    気手段と、 を有することを特徴とする、管内部の加工用装置。
  2. 【請求項２】上記３つの磁気手段のうちの少なくとも１
    つが管の回りを回転する永久磁石であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項に記載の、管内部の加工用装
    置。
  3. 【請求項３】上記３つの磁気手段のうちの少なくとも１
    つが、管の回りに配置された多極電磁固定子を有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の、管内部
    の加工用装置装置。
  4. 【請求項４】２つの磁石が第２部分またはホルダの自由
    末端近傍に配置されており、かつ、一方の磁気検知器が
    磁石の一つを検知することによって管内における可動ア
    センブリの縦軸方向の位置を決定し、他方の検知器がも
    う一つの磁石を検知して第２部分の角度方向の位置を決
    定するように、管の回りに設置されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の、管内部の加工用装
    置。
  5. 【請求項５】２つの円筒状迫台が切削工具のいずれかの
    側に設けられており、その径が切削工具の径と同等もし
    くはそれ以下であることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項に記載の、管内部の加工用装置。
JP61227919A 1985-09-27 1986-09-26 管内部の加工用装置 Expired - Lifetime JP2521727B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8514351 1985-09-27
FR8514351A FR2587924B1 (fr) 1985-09-27 1985-09-27 Dispositif pour l'usinage interieur d'un tube

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Publication Number Publication Date
JPS6274518A JPS6274518A (ja) 1987-04-06
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US (1) US4715751A (ja)
EP (1) EP0219404B1 (ja)
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DE (1) DE3662847D1 (ja)
FR (1) FR2587924B1 (ja)

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