JPS6238048B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直管からエルボを製作する方法およ
び該方法を実施するための装置に関するものであ
る。

基本的には、現在のところ２つの方法、すなわ
ち曲げと溶接がエルボの製作に使用されている。
曲げ方法においては、直管を万力に締め付け、適
当な充填剤を満たし両端をしつかりと封止した
後、曲げ成形される。しかし、この方法は、曲げ
機械が高価であり、使用される動力が大きく、エ
ルボの外曲管部の壁体強度が低下するなどの幾つ
かの欠点を有している。特に、この強度低下はエ
ルボ全体の能力を含む負荷に悪影響を及ぼし、実
際に要求される厚さよりも応用にあたつてははる
かに厚い管壁を選定して製造することが強要さ
れ、その結果、管が曲げられる時にエルボの臨界
的外壁が端部において充分な強度があるように確
保するために、非常に高い材料コストを受け入れ
る外ない。

溶接法においては、出発材料は、製作されるエ
ルボ全体の展開に相当するに充分な大きさの平坦
な薄金板である。そこで、この薄板金素材は、エ
ルボの形を形成するように適当にロールにかけて
巻かれ、一緒に溶接される。この方法にも、次の
２つの主たる欠点がある。第一に、薄板金の相当
の部分を廃棄物として損失し、第二に相当の機械
動力が切断、ロール成形およびエルボ溶接に要求
されることである。さらに、作業に長時間を要す
る。

したがつて、本発明の目的は、上述の如き欠点
がほとんど解消されるエルボの製作方法を提供す
ることにある。特に、本発明の目的は、経済的
に、短時間に、また実際に材料のむだがなく、一
方正確な寸法および均一な耐圧性能などの項目に
おいて全ての要求を満足するエルボの製作方法を
提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、上述した方法を実
施するための装置を提供することにあり、比較的
簡単で、従つて妥当なコストで製造でき、正確で
迅速な成形を行なえる製造装置を提供することに
ある。

本発明の方法は、エルボに成形されるべき直管
材料から出発する。本発明方法は、管材料を管軸
に対して斜面に切断し、ついで段階的に収縮装置
へ供給し、ここで収縮する工程からなる。収縮さ
れた部材はついで調整され、これにより管軸に対
してある角度をもつて行なわれた収縮操作と、管
軸に対して垂直に行なわれた調整操作とは順次管
部材に対して行なわれる。

90゜エルボを製造しようとする場合（これは実
際上しばしば要求されるものである）、管両端を
法線軸平面に対して38.146゜の角度で切断しなけ
ればならない。これにより、得られるエルボは管
軸に対して全く垂直なフランジ平面を有するよう
になる。注目すべきことに、この切断角度は管径
とは全く関係なく、エルボのタイプのみに依存す
る。したがつて、一度組み立てられた切断装置
は、その後の収縮のための各種直径を有する管の
加工に使用できる。

曲げの成形に使用される収縮工程は、従来の成
形法よりもはるかにわずかの力しか必要としな
い。収縮において生ずるモーメントが曲げにおい
て生ずるモーメントよりもかなり小さいというこ
とは、数学的にも証明することができ、このこと
は、必要とされる装置の寸法決定において明らか
に大きな利点である。

この方法を実施するための本発明に係る装置
は、多数の可動性収縮調整ジヨウ、および加工さ
れるべき管の一方端を保持しまた支持するための
上記可動性収縮調整ジヨウの方へ傾斜した面に沿
つて動く管部材保持供給装置からなる。

このようなエルボ成形装置の一つの好ましい態
様は、円周上に配置されたセグメントからなり、
セグメント支持ブラケツト上にセグメントがお互
いに対して放射状に動きうるように締結された多
数の可動性収縮調整ジヨウを具備することにより
特徴付けられる。

可動性収縮調整ジヨウがお互いに対して同時に
移動できるようにするために、セグメント支持ブ
ラケツトは一対の接続レバーによつて装置フレー
ムに連結され、ビストン−シリンダユニツトによ
つて制御される。

ピストン−シリンダユニツトが操作されるとき
に、セグメント支持ブラケツトが側方移動のみで
なく枢軸動をも完全にできるようにするために、
一対の接続レバーは長さが等しくない。これによ
り、収縮調整用のセグメントの収縮部が配置され
ているセグメント支持ブラケツトの一方側はセグ
メントの調整部が位置するセグメント支持ブラケ
ツトの他方側よりは互いに向つて大きな距離移動
する。

管部材保持供給装置は、ピストン−シリンダユ
ニツトにより制御されている可動性収縮調整ジヨ
ウに対して一定の角度で傾斜する面に沿つて移動
することができるキヤリツジを具備している。

以下、添附図面に示す実施例に基づいて本発明
をさらに説明する。

第１図乃至第６図はエルボを加工する各段階の
装置の概略縦断面図を示す。基本的に、装置は実
際の可動性収縮調整装置１と管部材保持供給装置
２とから成る。可動性収縮調整装置はその断面に
おいて円形であるフレーム３を具備し、スタンド
４によつて床面に緊固に締結されている。

フレーム３の内部には多数のセグメント支持ア
ンカー５が設けられている。セグメント支持ブラ
ケツト７は、枢軸揺動できるように一対の接続レ
バー６Ａ，６Ｂによつてセグメント支持アンカー
５に取り付けられている。実際の収縮調整用のセ
グメント８はセグメント支持ブラケツト上に配置
されている。セグメント８は２つの部分、すなわ
ち収縮部８Ｂおよび調整部８Ａからなる。

セグメント支持ブラケツト７は、フレーム３の
前方側に配置されているピストン−シリンダユニ
ツト９により制御される。各ピストン−シリンダ
ユニツトは、それぞれ一つのセグメント支持ブラ
ケツト７に割り当てられており、該ブラケツトを
ピストン・ロツド１０および作動部材１１によつ
て制御する。図面から明らかなように、ピストン
−シリンダユニツト９が作動するときは、ピスト
ン・ロツド１０および作動部材１１は左へ移動
し、その結果、セグメント支持ブラケツト７は一
対の接続レバー６Ａ，６Ｂで止められているので
枢軸揺動をする。すなわち、セグメント支持ブラ
ケツト７はそれらの移動を通じて装置の中心点の
方向へ互いにより接近するように動く。

第１〜６図から明らかなように、接続レバー６
Ａおよび６Ｂは平行でなく、また長さも等しくな
い。セグメント８の収縮部８Ｂの領域にある接続
レバー６Ｂは、セグメント８の調整部８Ａの領域
のセグメント支持ブラケツト７に連結されている
接続レバー６Ａよりも幾分長い。

第１図に示されているセグメント８の休止位置
において、全てのセグメント支持ブラケツト７は
平行であり、その結果、長い方の接続レバー６Ｂ
は短かい方の接続レバー６Ａよりも枢軸揺動が大
きい。ピストン−シリンダユニツト９が作動しセ
グメント支持ブラケツト７が装置の中心点に向つ
て移動すると直ちに、セグメント支持ブラケツト
７は中心に対して平行には移動しないが、セグメ
ント８の収縮部８Ｂの領域にあるセグメント支持
ブラケツト７の端部は、セグメント８の調整部８
Ａの領域にある端部よりもより長い道程に沿つて
移動する。

収縮調整用のセグメント８は、各種の管径への
可動性収縮調整装置に適用できるように、容易に
取り換え可能である。

第７図に示すように、多数の収縮調整用のセグ
メント８（本実施例の場合12個である）が円周に
沿つて放射状に配置されている。これらが縮小位
置においては、調整部８Ａは、それらの内面で成
形されるべきベンドの外面に相当する表面を取り
巻くように、相並んで緊密に配置される。

さらに、第１〜６図に示すように、管部材保持
供給装置はベース部１５を有し、該ベース部の表
面は可動性収縮調整装置１の方向に傾斜している
面であるように構成されており、キヤリツジ１８
を支持し、前後移動可能である。

油圧もしくは空気圧式のピストン−シリンダユ
ニツト１９は、キヤリツジ１８を作動するために
設けられている。

キヤリツジ１８には延長部２０が装着されてお
り、該延長部２０には枢軸回転可能な管支持要素
２１が取り付けられている。管支持要素２１の機
能は、加工されるべき管部材１４を支持すること
にある。

エルボを製作する方法は以下のように行なわれ
る。第８図に示すように、長管２２を加工すべき
適当な管部材１４に切断する。個々の部材の両端
は、最終製品のエルボが管軸に対して既に垂直な
フランジ面を持つように、ある角度をもつて切断
される。

管径に無関係に、与えられた管に対して特定の
切断角度があることが数学的に証明できる。例え
ば、90゜エルボに対しては、管部材の切断角は管
の軸法線面に対して38.146゜でなければならな
い。45゜ベンドに対しては、切断角は21.44゜で
ある。これらの計算により、第８図に示すよう
に、何らのむだもなく長管から適当な管長の管部
材を切断することが可能となる。

次の工程は、調製された管部材をキヤリツジ１
８の管支持要素２１上に置き、これを管先端部が
セグメント８の収縮部８Ｂに接触するまで可動性
収縮調整装置１に向つて供給することである。こ
の状態は第１図に示されている。引き続き、ピス
トン−シリンダユニツト９が作動し、全セグメン
ト８を図において左へ移動せしめ、これらのセグ
メント８は前述の如く動作して管部材１４を変形
する。図面に示すように、この収縮作動は管軸に
対して垂直ではないが、90゜未満のある角度でも
つて出口方向に作用する力を付加することにより
起こる。したがつて、収縮軸において見た場合に
楕円形である管断面は漸次円形に変形する。

セグメント８がその縮小位置に到達（管部材の
先端部の収縮作業完了）すると直ちに、ピストン
−シリンダユニツトは逆方向に作動し、セグメン
ト８は引き戻される（管部材からセグメントの接
触解除）。これに続いて管供給サイクルが行なわ
れ、管部材１４は管先端部がセグメント８に再び
接触するまで可動性収縮調整装置１の方向にさら
に押される。次いで、再びピストン−シリンダユ
ニツト９が作動（図面上左方向に）し、セグメン
ト８は次の管部材１４の接触部を収縮させるため
にもう一度図面上左方向に揺動される。ここまで
で第２図に示す状態に既に到達している。

これらのシーケンスは順々に繰り返され、これ
により出発管部材１４はエルボに成形される。

プロセスの上記の点に至るまでは、収縮作動の
みがセグメント８の収縮部８Ｂで管部材１４に行
なわれた。次の加工段階は、セグメント８の調整
部８Ａの作用下での管部材１４の収縮された導入
部分の調整を含み、このセグメント８の調整部８
Ａの作用によりベンドが角度および真円度に関し
てその最終形状に変形される。

この目的のために、セグメント８は再び引き戻
され、管部材１４は前進し、ピストン−シリンダ
ユニツト９はセグメント８が再び管部材に密接す
るように作動する。一方においては先に収縮され
た管部材１４の導入部分は調整部８Ａにより調整
されるが、他方においては後続の管部材はセグメ
ント８の収縮部８Ｂによつて収縮される。これは
まさに既に述べたようにして行なわれ、それと同
時に、管部材１４は漸次装置内に供給され、また
セグメントはサイクル毎に前進してはまた引き戻
される。これは第３図に示す状態である。

装置の設計説明において述べたように、接続レ
バー６Ｂは、セグメント８の作動の際に収縮部８
Ｂが調整部８Ａよりも長い道程に沿つて移動する
ように、接続レバー６Ａよりも長い。この理由
は、収縮工程は短かい道程に渡つて大きな動力が
要求される調整工程よりもより長い道程に渡つて
小さな動力で行なわれるべきであるからである。
本発明は、極めて簡単な技術的解決でもつてこれ
らの要求を満足させるものである。

エルボの半分が成形された（第３図）後、管部
材１４の後端部は管支持要素２１から離脱し、管
部材が90゜エルボに対しては22.5゜（第４図に相
当する割合まで下方へ揺動できるように、キヤリ
ツジ１８はピストン−シリンダユニツトによつて
引き戻される。

残りの管部材は、ついで第６図に示す状態にな
るまで、ちようど同じように収縮および調整によ
つて加工され（第５図）、これにより管部材１４
の最後の収縮された部分はセグメント８の調整部
８Ａによつて調整される。この操作により、管部
材１４をもつての加工シーケンスは完了し、セグ
メント８は元の状態に戻り、完成エルボは可動性
収縮調整装置１から取り出される。

本発明の方法および装置は極めて効率的であ
り、また必要な装置は簡単でがんじようである。
管の内部に対して調整プラグを使用する必要はな
い。それにもかかわらず、上記のように成形され
たエルボは完全な円形であり、均一な壁厚を有し
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明に係る装置のエルボ
加工各段階の概略縦断面図、第７図は第１図に示
す装置の部分断面側面図、第８図は加工前の管部
材の側面図を示す。 ５はセグメント支持アンカー、６Ａ，６Ｂは接
続レバー、７はセグメント支持ブラケツト、８は
セグメント、８Ａは調整部、８Ｂは収縮部、９，
１９はピストン−シリンダユニツト、１４は管部
材、１８はキヤリツジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直管から両端が管軸に対してある角度で切断
   された所定長の管部材を得、該管部材を可動性収
   縮調整装置内に段階的に供給しながら、まず前記
   管部材先端部に管軸に対して90゜未満の角度で出
   口方向に作用する力を付加することによつて管部
   材の収縮及び曲げを行なう収縮操作と、該収縮操
   作を経た管部材の部分に管軸に対して垂直に作用
   する力を管部材周囲から付加して所望の形状と丸
   みをもつた管部分に成形する調整操作を行ない、
   これらの収縮操作と調整操作を管部材の連続する
   部分に順次行なうことを特徴とする直管部材をエ
   ルボに曲げる方法。 ２ 管部材がその両端で軸線に対して38.146゜の
   角度で切断され、90゜のエルボを形成する特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 管部材がその両端で軸線に対して21.44゜の
   角度で切断され、45゜のエルボを形成する特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ４ 円周に沿つて配置されかつ互いに半径方向に
   接近し得るように揺動自在に設けられた多数のセ
   グメント支持ブラケツトと、該ブラケツトにそれ
   ぞれ固定されかつ管部材供給側に所望のエルボよ
   り大きな曲率半径の収縮部並びにこれに連続して
   出口側にエルボと同じ曲率半径の調整部からなる
   内表面を有するセグメントとからなる可動性収縮
   調整ジヨウと、 管部材の一端部を保持かつ支持し、前記可動性
   収縮調整ジヨウに対して一定角度で傾斜する面に
   沿つて移動する管部材保持供給装置 とから構成される直管部材をエルボに曲げる装
   置。 ５ 前記セグメント支持ブラケツトは接続レバー
   対によつて装置のフレームに連結されており、流
   体ピストン−シリンダユニツトによつて制御され
   る特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６ 各々の接続レバー対を形成する二つの接続レ
   バーは互に異なる長さに形成されていることによ
   り、前記ピストン−シリンダユニツトが操作され
   たとき横方向に移動に加えてセグメント支持ブラ
   ケツトが揺動運動をすることを特徴とする特許請
   求の範囲第５項に記載の装置。 ７ 収縮部の領域に位置する接続レバーは調整部
   に位置する接続レバーよりも長く形成されている
   ことにより、収縮部は調整部よりも互に長い距離
   を移動することを特徴とする特許請求の範囲第４
   項ないし第６項のいずれか一つに記載の装置。 ８ 前記管部材保持供給装置はキヤリツジを備え
   ていて、このキヤリツジはピストン−シリンダ制
   御ユニツトを操作することにより前記可動性収縮
   調整ジヨウに対して一定の角度で傾斜する面にそ
   つて前後に移動可能である特許請求の範囲第４項
   ないし第７項のいずれか一つに記載の装置。