JPH03501582A - 螺旋状となった継目を有するチューブを製造する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 螺旋状となった継目を有するチューブを製造する方法および装置 本発明は、パイプにたいし角度を有するようにして送って巻（ようにして材料の 帯から螺旋状に継目の付けられたパイプを製造する方法であり、材料と機械とに より決定される許容節囲内で起こる特定の巻き（ｗｉｎｄｉｎｇ）の円周の長さ の呼称値からのずれ（ｄｅｖｉａｔ　１ｏｎ）が補正操作（ｃ。

ｒｒｅｃｔｉｖｅ　ｐｒｏｃｅｃｌｕｒｅ）を開始させるパイプを製造する方法 に関する。パイプの正確な直径を保つことに関連する問題は、材料のストリップ から芯を用いることなくパイプを螺旋状に巻いてつくり、ストリップの縁を互い に連続的に接続するときに生し得る（たとえばオーストリア国特許Ｂ　（ＡＴ− Ｂ）第３１６　２８３号、同第３４６１５８号および同第３８２　８０２号）。

これらの問題は、第１の巻きの断面領域の直径が定められるとき生じる；これは 手により通常は曲げられ、所望のパイプの円周の長さに等しい長さの材料のスト リップの１部分が曲げローラに供給され、ループを形成するように曲げられ、次 に、初めの部分を再び曲げローラまたは接続ローラに通すときである。このよう にしてパイプの直径を定めるのは非常に困難であり、なぜなら、最も希な場合の み、円筒状パイプが含まれるとき、円形断面の第１の手で曲げたループまたは多 角形断面を有するパイプ（ａｎｇｕｌａｒ　ｐｉｐｅ）が含まれるときの所望の 多角形の断面領域（ｄｅｓｉｒｅｄａｎｇｕｌａｒ　ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏ ｎ　ａｒｅａ）の第１の手で曲げたループであるからである。しかしながら、同 様に、所望の円周の長さを維持することも著しく困難である。たとえば、長い縁 を継目とするとき、一方の長い縁が曲げられたウェブを有し、他方がＵ字型の折 り曲げを有し、コネクターローラが継目を折り曲げ、平らにするとき、これらが 互いに案内される。

このことが起こると、材料の各部分の内側がシート金属からなる材料のストリッ プの通常の厚さに対する０゜７−１．３ｍｍになるある距離だけ強制的にずらさ れる。

生ずる不正確さの理由は、曲がる材料のストリップの１部分の曲げられたウェブ が、半径方向に大きくなる伸びを受けるということであり、これは継目が曲げら れたとき膨径すること（ｕｐｓｅｔｔｉｎｇ）により部分的に補われ得、なぜな ら、曲げられた継目が材料のストリップの厚さに等しい最後の巻きの外面からの 距離で静止するからであり、Ｕ字型の継目により包囲されるからである。この理 由から、Ｕ字型の継目の長さは伸ばされたウェブの長さにほぼ等しく、よって、 パイプの直径が各巻きと共に増加する。西ドイツ国公開公報（ＤＥ−Ａ）第３３ ２４４６３号から公知の円筒状のペイプの製造方法では、支持ローラが生じる巻 ぎの内側に用いられ、圧力測定装置を含んでいる。直径の減少はローラに働く圧 力を増加させ、直径の増加は圧力を減少させる。圧力の読みは、電子制御ユニッ トによる円周の所望の長さに対応する呼称値と比べられ、曲げローラの圧力は対 応するように変えられる。

円筒状で螺旋継ぎ目付きのパイプの芯無し、製造の間に適用できる他の公知の補 正手段はストリップの縁曲げの変更（西ドイツ国公開公報第３　１３７　８５８ 号）または送り角度の変更（西ドイツ国公開公報第３５００６１５号）に関連す る。

本発明の課題は、どのような断面形状を有（、でもよい螺旋状に継目の付けられ たパイプを製造することを可能とする序文に記載した形式の方法を創出すること である。

本発明に従えば、この課題は、飼料の平らなストリップが、パイプの円周の導関 数であり、角度の関数として大きくなる間隔で印が付けられ、この角度は、軸線 に平行な生ずるパイプ上の印の少なくとも１つの整合線上で、円周の呼称値に対 応する円周の長さを示し、整合線からの印の各ずれは補正操作を開始させるため に用いられる。

本発明に従う方法では、所望の断面の形状の円周の不変性は、形式される各巻さ またはその１部（その合計が円周の長さとなる）の円周の長さを検査することに より確保される。平らなストリップ上につくられた印（印と印との間の距離は計 算された円周に相当する）は近軸軌道の巻いたペイプ上にある。短い距離を選択 すると、１つよりも多い近軸軌道（ｐａｒａｘｉａｌ　ｔｒａｃｋ）となり、整 合線が、１つの円周の長さ内で何回も検査され得る。１つの円周の長さ内の整合 の繰り返される検査はずれが早期に見分けられ得、補正操作が直ちに取れるとい う利点を有する。

本発明に従う方法は、円筒状のパイプおよび断面がチ角形のパイプ（ａｎｇｕｌ ａｒ　ｐｉｐｅ）に適する。後者の場合、円周の長さを対応する辺の長さに分割 することにより印と印との間の距離が辺の長さに合うようにもできるので、これ らの不変性を個々に監視することができる。上記したように、補正操作はどのよ うな種類でもよく、たとえば、曲げローラの圧力の変化をもたらしてもよく、ス トリップ取り入れ平面とパイプの軸線との間の角度の変化をもたらしてもよ（、 平面のストリップ取り入れの回転となってもよく、また折り曲げた継目の場合、 継目形成機の変化となってもよい。

それぞれの補正手段は、ゼロまたは呼称値に相当する中間の位置から開始でき、 よって、円周の長さの変化が正または負の補正工程を行わなければならない。こ のことは、構成の形状および／または補正工程を困難または複雑とさせ得る。た とえば、調節要素の回転は右ねじおよび左ねじ駆動システムを必要とする。

本発明の好ましい例は、パイプが許容量だけ呼称値から異なる円周で巻かれるこ とを見越すので、ずれが各場合に同じ方向で独占的に有効である補正工程を開始 させるとき、印が一方の側でのみ整合線からずれる。このことは、パイプが大き すぎるようにまたは小さすぎるように巻かれることを意味し、用いられる螺旋状 の継目の形式に主に依存し得る。必要とする加熱のために、溶着された螺旋継目 は円周が増す傾向があり、そして折られた螺旋継目の場合、円周の変化は、継目 の形成に依存し得る；ここでは、減少と増加の両方が知られている。これにより 設定された円周の長さの呼称値は許容軽口の２つの制限値の１つに対応するなら 、起こる最大ずれでの一定の円周のパイプをもたらし、補正を必要としない。こ の理由から、最大ずれの場合に対し、負の調節が起こらないので、補正手段を基 本位置に配置することができる。

ずれがないなら、補正手段を施し、ずれが他方の制限値に向けて起こり、ここで さらに厳密な補正手段が施される。上記したように回転の方向を変える必要がな いので、調節要素を回転させるために簡単な駆動装置だけが必要とされる。

何らかのずれを見分けるために少なくとも２つの検査ポイントが近軸線に沿って 配置され得、これらが印認識信号を発生する。円周が一定のままなら、信号が同 時に出される。しかしながら信号と信号と間に時間差があれば、円周に変化があ る。このようにして行われた印に対する整合線の検査は円周の長さとは関係がな いが、非常に小さな時間差を見分けることができるためには、鋭敏な検査の計測 が必要である。

補正操作は、可信号の間に行われ得るのはその期間が時間差に対応し、したがっ て、円周の変化に直接対応するときである。曲げまたは継目形式ローラの適用圧 力または位置を変化させる補正手段の場合、間隔の間にだけある補正の期間は所 望の結果を達成するのに十分でない。

この理由から、補正手段は、２つの印認識信号の１つだけがあるとき、開始され 、好ましくは次の印認識信号が出されるまで、保たれる。これらが同時にだされ ると、補正手段が取り消される。一方、もし、間隔がまだ認められるなら、補正 手段が保持されるがまたは強化される。

この方法を実施するもう１つの可能性は２つの印認識信号の間の時間差の所定の 呼称値からのずれが単一の信号検査ポイントにより補正されることである。ここ では円周の長さに対する依存性が有り、２つの検査ポイントからの信号の間の比 較が排除される。印認識信号を、たとえば、印に当たる光波からの反射の変化に より発生させることができる。もう１つの可能性は、各印認識信号が、改質され た（ｍｏｄｉｆｉｅｄ）表面特性を走査することにより生じさせられることであ る。この最後に示した方法は、特に、くぼみの印の場合に用いることができる。

序文で説明した形式の螺旋状継目パイプを製造するためには、材料の入来ストリ ップ用の案内テーブルを設けてあり、パイプ案内および、特に、曲げローラを含 む巻き装置を冑し；円周の長さの変化を見分ける検査システム；および補正操作 を°開始させる、検査システムと組み合わされた手段を設けた装置が用いられる 。本発明に従う方法は、案内テーブルが印付は装置および印の間の距離を変化さ せるシステムを有するような装置により行われ得、印認識信号を出す少なくとも １つの検査システムが巻き装置のパイプ案内の領域にある。

材料のストリップに沿って移動され得るセンサーを用いて印の間の距離を調節す ることが好ましく、印付は装置による次の印の形成は、印が確認されるとき、行 われる。

好ましい例では、検査システムは、近軸整合線に配置されていてパイプ案内の領 域にあって印認識信号を出す少なくとも２つの検査ポイントを含んでいる。これ らの配置は、利用できる存在空間で、円周上の位置のパイプの内側でも外側でも よい存在空間に依存し得る。

本発明を添付の図面に基づき以下にさらに詳細に説明するが、本発明はそれによ り限定されるものではない。

第１−３図９円い断面領域を有するパイプの製造での３つの角度の工程。

第４図・本質的に矩形の断面を有するパイプを製造する巻き装置の図式的な斜視 図。　第５図：本発明に従う装置の側面図。

第６図：第５図に示す装置の平面図。

第７図：第５図の線Ｖｌｌ−Ｖｌｌで取った断面図。

第８図：第５図の線Ｖｌｌｌ−Ｖｌｌｌで取った断面図。

第９図・第５図の線ＩＸ−ＩＸで取った断面図。

第１０図・第５または６図の線Ｘ−Ｘで取った断面図で、補正手段を施すための ２つのローラの基本位置を示す。

第１１および１２図：第１０図と同様な図であり、２つのローラの位置が変えで ある。　第１３図・第１０−１２図に示すサーボモータの制御の図。

第１−３図は、本発明の基本を示す数学的な原理を示している。正確に円筒状と なったバイブ１を巻いて製作するとすると、その円周の長さは、式ｕ＝ｄπから 得られ、この値は、チューブの軸線５に対する材料の帯３の送り角αの観点から 直角三角形の１辺を表し、これはバイブの直径ｄおよび材料の帯の幅に依存し、 該三角形の斜辺は２つの印４の間の距Ｍａに等しい。したがってその長さは次式 より計算できる。

よって、第２図に示すように、巻きの直径が一定なら、印４はバイブの軸線５に 平行な整合線（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　１ｉｎｅ）６上にあることになる。バイブ の円周が連続的に大きくなるか小さくなるとすると、整合線６゛は平行ではなく なる（第１図および第２図）。円周の変化が一定でないなら、整合線６．６′は ないことになる。

本発明に当てはまるこれらの数学的基礎は、本質的に矩形の断面をしたバイブの 製造のための第４図に図式的に示すことができる。材料のストリップはフィード の助けで前進させられ、さらに、任意には、曲げプレス１９が、１つだけのその 内乱曲げ芯を示しである巻き装置１０に送り込まれてよい。製造すべきバイブ１ の最小側部寸法よりも小さい曲げブレス９前方には、材料のストリップ３または バイブ１の下に検査装置８がある。この検査装置８はバイブの軸線５と平行な整 合線６上に２つの検査ポイント９．９゛を有する。構造上の理由から、この位置 に検査装置８を設けることが可能でないなら、第４図に示すように、バイブ１の 一方の側の外側の池の位置に設けてもよい。第１の検査ポイント９の前に、好ま しくは円周と少なくとも等しい距離のところに、材料の帯３の下側に印４をつく る印付は装置７がある。印付は装置はパンチ、スタンプ、塗料吹き付は機などを 有することができ、あらかじめつくられた印が材料３のストリップに沿って移動 できる間隔調節装置１１のセンサーまたは第１の検査ポイントを通過すると機能 するようになり、上記した式に従い、印４と印４との間の距Ｎ　ａが円周の長さ と、または円周の長さの１部と、等しくなる。第１の検査ポイント９を通過する 各町４は該バイブが巻いてつくられるときバイブの円周の回りで移動し、最後に 、同じ検査装置８の第２の検査ポイント９゛　を通る。次に、両方の検査ポイン ト９．９′の印付は信号は、最後の巻き２の円周の長さがバイブの円周に等しい と同時に生じる。しかしながら、バイブが大きいと、第１の検査ポイント９が第 ２の検査ポイント９°よりも早期に信号を取る：パイプが小さいなら、第１の検 査ポイントは第２の検査ポイントよりも遅く信号を取る。検査装置８はたとえば 各検査ポイント９．９°で光線を出すことができる；印が孔の形態であるなら、 孔が通過するとき光は反射されないことになり、印が、塗料を塗ったものとした 形態であるなら、反射は弱いものとなろう。印４が付けられると、反射にも変化 が起こるが、材料のストリップ３の表面を走査してその跡を感知することも可能 である。

特に１、多角形断面のバイブ１の場合、捩れていない多角形バイブ（ａｎｇｕｌ ａｒ　ｐｉｐｅ）をつくるためには、円周ばかりではなく側部の長さも一定のま までいるようにする必要があろう。主に、そのような場合にたいして、複数の検 査装置８をシステム内に分布するようにすることができる。次に、各巻き２にた いし、起こり得る時間差（ｔｉｍｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）のために、そ れぞれの場合にずれを見分けることができるとき、印４が複数の第１の検査ポイ ント９を通り、次に複数の第２の検査ポイント９゛を通る。前記したように、印 ４と印４との間の距離が減少し、検査システム８の円周の距離に合うと、各場合 に、複数の検査装置８からの信号が、その確認タイミングと比較され得、補正を 行う目的に対し評価され得る。特に、周囲長さ当たりの繰返し検査の場合、印４ を検知する１つまたは複数のセンサーを各距離調節装置１１に関連づけることが 可能である。・ 第５および６図は、継目により接続された丸いバイブを巻いてつくるのに用いら れる装置を示している。スプールから引き出された材料の帯３は送り継目形成機 械１９を通り、送り継目形成機械１９では、第７および８図に示す縁形成が金属 帯３になされる。継目形成機械工９の後、材料の帯３は案内ピース１８の案内板 １５の間を進む。印付は装置７が設けである案内軌道１２か案内板１５に平行に 延長している。第７図に示しであるように、この印付は装置は、材料のストリッ プ３の下側に印を付はソレノイド１７により作動されるスタンプ１６を有してい る。

案内軌道１２の他端には、印４を感知するセンサーを有する距ｉｉ１調節装置１ １がある（第８図）。印付は装置７と間隔調節装置１１との間の距離は変えるこ とができ、上記の式に示したように円周の長さしに基づくものである。

距離調節装置１１と巻き装置１０との間には、計算した円周の長さＵに対するず れを補正する手段１３として１対のローラ２０がある。第１０−１２図に示すよ うに、２つのローラ２０はマウント（ｍｏｕｎｔｉｎｇ）上に回転可能に支持さ れていて、継目形成機械１９で形成され曲げられた長手方向の縁６１域に重なっ ていて、その隣で、印４が形成され、また第９図に示すように閉じられた継目内 にある内部継目ストリップ２６を有する。長い縁萌域がまず寸法Ｂだけ上方向に オフセットされ、隣接する継目ストリップが下方に折られる。上方ローラ２０は 、７１クントに設けられているサーボモータ２２により駆動されるねじ山付きス ピンドルに設けられているマウント２１に支持されていて、ローラ２０の間の寸 法Ｂは該モータ２２により変えることができる。巻き装置１０に入る材料のスト リップは曲げ継目ローラ１４により形作られ、第９図に見られるように継目が形 成される。第１３図に見ることができるように、自由にプログラムできる制御シ ステム２４を有する電子システム２４は、検査ポイント９．９′からの信号を有 し、サーボモータ２２を制御し、このサーボモータ２２は第１０および１２図の ようにローラ２０の間の距離Ｂを変化させ、これにより、第１０図に示す位置で 最も小さい直径のパイプをもたらし、第１２図に示す位置で最も大きい直径のパ イプをもたらす：その理由は、継目ストリップ２６を支持する縁領域のパイプの 軸線５（中心に案内されていない）までの距離が変化するからである。

第９図のように折られたパイプは直径が増す傾向があり、これにより第１図に強 調して示した形状となる。パイプ１が、許容量だけ呼称値から減少した円周の長 さで丸められていると、印４はパイプの軸線に平行な整合線の一方の側にそれ得 る：パイプの軸線上でのみ印４が最大自動特大（ｏｖｅｒｓｉｚｉｎｇ）にある 。この場合、寸法Ｂは最大に設定される（第１０図）。ずれのため、小さすぎる 拡大が検査ポイント９．９°により認められると、サーボモータ２２が、制御シ ステム２４および電子システム２５により作動され、減少は、印３ｙ２　源信号 の間の時間差に基づき増加する。たとえば、小時間差が第１１１図に示す寸法Ｂ の少しの減少を生じ、一方、最大時間差は、第１２図のような縁ストリップの完 全な平坦化をもたらすことになる。パイプ１の拡大する傾向８（小さすぎる出発 ）は、印認識信号の時間差に基づき、所望の円周となる程度に支持される。ロー ラ２０の間の各場合に定まる寸法Ｂは、次の信号の対が電子システム２５に同時 に進むと変わらないでいる：これと対照的に、時間差があると、さらに調節がな される。パイプの直径を増す必要は、ローラ２の基本的な位置と、小さすぎるパ イプの増大するずれの制限値との組み合わせにより与えられ、よって、簡単なサ ーボ駆動が達成され得る。寸法Ｂの減少を含む補正の手段は、第１０図に示す基 本位置で始まる正の範囲で移動するが逆にはならない。

しかしながら、１つの検査ポイント９も十分であり、２つの印認識信号の間の時 間差に対する与えられた呼称値（円周の長さと送り速度とに依存する）とその実 際の値との間の比較をなす。この工程は、複数の検査ポイント９．９°で用いら れ得るか、上記の工程に重ね合わせられ得る。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８の規定による補正書）平成２年６月１１日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．パイプ（１）にたいし角度を有するようにして送って巻くようにする材料の ストリツプ（３）から螺旋状に継目の付けられたパイプ（１）を製造する方法で あって、それぞれの生ずる巻きの円周の長さの呼称値からのずれが補正操作を開 始させるパイプ（１）を製造する方法において、材料の平らな帯（３）が、パイ プの円周（ｕ）から得られ、角度の関数として増加する距離（ａ）で印（４）を 有し、該角度が生ずるパイプ（１）上の印（４）の少なくとも１つの近軸整合線 上で円周の長さを示し、整合線（６）からの印（４）のそれぞれのずれが、補正 操作を開始するように用いられることを特徴とする螺旋状に継目の付けられたパ イプ（１）を製造する方法。 ２．パイプ（１）が許容量だけ呼称値からずれる円周の長さで巻かれ、よって、 印（４）が整合線（６）の一方の側だけに現れ、同じ方向だけに有効な補正工程 を開始させる請求項第１に記載の方法。 ３．それぞれのずれが、整合線上にある２つの検査ポイント（９、９′）の印認 識信号の間の時間差に基づいて補正される請求項第１または２に記載の方法。 ４．２つの印認識信号の間の時間差の与えられた呼称値からのそれぞれのずれが 信号検査ポイント（９）により補正される請求項第１または２に記載の方法。 ５．それぞれの印認識信号が改質された表面特性を走査することにより生ずる請 求項第３または４に記載の方法。 ６．それぞれの印認識信号が、印（４）に当たる光波の反射の変化により生ずる 請求項第３または４に記載の方法。 ７．材料の帯（３）が刻印、打ち抜きまたは塗料により印付けられる請求項第１ に記載の方法。 ８．供給される材料の帯（３）のための案内テーブル（１８）；パイプ案内と、 特に、曲げローラ（１４）とを含んでなる巻き装置；円周の長さ（ｕ）の変化を 見分ける検査システム（８）；および検査システム（８）と関連づけられていて 、補正工程を開始させるために用いられる手段（２０）；を有する請求項第１に 記載の方法を実施するための装置において、案内テーブル（１８）が印付け装置 （７）および印と印との間の距離（ａ）を調節する装置（１１）を有し；印認識 信号を出す少なくとも１つの検査装置（８）が巻き装置（１０）のパイプ案内の 領域にあることを特徴とする装置。 ９．印（４）と印（４）との間の距離を調節する装置（１１）が材料の帯（３） に沿って移動できるセンサーを含み、該センサーが印（４）を見分けると、印付 け装置（７）により次の印（４）の形成を開始する請求項第８に記載の装置。 １０．近軸整合線（６）上にあり、材料の帯（３）の幅に等しい距離だけはなさ れている少なくとも２つの検査ポイント（９、９′）を検査装置（８）が、パイ プ案内の領域で有している請求項第８に記載の装置。 １１．スタンプ（１６）が印付け装置（７）として設けられている請求項第８に 記載の装置。