JPH07185681A - 両端閉鎖容器を生産する設備及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属スピニング作業により、回転自在に支承
された中空な薄肉の円筒状被加工管と一体をなす端部の
ふたを同時に形成して両端閉鎖容器を迅速に生産するた
めの改良された設備および方法を提供すること。 【構成】 一次ベース取付パッド（１２）および二次ベ
ース取付パッド（２０），（２１）等を包含するフレー
ム装置（１１）と、被加工管（２４）を加熱する諸装置
と、被加工管（２４）を支承し回転させる被加工管駆動
把持装置（５０）と、二次ベース取付パッド（２０），
（２１）の対に固定された被加工管成形ローラ（４
０），（４１）等を主要構成要素としており、特に、容
器端部の肩部分に制御された肉厚が付与されて容器の耐
久性および性能が向上するよう、各部の肉厚が合理的に
配分される如く案画されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は概して、金属スピニング
作業による円筒状圧力容器またはタンクの形成および生
産のための改良された設備に関し、特に、この設備内へ
回転自在に支承された中空な薄肉の円筒状被加工管と一
体の端部ふたの同時の形成および／または生成による両
端閉鎖容器の生産のために集成された設備に関する。本
発明の設備は、両端閉鎖圧力容器の迅速な生産をもたら
し且つそれを助長すべく計画されており、それにより容
器の端部キャップ部分の肉厚分布は、耐久性および改善
された圧力容器もしくはタンクの耐用期間や性能にとっ
て望ましい増大された厚さの帯域をもたらす、予定の適
切に分布された肉厚が得られるように制御することがで
きる。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】これ
まで、圧力容器またはタンク、特に薄肉タンク、は一般
に中央の管状の円筒状本体部分から製作され、適宜に設
計された端部キャップが、一般に溶接作業により、それ
に固定されていた。この種の容器は、言うまでもなく、
広範な種類の流体保持用途に適しているものと認められ
てきた。円筒状管部分に対し端部キャップを溶接する必
要性の故に、圧力容器の生産における労務および材料費
は、それらの総生産費における有意要因であった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、円筒状
被加工管、特に薄肉管材料、と一体の端部ふたの同時形
成により両端閉鎖容器の生産を可能にさせる設備および
方法が得られる。これらの端部ふたは、一般に受け入れ
られ且つ認められているタンクや容器のパターンおよび
／または設計に沿って形成することもできる。例えば、
本発明の設備は、ハイクラウン、だ円、および標準規定
の端部、ならびに非規定標準端部に関するＡＳＭＥ（ア
メリカ機械技術者協会）の諸設計に合致したタンク端部
を生産することが可能である。本発明の装置により生産
されたタンク端部の肉厚の分布には、より大きな耐久性
と長い耐用期間とを備えた容器を生成すべく、肩領域
（最小曲率半径の帯域）により大きな厚さを付与する如
く影響を及ぼすことができる。例えば、圧力容器の端部
に隣接する肩帯域は一般に最弱点であることが認められ
ている。しかし、本発明の設備によれば、肩帯域におけ
る肉厚をタンクの残余部分に沿った肉厚よりも大きくす
るスピニング技法により、タンク端部を形成することが
できる。このより大きな厚さを、この領域に且つそれに
沿い、タンクに付与することにより、タンクの強さ、信
頼性および安全性などの総合的な諸特徴が改善される。

【０００４】指摘した如く、本発明の設備は、対向する
閉鎖された両端部が同時に形成されるスピニング技法に
より圧力容器またはタンクを製作することを可能にさせ
る。上記の同時処理の利用可能性によりタンク製作に要
する時間が著しく短縮されるので、端部キャップ製作作
業全体に対し、一つの加熱および冷却サイクルしか必要
としない。更に、同時端部キャップ形成能力の故に、通
常必要とされる操作が著しく軽減される。

【０００５】従って本発明の主目的は、タンクを迅速且
つ効率的に製作でき、以て得られた製品が耐久性や強さ
を含む改良された機械的諸特性を備えるような金属スピ
ニング工程による、タンク端部の形成のための改良され
た設備を提供することにある。

【０００６】更にまた本発明の目的は、対向するタンク
両端部が金属スピニング作業により同時に形成される両
端閉鎖圧力容器またはタンクの生産のための設備を提供
することにある。

【０００７】従って本発明によれば、タンク両端部の同
時スピニング形成による上記両端部の形成および／また
は生産を可能にさせ、また、軸線方向に内方へ且つ半径
方向に外方へ向かう成形行程に比し軸線方向に外方へ且
つ半径方向に内方へ向かう成形行程中に変動し得る力を
利用する対向両端部の成形ローラがスピニング作業に利
用されるようにした設備が得られる。成形ローラの運動
の経路および速度と、従ってこの様態での力の付加とを
制御することにより、タンク端部の肉厚の分布ならびに
その輪郭を制御することが可能であり、従って容器の肩
帯域により大きな肉厚が得られるが、通常この領域には
タンクおよび／または容器の最弱点が含まれている。

【０００８】更にまた本発明の目的は、金属スピニング
技法を利用した、同等に付形されまたは非同等に付形さ
れた端部ふたの同時形成による両端閉鎖圧力容器または
タンクの生産のための改良された設備において、スピニ
ング作業に使用される成形ローラが一つ以上の軸線に沿
った継続的な行程または運動を介して移動すべく設計さ
れ、またタンクの肩部分に付加的な厚さを付与する整っ
た肉厚輪郭を適切に形成すべく個々の行程の各々の弧状
間隔が制御されるようにした設備を提供することにあ
る。

【０００９】本発明のその他およびほかの諸目的は、次
の明細事項、特許請求の範囲および添付図面を検討すれ
ば、当業者には明らかとなろう。

【００１０】

【実施例】本発明の好適な実施例につき、特に図面の図
１および図２に注意を向けると、全体として１０で表示
された両端閉鎖容器の生産のための設備に、対向する案
内面１３、１４の第一対ならびに対向する案内面１６、
１７の第二対を包含する案内面の複数の対向対と共に細
長い軸線方向の案内面またはレールを包有する一次ベー
ス取付パッド１２を包含するフレーム装置１１が含まれ
ている。これらの案内面は設備１０の中心に対し、概ね
同等且つ反対方向に配設されている。案内面１３、１４
の各々には、重ねられまたは積み重ねられた一連の滑動
自在プレートが包含され、案内面１３には滑動自在プレ
ート１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃが包含されている。同様に
案内面１４には滑動自在プレート１４Ａ、１４Ｂ、１４
Ｃが包含されている。滑動自在プレート１３Ａ、１４Ａ
は支持材１１の長い軸線を横切る軸線に沿って移動で
き、プレート１３Ｂ、１３Ｃ、１４Ｂ、１４Ｃは各々、
支持材１１の長い軸線と平行な軸線に沿って移動でき
る。各種の長さのタンクに適応すべく、このシステムの
十分な拡張を可能とするためには、パッドまたはプレー
ト１３Ｂ、１３Ｃならびに対向パッド１４Ｂ、１４Ｃの
ような、上記軸線に沿って移動できる複数の滑動自在パ
ッドを組み込むことが有用とみなされている。この様態
で、装置に対する静的な構成の寸法的な布置を達成する
ためにパッド１３Ｃ、１４Ｃを使用でき、微調整や動的
な調整を達成するためにプレート１３Ｂ、１４Ｂを利用
できる。生産設備１０の各端部に加熱トーチ関節接合装
置１８、１９が設けられ、トーチ関節接合装置１８、１
９は、二次ベース取付パッド２０、２１の第一対向対に
固定されている。加熱トーチを関節接合装置へ調整自在
に固定するために装置が設けられており、加熱トーチが
それぞれ２２、２３にあるとして示されている。以下に
示す如く、二次ベース取付パッド２０、２１は、スピニ
ング作業に使用される管成形ローラのプログラミングさ
れた動きを支え、関節接合し且つ制御する。

【００１１】引き続き加熱トーチへ注意を向けると、図
１に示される如く、２２Ａ、２３Ａに炎が概略的に示さ
れており、これらの炎は、全体として２４で示された円
筒被加工管の表面へ向けられ且つその上へ直接に当てら
れている。図示の如く、加熱トーチ２２、２３から発出
された炎は、それぞれ円筒状被加工管２４の両端部２
５、２６上へ当たる。

【００１２】引き続き注意を図面の図１へ向けると、円
筒状被加工管案内アーム２８、２９が各々、二次ベース
取付パッド１６、１７の第二対向対へ固定され、円筒状
被加工管案内装置が円筒状被加工管２４を設備１０内へ
調整自在且つ離脱自在に位置付けするようにされてい
る。図２の観察から明らかな如く、案内ローラ３０、３
１を包含する円筒状被加工管案内装置が案内リング３２
と、それに沿った間隔を置いた弧状配列で案内するよう
に接触すべく配置されている。図２の端面図において
は、円筒状被加工管２４の外周の回りに案内リング３２
が配設されている。

【００１３】図１および図２において明らかな如く、案
内面１３、１４は、双頭矢印３４〜３４（図１）に示す
如き一対の軸線ならびに矢張り図１に示す案内面３５、
３６に沿った直線運動に適合すべく設計されている。従
って、一次ベース取付パッド組立体１３、１４は、互い
に直角に配置された二つの軸線に沿った直線または並進
運動に適合する如く設計されている。

【００１４】加熱トーチ関節接合装置が、特に案内面３
５、３６から得られる運動に関し、図１および図２に示
されている。ちなみに加熱トーチ２２、２３は双方共、
成形ローラ４０、４１のような成形部材と一緒に、ベー
ス・パッド１３、１４の二つの軸線に沿って移動するよ
うに設計されている。従って加熱トーチ関節接合装置お
よび成形ローラは一構成単位として移動し、それによ
り、金属スピニング作業を実施される円筒状被加工管２
４の部分の温度の制御を容易にする備えがなされる。

【００１５】注意の図面の図２へ向けると、成形ローラ
４０、４１のような成形ローラを回転させる装置を備え
ることが時には望ましい。４２、４３における如く変速
電動機が設けられ、電動機速度は、被加工管２４と成形
ローラ４０、４１との接触面間に、半径方向の配置と無
関係にほぼ整合する速度の比率を付与し従ってかじりを
回避するように、成形ローラ４０、４１を回転させる如
くに案画されている。成形ローラ４０、４１を適切な速
度で回転させるため、変速電動機４２、４３の代りに遠
方の電動機によるベルト駆動を用いることもできる。図
５には、４２Ａ、４３Ａにおける如く、ベルトおよびプ
ーリ装置が示されている。ローラ４０、４１は、望むな
らば、図４に示す如く、部材４２の垂直軸線の回りに回
転させることができる。

【００１６】図２の観察により更に明らかな如く、案内
ローラ３０、３１は、双頭矢印４６に従い、調整自在に
位置されるようにされている。案内支持アーム２８、２
９の角配置を制御することにより、被加工管２４の適切
な加工高さが得られる。案内アーム２８、２９間の角配
置が増大されると管軸線が下方へ移動され、より大きな
直径の被加工管を設備内へ導入し、その中で金属スピニ
ング作業を実施することができる。

【００１７】引き続き注意を図面の図１および図２へ向
けると、円筒状被加工管駆動把持装置が、全体として５
０で示す如くに配置され、生産設備１０の概ね中間の、
対向するパッド２０、２１の間に被加工管駆動把持装置
が位置決めまたは位置付けされていることが観察され
る。この駆動把持装置にはヒンジ式案内リング５１が包
含され、その中に分割または割り平歯車５２が受容され
ている。歯車５２は倒置調時ベルトの形態をなしていて
も良く、５３における如き第二歯車とかみ合う如く配置
される。歯車５３もまた、倒置調時ベルトであって良
い。液圧モータ５４は、その出力軸５５を介し、中に歯
車５３が保持されている駆動シリンダ５６へ回転エネル
ギを付与するように設計されている。双頭矢印５８で表
示された軸線に沿って駆動把持装置５０を調整自在に位
置付けるために装置が設けられる。位置調整装置が５９
における如くに示されているが、この位置調整装置５９
はなるべくなら、６０における如き位置決めラムを有す
る液圧シリンダの形態をなすことが望ましい。言うまで
もなく、ラム６０の延長部により、駆動歯車またはベル
トの保持シリンダ５６の位置が決められる。シリンダ５
９のため、６１における如く適宜の案内およびフレーム
装置が設けられる。図示の如く、保持ブラケット６２内
にシリンダ５６が軸承自在に支えられている。保持装置
１３１〜１３１、１３３〜１３３を防護するために、水
放出のような冷却装置を用いることもできる。

【００１８】図面、特に図１に示す如く、スピニング作
業用の熱は通常、加熱トーチ２２，２３を介して供給さ
れる。より小さい直径の容器への用途に対しては、各端
部に単一の加熱トーチが適切であろう。金属スピニング
作業において補足的な熱を当然必要とする場合には、６
４〜６４、６５〜６５における如く、付加的な加熱トー
チを設ければ良い。補助トーチに対するガスの供給ガ更
に、６６，６７における如く表示されている。同様に、
主加熱トーチ２２，２３に対するガス供給も、６８，６
９における如くに設けられる。付加的な温度制御のた
め、水噴霧ジェットの形態の冷却装置をタンクの両端部
付近に置いても良い。

【００１９】ここで、パッド２０，２１と、従って成形
ローラ４０，４１との関節接合および／または運動制御
機構、ならびに案内ローラ３０，３１（図２参照）の詳
細についての説明のため、図５および図６へ注意を向け
る。支持アーム２８，２９を包含する案内ローラ機構に
関しては、これらの部材の軸線方向の位置決めまたは位
置付けが、ナット７６内で作動する、回転自在に取り付
けられたねじ付き軸７５により可能にされている。引き
続き図６について説明すると、（右および左ねじ部分の
双方を備え得る）軸７５Ａは、パッドまたはプレート１
３Ｃの配置を制御し、従って組立体内の若干の構成要素
の総合的な位置付けに役立つように設計されている。ナ
ット７６はアーム２８〜２８に固定され、今度は軸７５
の回転によりアーム２８〜２９およびローラ３０，３１
の軸線方向の配置が制御される。対応的に、支持ロール
３１およびその、シリンダ２４の反対側の整合案内ロー
ルの、軸線方向配置を制御するため、ねじ付き軸７７，
７７Ａならびに７８における如きナット組立体がこのシ
ステムの対向端部に設けられる。軸７７Ａ（図示せず）
は、パッドまたはプレート１４Ｃの位置付けに関連して
利用される。案内ロール３０，３１ならびに案内ロール
の対応対（その一つが３１で表示されている）は、シリ
ンダ２４を、その長手方向軸線の回りでの制御された回
転を得るため、調整自在に揺動させ且つ支える。

【００２０】図５に示された位置決め組立体の細部に再
び戻ると、液圧モータ８０が軸継手８１を介してねじ付
き軸７５に結合されている。軸７５は軸受組立体８２内
に回転すべく取り付けられ、整合部材８３を貫くねじ付
き軸７５の延長部を包含している。軸７５の回転におけ
る軸線方向運動を防止すべく、支承ブロックが８４に示
されている。軸７５の対向端部は支承ブロック８５内
に、そして結局は、全体として８６に示される軸継手組
立体内、ならびに軸７５，７７を互いに接合する軸継手
スリーブ８７内に受容される。８８における如く、軸７
７に対して第二支承ブロックが用意されている。

【００２１】従って液圧モータ８０の回転運動が、逆に
ねじを付した軸７５，７７の回転を一斉に生じさせ、そ
れにより、案内ロール３１〜３１ならびにそれに整合す
る、図５の視界の隠れた部分に配設されたロール３０〜
３０の位置付けが制御され、促進される。

【００２２】成形ローラ４０に対して微調整および作業
運動を実施するため、軸継手部材９２においてねじ付き
軸９１に結合された軸部分９０に対し、計算機制御作業
駆動装置（図示せず）が用意されている。ナット組立体
９５を介しての軸９１の適切な回転と二次取付パッド２
０の対応的な軸線方向運動とを可能にするため、軸受９
３が設けられる。軸９１の回転を維持するため、９６に
おける如く、付加的な軸受が設けられる。従って、成形
ローラ４０，４１の静的調整Ｘ軸運動が、軸７５Ａ，７
７Ａならびにそれらのそれぞれの整合ナット組立体の回
転により制御されることが看取されよう。

【００２３】ここで図６に示す細部に戻ると、ねじ付き
軸９９の回転によりＹ軸運動９９Ａが生成され、モータ
（図示せず）に結合された軸延長部１００によりねじ付
き軸９９の回転が可能にされている。ナット組立体１０
１は、図６に示す如く、取付プレート１０２へ直接に運
動を付与するために利用される。従って軸受１０４，１
０５内でねじ付き軸９９が回転されると、ナット組立体
１０１により、取付プレート１０２の直線運動が生ず
る。図示の如く、軸９９は軸９１に対して直角に配設さ
れ、従って軸９１，９９およびそれらの対応部分の制御
された回転により、所望方向の適切な運動が得られる。
何れ明らかとなるが、二次ベース取付パッド２１へ取り
付けられ且つそれに結合された、逆に配設された部分
は、図６に示された配列の鏡像である。換言すれば、こ
の設備には、逆に配設された金属スピニング設備の対が
設けられている。

【００２４】軸９１，９９およびそれらの対応部分を駆
動するために利用されるモータ装置に、適切なプログラ
ミングされた制御装置を結合することもできる。この運
動を表示する双頭矢印９１Ａ（図５）および９９Ａ（図
６）を見られたい。運動を適切にプログラミングするこ
とにより、またはサーボ制御モータの使用により、成形
ローラ４０のために一群の行程を案画することもでき
る。これらの行程は、最後に管２４の端部を閉鎖して図
１の１０６に仮想線で示す如き閉鎖端部を形成する、必
要な金属スピニングおよび形成作業を遂行すべく案画さ
れる。

【００２５】ここで、円筒状被加工管駆動把持装置５０
を包含する駆動機構を示す図面の図７および図８に注意
を向ける。フレーム装置１１０には上方および下方交差
部材１１０Ａ，１１０Ｂが包含されている。支柱１１０
Ｃ〜１１０Ｃには、例えば１１０Ｄに示す如き補強ガセ
ットが設けられる。フレーム装置１１０に総合的な安定
性を付与するため、適切なコーナ・ブレースが設けられ
る。この配列においては、スライドまたはラム１１２を
結合した液圧シリンダ１１１がフレーム装置１１０に支
えられているが、言うまでもなく、シリンダ１１１は複
動シリンダである。スライドまたはラム１１２の遠位端
部には、液圧モータ５４が取り付けられたクレビス装置
１１３が固定されている。図示の如く、モータ５４の出
力軸の回転により部材５６が駆動され、それが今度は歯
車５２とかみ合う。種々の直径のタンクに適応し且つそ
れらを処理するため、ラム１１２により垂直調整が行わ
れる。

【００２６】ここで、円筒状被加工シリンダを回転させ
る駆動機構のそれ以上の細部を示す図８に注意を向け
る。駆動部材１１７が固着した相互関係を以て配置され
た軸１１６へ、軸継手素子１１５を介して液圧モータ５
４が結合されている。軸１１６の回転運動に適応すべ
く、適切な軸受が１１８および１１９に設けられてい
る。符号器１２１からのデータを得るため、１２０にお
ける如く、軸１１６に沿い二次軸継手が設けられてい
る。符号器１２１は、位置のフィードバック・データを
システムに供給し、且つまた諸成分システムに対する制
御自在な回転運動に備えるべく設計されるが、言うまで
もなく、適当な符号器が商業的に入手可能である。若干
の用途の場合、望むならば、液圧シリンダ１１１は空気
シリンダであっても良い。

【００２７】成形ローラ４０のＸ−Ｙ運動を適切にプロ
グラミングするため、プログラミングされた計算機サー
ボ制御モータを使用することもできる。また、ローラ４
０のような成形ローラの位置付けを処理する運動制御装
置はなるべくなら、タンクおよびローラ４０の表面間の
運動の線速度がほぼ適合するように、タンクの回転速度
と整合されることが望ましい。

【００２８】ここで図９に注意を向けると、円筒状被加
工管２４の外周の回りに駆動リング５１を固く把持する
ため、全体として１２３で表示されたラッチ・システム
が設けられている。ラッチ・システム１２３は、管２４
の回りでのリング５１の適切な相互把持関係を達成する
ため、分割線１２５の両側に結合されている。大抵の場
合、駆動リング５１には把持素子１２６を備えたラッチ
部材１２３が利用され、例えば、分割線の両側における
５°の弧状間隔が、安定な把持力に対して適切であると
指摘されている。この角度の相互関係が図９に示されて
いる。

【００２９】ここで図１０に注意を向けると、ラッチ機
構のそれ以上の細部が示されている。この配列にあって
は、適切な密閉装置を得るため、ラッチ・システム１２
３にトグル・レバー１２７が包含されていることを知る
ことができる。

【００３０】図１１には、案内リング３２の細部が示さ
れている。案内リング３２は、その中にローラ支持材３
０〜３０、３１〜３１を受容するため、１３０における
如く、溝帯域を備えている。案内リング３２〜３２なら
びに３０〜３０、３１〜３１における如きローラによ
り、組立体のその部分が完成される。部材３２と円筒管
２４の外周との間に弾力的な把持をもたらすため、１３
１における如く、適当なＯリングが設けられる。図１１
および図１２の双方にラッチ機構１２３が示されてい
る。作業の便宜上、この図１１に示す形式の一方の案内
リングしか使用する必要がなく、第二の、または対向す
る案内は、フランジ３２Ａ〜３２Ａが存在することを必
要とされない、平たんなリングまたは短いシリンダの形
態をなしている。言うまでもなく、作業の安定性のた
め、ある場合には、図１の３２〜３２に示すようなフラ
ンジ付き部材の複式セットを利用することが望ましい。

【００３１】図１２は図１１と類似しているが、駆動リ
ング５１の細部を示している。駆動リング５１は、その
外周の回りに平歯車または調時ベルト５２を備えること
ができるが、ベルト５２は駆動歯を裏返した調時ベルト
である。全体として１２３に示したようなラッチ機構
は、図９に示すそれと類似の様態で設けられ、小さい点
検孔が歯車またはベルトにあけられている。また、駆動
リング５１と円筒管２４の外周との間の適切な滑合把持
を達成するため、１３３〜１３３における如くＯリング
が設けられている。

【００３２】本発明の装置が、種々の直径の円筒状被加
工管を加工することを可能にさせることが観察されてい
る。例えば管２４は、約３０．４８ｃｍ（１２″）ない
し７６．２ｃｍ（３０″）からの範囲の直径を備えても
良く、その上更に大きい、または更に小さい管であって
も良い。従って駆動リング５１ならびにリング３２のよ
うなその他の支持リングは、種々の寸法の管を加工する
ことを可能とさせるように、一群のリングとして製作す
ることもできる。従ってシリンダ５９は、処理される管
へ調整自在に適合すると共に、管の表面に、その一定し
た予測可能且つ確実な回転を達成すべく駆動力を維持す
るために利用できる。言うまでもなくこの種の回転は、
スピニングされ且つ／または回転される金属製被加工物
を横切って成形ローラが移動する際それに力が付加され
る様態に鑑みて望ましいものである。

【００３３】ここで、円筒管２４の支持装置が示されて
いる図面の図１３に注意を向ける。特に支持ローラ３
０，３１は、管２４の揺動機構をもたらすように設計さ
れ、支持ローラ３０，３１間の弧状間隔は、一対の右お
よび左ねじ付き軸１３５，１３６によって制御される。
軸１３５，１３６はそれぞれ右および左ねじ付き部分で
あり、軸接手１３７において一緒に接合されている。支
承ブロックは、軸部分１３５用の１３８〜１３８におけ
る如く、且つまた軸部分１３６用の１３９〜１３９にお
ける如くに設けられる。ナット組立体は、適切な間隔
と、従って角配置とを付与するため、１４０〜１４０に
おける如くに設けられ、アーム２８，２９の角制御を達
成するため、ピン保持スロットが１４１〜１４１に設け
られている。

【００３４】ここで、図１３において説明されたシステ
ムの細部のそのほかの図が示されている図面の図１４に
注意を向ける。図１４の装置においては、アーム２９
が、そのマウント１４４の回りに旋回し従って円筒状被
加工管２４の揺動支持材を用意すべく適切な位置決めを
達成するように設計されている。

【００３５】ここで、円筒状被加工管成形ローラ４０，
４１の移動の横行および／または掃引進路を示すために
代表的な一群の曲線が用意された図面の図４に注意を向
ける。図４の略図の場合、成形ローラ４０は一般に、管
２４の外周に沿った点から図示の通路番号１の終端ま
で、弧状経路の回りを移動する。通路番号１は３８．１
ｃｍ（１５″）の半径上で達成され、成形ローラ４０の
運動およびその他の移動は、ＸおよびＹ軸制御の複合お
よび整合された移動により達成される。通路番号２の場
合は成形ローラ４０が、管２４の外周に隣接する位置へ
の復帰のための、通路番号２として識別される経路また
はトラックを横行する。同様に、通路番号１１に沿って
画定された如く最終の通過が達成されるまで、それ以上
の通過が図示の如くに行われる。タンク端部の適切な形
状を達成するため、通路番号１１においては通常、７
６．２ｃｍ（３０″）の半径が利用される。図４に示す
如く、直径７６．２ｃｍ（３０″）の容器に対しては、
肩帯域が１．９０５ｃｍ（３／４″）に設計されてい
る。

【００３６】垂直軸線４２の回りでの如く、成形ローラ
４０に対して修正された傾斜角を使用することが望まし
い場合には、図４に仮想線で示すようにして、これを達
成することができる。１０°の傾斜角によれば、ある場
合には、強化されたシステムの性能が得られる。

【００３７】連続使用設備が意図される場合は、成形ロ
ーラ４０を含む成形ローラに対して液体冷却剤を供給す
ることが、ある場合には望ましいであろう。望む通りに
冷却を達成するためには、成形ローラ４０の領域内へ液
体冷却剤を挿入することもできる。この装置において
は、成形ローラ４０のような成形ローラの内部を通る水
などの液体冷却剤の流れを保持するため、適当な回転軸
継手が設けられている。タンクの対向両端部において、
その軸線に沿い最終のふたを形成するため、接合点でそ
れに沿って金属を加熱すべく在来のガス・トーチを利用
することができ、その結果、金属が内方へ流れてタンク
のふたをすきまなくシールする。言うまでもなく、この
種の技法は技術上周知されており、当業者により一般に
実施されている。

【００３８】それ故、要約ならびに結論として、前述の
部分において図示され説明された設備によれば、当初の
円筒状管のタンク材料を利用することによって円筒状圧
力容器のタンク両端部の形成を達成する装置が得られる
ことが理解されよう。図４に示された如き成形ローラの
継続的な変位や掃引は、軸線方向に外方へ移動する行程
中に成形ロールへ付加される力が、処理される管の軸線
方向に内方へ移動する行程中に付加されるそれより大か
小か、またはそれに等しいかという根拠に立って行われ
る。このようにして、内方へ向かう弧状行程の可成りの
部分が、軸線方向に外方へ向かう行程中に付加されるそ
れより大か小か、またはそれに等しいか、の何れかの比
率で行われる。パッド４０の運動もしくは位置、または
そこに加えられた力、ならびに被加工物の温度の制御さ
れたプログラミングにより、特に図４の１４８に示され
た肩領域において、ヘッド部分における金属の厚さの制
御および配分を達成できる。成形ローラとタンク表面と
の境界面における本質的に適合する速度比率を維持する
ため、被加工物（タンク）の回転速度比率を変動させる
こともできる。成形ローラ４０が半径方向に内方へ移動
する際にタンクの回転速度を増大させることによってこ
の結果が達成され、また成形時間の短縮により生産速度
も増大される。

【００３９】従って、ここに提示された詳細事項が例示
のみの目的で挙げられたものであり、特許請求の範囲を
限定するものと解釈されるべきでないことは理解されよ
う。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の設備内に取り付けられた円筒状被加工
管を示す上記設備の側面図。

【図２】端部ふた成形作業中の支持ローラの配置を部分
的に仮想線で示す、図１に示した設備の端面図。

【図３】代表的なタンク端部の形状を示す、その輪郭の
断面図。

【図４】成形ローラにより追従され且つ／または行われ
る個々の通過中に追従される代表的な弧状経路を示す、
本発明の設備の作業中に成形ローラが占有する各種位置
の略図。

【図５】本発明の設備の一部分の側面図にして、その中
に保持された円筒状被加工管の断片的な部分を示すほ
か、クランプ装置、円筒状被加工管駆動装置およびタン
ク両端部の形成中に成形ローラの運動を制御する装置の
各細部を示し、且つ構造体の細部をより良く示すため円
筒状被加工管の断片的な部分のみを示し、残部を切除し
た図。

【図６】図５の矢印６−６の線および方向についての縦
断面図。

【図７】図５の矢印７−７の線および方向についての縦
断面図。

【図８】わずかに拡大された尺度で示した、図７の矢印
８−８の線および方向についての縦断面図。

【図９】駆動ベルトを取り除いた、この設備に使用され
る支持および駆動リングの若干の細部を示す、図５の矢
印９−９の線および方向についての縦断面図。

【図１０】図９に示す支持および駆動リング構成要素に
使用されるラッチ機構の正面図。

【図１１】図１０の矢印１１−１１の線および方向につ
いての、溝付き支持および駆動リングの更に別の図。

【図１２】駆動ベルトを取り除いた、本発明に使用され
る調時ベルト駆動リング装置を示す、図１１と類似の
図。

【図１３】円筒状被加工管の上方部分を切除し且つわず
かに拡大された尺度で示した、図５の矢印１３−１３の
線および方向についての、本発明の設備の詳細端面図。

【図１４】円筒状被加工管の案内ローラを支えるローラ
・アームの諸特徴を示す、図１３の矢印１４−１４の線
および方向についての詳細断面図。

【符号の説明】

１０ 生産設備 １１ フレーム装置 １２ 一次ベース取付パッド １８ 加熱トーチ関節接合装置 １９ 加熱トーチ関節接合装置 ２０ 二次ベース取付パッド ２１ 二次ベース取付パッド ２２ 加熱トーチ ２３ 加熱トーチ ２４ 円筒状被加工管 ４０ 成形ローラ ４１ 成形ローラ ４２ 変速電動機 ４３ 変速電動機 ５０ 被加工管駆動把持装置 １４８ 肩部分 １６ 二次ベース取付パッド １７ 二次ベース取付パッド

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状被加工管に対する端部ふたの同時
   形成による両端閉鎖容器の生産設備にして、 （ａ）一次ベース取付パッドと、少なくとも一つの軸線
   に沿った直線運動に適応すべく前記ベース・パッド上に
   取り付けられた案内面の複数の対向対とを包含し、各案
   内面がその上に二次ベース取付パッドを備えるようにし
   たフレーム装置と、 （ｂ）加熱源装置および前記加熱源装置を前記被加工管
   に対し調整自在に位置付ける装置と、 （ｃ）円筒状被加工管を調整自在且つ離脱自在にそこへ
   載せるべく二次ベース取付パッドの対向対の各々に固定
   され、円筒状被加工管の管軸線の回りでの回転に適応す
   る装置を有する円筒状被加工管案内装置と、 （ｄ）前記円筒状被加工管案内装置内に配設された前記
   円筒状被加工管に回転を付与すべく、前記被加工管に沿
   い、前記二次ベース取付パッドの中間に配置された円筒
   状被加工管駆動把持装置と、 （ｅ）前記二次ベース取付パッドの第一対向対に固定さ
   れた円筒状被加工管成形ローラにて、前記管軸線に対し
   て近位、遠位の、且つまた半径方向に内方および外方へ
   配設された終点間の複数の弧状行程経路に沿った前記成
   形ローラの移動のための装置を設けられ、弧状に隔置さ
   れた予定の一連の経路の一つに沿って前記弧状諸経路が
   移動し、前記の予定の一連のものの移動の若干の継続的
   な弧状諸経路が前記管軸線上へその遠位終点に向かい収
   束するようにした円筒状被加工管成形ローラと、 （ｆ）引き続く運動の行程の弧状間隔を調整する装置に
   おいて、軸線方向に外方へ且つ半径方向に内方へ向かう
   運動のそれぞれの行程と、前記成形ローラに付加される
   力の大きさとの各々に対する弧状間隔がそれに先行する
   軸線方向に内方へ且つ半径方向に外方へ向かう行程と選
   択的に相違し、前記の軸線方向に内方へ且つ半径方向に
   外方へ向かう弧状行程の可成りの部分にわたり前記成形
   ローラに付加される運動がそれに直ぐ先行する軸線方向
   に外方へ且つ半径方向に内方へ向かう弧状行程のそれに
   比し常に大きく、小さく、または等しくなることによ
   り、前記の直ぐ先行する軸線方向に外方へ且つ半径方向
   に内方へ向かう弧状行程のそれへ制御自在に関連付けら
   れるような配列であるようにした装置とを含む生産設
   備。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の生産設備において、前
   記の軸線方向に内方へ且つ半径方向に外方へ向かう弧状
   行程の可成りの部分にわたる前記成形ローラの運動の速
   度が、それに直ぐ先行する軸線方向に外方へ且つ半径方
   向に内方へ向かう弧状行程のそれに比し常に大きく、ま
   たは常に小さくなることにより、前記の直ぐ先行する軸
   線方向に外方へ且つ半径方向に内方へ向かう弧状行程の
   運動の速度と異なることを特徴とする生産設備。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の生産設備において、前
   記管軸線に沿い、前記円筒状被加工管駆動把持装置と前
   記の二次ベース取付パッドの第一対向対の二次ベース取
   付パッドの各々との中間の点に、前記円筒状被加工管の
   ため冷却装置が設けられることを特徴とする生産設備。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の生産設備において、管
   軸線と相対的な前記ローラの半径方向での配置に応じた
   速度で前記円筒状被加工管と前記成形ローラとを回転さ
   せるべく電動機装置が設けられ、前記容器の表面と前記
   成形ローラとの間の相対速度がほぼ整合したままに保た
   れるような配列であることを特徴とする生産設備。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の生産設備において、前
   記加熱源が加熱トーチを含み、前記加熱トーチが、前記
   二次ベース取付パッドの第一対向対の各々に固定された
   関節接合装置と、そこへ前記加熱トーチを調整自在に固
   定する装置とを備えることを特徴とする生産設備。
6. 【請求項６】 円筒状被加工管に対する端部ふたの形成
   による両端閉鎖容器の生産設備にして、 （ａ）一次ベース取付パッドと、少なくとも一つの軸線
   に沿った直線運動に適応する案内面の複数の対向対とを
   包含し、各案内面がその上に二次ベース取付パッドを備
   えるようにしたフレーム装置と、 （ｂ）加熱源装置および前記加熱源装置を前記被加工管
   に対し調整自在に位置付ける装置と、 （ｃ）円筒状被加工管を調整自在且つ離脱自在にそこへ
   載せるべく前記二次ベース取付パツドの第二対向対の各
   々に固定され、円筒状被加工管の管軸線の回りでの回転
   に適応する装置を有する円筒状被加工管案内装置と、 （ｄ）前記円筒状被加工管案内装置内に配設された円筒
   状被加工管に回転を付与すべく、前記一次ベース取付パ
   ッドに沿い、前記の二次ベース取付パッドの第一対の中
   間に配置された円筒状被加工管駆動把持装置と、 （ｅ）対向する一対のベース取付パッドに固定された円
   筒状被加工管成形ローラにて、前記管軸線に対して近
   位、遠位の、且つまた半径方向に内方および外方へ配設
   された終点間の複数の弧状行程経路に沿った前記成形ロ
   ーラの移動のための装置を設けられ、弧状に隔置された
   予定の一連の経路の一つに沿って前記弧状諸経路が移動
   し、前記の予定の一連のものの移動の若干の引き続く弧
   状諸経路が前記管軸線上へその遠位終点に向かい収束す
   るようにした円筒状被加工管成形ローラと、 （ｆ）引き続く運動の行程の弧状間隔を調整する装置に
   おいて、軸線方向に外方へ且つ半径方向に内方へ向かう
   運動のそれぞれの行程と、前記成形ローラに付加される
   力の大きさとの各々に対する弧状間隔がそれに先行する
   軸線方向に内方へ且つ半径方向に外方へ向かう行程と選
   択的に相違し、前記の軸線方向に内方へ且つ半径方向に
   外方へ向かう弧状行程の可成りの部分にわたり前記成形
   ローラに付加される運動が、それに直ぐ先行する軸線方
   向に外方へ且つ半径方向に内方へ向かう弧状行程のそれ
   に比し常に大きく、小さく、または等しくなることによ
   り、前記の直ぐ先行する軸線方向に外方へ且つ半径方向
   に内方へ向かう弧状行程のそれへ制御自在に関連付けら
   れるような配列であるようにした装置とを含む生産設
   備。
7. 【請求項７】 金属製円筒状管から密閉円筒タンクを形
   成する方法にして、 （ａ）長い中心軸線と対向両端部とを有する金属製円筒
   状管の、前記管の長い軸線の回りでの回転を得るため、
   フレーム内に前記金属製円筒管を離脱自在に固定する段
   階と、 （ｂ）前記金属製円筒状管を、その長い軸線の回りに回
   転させる段階と、 （ｃ）対向する円筒状管の両端部を強い熱エネルギ源へ
   露出させる段階と、 （ｄ）前記金属性円筒状管の末端部分の表面に対し、そ
   れに端部キャップ成形力を加えながら、硬質の管表面接
   触部材を向かわせる段階と、 （ｅ）前記管軸線につき軸線方向且つ半径方向へ延びる
   弧状経路に沿い、前記金属製円筒状管に対する端部キャ
   ップ成形力の作用点を同時且つ相互補完的に変えて、前
   記管軸線につき軸線方向且つ内方へ若干の継続的な成形
   行程を進行させながら、前記円筒状管の対向両端部に対
   する一連の端部キャップ成形行程を生成する段階と、 （ｆ）前記金属製円筒状管の対向する軸線方向両端部が
   収束して、ほぼ閉鎖された端部キャップをその各端部に
   形成するまで、前記成形行程を反復的に維持する段階と
   を含む方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の方法にして、中心軸線
   の回りの前記のほぼ閉鎖された端部キャップを加熱し
   て、そこにふたを形成する段階を包含する方法。
9. 【請求項９】 金属製円筒状管から密閉円筒タンクを形
   成する方法にして、 （ａ）長い中心軸線と対向両端部とを有する金属製円筒
   状管の、前記管の長い軸線の回りでの回転を得るため、
   フレーム内に前記金属製円筒管を離脱自在に固定する段
   階と、 （ｂ）前記金属製円筒状管を、その長い軸線の回りに回
   転させる段階と、 （ｃ）前記円筒状管の両端部を強い熱エネルギ源へ露出
   させる段階と、 （ｄ）前記金属製円筒状管の加熱された末端部分の表面
   に対し、それに端部キャップ成形力を加えながら、硬質
   の管表面接触部材を向かわせる段階と、 （ｅ）前記管軸線につき軸線方向且つ半径方向へ延びる
   弧状経路に沿い、前記金属製円筒状管に対する端部キャ
   ップ成形力の作用点を相互補完的に変えて、前記管軸線
   につき軸線方向且つ内方へ若干の継続的な成形行程を進
   行させながら、前記円筒状管の対向両端部に対する一連
   の端部キャップ成形行程を生成する段階と、 （ｆ）前記金属製円筒状管の対向する軸線方向両端部が
   収束して、ほぼ閉鎖された端部キャップをその各端部に
   形成するまで、前記成形行程を反復的に維持する段階
   と、 （ｇ）中心軸線の回りの前記のほぼ閉鎖された端部キャ
   ップを加熱して、そこにふたを形成する段階とを含む方
   法。
10. 【請求項１０】 請求項７に記載の方法に従って製作さ
    れた円筒タンク。