JP3760013B2 - 管切断機械 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管を把握する機械フレームが設けられており、該フレーム上で、管の長手方向に対して横方向に延びる平面内に工具送り台が配置されており、これらの上に、それぞれ１つのディスクカッタを有するカッターヘッドが支承されており、前記ディスクカッタは１つの共通の切削平面の中で回転駆動され、それら工具送り台の各軸線方向への制御されたスライドにより前記管を切り離すように構成されており、それぞれのディスクカッタが、管の壁の横断面の部分区間を切断するようにした管切断機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ特許公報第ＤＥ４１０１７４９Ｃ２号は鋼管の切断機械を記述している。この切断機械において、複数のカッターヘッドに、同一の方向へ回転するいくつかのディスクカッタが設けられている。これらディスクカッタは各揺動アームの上に支承され、或る回転リングに支承されている。この回転リングは、対応する駆動装置を介してディスクカッタの、切断するべき管の中心軸線のまわりに回転運動又は循環運動をし、その際揺動アームによる揺動によりディスクカッタの管中心軸線へ向かう前進送りし、それを調節することができる。
【０００３】
この公知の技術手段は、とりわけ大きい直角形材を切断する場合、欠点を有する。ディスクカッタの切り込みの制御、又はその回転角を適合化させて、一定の切断速度を維持するためには、非常に複雑に制御しなければならない。
【０００４】
大きい直角形材の半径は、種々の角運動により制御しなければならない。この装置は、回転運動及び前進送り運動の外にディスクカッタを矩形又は直角の形材に対して調整することが必要なので高経費につく。
【０００５】
ドイツ特許公報第ＤＥ４１０１７４９号は、前述の機械を改善することを課題とし、管切断機械の１つを提案している。しかし、この機械これにおいては２つのカッターヘッドが、２つの互いに直交する方向に運動可能なそれぞれ１つの案内装置により担持され、それら互いに直交する方向は、中央の機械長手方向軸線について互いに向き合って対となって延びている。
【０００６】
それぞれのカッターヘッドは２つの駆動電動機を有し、すなわち、互いに直交する２つの方向のそれぞれについて別個の１つの電動機を有する。全部で４つの電動機のそれぞれを制御することにより、カッターヘッドを垂直及び水平の方向へ、及びこれらの２つの方向の運動に重畳する各方向へ個別に走行させることが可能となる。それらディスクカッタの回転数は、それらの運動と同様にプログラムを介して制御可能である。
【０００７】
この形式の管切断機械は、上記の従来の技術に比して改善されているが、欠点を有する。この機械は、上記の従来の技術とは異なり、２つのディスクカッタを用いた運転にのみ適し、これにより切断速度は、先行の従来の技術手段に比して制限され、これは欠陥とも言える。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ドイツ特許公報第ＤＥ４１０１７４９号の従来の技術から出発して、本発明の課題は、切断されるべき、種々異なる管及び形材に個別に適合でき、コンパクトな設計で可動部が小さな質量を有し、選択的に且つ必要に応じて、異なる数のディスクカッタを用いて異なる使用条件に適合化できる管切断機械を提案することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明により、機械フレームの上に少なくとも３つの工具送り台が切断されるべき管の周りに分散配置されていること、及び工具送り台が、切断過程の間中、第１の軸線方向と第２の軸線方向に駆動されていることにより解決される。
【００１０】
互いに直交する方向に動くことのできる２つのディスクカッタを有する機械と異なり、本発明は、３つ以上のディスクカッタにより操作可能であり、また従って大きい柔軟性と大きい切断速度とを達成できる。各工具送り台の互いに垂直な軸線方向への直線的案内軌道の上での案内は、回転するディスクカッタを用いる公知の機械に比して駆動についても案内の剛的性質についても大きい切断能力という利点を損なうことなく機能を簡単化し、且つ改善する。
【００１１】
本発明の別の１つの実施態様では、直線的に駆動される各工具送り台が一定速度でかつ同期して走行可能であり、従って一様な切断速度が得られ、これにより切断過程の品質が改善される。
【００１２】
本発明の更に別の実施態様では、４つの工具送り台が設けられており、各工具送り台は２つの軸線方向を有する。すなわち各工具送り台は機械フレームの上で導かれて第１の軸線方向で管に対して位置調整可能であり、第２の軸線方向で切断前進送り方向へスライドでき、その際隣り合った各工具送り台の各２つの軸線方向は互いに直角に延びている。このように、その切断されるべき四角形管の周りに配置されたそれら４つのディスクカッタは省スペース的に配置されている。
【００１３】
これは、それぞれのカッターヘッド及びディスクカッタの走行方向に対して４５゜の角度で自由空間が得られるという知見に基づく。これが、寸法の非常に異なったいくつかのカッターヘッド及びディスクカッタを最小の空間の中に収容することと、各ディスクカッタを同時に直線的に走行させることによりその四角形管を４つの部分区間で同時に切断することを可能にする。その際に各ディスクカッタは互いに衝突することなく加工領域から外方へ互いに遠ざかる。
【００１４】
直線的案内が有利であり、何故ならば、２つの揺動アームによる公知の回転的案内とは異なり、工具送り台をフレームの上で清浄に案内できるからである。その上、それら工具送り台のために必要な駆動装置も簡単に形成できる。本発明の装置はほとんど遊びが無く、高い剛性を有する。
【００１５】
とりわけ構造的に簡単であり、コストの有利なものは、切断前進送り方向に作用するスライド駆動が少なくとも対として同期して結合されている技術手段にある。これにより各前進送り駆動の正確な一致が機械的に行われ、従ってその際に多数の駆動装置の煩雑な制御手段を設ける必要なく特に良好な切断品質を期待することができる。
【００１６】
本発明の機械は、異なる寸法の矩形の形材にのみならず、異なる寸法の四角形及び三角形の形材にも良好に適合化できる。
【００１７】
三角形の形材を非常に好適に切断することを可能にする別の実施の形態では、３つの工具送り台が設けられていて、これらが機械フレームの上で導かれて第１の軸線方向に管に対して位置調整可能であり、第２の軸線方向に切断前進送り方向へスライド可能であり、その際少なくとも２つの各隣り合った工具送り台の各２つの軸線方向は互いに直角に延びる。
【００１８】
少なくともその第３の工具送り台は、このものの２つの軸線方向の運動の一時的に結合される重畳により、その直線から偏倚した或る軌道の上を動くことができる。すなわち２次元面内の軌道上で可動である。従って切断は、直線的に運動可能な２つの工具送り台と、第３の工具送り台とにより行われ、第３のものはこのものの２つの軸線方向上の運動の重畳により、その形材横断面の切断されるべき部分区間に追従して切断する。
【００１９】
丸形管又は断面が三角形の形材を切断するためには本発明のもう１つの実施態様において、３つの工具送り台を設け、これらは機械フレームの上で導かれて第１の軸線方向に管に対して位置調整可能であり、第２の軸線方向に切断前進送り方向へスライド可能であり、その際各隣り合った工具送り台の各第２軸線方向は互いに鋭角に延び、そしてそれら工具送り台を導いている機械フレームが実質的に三角形状に形成されている。
【００２０】
この機械の構成は、簡単な案内手段、低い製造コスト、簡単な駆動装置、高い剛性を提供することである。
【００２１】
駆動装置を簡単化する１つの有利な実施の形態では、すべての、又はいくつかの工具送り台のために１つの共通の駆動装置が設けられており、これはいくつかの結合伝動装置を介して同期的な切断前進送りをもたらす。これにより、ただ１つの駆動モータにより３つの工具送り台を運動させることが可能である。その際、本発明のもう１つの特徴によれば、結合伝動装置として、かさ歯車を有するいくつかのボール転動軸が用いられる。
【００２２】
本発明の別の実施の形態では、機械フレームが箱状にコンパクトに形成されており、そして同じ構造に形成されているいくつかの工具送り台を交換し、また取付けるように予め作られている。互いに直交する方向に運動可能ないくつかの工具送り台のための柱状案内手段を設ける従来の構造と異なり、本発明の機械フレームは、それ自身閉じている箱状の形材から作ることができ、これはその中央に管のためのくり抜き部を有し、そしてその外周において端面側に、各工具送り台のためのユニバーサルに形成されている各案内手段を有している。
【００２３】
それら案内手段はすべて同様に形成されており、従って各工具送り台は互いに交換可能であり、個々に除去可能であり、そして後で付加可能である。これは、機械の運転者が、その切断されるべき形材の寸法を変更したいときに特に有利である。
【００２４】
機械フレームの上での工具送り台の交換が容易に可能であるのと同様に、本発明の別の特徴によればカッターヘッドを容易に交換可能にそれら工具送り台に固定する。これにより簡単に、異なる（大きい又は小さい）形材寸法及び異なる形材断面のための各フライスを非常に迅速に使用可能に取付けることができる。
【００２５】
この機械はユニバーサルに使用可能であり、すなわち、僅かな数の構造寸法及び構造型を用いて、切断されるべき管の大きいプログラムを処理できる。本発明の機械フレームは、機械フライスの中で切断する管のための締付け装置を機械フレーム内に設けることも可能にする。
【００２６】
本発明の利点を要約すれば、まず第１に、最も簡単な機械構造と工具案内装置で３つのディスクカッタによりその切断されるべき管を加工できることである。カッターヘッドが交換可能であることは、最小から最大までの形材断面において最適の加工条件を保証する。例えば後に顧客の希望により切断されるべき管のプログラムを変更する場合でも、付加的なカッターヘッドを付加的に機械に装備することが、問題無く可能である。
【００２７】
本発明の機械はその基礎形において、３つのディスクカッタによる管の加工を可能にする。
【００２８】
【発明の実施の態様】
次に本発明の実施の態様を図を用いて詳細に説明する。
【００２９】
本発明の管切断機械の構成及び動作は、図１において最もよく認めることができる。図には、狭い空間に配置されている４つの側フライス（以下ディスクカッタという）２を使用して管１を切断する際のディスクカッタ２の走行路３が示されている。
【００３０】
個々のディスクカッタ２は、矢印（走行路３）によって示すように、それぞれの静止位置４から切断位置５へ走行する。ディスクカッタ２は各直線軌道（走行路３）の上を同時に同期して走行し、その際、隣接するディスクカッタ２の運動方向（走行路３）は互いに直角である。それぞれのディスクカッタ２の運動方向に対して４５゜の角度で自由空間が存在し、ディスクカッタ２が互いに接触することなく、４つのディスクカッタ２により管１を切断し、加工領域から出ることができる。個々のディスクカッタ２は切削深さを変化させるために、走行路３に対して横断方向に調整可能である。
【００３１】
管切断機械の１つを図２に図式的に示す。この図には、管１を把握するための箱形の機械フレーム６が示されている。このフレーム上で４つの工具送り台７が、第２の軸線方向である案内リッジ８に沿ってそれぞれ互いに横方向にスライド可能である。それぞれの工具送り台７は１個のディスクカッタ２を担持している。ディスクカッタ２はそれぞれの工具送り台７に設けられている駆動モータ９を介して駆動可能である。
【００３２】
工具送り台７ガ案内リッジ８に沿ってスライドすることはねじ軸１０を介して行われる。これらのねじ軸棒１０はかさ歯車１１を介して互いに接続され、このかさ歯車１１は前進送りモータ１２に接続されている。
【００３３】
図２においては各ディスクカッタ２は、一方では外側の出発位置１３に、他方では内部にある切断前進送り開始位置１４に示されている。
【００３４】
矢印によりそれぞれのディスクカッタ２の運動方向１５が示されている。これは図１に図式的に示されている方向（走行路）３に相当する。
【００３５】
図３には、方形及び矩形の管１の切断、および三角形又は丸形横断面を有する管１６を切断するのに適した機械構成が示されている。上記と同様に、箱状に形成されている機械フレーム６の案内リッジ８の上を３つの工具送り台７が導かれている。
【００３６】
これらのうちの１つの工具送り台７は、ディスクカッタ２が順次に（すなわち時間的に引き続いて）、及び／又は重畳して（すなわち斜行して）、互いに垂直の２つの運動軌道１７に沿って運動可能であるように形成されている。
【００３７】
この実施例においても、ディスクカッタ２の各出発位置（静止位置）１３は外側にあり、ディスクカッタ２が管１６の切断のために運動を開始する際の開始位置１４は内側に示されている。ディスクカッタの運動軌道１７は矢印により示されている。
【００３８】
図３において、工具送り台７はねじ軸棒１０を介して互いに同期されている。しかしそのうちの２つの工具送り台７はかさ歯車１１を介して駆動的に互いに接続され、１つの前進送りモータ１２により駆動される。
【００３９】
第３の工具送り台７は別個の駆動モータ１９，２０により２つのねじ軸棒１０を介して駆動され、それら駆動モータ１９，２０はその速度を、他方の工具送り台７の前進送りモータ１２に無関係に制御することができる。
【００４０】
工具送り台７は滑車装置２１を介して圧力シリンダ２２に接続されている。圧力シリンダ２２は工具送り台７の全てのスライド位置において重量補償に用いられる。
【００４１】
管切断機械の別の実施例が図４に図式的に示されている。この実施例では、機械フレーム６はほぼ三角形に形成され、３つの工具送り台７のための案内リッジ８は互いに鋭角に延びている。
【００４２】
各工具送り台７のディスクカッタ駆動装置は図示されていないが、ディスクカッタの運動方向２３は矢印により示されている。
【００４３】
各工具送り台７を案内リッジ８の上でスライドさせて同期的に運動させるために１つの駆動モータ２４が設けられている。このモータ２４は、各ねじ軸棒１０を駆動し、これらねじ軸棒１０はかさ歯車１１を介して互いに結合されている。直線的な各運動方向２３は、各前進送りモータ２７の駆動によるディスクカッタの移動と重畳し同期的走行により円形の運動方向２５に変換される。
【００４４】
案内リッジ８に対して横方向への前進送りの駆動は、ねじ軸棒２６を介して行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の管切断機械の構造を概念的に示す図。
【図２】 ４つのディスクカッタを有する本発明の管切断機械を示す概念図。
【図３】 方形及び矩形の四角形管及び三角形又は丸形横断面を有する管の切断機械の構成の概念図。
【図４】 本質的に三角形に形成されている機械フレームを有する管切断機械の別形態の１つを示す概念図である。
【符号の説明】
１ 管
２ ディスクカッタ（側フライス）
３ ディスクカッタの走行路
４ 静止位置
５ 切断位置
６ 機械フレーム
７ 工具送り台
８ 案内リッジ
９ 駆動モータ
１０ ねじ軸棒
１１ かさ歯車
１２ 前進送りモータ
１３ ディスクカッタの出発位置
１４ 切断前進送りの開始位置
１５ ディスクカッタの運動方向
１６ 三角形又は方形横断面の管
１７ 運動軌道
１９ 駆動モータ
２０ 駆動モータ
２１ 滑車装置
２２ 圧力シリンダ
２３ 工具送り台の運動方向
２４ 駆動モータ
２５ 円形運動方向
２６ ねじ軸棒
２７ 前進送りモータ

Claims (4)

1. 管を把握するための機械フレームが設けられ、このフレーム上において管の長手方向に対して横方向へ延びる平面内で互いに垂直な２つの軸線方向にいくつかの工具送り台を導くことができ、これらの工具送り台の上に、それぞれ１つのディスクカッタを有するカッターヘッドを支承し、ディスクカッタを１つの共通の切削平面の中で回転駆動し、これら工具送り台をそれぞれの軸線方向へスライドすることにより前記管を切断し、切断過程の間、前記管を固定するための締付け装置が設けられている管切断機械において、
   ３つの工具送り台（７）が設けられ、これらは機械フレーム（６）上で第１の軸線方向に管（１，１６）に対して位置調整可能であり、かつ第２の軸線方向に同期して走行可能であり、隣り合った各工具送り台（７）の第２軸線方向が互いに鋭角をなし、機械フレーム（６）が実質的に三角形に形成されおり、
   各工具送り台（７）に共通の駆動モータ（２４）が設けられており、これがねじ軸棒（１０）、かさ歯車（１１）を介して工具送り台（７）をスライドさせることを特徴とする管切断機械。
2. 各工具送り台（７）に送りモータ装置（２７）が設けられており、これらと駆動モータ（２４）が電気的に結合されて同期的切断送りをもたらすようにしたことを特徴とする請求項１に記載の管切断機械。
3. 機械フレーム（６）が箱状にコンパクトに形成されており、各工具送り台（７）を同一構造に形成し、これを交換し、また取付けるように予め作られていることを特徴とする請求項１ないし請求項２のうちのいずれか１つの請求項に記載の管切断機械。
4. 各ディスクカッタ（２）が交換可能に各工具送り台（７）に固定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つの請求項に記載の管切断機械。

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