JP6377962B2 - ダブル管切断モードで管を切断する自動鋸切断機のための供給ユニット - Google Patents

ダブル管切断モードで管を切断する自動鋸切断機のための供給ユニット Download PDF

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Description

本発明は、一般に、ダブル管切断モードで管を切断する自動鋸(saw)切断機に関し、特に、こうした機械のためのローラ供給ユニットに関する。
本説明および添付の請求項において、用語「管(tube)」は、その長手軸に沿って均一な断面を有する任意の細長い本体を指すために用いており、断面は、開放または閉止している。さらに、用語「長手」および「横断」は、管の順方向(または供給方向)および、長手方向に対して垂直面内にある任意の方向をそれぞれ指すために用いている。
知られているように、上記タイプの機械は、基本的に、切断すべき管を投入するための投入ユニットと、管を切断エリアに供給するためのローラ供給ユニットと、切断動作の際、管を挟持するチャックと、管を切断するための丸鋸が設けられた切断ヘッドとを備える。現在市販されている機械は、2つの主要なカテゴリーに分類できる。1)いわゆるシングル管切断モードで管を切断プロセスを実行する、即ち、一度に1本の管を切断するように構成された機械。2)いわゆるダブル管切断モードで管を切断プロセスを実行する、即ち、一度に2本の管を切断するように構成された機械。機械の投入ユニットおよび供給ユニットの構成および動作は、特に、その機械で用いられる切断モードに応じて変化する。
投入ユニットは、典型的には、管収集エリアと、搬送装置と、選択装置とを備える。切断すべき管は、長手軸が互いに平行になるように収集エリアに集められ、そして、例えば、一組のチェーンを備えた搬送装置を用いてそのエリアから選択装置へ側方に移動され、選択装置では管が2本ずつ選択される。
供給ユニットは、投入ユニットから2本の管を受け入れて、切断エリアに供給する。切断エリアでは、2本の管がチャックによって挟持され、切断ヘッドの丸鋸によって所定サイズに切断される。本発明のように、ローラ供給ユニットを備えた鋸切断機において、2本の管の切断長さは、切断すべき管が当接するまで付勢される個々の当接部材によって規定される。
添付図面の図1と図2は、ダブル管切断モードで管を切断する鋸切断機のためのローラ供給ユニットの公知の一例についての横断切断図(即ち、切断すべき管の長手軸に対して垂直な切断面を通る切断図)および側面図を概略的に示す。図1と図2を参照して、供給ユニットは、全体的に符号10で示しており、最初に、第1ペアの下側ローラ12a,12b、換言すると、第1管供給ライン(図1を見る人の視野に関して左側のライン。その軸をx1で示す。)にそれぞれ関連した上流下側ローラおよび下流下側ローラ(ここで、用語「上流」および「下流」は、矢印Fで示す管の順方向を参照する)と、第2ペアの下側ローラ14a,14b、換言すると、第2管供給ライン(図1を見る人の視野に関して右側のライン。その軸をx2で示す。)にそれぞれ関連した上流下側ローラおよび下流下側ローラと、を備える、
上流下側ローラ12a,14aは、同じ横断回転軸y、特に、水平回転軸の周りに回転可能に搭載される。同様に、下流下側ローラ12b,14bは、上流下側ローラの回転軸yと平行である同じ横断回転軸y、特に、水平回転軸の周りに回転可能に搭載される。下側ローラ12a,12b,14a,14bは、全てモータ駆動によるローラであり、従って、駆動ローラとも称している。
図1と図2の供給ユニット10は、さらに、第1ペアの上側ローラ16a,16b、換言すると、第1管供給ライン(軸x1)にそれぞれ関連した上流上側ローラおよび下流上側ローラと、第2ペアの上側ローラ18a,18b、換言すると、第2管供給ライン(軸x2)にそれぞれ関連した上流上側ローラおよび下流上側ローラと、を備える、
下側ローラと同様に、上流上側ローラ16a,18aは、同じ横断回転軸y’、特に、水平回転軸の周りに回転可能に搭載される。下流上側ローラ16b,18bは、上流上側ローラの回転軸yと平行である同じ横断回転軸y’、特に、水平回転軸の周りに回転可能に搭載される。上側ローラ16a,16b,18a,18bは、個々の回転軸の周りにアイドル状態で搭載してもよく、またはモータ駆動によるものでもよい。
さらに、上側ローラ16a,16b,18a,18bは、例えば、揺動支持部20を用いて、所定の前荷重(preload)(各上側ローラについて、他のローラから独立して調整可能)で個々のローラ12a,12b,14a,14bに向けてそれぞれ付勢されるように、垂直に移動可能であり、各管(第1供給ラインについてはT1、第2供給ラインについてはT2で示す)が、下側ローラと上側ローラとの間で所定のクランプ力で挟持されることを確保している。従って、上側ローラは、以下では加圧ローラとも称している。
図1と図2の供給ユニット10は、さらに、個々の垂直回転軸の周りにアイドル状態で搭載されたサイド保持ローラ、即ち、第1供給ライン(軸x1)に沿って管を側方で保持するように構成された一連の第1サイドローラ22(図1のみに示す)と、第2供給ライン(軸x2)に沿って管を側方で保持するように構成された一連の第2サイドローラ24(図1のみに示す)と、切断エリアに供給される管T1,T2の2つのラインの間に介在する一連の中間ローラ26と、を備える。
ダブル管切断モードで管を切断する自動鋸切断機のための公知の供給ユニットにおいて、図1と図2を参照して上述したものと同様に、2つの供給ラインにある管は、中間ローラを用いて互いにある距離に常に維持されているため、2つの供給ラインは、互いに明白に区別される。
本発明の目的は、上述した先行技術よりも構造がより簡単で、より安価である、ダブル管切断モードで管を切断する自動鋸切断機のための供給ユニットを提供することである。
この目的および他の目的は、同封した独立請求項1に記載した特徴を有する供給ユニットにより、本発明に従って完全に達成される。
本発明に係る供給ユニットの有利な実施形態が従属請求項の主題を形成し、その内容は、下記説明の全体および統合した一部として認められる。
本発明の特徴および利点は、添付図面を参照して単に非限定的な例を用いて、下記詳細な説明から明らかに生じるであろう。
先行技術に係る、ダブル管切断モードで管を切断する鋸切断機のためのローラ供給ユニットの横断切断図を概略的に示す。 先行技術に係る、ダブル管切断モードで管を切断する鋸切断機のためのローラ供給ユニットの側面図を概略的に示す。 本発明の一実施形態に係る、ダブル管切断モードで管を切断する鋸切断機のためのローラ供給ユニットの横断切断図を概略的に示す。 本発明の一実施形態に係る、ダブル管切断モードで管を切断する鋸切断機のためのローラ供給ユニットの側面図を概略的に示す。 本発明の一実施形態に係る、ダブル管切断モードで管を切断する鋸切断機のためのローラ供給ユニットの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る、ダブル管切断モードで管を切断する鋸切断機のためのローラ供給ユニットの異なる視点からの斜視図である。 図5と図6の供給ユニットの正面図である。
図3〜図7を参照して、図1および図2と同一または対応する部品または要素は同じ参照符号が与えられ、ダブル管切断モードで管を切断する鋸切断機(以下、単に「鋸切断機」と称する)のためのローラ供給ユニット(以下、単に「供給ユニット」と称する)を全体的に符号10で示す。
供給ユニット10は、管(符号T1)を第1供給軸x1に沿って順方向に移動するように構成され、管の順方向(矢印Fで示す)に関して上流および下流にそれぞれ設置された第1ペアの下側ローラまたは駆動ローラ12a,12bを備える。
供給ユニット10は、さらに、管(符号T2)を、第1供給軸x1に対して平行な第2供給軸x2に沿って順方向に移動するように構成され、管の順方向Fに関して上流および下流にそれぞれ設置された第2ペアの下側ローラまたは駆動ローラ14a,14bを備える。
上流下側ローラ12a,14aは、同じ横断回転軸y、特に、水平面に対して角度α(図3〜図7に示す)だけ傾斜した回転軸の周りに回転可能に搭載される。傾斜角αは、鋭角であり、典型的には0°〜60°の範囲(限界を含む)になり、好ましくは約30°と等しい。同様に、下流下側ローラ12b,14bは、水平面に対して同じ傾斜角αだけ傾斜した同じ横断回転軸yの周りに回転可能に搭載される。
下側ローラ12a,12b,14a,14bは、全てモータ駆動によるローラである。好ましくは、これらのローラは、単一のモータ28によって同時に動作する。モータ28は、例えば、油圧モータまたは電気モータでもよい。
ここで提案した実施形態において、2つの異なる上流下側ローラ12a,14aが設けられているが、これらのローラは一体品(single piece)として製作してもよい。2つの上流下側ローラ12a,14aを別個の部品として製作した場合、横断回転軸yの周りに単体として回転するように、これらのローラを互いに連結することが好都合である。同じことが、下流下側ローラ12b,14bに適用される。ここで提案した実施形態において、2つの異なる下流下側ローラ12b,14bが設けられているが、これらのローラは一体品として製作してもよい。2つの下流下側ローラ12b,14bを別個の部品として製作した場合、横断回転軸yの周りに単体として回転するように、これらのローラを互いに連結することが好都合である。
供給ユニット10は、さらに、管の順方向Fに関して上流および下流にそれぞれ設置され、第1供給軸x1に関連した第1ペアの上側ローラまたは加圧ローラ16a,16bと、管の順方向Fに関して上流および下流にそれぞれ設置され、第2供給軸x2に関連した第2ペアの上側ローラまたは加圧ローラ18a,18bと、を備える。下側ローラと同様に、上流上側ローラ16a,18aは、同じ横断回転軸y’、特に、水平面に対して上記の傾斜角αだけ傾斜した回転軸の周りに回転可能に搭載される。下流上側ローラ16b,18bも、水平面に対して同じ傾斜角αだけ傾斜した同じ横断回転軸y’の周りに回転可能に搭載される。
上側ローラ16a,16b,18a,18bは、個々の回転軸の周りにアイドル状態で搭載される。さらに、各上側ローラ16a,16b,18a,18bは、所定の前荷重(各上側ローラについて、他のローラから独立して調整可能)で個々の上側ローラ12a,12b,14a,14bに向けて移動可能であり、各管が下側ローラと上側ローラとの間で所定のクランプ力で挟持されることを確保している。これに関連して、上流上側ローラ16a,18aは、個々の支持本体30aによって支持される。支持本体30aは、例えば、油圧駆動装置として製作された個々のリニア駆動装置32aを用いて、これらのローラの回転軸y,y’をつなぐ方向に沿って、上流下側ローラ12a,14aに対して相対的に移動可能である。同様に、下流上側ローラ16b,18bは、個々の支持本体30bによって支持される。支持本体30bは、例えば、油圧駆動装置として製作され、リニア駆動装置32aから独立して動作可能である個々のリニア駆動装置32bを用いて、これらのローラの回転軸y,y’をつなぐ方向に沿って、下流下側ローラ12b,14bに対して相対的に移動可能である。
供給ユニット10は、さらに、第1供給軸x1に沿って順方向に移動する管T1を側方で保持するための一連の第1サイドローラ22と、第2供給軸x2に沿って順方向に移動する管T2を側方で保持するための一連の第2サイドローラ24と、を備える。両方のサイドローラ22およびサイドローラ24は、個々の回転軸の周りにアイドル状態でそれぞれ搭載される。図7で見えるように、第1サイドローラ22は、供給ユニット10の静止部分の上に搭載され、下側ローラ12a,12b,14a,14bの回転軸y,yを通る面に対して45°〜90°の範囲(限界を含む)の角度β、好ましくは75°に等しい角度だけ傾斜した自己の回転軸とともに配向している。
第2サイドローラ24に関する限り、これらの多くは、支持本体30aによって支持され、上流ローラ12a,14a,16a,18aの回転軸y,y’をつなぐ方向に沿って、これとともに移動可能であり、一方、残りのものは、供給ユニット10の静止部分の上に搭載される。図5〜図7に示す例では、4つのサイドローラ22と2つのサイドローラ24が存在しており、これらの一方が支持本体30aによって支持され、他方が供給ユニット10の静止部分によって支持される。しかし、サイドローラの数は、当然ながら、ここで説明したものとは異なってもよい。
図7から容易に判るように、下側ローラの回転軸y,yの傾斜配向のため、鋸切断機の投入装置(不図示)を用いて毎回投入される2つの管T1,T2は、最初に互いに接触し、そして、下部では下側ローラ12a,12b,14a,14bによって、上部では上側ローラ16a,16b,18a,18bによって、側方では第1サイドローラ22および第2サイドローラ24によって挟持されて、互いに接触したままで順方向Fに移動する。
供給ユニット10は、分離エレメント34をさらに備え、これは、特に、薄いシート状または板状のエレメントとして製作され、上流下側ローラ12a,14aと下流下側ローラ12b,14bとの間に長手方向に介在し、そして、2つの供給軸x1,x2の間に横断方向に介在する。詳細には、分離エレメント34は、図3に示すように、軸x1,x2を通る面(以下、スライド面とも称しており、下側ローラ12a,12b,14a,14bの回転軸y,yを通る面と一致する)に対して垂直であるその中間面とともに、軸x1,x2から同じ距離で配置される。
分離エレメント34は、個々の駆動装置42を用いて、休止位置(図4)と作動位置(図3)との間で交互に移動するように動作可能である。休止位置では、分離エレメントが全体としてスライド面より下方に置かれ、2つの供給軸に沿って切断エリアに向けて順方向に同時に移動する管の間には介在していない。作動位置では、分離エレメントが、2つの供給軸に沿って切断エリアに向けて順方向に同時に移動する管の間に介在しており、こうして互いに接触する(通常は発生するであろう)ことを防止する。
本発明の一実施形態によれば、分離エレメント34と関連した駆動装置42は、リニア駆動装置、例えば、空気圧シリンダであり、より詳細には、分離エレメントの動きをスライド面に対して垂直な方向(図3中に二重矢印で示す方向)に制御するように構成されたリニア駆動装置である。
分離エレメント34は、機械の動作を支配する電子制御ユニットの制御下で管変更段階の際、休止位置から上記の作動位置へ短時間だけ移動する。機械の通常動作では、切断される2つの管T1,T2は、両方の上流および下流の駆動ローラ(管T1についてはローラ12a,12b、管T2についてはローラ14a,14b)とそれぞれ接触し、これらのローラによって同時に順方向に、所望の切断長さを規定するように適切に位置決めされた当接部材に対して各管が当接するのに充分な距離だけ毎回移動する。管変更段階は、加工中の2つの管T1,T2(以下、「旧管」と称する)がほぼ片付いて、一定の時間に上流ローラ(モータ駆動ローラ12a,14aと加圧ローラ16a,18aの両方)との接触を緩め、その時から下流駆動ローラ12b,14bだけで駆動される場合に生ずる。
これに関して本実施形態では、接触喪失状態、即ち、加工中の管が上流ローラとの接触を緩めたことが、個々の管供給軸の上流ローラの上流側にそれぞれ設置された、上流加圧ローラ16a,18aと関連したロータリセンサ40(図5と図6)および2つのフォトセルまたは類似の光学検出素子(図示していないが、それ自体公知のタイプのもの)を用いて検出される。加工中の管が上流ローラとの接触を喪失することを検出する他の手法が、当然ながら想定でき、全て本発明の範囲内に入るものと認められる。
いったん接触喪失状態が検出されると、機械は、この説明の導入部で説明した投入装置を用いて2つの新しい管を自動的に投入する。2つの新管の各々が供給ユニット10の個々の上流駆動ローラ12a,14aと個々の上流加圧ローラ16a,18aとの間に挿入可能になるために、上流加圧ローラ16a,18aは、個々のリニア駆動装置32aを用いて支持本体30aの適切な動きによって、関連する上流駆動ローラ12a,14aから遠ざかる。
供給ユニット10に投入された新しい管は、それぞれ同じ供給軸に沿って旧管から一定の距離に保たれる。機械が適切に作動するのを確保するために、特に、要求される切断許容誤差を満足するために、各新管は、同じ供給軸に沿って旧管と接触する必要がある。これは、チャックを用いて旧管を挟持し、そして上流駆動ローラ12a,14aを用いて、新管が個々の旧管に当接するまで新管を順方向に移動することによって達成される。
2つの新管が投入されるとすぐに、分離エレメント34は、作動位置に移動し、これらの管の間に介在して、新管が同じ供給軸に沿って旧管に当接するまで、この位置に維持される。分離エレメント34が作動位置にある場合、2つの新管は、互いに分離され、同じ供給軸に沿って旧管にそれぞれ当接するのに互いに干渉するリスクなしで、順方向に移動可能になる。いったん新管と旧管との当接状態が、例えば、上記のロータリセンサ40を用いて検出されると、分離エレメント34は、休止位置に戻り、2つの供給軸に沿った管は、互いに接触状態に戻る。
上述した2つのフォトセル(または類似の光学検出素子)は、ロータリセンサ40とともに使用して、切断エリアに同時に供給される2つの管の間での長手方向位置の差を確定する。詳細には、フォトセルのいずれもが管の存在を検出しない場合、管の端位置が当該フォトセルによって検査される長手方向位置を通り越したため、機械の電子制御ユニットは、対応する上流加圧ローラ(16aまたは18a)に搭載されたロータリセンサによって、その時間に提供された測定値を保存する。同じことが他のフォトセルおよび他のロータリセンサにも生じ、機械の電子制御ユニットは、関連したフォトセルが管の端位置を検出しない時にロータリセンサによって提供された測定値を保存する。こうして保存された2つの測定値は互いに比較され、2つの管の相対的な長手方向位置を確定し、この位置に基づいて、管供給動作および管トリミング動作を制御する。
上記説明から明らかになるように、本発明に従ってダブル管切断モードで管を切断する自動鋸切断機のための供給ユニットは、説明の導入部で議論した先行技術よりも構造があまり複雑でなく、あまり高価でないという利点を提供する。管が中間ローラによって互いに分離した状態に常に維持され、全体的に互いに独立した2つの供給ラインを有する代わりに、本発明に係る供給ユニットは、実際、シングル管供給ユニットのように作動する。2つの管を、水平面に対して傾斜した駆動ローラペア上で同時に順方向に移動させ、そして、管変更段階の時だけ分離エレメントを用いて2つの管を互いに分離した状態に維持するからである。本発明に係る供給ユニットの使用で得られる更なる利点が、切断される管の異なる直径に機械を適合させるために置換する必要がある部品の数がより少ないため、機械のセットアップに要する時間が短いことである。
当然ながら、本発明の原理は不変のままで、実施形態および構造の詳細は、単に非限定的な例を用いて説明し図示したものに対して大幅に変更してもよい。
例えば、本発明は、水平面に対して、下側ローラおよび上側ローラの回転軸、即ち、スライド面の傾斜角が0°より大きい角度、特に、30°とほぼ等しい角度である実施形態を参照して説明し図示したが、この角度は0°と等しくてもよい。この場合、管に作用する重力はスライド面に対して平行に向いた成分を有していないため、管を互いに接触させて2つの供給軸x1,x2に沿って順方向に移動させ続けることができ、管の間の接触が、サイドローラの適切な構成により確保されるようになる。

Claims (8)

  1. ダブル管切断モードで管(T1,T2)を切断する自動鋸切断機のための供給ユニット(10)であって、
    第1管(T1)を第1供給軸(x1)に沿って順方向に移動させるための第1ペアのモータ駆動ローラ(12a,12b)、即ち、上流下側ローラおよび下流下側ローラと、
    第2管(T2)を、第1供給軸(x1)に対して平行な第2供給軸(x2)に沿って順方向に移動させるための第2ペアのモータ駆動ローラ(14a,14b)、即ち、上流下側ローラおよび下流下側ローラと、
    前記第1管(T1)を前記第1ペアの下側ローラ(12a,12b)に向けて付勢するための第1ペアの上側ローラ(16a,16b)、即ち、上流上側ローラおよび下流上側ローラと、
    前記第2管(T2)を前記第2ペアの下側ローラ(14a,14b)に向けて付勢するための第2ペアの上側ローラ(18a,18b)、即ち、上流上側ローラおよび下流上側ローラと、
    前記第1管(T1)を側方で保持するための複数の第1サイドローラ(22)と、
    前記第2管(T2)を側方で保持するための複数の第2サイドローラ(24)と、を備え、
    前記第1ペアの下側ローラ(12a,12b)および前記第2ペアの下側ローラ(14a,14b)の上流ローラ(12a,14a)は、第1横断回転軸(y)の周りに回転可能に搭載され、
    前記第1ペアの下側ローラ(12a,12b)および前記第2ペアの下側ローラ(14a,14b)の下流ローラ(12b,14b)は、前記第1横断回転軸(y)に対して平行な第2横断回転軸(y)の周りに回転可能に搭載され、
    前記第1ペアの上側ローラ(16a,16b)および前記第2ペアの上側ローラ(18a,18b)の上流ローラ(16a,18a)は、前記第1横断回転軸(y)に対して平行な第3横断回転軸(y’)の周りに回転可能に搭載され、
    前記第1ペアの上側ローラ(16a,16b)および前記第2ペアの上側ローラ(18a,18b)の下流ローラ(16b,18b)は、前記第1横断回転軸(y)に対して平行な第4横断回転軸(y’)の周りに回転可能に搭載され、
    各上側ローラ(16a,16b,18a,18b)は、各下側ローラ(12a,12b,14a,14b)に向けて移動し、各管(T1,T2)を前記下側ローラ(12a,12b,14a,14b)とともに挟持するように構成され、
    前記第1横断回転軸(y)は、水平面に対して0°〜60°の範囲(限界を含む)の傾斜角(α)だけ傾斜しており、
    供給ユニットは、休止位置と作動位置との間で交互に移動可能な分離エレメント(34)をさらに備え、休止位置では、分離エレメントが全体として前記第1および第2供給軸(x1,x2)を通る面より下方に置かれ、前記第1および第2管(T1,T2)の間には介在しておらず、前記第1および第2管(T1,T2)は互いに接触しており、作動位置では、分離エレメントが、前記第1および第2管(T1,T2)の間に置かれ、これらの管が互いに接触するのを防止するようにした、供給ユニット。
  2. 分離エレメント(34)は、前記第1および第2供給軸(x1,x2)を通る面に対して垂直であるその中間面とともに、前記第1および第2供給軸(x1,x2)から同じ距離で配置された薄いシート状または板状のエレメントである請求項1記載の供給ユニット。
  3. 前記第1および第2供給軸(x1,x2)を通る面に対して垂直な方向に沿って、前記休止位置と前記作動位置との間で分離エレメント(34)の動きを制御するためのリニア駆動装置をさらに備える請求項1または2記載の供給ユニット。
  4. 前記第1ペアの下側ローラ(12a,12b)および前記第2ペアの下側ローラ(14a,14b)を、各回転軸(y,y)の周りに同時に回転するための単一のモータ(28)をさらに備える請求項1〜3のいずれかに記載の供給ユニット。
  5. 前記第1ペアの下側ローラ(12a,12b)および前記第2ペアの下側ローラ(14a,14b)の上流ローラ(12a,14a)、及び/又は、前記第1ペアの下側ローラ(12a,12b)および前記第2ペアの下側ローラ(14a,14b)の下流ローラ(12b,14b)は、一体品として製作されている請求項1〜4のいずれかに記載の供給ユニット。
  6. 前記第1ペアの上側ローラ(16a,16b)及び/又は前記第2ペアの上側ローラ(18a,18b)は、各回転軸(y’,y’)の周りにアイドル状態で搭載される請求項1〜5のいずれかに記載の供給ユニット。
  7. 前記傾斜角(α)は、15°〜45°の範囲(限界を含む)である請求項1〜6のいずれかに記載の供給ユニット。
  8. 前記第1サイドローラ(22)は、前記第1および第2回転軸(y,y)を通る面に対して45°〜90°の範囲(限界を含む)の角度(β)だけ傾斜した自己の回転軸とともに配向している請求項1〜7のいずれかに記載の供給ユニット。
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