JPH0716813B2

JPH0716813B2 - 管片の切断の方法及び装置

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Publication number: JPH0716813B2
Application number: JP61500005A
Authority: JP
Inventors: バリント，ルドウイグ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-12-07
Filing date: 1985-12-05
Publication date: 1995-03-01
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: AU579217B2; EP0204753B1; WO1986003440A1; DE3582675D1; AU5204786A; CN85108784A; ATE62844T1; JPS62501061A; EP0204753A1; KR930007206B1; CN1025163C; ATA389984A; KR870700032A; AT386975B; US4744277A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は管片の切断の方法及びこの方法の実施のための
装置に関する。

（従来の技術）従来、管片の切断は事実上専ら鋸による切削又は研削切
断で行われた。また炎切断による別法もある。

これらのすべての方法に共通するのは、多量の材料損失
が避けられず、切断速度がかなり控え目であることであ
る。また特に切断速度をやや高く選定する場合は、切断
面の品質がすこぶる低いので、切断面にかなり小さな粗
さを持たせようとすると、この面の再加工が避けられな
い。

またせん断によって管を切断することが1981年８月26付
「図解ソビエト発明」（Soviet Inventions Illustrate
d）Section P54、D29週、25頁により公知である。その
ために、多くの場合に閉じた、被切断管を取囲むカッタ
ーが使用され、たいてい一方のカッターが他方のカッタ
ーに対して偏心に保持される。その場合、相接するカッ
ターの平面に割れ目がある分割式マンドレルによって管
を内側から支えることも公知である。この方法の欠点
は、切断面の表面粗さと寸法精度に関して切断面の品質
が低いことである。この切断法では切刃の通過区域に材
料の裂けが生じることが多い。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は、高い切断速度を可能にし、材料損失が
回避され、なめらかできれいな切断面を保証する管片切
断法を示すことである。

本発明に基づき被切断管の壁体が所定の切断部の区域で
その両側に内側と外側から、かつ管の軸方向に圧力を受
け、切断平面で管及び管から切断される管片の間に相対
運動が導入され、その際圧力が維持されることによっ
て、上記の目的が達成される。

この処置によって、被切断管が全周にわたって高い圧縮
応力下に保持されることとなる。切断される管片に対す
る管の相対運動が切断をもたらす時にせん断割れを生じ
ることが、こうして防止される。立体的応力状態でせん
断することによってせん断面沿いに実質的に材料の流れ
又はすべりが生じるから、面の高度の精度と高い表面性
状が保証される。

この点に関連して、管の壁体に対して半径方向に加えら
れる圧力と軸方向に加えられる圧力が降伏点の少くとも
70％、好ましくは100％を材料に負荷するならば、特に
好都合である。切断の時に上記の応力状態を保つなら
ば、切断面沿いに材料の純塑性流又はすべりが実際に起
こるから、極めて平滑な切断面が生じる。

本発明のもう一つの目的は、本発明方法の実施のための
装置を提案することである。その場合、管を取囲む閉じ
たカッターとストッパを有し、少くとも一方のカッター
が切断平面でその貫通孔の中心から隔たる回転軸を中心
に第２のカッターに対して転回可能であり、カッターが
互いに面接触し、一方のカッターのホルダーに、駆動装
置好ましくはシリンダピストン機構によってカッターに
対して軸方向に移動させられるマンドレルが通され、マ
ンドレルの横断面が切断される管の内法横断面との間に
嵌合を生じ、かつマンドレルが分割されており、突合わ
せられる２個の部材の分割面が挿入状態で２個のカッタ
ーの切断平面にある、本方法の実施のための装置から出
発する。

上記の装置は、例えば、前に引用した雑誌「図解ソビエ
ト発明」（Soviet Inventions Illustrated）に記載さ
れている。この場合は被切断管を拡張する分割可能なマ
ンドレルが設けられ、管の材料を閉じたカッターの内面
に沿て流動させるが、この分割式マンドレルは相接する
２つの端面の区域に大きなテーパがついており、例え
ば、端面から外周面へ円錐形の中間部を具備するから、
切断平面の区域で管を拡張した後に管材料の半径方向応
力状態が完全に解除される。

そこで、切断平面の区域であらゆる方向の応力状態を維
持することを予定する本発明方法を上記の装置で実施す
ることができるように、２個のカッターが被切断管の直
径との間に嵌合を生じる内径を有し、かつマンドレルの
２個の材料の互いに向き合う端面が尖ったかどをなして
外周面に移行し、この移行区域で被切断管の内法横断面
との間に厳密な嵌合を生じる横断面を有し、カッターの
相互運動の際に大きな圧縮力を加える、好ましくはシリ
ンダピストン機構を具備する送り装置を設けることを提
案する。

この処置によって切断の際に被切断管を全面的な応力状
態に保持することができる。マンドレルの一方の部分は
管片の切断の後に、この管片が切取られた管の中に残
り、この管の前進の後に次の管片の切断のために、ホル
ダーに保持されたマンドレル部分と再び接触する。

更に、上記の装置において被切断管の送り装置の反対側
にある一方のカッターとマンドレルを支えるホルダー
が、第２のカッターの穴に対して偏心して配設したジャ
ーナルに回転可能に支承され、駆動装置によってジャー
ナルに対して転回されるようにすることができる。こう
して極めて簡素な構造が生まれる。

一方では切断された管片のカッターからの排出、他方で
はマンドレルの両部分の正確な位置を保証するために、
分割したマンドレルがスリーブを貫通し、スリーブがこ
のマンドレルの上で移動可能であり、その一方の端面が
被切断管に対するストッパをなし、マンドレルのストッ
プに当接させられる肩部を有し、マンドレルがカッター
寄りに移動すると上記の肩部がストッパに当接するよう
に構成するこができる。それによってマンドレルの一方
の部材が管に臨むスリーブ端面に対して常に同じ寸法だ
け突出し、マンドレルの分割面の正確な位置を確保する
ことが保証される。

本発明の別の特徴によれば、被切断管の送り装置がシリ
ンダピストン機構の中空構造のピストン棒と連結された
コレットを有し、該コレットが２個の押さえ車の間に配
設され、押さえ車の内の好ましくは一方が円周状の条溝
を具備し、これらの押さえ車はコレットに直交する互い
に平行の２つの軸線を中心に回転可能であり、少くとも
一方の押さえ車がコレットに対して垂直に移動可能であ
るように構成することができる。それによって、極めて
長い管でも構造上すこぶる簡単に使用することができる
から、これ以上切断できない残材の発生が少くなる。そ
の場合２個の押さえ車とコレットの組合せによって、カ
ッターに管を差込むために必要な締付けが得られる。

比較的短い管片でも分断し、極めて高い材料利用を得る
ことができるように、本発明の別の特徴によれば、被切
断管片の送り装置が中空円柱形案内を有し、この案内が
その長さの一部に伸張する、上へ開放した空欠部を有
し、案内の内面の最下位の母線がカッターの穴の最下位
の母線と一致し、シリンダピストン機構によって操作さ
れるプランジャが案内の中に突出するように構成するこ
とができる。こうして比較的短い管片でも互いに突合わ
せてカッターに挿入して切断することができる。

次に図面に基づいて本発明を詳述する。図面の第１図は
本発明に基づく装置の第１実施態様の断面図、第２図は
第１図の装置の平面図、第３図は第１図の装置の横断面
図、第４図は本発明の別の実施態様の平面図、第５図は
第４図の装置の縦断面図、第６図は第４図の装置の横断
面図、第７図はカッター機構の別の細部の略図を示す。

比較的短い管片の加工のために設けられた第１図ないし
第３図による実施態様においては、管片２を支えるため
の受座１が機枠３に設けられている。この受座ははり材
４及びこれに交換可能に固定された案内５から成る。

はり材４は機枠３に固定され、シリンダピストン機構６
と連結される。シリンダピストン機構のピストン棒は案
内５の中に突出する。管片２の送給を可能にするため
に、案内５は長さの大部分にわたって上へ開放してい
る。また、はり材に案内スリーブ７が保持され、案内５
と案内スリーブ７の穴の最下位の母線が一線にある。

はり材４はシリンダピストン装置６の反対側の端部に横
にずれたジャーナル８を有する。シリンダピストン機構
10,11により転回させられる支持部材12がジャーナル８
に、軸受９を介して支承される。支持部材12は更に片持
腕13に支えられ、支持部材12の回転軸はジャーナル８の
軸線と同軸に走る。

ジャーナル８の自由な端面にカッター14が挿着され、そ
の穴は管片２の外径との間に嵌合が生じるように設計さ
れている。この嵌合により管片２の所定の切断部の区域
はおおむね降伏点まで負荷される。なお、カッター14の
穴の最下位の母線は案内及び案内スリーブ７の最下位の
母線と同軸に走る。

カッター14に臨む支持部材12の端面に別のカッター15が
挿着され、その穴も管片２との間にプレスばめが行なわ
れるように設計されている。

支持部材12の穴16の中でスリーブ17が移動可能であり、
その一方の端面は管片２に対してストッパの役割をす
る。このスリーブ17の内側に肩部18があって、マンドレ
ル20のストッパ19がこの肩部に当接させられる。このマ
ンドレル20は、支持部材12の一部であるシリンダピスト
ン機構21のピストン棒の端面に螺着されている。

マンドレル20自体は二ッ割になっていて、一方の部材は
ピストン棒にねじ込まれ、挿入状態で２個のカッター1
4,15の切断平面に達する。マンドレルの第２の部材20′
はマンドレル20に突合わせられて接続する。

マンドレル20,20′は駈上り区域を除き、管片２の内径
との間にプレスばめを生じるような直径を有する。管片
はこのプレスばめによっておおむね降伏点まで負荷され
る。

管片２からの個片の切取りは次のようにして行われる。
すなわち管片２を案内５に挿入し、シリンダピストン機
構６によりカッター14,15に向かって前進させ、カッタ
ーの中に押し込む。その際、管片は少くとも降伏点の近
くまで負荷される。

次にマンドレル20を管片２の中に押し込み、その際スリ
ーブ17が支持部材12の張出し部に衝接するまで駆動さ
れ、それと共に管片２の位置が固定され、マンドレル2
0,20′の平坦な分割面が正確に２個のカッター14,15の
切断平面にある。

次に支持部材12を２個のシリンダピストン機構10,11に
よって転回させ、それによって２個のカッター相互に変
位させられる。カッター14が案内５及びシリンダピスト
ン機構６に対して同軸に、従って、ジャーナル８に対し
て偏心して保持されるため、又はカッター14及び15の回
転軸が相互に変位した位置にあるため、上記のことが起
こるのである。カッター14,15のこの変位により、カッ
ター又はマンドレルの切断平面の区域の応力状態に基づ
き、切断平面の区域に材料の平滑な塑性流が起こり、こ
うして極めて平滑な、事実上平坦な切断面が生じる。

第４図ないし第６図による実施態様は受座１の代わりに
コレット22が設けられ、機枠３に固定したシリンダピス
トン機構６の中空ピストン棒にこのコレットが連結され
ていることが、第１図ないし第３図の実施態様と相違す
る。コレット22ははり材４の穴の中に通されている。は
り材４はまた案内スリーブ７も支える。更にはり材はカ
ッター14を支え、ジャーナル８と軸受９を介して、第１
図ないし第３図のものと同じ構造の支持部材12を支承す
る。

シリンダピストン機構６に臨む区域にスリット23を有
し、他方の端部区域が割れ目なしのスリーブとして形成
されたコレット22と管22′との間に締付けは、２個の押
さえ車24,25によって達成される。その内の押さえ車24
は機枠３に保持した軸26によって不動に、但し回転可能
に保持され、コレット22の上に接する。

第２の押さえ車25は、機枠３にあって垂直に移動し得る
ホルダー27に軸28により回転可能かつ垂直移動可能に保
持される。なお、このホルダー27は機枠３に支承された
シリンダピストン機構29によって移動させられ、コレッ
トの横断面形状にほぼ対応する円周状の条溝30を具備す
る押さえ車25がコレット22に押し付けられる。

２個の押さえ車24,25は当該の軸26,28により軸受31を介
して支持される。

第４図ないし第５図による装置の機能は第１図ないし第
３図によるものと、唯次の点だけ相違する。すなわち、
第５図に最前位で示したシリンダピストン機構６のピス
トン棒が後退する前に、シリンダピストン機構29を適当
に駆動することによって押さえ車25がコレット22からや
や遊離させられる。コレット22のスリーブ状部分にごく
僅かな遊隙で通された管２′は、コレット22の軸線に対
して食違いのはり材のジャーナル８に、コレット22に対
して同軸に保持されたカッター14によって、カッター14
の穴の中の管２′の正確なプレスばめによって確実に保
持されるから、コレットの後退の際には管はコレットに
よって運び去られない。

管２′の次の個片を切断するために管をカッター14,15
に向かって前進させる前に、押さえ車25を再びコレット
22に押し付ける。それによって管２′を駆動すると共
に、シリンダピストン機構10,11によって制御される、
初期位置に後退したカッター15から、先に切断された管
片を押しやり、管をこのカッター15に挿入することが保
証される。もちろん、その場合、支持部材12のシリダピ
ストン機構21は、スリーブ17の後退を可能にするために
無圧である。

管２′をカッター15に挿入すると、カッター15に臨むマ
ンドレル部材20′の端面が２個のカッター14,15の切断
平面に到達する。シリンダピストン機構21に適当に給圧
することによって、マンドレル20がカッター14に向かっ
て送られ、その時スリーブ17を駆動する。

それによって、マンドレル20の自由端面もマンドレル部
材20′に当接すると共に、スリーブ17が管２の端面に押
し付けられる。

次の個片の切断のためにカッター14,15に管２′を更に
押しやり又は挿入し、カッター15を保持する支持部材12
を転回して管を切断することは、第１図ないし第３図の
装置でカッター14,15に管片２を挿入すると同じであ
る。

この場合、個片の切断の後にカッター15の中に残る切断
片は、シリンダピストン機構６で管片２を再に前進させ
ることによって押出され、分断される管片２が挿入され
る。その場合、最後の個片を切断した後にカッター15又
は支持部材２は再び初期位置を取っていなければならな
い。この位置で２個のカッター14,15の穴が同列に並
ぶ。

基本的には支持部材12がはり材に対して、カッター14の
穴の軸線に対する支持部材12の回転軸のずれに基づき２
個のカッター14,15の、被切断管2,2′の肉厚相当の相互
変位が生じるのに十分な角度だけ転回させられると言え
る。

第７図にカッター14,15及びマンドレル20の細部を略図
で示す。なお第１図及び第５図による部材20′と実質的
に同じである部材20は２個のカッターの切断平面又は分
割平面の区域で、被切断管２の内径を超える直径を有す
るから、管２は拡張され、続いて肉厚が減少される。

更に、駈上り区域を有するマンドレル20の部分201に条
溝202がある。マンドレルの部分201も部分202も各々１
個のパッキンリング40を具備する。パッキンリング40は
被切断管２の内面に押し付けられてこれを密封する。同
様にカッター14,15の当該の条溝にパッキンリング41が
挿入され、管２の外面を密封する。

カッター14に油通路32が穿設され、油入口33からこの通
路を経て圧力油が管２の外面とカッター14,15の間及び
カッター14,15の相接する面の間に送り込まれる。また
パッキンリング34を受ける条溝がカッター14に凹設され
ている。

更に管片切断時に２個のカッター14,15が相互に変位す
る際に圧力油がマンドレル20の両部材と管２の内面の間
に到達する。例えば400なしい500barの圧力で油を油通
路に送ることが好ましい。その場合、測定で判明したと
ころでは、マンドレル20と被切断管２又はカッター14,1
5と管２の間の油膜に約20kbar程度の圧力が発生する。
被切断管が切断平面の区域で半径方向にかなり高い応力
下にあることがこうして保証される。被切断管２は第１
図ないし第６図の実施態様と同様に軸方向にかなり高い
応力下に保持されるから、被切断管２は切断平面の区域
であらゆる方向に、管２の材料の降伏点領域の応力下に
ある。

また、生じる油膜によって摩擦が適当に減少する。マン
ドレル20とカッターの耐摩耗性を改善するために、これ
らを窒化チタンで被覆し、場合によっては鏡面仕上する
ことができる。それによって極めて小さな摩擦係数、大
きな表面硬さ及び油による優れた湿潤性が生じる。更に
上記の被覆によって焼付きや部材の常温溶着の危険がほ
とんど無くなる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の（ａ）−（ｃ）からなる管又は管か
ら切断される管片を所定の切断部に直接隣接して把持
し、これらの部分を所定の切断平面で相互に移動させる
管片の切断方法：（ａ）所定の切断部の区域及びその両側で内側から外側
へ半径方向に管に作用する圧力を働かせる；（ｂ）管の材料の降伏点の少なくとも70％の大きさの応
力を発生する軸方向の圧力を作用させる；（ｃ）全切断操作の間この圧力を維持する；
【請求項２】前記圧力が、管材料の降伏点の少なくとも
100％に達する応力を発生する請求の範囲１記載の方
法。
【請求項３】下記の（ａ）−（ｆ）からなる管又は管か
ら切断される管片を所定の切断部に直接隣接して把持
し、これらの部分を所定の切断平面で相互に移動させる
管片の切断装置；（ａ）管片を収容しこれを囲むために、切断面内におい
て１つの孔を規定する２つの協働するカッターを持ち、
前記の孔は管片とプレスばめを生じる径を備え、前記２
つのカッターは、切断面内において互いに隣接してい
る；（１）前記２つのカッターの１方が、他方のカッターの
孔の中心からずれて位置する回転軸を中心として回転可
能である；（ｂ）一方のカッターの支持体；（ｃ）一方が支持体上にある、軸方向に移動可能な２部
分からなるマンドレル；（１）マンドレルの両部分が、隣接面内で互いに対面す
る１端部をそれぞれ有しており、また、管片の形状と一
致する凸面をそれぞれ有しており、前記両端部は、前記
隣接面内において前記凸面との関係において２つの鋭い
縁部を規定し、さらに前記両端部は、前記隣接面内で管
片の内部断面と緊密なプレスばめを生じるような断面を
有し、一方のカッターが他方のカッターに対して回動す
るとき径方向外方に向かう大きな圧縮力を作用する；（ｄ）前記２部分からなるマンドレルを、前記隣接面が
前記切断面と同一面となるまで軸線方向に変位させるた
めの駆動手段；（ｅ）管片を定位置において軸線方向に支持するための
ストッパ；（ｆ）管片を切断面に向かって軸線方向に移動させる送
り駆動手段およびそのストッパ；
【請求項４】前記駆動手段が、シリンダーピストン機構
である請求の範囲３記載の装置。
【請求項５】支持部材を回転可能に装着するジャーナル
を備え、前記ジャーナルは、カッターの孔に対して偏心
して配設されており、他方のカッターおよび一方のカッ
ターの別体の駆動手段よりも、管片送り駆動手段から離
れて配設されている請求の範囲３記載の装置。
【請求項６】前記の２部分からなるマンドレルを支承す
るためのスリーブを備え、前記スリーブは、マンドレル
と接触して変位することが可能であり、管片のストッパ
を形成する端面と１つの肩部を有し、また、前記マンド
レルは、停止手段を備え、スリーブの前記肩部は、マン
ドレルが軸方向に移動するときマンドレルの前記停止手
段と係合する請求の範囲３記載の装置。
【請求項７】送り駆動手段が、シリンダーピストン機構
であり、中空構造のピストンロッドおよび前記中空構造
のピストンロッドと組み合うコレットチャックと、さら
に、２つの押さえ車とを有し、コレットチャックは、前
記２つの押さえ車の間に配設され、前記押さえ車は、コ
レットチャックを直角に横断する複数の平行な回転軸を
中心として回転可能であり、前記押さえ車のうと少なく
とも１つは、コレットチャックに対して直角な方向に移
動可能である請求の範囲３記載の装置。
【請求項８】送り駆動手段が、切断すべき管片は軸線方
向に送るためのシリンダーピストン機構であり、さら
に、前記シリンダーピストン機構からなる駆動手段のた
めの中空円柱形案内を有し、前記案内は、管片を支承す
るためにその長さの一部に延在しかつ上方へ開口した孔
を規定し、また、前記案内は、最下位の母線がカッター
の孔の最下位の母線と一致する内壁を備え、ラムが前記
案内に突出し、このランダムがシリンダーピストン機構
によって操作される請求の範囲３記載の装置。