JPS632593A

JPS632593A - 互いに溶接されるパイプ状ワ−クの芯出し及びクランプ装置

Info

Publication number: JPS632593A
Application number: JP14451187A
Authority: JP
Inventors: クラウス・テッシュ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-06-10
Filing date: 1987-06-09
Publication date: 1988-01-07
Also published as: DD263806A5; DE8615617U1; JPH0513759B2

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】［産業上の利用分野コこの発明は、互いに溶接されるパイプ状ワークの芯出し
及びクランプ装置であって、溶接部の両側に不活性ガス供給ノステムを備えるととも
に、少くとら１つのクランプ手段を有する第１クランプ
ユニットと少くとら２つのクランプ手段を有する第２ク
ランプユニットとを備え、上記クランプ手段がくさび状
に形成されて外方、に開口したクランプ溝を備えるとと
もに、該各りランプ荷が一並びのクランプ部材をそれぞ
れ収納し、上記クランプ溝の壁面が互いに相対的に軸方
向に移動できる環状部材により形成され、該環状部材の
うち最も外側に位置する環状部財か、ばねの付勢力に抗
して互いに接近することができるとともに再び緩めるこ
とができることにより、プルロッド及び駆動部を介して
、互いにはずすことができるように連結される一方、最
も内側に位置する環状部材及び溶接部が、長手方向に変
位することができるように保持部上に配置された装置に
関する。

上記パイプ状ワークとは、パイプ部材、エルボ、フラン
ジ、および、より広い意味で、クランプ装置により芯合
せ及び締付けを行なうことができる内径部を内側に備え
た全てのワークを意味する。

［従来の技術］上記し１こタイプのクランプ装置はよく知られている（
例えば、ドイツ実用新案８５．０７．５５５号及びドイ
ツ実用新案８５．２５，９５２号参照）。

それらは、互いに溶接されるパイプ状ワークの中に挿入
される伸長体として設計されている。そして、所謂溶接
部と称される溶接箇所に、不活性ガス供給オリフィスが
開口する環状の凹部を備えている。上記溶接部の片側に
は二つのクランプ手段を有するクランプユニットが、池
の片側にはクランプ手段を１つたけ有ずろクランプユニ
ットか配置され、各クランプ手段のクランプ部材の列は
、環状のコイルばねで形成されている。

真直したパイプ部材を締付けるには、正確な芯合せを保
証するために、連続して配置され１こ二つのクランプ手
段を有するクランプユニットが用いられる。エルボ又は
、フランジのような短いパイプ部材を締付けるには、ク
ランプ手段を１つだ：す有するクランプユニットが用い
られろ。

〔発明が解決しようとする問題点］全ての組合せを得ることを可能にするには、少くとも三
つのタイプの装置が必要である。すなわち、真直したパ
イプ部材を溶接するために、それぞれ二つのクランプ手
段を有する二つのクランプユニットを備えた装置、エル
ボを締付けることができるように、クランプ手段を１つ
だけ有するクランプユニットを、装置の自由端に隣接し
て配置した装置、そして、フランジを締付けるために、
クランプ手段を１つだ；す有するクランプユニットを、
溶接部から遠く離れた装置の自由端から離れて配置する
とともに、フランジの位置決めと芯合仕のために停止部
を設けた装置が必要である。

これらは精巧な＊５であるので、各呼称口径ごとに少く
とも３つの異なる装置を在庫しておくことは、非常に大
きな費用がかかる。

［発明の目的〕このｆこめ、この発明は、上記３つの主な用途に対して
必要な装置にかかる費用を低減することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明による解決方法では、少くとも内側の環状部材
と溶接部とが、ピストンロッド及び保持部上で、以下の
ようにしてそれぞれその位置を変えることができる。す
なわち、第１組立状態では、溶接部が装置の自由端の近
傍に配置され、第１クランプユニットは装置の自由端と
溶接部との間に位置する。第２組立状態では、溶接部が
装置の自由端から遠く離れて配置され、第２クランプユ
ニットは装置の自由端と溶接部との間に位置する。

本発明は、より具体的には、互いに溶接されるパイプ状
ワークの芯出し及びクランプ装置であって、溶接部の両
側に不活性ガス供給ンステムを備えるとともに、少くと
６１つのクランプ手段を有する第１クランプユニットと
少くとも２つのクランプ手段を有する第２クランプユニ
ットとを備えている。上記クランプ手段は、くさび状に
形成されて外方に開口したクラップ溝を備えるとともに
、該各クランプ１１１〒が一並びのクランプ部材をそれ
ぞれ収納している。上記クランプ溝の壁面は互いに相対
的に軸方向に移動できる環状部材（１７，１８゜１９．
２０）により形成されている。該環状部材のうち最も外
側に位置する環状部材は、ばねの付勢力に抗して互いに
接近することができるとともに、ばねの付勢力により緩
めることができる。内側に位置する環状部材及び溶接部
は保持部（１１，１３）上に配置されている。

異っに目的に対して上記装置を使用することかできるよ
うにするｆこめに、内側の環状部材と溶接部とが、ピス
トンロッド及び保持部上で、以下のようにしてそれぞれ
その位置を変えることができる。すなわち、第１組立状
態では、溶接部が装置の自由端の近傍に配置され、第１
クランプユニットは装置の自由端と溶接部との間に位置
する。第２組立状態では、溶接部が装置の自由端から逮
く離れて配置され、第２クランプユニットは装置の自由
端と溶接部との間に位置する。らし、全部で４つのクラ
ンプ手段が設けられていれば、それぞれ２つのクランプ
手段を有する２つのクランプユニットを備えた第３組立
状態が存在し得える。

［発明の効果］クランプユニットを直接に形成する部材の位置を変換す
ることができるので、組立状態を変えれば、１つの同じ
装置を実際的な全ての目的に用いることができる。全て
の駆動部オは変えずにすむので、段取替えのための労務
費は比較的低い。装置の端末の固定部材をはずし、部材
を変換した後、上記固定部材を再び締め付けることが必
要なだけである。設備費と在庫費用の点から全体の費用
は、結果として約１／３に低減される。

全部で４つのクランプ手段が設けられ、その結果、第３
組立状態では、２つのクランプユニットが、真直したパ
イプ部材を締付けるｆ二めにそれぞれ２つのクランプ手
段を備えることができる。第１及び′１５２組立状態で
は、第１クランプユニットはクランプ手段を１つだけ備
え、第２クランプユニットは３つのクランプ手段を備え
ている。同時に、第２クランプユニットの第３クランプ
手段のクランプ部材は削除することができ、その結果、
実際には残り２つのクランプ手段だけが有効である。装
置が短縮される場合にはクランプ手段を２つだけ設ける
ことら可能であろう。しかし、−般的に、組立及び変換
中に装置を短くすることは、第３クランプ手段を備えた
第２クランプユニットを装着するよりも（夏雑である。

好ましくは、溝部の壁面を形成する環状部材だけでなく
、溶接部も、取りはずすことができ、そしてその位置を
変えることができるように、保持部上に配置される。こ
の場合、らし望まれるならば、後者は駆動部又はピスト
ンロッドに固定して取付けることができる。しかしなが
ら、簡単な方法で溶接部に不活性ガスを供給するときに
は不都合であるので、−般的には、溶接部を保持部に固
定して取付け、該保持部を全体として位置の変換ができ
るように設計するのがより好ましい。

組立状態によって異なる軸方向位置に配置される溶接部
に簡単な方法で不活性ガスを供給するためには、好まし
くは、全ての組立状態において、保持部か、一方では、
容接部に、他方ではピストンロットに設けられた不活性
ガス供給オリフィスに連通ずる伸長し１こ不活性ガス供
給空間を取囲んでいる。

上記保持部か２つの保持部材から成り、第１保持部材が
溶接部を保持するとともに、最も外側に位置する２つの
環状部材間の距離の少くとら約半分の艮ざを何するガス
供給空間を形成し、ガス供給オリフィスが上記２つの環
状部材の略中央に位置する一方、第２保持部材が上記第
１侍部材の片側又は他の片側にそれぞれ装着することが
できれば便利である。この場合、溶接部は、２つの最も
外側の端部（第１及び第２の組立状態）と中央（第３の
組立状態）のとちらにも配置することかでさる。上記２
つの保持部材は、芯出しされた案内面を形成するために
、適当な方法、例えば、適当なはめ合い面又はねじ結合
により接続できるようにすることが可能である。しかし
、それらか共にビストノロッドに関して同軸であれば、
上記したような直接的な接続は必要ない。

駆動によって起こるクランプ作動の後に環状部）オを解
除位置に再び戻す付勢手段は、ピストンロットに着座し
ｒこ１つ以上のばねによって形成されている。その結果
、これららまた段取替えの間、変更なくとどめることが
でき、保持部の端面及びピストンロッドの端部又は駆動
部に接続さイーる上記部品に対向する面が、全ての組立
状態において同じ長さを有するスプリング空間を適当に
取囲んでいる。しかしながら、好ましくは、付勢手段は
、列をなすクランプ部材で与えられろ環状ばね、又はク
ランプ部材の列を形成することによって、単独に形成さ
れる。ピストンロッドを取巻くばねは、部分的に又は完
全に削除することができ、その構造及び使用を簡素化す
ることができる。

特に、内側のばねを追加して設けるか又は、クランプ手
段に固有のばね力を異ならせる結果として、１つのクラ
ンプユニットのばね力を、（也のもののばね力よりも大
きくすることが好ましい。このことは、クランプ作動に
対するより低い方の抵抗に対抗する低い方のばね力を備
えたクランプユニットにおいて、他のクランプユニット
のクランプ部材に先立って、クランプ部材の列が、組合
されたワークの内面に対して外方に向って押圧されるこ
とを確かなものにし、その結果、上記ワークは、他のワ
ークよりも先に固定される。このことは、相互の芯合せ
を容易にする。付勢手段がクランプ手段によって単独に
形成されている場合には、好ましくは、ばね定数が異な
る環状のばねが用いられる。この替りに、クランプ溝に
異なるくさび角度を与えることも可能であろう。しかし
ながら、クランプ溝は、基本的に同一の形状であること
がより好ましい。

全部で４つのクランプ手段を設ける場合には、２つの比
較的弱いばねと２つの比較的強いばねとが設けられ、第
１及び第２組立状態では、第１クランプユニグト（こ比
較的強いばねが装着され、第３組立状態では各クランプ
ユニットに２つの同じばねがそれぞれ装着される。

装置を、特にその溶接部に隣接した部分を効果的に冷却
するには、本発明によれば、−般に、ピストンロッドを
、閉じた冷却ダクトで冷却するだけで十分であり、冷却
効果は、一方では熱伝導及び熱ふく射の結果、他方では
不活性ガスによる移送によって、ピストンロッドから溶
接部に隣接する部分に伝達される。

［実施例］以下、本発明の好適な実施例を表わす図面を参照しつつ
、本発明の詳細な説明する。ここに、３つの図面は、本
発明に係る装置の同一の実施例について、異なる組立状
態における長手方向の断面を示すものである。

本装置の駆動部Ｉは、内側Ｉの端部が壁部３で閉じられ
たシリンダ２を備えている。該シリンダ２は、接続部５
に固着されたピストン４とピストンロッド６とを収納し
ている。上記接続部５は、供給用ホース、特に、不活性
ガス、冷却水の導入及び排出、およびピストン／シリン
ダ装置を作動させるための圧縮ガスの供給用ホースを接
続するのに用いられる。不活性ガスは配管７を通って不
活性ガス出口オリフィス８に運ばれる一方、冷却水は配
管９を通ってピストンロッド６の閉鎖された端部の近傍
に流れ、その後、ピストンロッド６内を還流する。シリ
ンダ壁部３にはピストンロッドグランド１０が取付けら
れている。

円筒状のスリーブ１１と端末ディスク１２とから成る第
１保持部材が、ピストンロッド６により同軸的にガイド
されている。スリーブＩ３とディスク１４とで構成され
る第２保持部材が、上記第１保持部材に継ぎ合わされて
いる。上記両スリーブ２及び１３の外径は、シリンダ壁
部３の伸長部１５の外径と略等しくなっている。

上記スリーブ１１には、溶接部を形成するととらに、ス
リーブ１１に対応して、不活性ガスを供給するために）
隻数の貫通孔を設けた環状部材１６が固着されている。

該環状部材１６の側方には、交換可能な環状部材１７が
設けられている。また、駆動部Ｉの伸長部Ｉ５に支持さ
れたスリーブ状の環状部材Ｉ８及び環状部材Ｉ９が、上
ｇｃ！沖長部１５と同軸に配置されている。ピストンロ
ッド６の自由端には、簡単に取りはずすことができる固
定部材２１、例えば、ねじを螺設したナツト又はキーに
よって、皿状の環状部材２０が脱着自在に取付けられて
いる。全ての環状部材は、スリーブ１１．１３及び伸長
部１５の外径よりられずかに大きい内径を有している。

それらは、互いに向い合ってクランプ溝２２を形成する
円錐状の端部を備え、該クランプ、７ｉ￥２２には、列
をなすクランプ部材としてコイルばね、特に、比較的弱
いコイルばね２３と比較的強いコイルばね２４とが配置
されている。

上記装置を締付けるためには、ピストン４とシリンダ壁
部３との円筒状空間部に圧力媒体を導き、その結果、ピ
ストンロッド６が図における右方に引張られて外側に位
置する環状部材１９及び２０が互いに近づけられる。そ
の結果、クランプ溝２２の端面ら互いに近づき、コイル
ばね２３．２４を締め付けられるべきワークの内面に向
って外側に押圧する。このことにより、各クランプ溝２
２は、該Ｆｆ１ｔ２２内に位置するコイルばね２３．２
４と共にクランプ手段を形成する。ここまでは、図で示
された全ての組立状態は互いに一致している。

第１図に示した第１の組立状態では、溶接部１６は装置
の自由端近傍に位置している。第１クランプユニット２
５は強いばね２４を有するクランプ手段を唯一つ備えて
いるだけであるが、第２クランプユニット２６は３つの
クランプ手段を備え、これらのうち外側の２つは弱いば
ね２３を有し、内側のものは強いばね２４を備えている
。第１保持部１１．１２は装置の自由端近傍に配置され
、溶接部１６も同様に装置の自由端近傍に位置している
。

不活性ガス供給空間２７は、この場合でもやはリガス供
給オリフィス８に達している。というのは、右側のディ
スクＩ２と最も外側の環状部材２０との間隔か、最も外
側の二つの環状部材１９及び２０の間隔の半分よりも幾
分か大きく、そして、ガス供給オリフィス８はそれらの
中間に位置しているからである。

クランプユニット２６の弱いスプリング２３は、ピスト
ン／シリンダ装置が初期にわずかな圧力しか受けない場
合に、締め付けるべき真直したパイプ部材が当初援やか
な力で固定されることを保証する。それから、クランプ
ユニット２５で締付けるエルボをパイプ部材に対して整
列させ、装置の溶接部Ｉ６に関してパイプ部材の位置を
チエツクすることができる。その後、ピストン／シリン
ダ装置は全圧力を受け、二つのワークは所定の力で締付
けられる。溶接後、駆動が停止され、環状部材１８，１
９．２０が軸方向に移動して互いに離れると、スプリン
グ２３．２４は再び縮んで装置は再びワークから離れる
。

第２図によれば、第２の組立状態では、溶接部１６に関
して、保持部１１．１３と環状部材１８の配置が第１の
組立状態と逆である。第１クランプユニットで締付ける
フランジを固定し、芯合せをするために、ストップフラ
ンジ２８が駆動部１に取付けられ、一方、クランプユニ
ット２６は真直したパイプ部材を締付けるのに用いられ
る。

比較的強いばね２４が第１クランプユニット２５に、比
較的弱いばね２３が第２クランプユニット２６に配置さ
れ、クランプ作動か始まると後者がまず最初に負荷され
るので、その結果、最終締付けの前に相対的な位置をチ
エツクし、フランジを第１クランプユニット２５上で芯
合せをすることができる。もし、フランジをまず最初に
締付け、その後パイプ印材に締付ける場合には、第１ク
ランプユニット２５に弱いばねを備え、クランプユニッ
ト２６は強いばねで単独に取付けなければならない。

溶接部１６は、ピストンロッド６の自由端から非常に遠
い距離にあるけれども、供給オリフィス８から不活性ガ
スを供給することもできる。というのは、環状部材１９
とガス供給オリフィス８との間隔は、環状部材１９と左
側の端末ディスク１２との間隔よりも小さいからである
。

第１及び第２の組立状態では、第２保持部１３゜１４は
、溶接部Ｉ６から離れた側の第１保持部１１．１２の側
方に配置されていたが、第３図によれば、第３の組立状
態では、溶接部１６に近い第１保持部の端部に隣接して
いる。その結果、溶接部１６は環状部材１９．２０の中
央に位置し、二つの保持部のどちらかが装置の自由端に
より近いかは問題でなくなる。

上記組立状態では、二つのクランプユニット２５．２６
はそれぞれ二つのクランプ装置を備え、該二つのクラン
プ装置の一つには比較的弱いコイルばねが、そして池の
一つには比較的強いコイルばねが装着されている。

上記装置は、固定部材２１をはずし、保持部、環状部材
及びばねを引き出し、そして、それらを所望の配置に変
えて再度取付けることにより、１つの組立状態から池の
組立状態に簡単に変えろことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、いずれも本発明に係る互いに溶接されるパイプ
状ワークの芯出し及びクランプ装置の同一の実施例につ
いて、異なる組立状態を示すものであり、第１図は第１
組立状態を示す装置の縦断面図、第２図は、第２組立状
態を示す装置の縦断面図、第３図は、第３組立状態を示
す装置の縦断面図である。！・・・［［、６・・・プルロッド（ピストンロッド）
、　　８・・・不活性ガス供給オリフィス、　　１１゜
１３・・・保持部、　　１６・・・溶接部、　　＋　７
．１８，１９．２０・・・環状部材、　　２２・・・ク
ランプ溝、　　２３．２４・・・クランプ部材（環状ば
ね）、　　２５・・・第１クランプユニット、　　２６
・・・第２クランプユニット、　２７・・・不活性ガス
供給空間。特許出願人　クラウス・テラシュ代理人　弁理士　　青　山　　葆　　ほか２名Ｆｉｇ、
１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）互いに溶接されるパイプ状ワークの芯出し及びク
ランプ装置であって、溶接部（１６）の両側に不活性ガス供給システムを備え
るとともに、少くとも１つのクランプ手段を有する第１
クランプユニット（２５）と少くとも２つのクランプ手
段を有する第２クランプユニット（２６）とを備え、上記クランプ手段がくさび状に形成されて外方に開口し
たクランプ溝（２２）を備えるとともに、該各クランプ
溝が一並びのクランプ部材（２３、２４）をそれぞれ収
納し、上記クランプ溝の壁面が互いに相対的に軸方向に
移動できる環状部材（１７、１８、１９、２０）により
形成され、該環状部材のうち最も外側に位置する環状部材（１９、
２０）が、ばねの付勢力に抗して互いに接近することが
できるとともに緩めることができることにより、プルロ
ッド（６）及び駆動部（１）を介して、互いにはずすこ
とができるように連結される一方、最も内側に位置する
環状部材（１７、１８）及び溶接部（１６）が保持部（
１１、１３）上に配置され、第１組立状態（第１図参照）では、溶接部（１６）が装
置の自由端の近傍に配置されるとともに、第１クランプ
ユニット（２５）が上記装置の自由端と溶接部（１６）
との間に位置し、第２組立状態（第２図参照）では、溶
接部（１６）が装置の自由端から遠く離れて配置される
とともに、第２クランプユニット（２６）が装置の自由
端と溶接部（１６）との間に位置するような方法で、少
くとも内側の環状部材（１７、１８）及び溶接部（１６
）が、ピストンロッド（６）及び保持部（１１、１３）
上で、それぞれその位置を変えることができることを特
徴とする互いに溶接されるパイプ状ワークの芯出し及び
クランプ装置。
（２）全部で４つのクランプ手段（２２、２３；２２、
２４）を有し、第１及び第２の組立状態において第２ク
ランプユニット（２６）が３つのクランプ手段を備えた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。
（３）第３の組立状態（第３図参照）において、２つの
クランプユニット（２５、２６）がそれぞれ２つのクラ
ンプ手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の装置。
（４）溶接部（１６）をその位置が変わる保持部（１１
）上に固定して配置したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項から第３項のいずれか一に記載の装置。
（５）上記保持部（１１）が、全ての組立状態において
溶接部（１６）に連通する一方ピストンロッド（６）に
設けられた不活性ガス供給オリフィス（８）に連通する
伸長した不活性ガス供給空間（２７）を包含しているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の装置。
（６）上記保持部が２つの保持部材（１１、１３）から
成り、第１保持部材（１１）が、溶接部（１６）を備え
るとともに、最も外側に位置する環状部材（１９、２０
）間の距離の少なくとも約半分の長さを有するガス供給
空間（２７）を形成し、ガス供給オリフィス（８）が上
記最も外側に位置する環状部材（１９、２０）の略中央
に位置し、第２保持部材（１３）が上記第１保持部材（
１１）の片側又は他の片側に選択的に装着することがで
きることを特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項
に記載の装置。
（７）上記保持部材（１１、１３）が、芯合せした案内
面を形成するために互いに連結することができることを
特徴とする特許請求の範囲第６項記載の装置。
（８）保持部の端面と、ピストンロッドの端部又は駆動
部（１）に接続されて上記保持部に対向する部材（３、
２０）の端面とが、それらの間に、全ての組立状態にお
いて等しい長さを有するスプリング空間部を形成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第７項のいず
れか一に記載の装置。
（９）付勢手段が、クランプ部材（２３、２４）の列で
与えられる環状ばねにより単独に形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項から第８項のいずれか
一に記載の装置。
（１０）一方のクランプユニット（２２、２４）のばね
力が、他方のクランプユニット（２２、２３）のばね力
よりも大きいことを特徴とする特許請求の範囲第１項か
ら第９項のいずれか一に記載の装置。
（１１）環状ばね（２３、２４）のばね定数が互いに異
なることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の装
置。
（１２）クランプ溝（２２）が、基本的に同一の形状を
有することを特徴とする特許請求の範囲第１０項又は第
１１項に記載の装置。
（１３）クランプ溝が、異なるくさび角度を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第１０項又は第１１項に記
載の装置。
（１４）２つの比較的弱いばね（２３）と２つの比較的
強いばね（２４）とを備え、第１及び第２組立状態では
第１クランプユニット（２５）に上記比較的強いばね（
２４）を装着し、第２組立状態では各ユニット（２５、
２６）に２つの同一のばね（２３又は２４）を装着した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の装置。
（１５）プルロッドが、端末が閉じられた冷却ダクトを
収納していることを特徴とする特許請求の範囲第１項か
ら第１４項のいずれか一に記載の装置。