JP6153548B2 - 管等の形材の内側の溶接ビードの除去のための切り込み深さの調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、形材の内側の溶接ビードの除去のための切り込み深さの調整装置に関する。

別のものを排除はしないが、本発明は、特に、閉じられた断面の形材要素の内側に存在する溶接ビードの除去であって、ビード除去として一般的に知られる溶接ビードの除去に適用可能である。特に、本発明は、溶接によって得られた管の内側のビード除去に有用である。一般的に、溶接ビードは、溶接により得られた管の内側に長手方向に事前に配置されている。

情報を目的として、これらの管における閉じられた形状は、平坦な連続帯体から始まる塑性変形により実現される成形工程に続いて、相互に面する２つの曲がり片の連続溶接により完成する。溶接は、形材の外側及び内側の両方に溶接ビードを生じさせる。

内側の溶接ビードの除去又はビード除去は、従来技術により、ビード除去ツールにより実現されており、前記ビード除去ツールは、管の内部に導入されて滑動するように寸法決めされ、且つ事前に配置される。

この種の工程の実施に含まれる幾つかの重大な問題が存在する。これらの問題の中には、例えば、生成される切り屑の除去に関連する事項が存在する。従来技術は、例えば特許文献１の対象等の、この問題に対する様々な解決策を提示しており、前記特許文献１では、内側ビード除去は、ビード除去ツールの単純な作用により実行されており、工程の実行中におけるビード除去ツールの管の内面に対する位置は、切り込み力の作用及び配列により実質的に決定される。

米国特許第５２１６７９２号明細書

本発明の特定の場合において、克服されるべき主な欠点は、摩耗に起因するか又はプログラムされた保守に起因するツールの交換品と別のものとの間において、工程の実施における質的恒常性を確保することを目的として、内側ビード除去ツールの切り込み深さを制御された状態で維持することに関する。

従って、内側ビード除去ツールの切り込み深さの適切な調整を実現可能な装置を提供すること、及び作業サイクルの実行中に連続的にそのようにすることが本発明の最も重要な目的である。

本発明の別の目的は、製造が簡単で且つ作動させるのが簡単な装置を使用して、調整を外部から指令することを可能にすることである。

さらなる目的は、故障なく且つ温度等に起因する過酷な作業条件において安全に作動するよう構造的に構成された装置を提供することである。

この目的及び更に別の目的は、添付の図面と共に、特許請求の範囲及び明細書において特定される本発明により達成される。

本発明の利点の中でも、確かに無視できない一つのことは、作業中の介入を可能にする、作業サイクルのより正確な制御を可能にすることである。

本発明により達成される別の目的及び利点は、好適であるが排他的ではなく且つ添付の図面に示された実施例の説明においてより十分に述べられるであろう。

図１は、幾つかの詳細を純粋に概略的に強調している、軸平面に従って作られた断面部分を用いた概略図を示す。 図２は、図３の切断線II−IIで示され、図１と同じ軸平面に沿って得られた軸方向断面を示しており、ツールの構造上の形態における全体図を示す。 図３は、図２の切断線III−IIIにより得られる断面を示す。 図４は、図２の切断線IV−IVにより得られる断面を示す。 図５は、図２の切断線Ｖ−Ｖにより得られる断面を示す。 図６は、図２の中央部の大縮尺の図を示す。

上記図面を参照すると、参照符号１は、閉じられた断面の形材要素の内側の溶接ビード４を除去するためのツールの支持フレームを全体として指示しており、前記要素は、実施例では溶接により得られた管２により構成される。このツールは、管２の内側の溶接ビード４を除去するために使用可能なビード除去機２６の切り込み深さの調整を可能にするために特別に構成されており、その工程はビード除去として知られている。

支持フレーム１は、細長い形状を有し、それに結合された部分と共に、管２の内部に収容されることを可能にする横方向の寸法を有する。支持フレーム１は、その端部２９において、添付の図面に示されないアーム又はロッドに結合されており、前記アーム又はロッドは、管２の開口端部から突出して、管の外部において固定されている。

複数の転動要素３が、前記支持フレーム１の下部に拘束されており、前記複数の転動要素３は、予め確立された長手方向の相互距離で配置されている。転動要素３は、支持フレーム１の本体から部分的に突出し、内側溶接ビード４が存在する領域に対して正反対に対向する領域において管２の内面に接触するように事前に配置されている。

少なくとも２つのアイドルローラ５が、支持フレーム１の上方に事前に配置されており、前記少なくとも２つのローラ５は、互いからの予め確立された長手方向距離で配置されている。前記ローラ５は小さなフレーム又はレバー６に設置されており、前記小さなフレーム又はレバー６は、ローラ５が内側溶接ビード４の近傍で管２の内面に接触する少なくとも１つの作動位置から、ローラ５が管２の内面に接触しない少なくとも１つの非作動位置までを含む任意の位置において位置決め可能であるように、支持フレーム１の長手軸線に対して横方向に移動可能である。

アイドルローラ５は、長手方向に、即ち装置の長手軸線に平行に、互いからの予め確立された距離で同じ軸平面上に配置されており、その内部に前記内側溶接ビード４を収容するように寸法設定された中央溝２５を備えるように輪郭形成された、その外側転動表面を有する。

ローラ５は、複数の傾斜面７を有する指令機構の指令により、その横方向の移動を行うように指令される。複数の傾斜面７を有する前記指令機構は、油圧式直線アクチュエータ８により駆動される。

複数の傾斜面７は、支持フレーム１の長手軸線に対して同一の傾きを示し、また滑動体９上にしっかりと拘束されている。前記滑動体９は、支持フレーム１の本体に対して長手方向に滑動可能で且つステム１０により油圧式直線アクチュエータ８のピストン１１に機械的に接続されており、その結果、２つの傾斜面７の長手方向の変位は、ローラ５の横方向の移動を同じ方向に生み出す。

ローラ５は、実際には、小さなフレーム６又はレバーに回転可能に設置されており、前記小さなフレーム又はレバーは、その一方の端部において、支持フレーム１に固定された支柱３１において枢動させられる一方で、その他方の端部においてそれぞれの傾斜面７に接触して相互作用するように事前に配置されている。このようにして、傾斜面７の軸方向の変位は、同じ存在物により小さなフレーム６又はレバーの回転を、但し反対方向に、生成し、前記小さなフレーム６又はレバーの回転は、今度は、少なくとも２つの車輪５の同一の横方向の変位を生み出す。

ピストン１１は、油圧式直線アクチュエータ８のシリンダ２７の内部容積を２つの操縦室１２及び１３に分割しており、前記操縦室１２及び１３は、図１において概略的にのみ示される油圧管路２２及び２３により同様の方法で外部油圧制御シリンダ１４の２つの対応する制御室３２及び３３に接続されており、前記外部油圧制御シリンダ１４は、外部制御盤１５の一部であって、制御ピストン１６を装備している。

制御ピストン１６は、制御棒１７を少なくとも装備しており、油圧制御シリンダ１４の外部の前記制御棒１７の端部において、操作調整ノブ１８が、制御棒１７及びそれに接続された制御ピストン１６の油圧制御シリンダ１４に関する２方向の軸方向の変位の実現を可能にするために作動する。

調整ノブ１８は、軸方向に拘束されていて、作動ネジ１９を具備する結合部により制御棒１７の前記端部に結合されている。

操縦室１２及び１３に対応する制御室３２及び３３に接続する油圧回路全体は閉じている。

油圧制御シリンダ１４の２つの制御室３２及び３３は、例えば図示の実施例に示されるように、油圧式直線アクチュエータ８の２つの操縦室１２及び１３に、寸法及び容量に関して正確に一致させることが可能である。また、制御室３２及び３３の寸法及び容量が、操縦室１２及び１３の寸法及び容量とは異なることもある。これは、より大きいか又はより小さい制御感度の実現を可能にする。

例えば、対応する操縦室１２及び１３よりも小さい寸法及び容量を有する制御室３２及び３３により、ピストン１１の所定の変位を実現するために、制御ピストン１６をより大きな変位で作動させることが必要である。従って、傾斜面７の軸方向変位のより繊細な調整が実現可能であるので、ローラ５は、より高い感度の調整、即ち、制御ピストン１６のより大きな軸方向変位を利用可能である。

指示器２０が制御ピストン１６の制御棒１７に堅固に接続されている。前記指示器２０は、制御ピストン１６の変位、したがってローラ５の横方向の変位を指令するピストン１１の軸方向変位を指示するように、固定された目盛尺２１上で作動する。

複数の転動要素３は、移動式フレーム２４に搭載される、２対の小型のアイドルローラ３０を具備しており、前記小型のアイドルローラ３０の各々の対は、側面に配置されており、互いに非平行であって支持フレーム１の軸線に対して横方向の面に存在する相対軸を有して配置されている。

移動式フレーム２４は、コントラスト（contrast）手段２８の作用により、支持フレーム１に関して横方向に案内される変位を受けるように強いられる。これは、ツール全体が、ローラ５が作動しつつある位置とは正反対の位置における管２の内面上にアイドルローラ３０によって載ることを可能にするので、適切なコントラストを実現する。コントラスト手段２８は、油圧作動式、空圧作動式又はバネによる伸縮体でさえも有り得る。

少なくともビード除去ツール２６が、ローラ５が含まれる同じ軸平面上において支持フレーム１に堅固に固定される。

転動要素３により構成されるアセンブリは、支持フレーム１の下部に設置されており、ローラ５は、軸方向において、支持フレーム１の長手軸線に垂直の仮想平面に対して、ビード除去ツール２６の切れ刃に対向する位置で、更に前記切れ刃に対して接線方向に設置される。

本発明の作動の最初の段階において、ローラ５は、予め確立された位置にある。互いに側面を接する管の縁部を溶融する溶接機が作動すると、コントラスト手段２８は、移動式フレーム２４上で稼動するように作動されて、移動式フレーム２４が装置の本体から横方向に離れて、転動要素３が管２の内面の下部領域に達して接触するまで下降するように作動する。このようにして、一種の拡張が発生し、それは、転動要素３及びローラ５の全てが管２の内面のそれぞれの領域にしっかり接触する時まで進行する。

この位置において、油圧制御シリンダ１４を介して、油圧式直線アクチュエータ８は、ローラ５の横方向の変位を生成するように作動し、それにより、ビード除去ツール２６のローラ５に対する相対位置を調整し、結果的に、切り込み深さを調整する。

上記の作動形態において、即ち、ツールが作業位置にある状態では、図１に概略的に示すように、油圧式直線アクチュエータ８を作動させることにより、傾斜面７は、滑動体９上で滑動し、小さなフレーム又はレバー６と相互作用して車輪５の上昇を引き起こす。

油圧制御シリンダ１４を単純に操作することにより、管２及び内側溶接ビード４に対するビード除去ツールの作動位置を調節及び調整可能である。ピストン１６の変位は、油圧制御シリンダ１４と直線アクチュエータ８のシリンダとの間の油圧接続の効果、及び傾斜面７によりローラ５へ及ぼされる結果としての作用によって、管２の軸線に対する横方向のローラ５の変位に変換される。

この変位は、制御ピストン１６により引き起こされる変位に比例して決定される。

切り込み深さの調整は、実際には、ツール２６の切れ刃とローラ５の転動面との間に実現される、管２の軸線に対する半径方向の距離により基本的に決定される。

小型のアイドルローラ３０は、反対に作用して、管要素２に対するツールの中心の位置を保持することに貢献する。

ビード除去工程の実行時における加速度の変化又は牽引力の縦方向成分を測定可能なセンサの、ロッド（図示せず）と支持フレーム１との間における最終的な挿入は、発生の可能性のある障害の信号の検知を可能にし、従って本発明に基づく調整において実施することによりそれらを修正可能である。

１ 支持フレーム
２ 管
３ 転動要素
４ 溶接ビード
５ アイドルローラ
６ 小さなフレーム
７ 傾斜面
８ 油圧式直線アクチュエータ
９ 滑動体
１０ ステム
１１ ピストン
１２ 操縦室
１３ 操縦室
１４ 油圧制御シリンダ

Claims (10)

1. 管状の形材の内側の溶接ビードの除去のための切り込み深さの調整装置であって、
   管状の形材（２）内に含まれることを可能にするようにされた横方向寸法であって管状の形材（２）の長手軸線に対する横方向寸法を有する細長い形状の支持フレーム（１）であって、その一方の端部においてアーム又は外部ロッドに結合された支持フレーム（１）と、前記支持フレーム（１）に堅固に固定された少なくとも１つのビード除去ツール（２６）とを具備する調整装置において、該調整装置が、
   予め確立された長手方向の相互距離で前記支持フレーム（１）に結合された複数の転動要素（３）であって、前記支持フレームの本体から部分的に突出しており、内側溶接ビード（４）が存在する、区域に対して正反対に対向する区域内において、前記管状の形材（２）の内面に接触可能な複数の転動要素（３）と、
   互いからの予め確立された距離で長手方向に配置される、少なくとも２つのアイドルローラ（５）であって、前記内側溶接ビード（４）の近傍において前記管状の形材（２）の前記内面に該アイドルローラ（５）が接触する作動位置から、前記管状の形材（２）の前記内面に該アイドルローラ（５）が接触しない非作動位置へ、前記支持フレーム（１）の長手軸線に対する横方向に移動可能な小さなフレーム（６）に設置される、少なくとも２つのアイドルローラ（５）と、を具備すること、及び
   前記アイドルローラ（５）が、複数の傾斜面（７）を有する制御機構により、前記支持フレーム（１）の長手軸線に対する横方向に移動するように指令されること、及び
   該調整装置全体は、前記支持フレーム（１）の下部に設置される前記複数の転動要素（３）と、前記支持フレーム（１）の長手軸線に垂直な仮想平面に関して、前記ビード除去ツール（２６）の切れ刃に対向する軸方向の位置に設置された前記少なくとも２つのアイドルローラ（５）と、により構成されていること、を特徴とする切り込み深さの調整装置。
2. 複数の傾斜面（７）を有する前記制御機構が油圧式直線アクチュエータ（８）により駆動されることを特徴とする、請求項１に記載の切り込み深さの調整装置。
3. 前記複数の傾斜面（７）は、前記支持フレーム（１）の長手軸線に対して同じ傾きを有して、滑動体（９）にしっかりと拘束されており、前記滑動体（９）は、前記支持フレーム（１）の本体に対して長手方向に滑動可能で且つステム（１０）により前記油圧式直線アクチュエータ（８）のピストン（１１）に機械的に接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の切り込み深さの調整装置。
4. 前記少なくとも２つのアイドルローラ（５）は、同じ軸平面において互いからの予め確立された距離で長手方向に配置されており、該アイドルローラの外側転動表面は、前記内側溶接ビード（４）が中に収容されるように寸法決めされた中央溝（２５）を有して形作られていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の切り込み深さの調整装置。
5. 前記アイドルローラ（５）は、小さなフレーム又はレバー（６）に回転可能に設置されており、前記小さなフレーム又はレバー（６）は、その一方の端部により前記支持フレーム（１）に固定された支柱（３１）において回動させられる一方で、その他方の端部は、自由端であって、前記それぞれの傾斜面（７）に接触して相互作用するように事前に配置されており、
   前記アイドルローラ（５）が前記内側溶接ビード（４）の近傍における前記管状の形材（２）の前記内面に接触する作動位置と、前記アイドルローラ（５）が前記管状の形材（２）の前記内面に接触しない少なくとも１つの非作動位置との間の範囲にある任意の位置において、前記アイドルローラ（５）が位置決め可能であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の切り込み深さの調整装置。
6. 前記ピストン（１１）は、前記油圧式直線アクチュエータ（８）のシリンダの内部容積を２つの操縦室（１２）及び（１３）に分割しており、前記操縦室（１２）及び（１３）は、同様の方法で、油圧管路（２２）及び（２３）により、油圧制御シリンダ（１４）の２つの対応する制御室（３２）及び（３３）に接続されており、前記油圧制御シリンダ（１４）は、制御盤（１５）の一部であって制御ピストン（１６）を装備しており、前記制御ピストン（１６）は、少なくとも一つの制御棒（１７）を装備しており、前記油圧シリンダ（１４）の外側の前記制御棒（１７）の一方の端部において、前記油圧制御シリンダ（１４）に関する２つの方向において、前記制御棒（１７）とそれに接続された前記制御ピストン（１６）との軸方向の移動を可能にするようにされた操作調整ノブ（１８）が存在することを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載の切り込み深さの調整装置。
7. 前記操作調整ノブ（１８）は、軸方向に拘束されており、及び操作ネジ（１９）を具備する結合部により前記制御棒（１７）の前記端部に結合されていることを特徴とする、請求項６に記載の切り込み深さの調整装置。
8. 前記操縦室（１２）及び（１３）を対応する前記制御室（３２）及び（３３）に接続する油圧回路全体が閉じていることを特徴とする、請求項７に記載の切り込み深さの調整装置。
9. 指示器（２０）が前記制御ピストン（１６）の前記制御棒（１７）にしっかりと接続されており、前記指示器（２０）は、前記制御ピストン（１６）の移動を指示するように、固定された目盛尺（２１）上で作動することを特徴とする、請求項８に記載の切り込み深さの調整装置。
10. 前記複数の転動要素（３）は、移動式フレーム（２４）に搭載される、二対の小型のアイドルローラ（３０）を具備しており、
    前記小型のアイドルローラ（３０）の各々の対は、並列されていて、互いに非平行で且つ前記支持フレーム（１）の軸線に対して横方向の面に存在する軸を有して配置されており、
    前記移動式フレーム（２４）は、前記支持フレーム（１）に関する横方向で案内された移動をコントラスト要素（２８）から受けるように拘束されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の切り込み深さの調整装置。

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