JPH02501994A - 螺旋巻交錯可撓性パイプの製造装置 - 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】 この発明は、金属成形機械、より詳しくは、交錯した金属帯状材で、連続した螺 旋巻回可撓性バイブを製造する装置に関する。

従来技術の説明 金属帯状材を成形し且つマンドレル上で金属帯状材を交錯してなる可撓性バイブ は、数年の間製造されてきており、高−強度の機械特性を有する可撓性管状バイ ブ及び導管の製造のための支持部材として、可撓性構造の使用を含む種々の分野 で使用されている。これらの内外圧に対する高い耐性を有した製品は、多くは、 堅い鋼製のバイブを使用できないか、又は、経済的に余りにも高価となる状況に 於いて、流体を移送するのに使用されている。

また、長さの短い交錯可撓性バイブは、自動車の排気コネクタや電気ケーブル、 導線等の外装等の種々の分野で使用されている。

螺旋バイブ即ち螺旋的に交錯した管を製造する設備は、公知であり、少なくとも １８７６年程前から使用されている。

このような設備は、一般的に固定又は回転装置の２つのカテゴリーのうちの１つ に分類される。

固定装置は、通常、供給リール、成形ローラ、マンドレル及びマンドレル上に予 成形された帯状材を巻き付ける圧力ローラとを備えている。この解決方法では、 装置は固定であり、これに対し、製造されるバイブがその長手軸線の回りに回転 する。マンドレルは、動く帯状材の方向に対して固定又は回転することができる 。

従来技術は、成形されるべき製品に対して、固定のマンドレルからオーバドライ ブされる解決法の全ての可能性の例を示している。この従来技術は、米国特許第 １８３，３２８号、第２，１６２，３５５号及び１２，６９３，７７９号に明ら かに示されている。

固定装置では、製造されるべき長さに制限がある。何故なら、この種の設備では 、製品を回転させる必要性により、経済的に製造できる長さが制限されるからで ある。長尺な長さは、回転可能な取出しシステムが付は加えられることでのみ可 能となり、このような設備は、この製品のための取出しリールの直径が３．０４ ８ｍ　（１０フイート）であることを考えるとき、非常に高価となる。

更に、取出し設備の回転は、回転される製品に同期されなければならず、そして 、大きな質量を有している点でみて、リールの回転、つまり、このようなシステ ムの生産性は、非常に低い。

このような不具合を解消するため、英国特許第１１０．５７６号、米国特許第１ ，７０３，２５０号、第４，５９７゜２７６号及び仏画第９８０５．０６７号か ら公知となっている回転装置が開発された。これら装置は、通常、円形プレート を備えており、この円形プレートは、成形されるべき管状構造の長手軸線に一致 した水平軸線の回りに回転する。プレート、フレーム及び他の回転部材は、成形 帯状材が巻回されるマンドレルの表面上でマンドレルの軸線回りを回転する。

従来技術は、米国特許第１，００４，６４４号、英国特許第６９１．７１５号及 び仏画第９８５，０６７号に示されるように、マンドレルからバイブの抜き取り を容易にするため、マンドレルが固定又は回転可能であることを教えている。

公知の回転装置は、製品が成形されるところのプレートの同じ側に、平坦な帯状 材の供給リールのためのサポートと、帯状材を駆動し且つ帯状材に所望の断面形 状を与えるための被駆動成形ローラのアセンブリと、供給リールと成形ローラの アセンブリとの間で帯状材を案内する手段と、プレートと同軸上に取り付けられ た管状マンドレルと、マンドレルに帯状材を巻き付け、そして、受取りリールに 向かって成形された構造物を引っ込めるように、回転プレートの下流側で、成形 されたバイブの長手方向の取り除きをなす成形抜き取り機構とを備えている。従 来技術の装置では供給リールを変えるために装置を停止することなく長尺な長さ の交錯巻回管状バイブを成形する可能性がないという事実に加え、従来技術の装 置の重大な不具合は、マンドレル上での交錯速度及び成形ローラの供給速度を制 御できないことである、事実上、従来技術上に於いて、この問題は、幾度も言及 されているが、しかしながら、その解決法は、未だ、見付けられていない。

発明の概要 この発明は、管状の交錯した構造物の製造を可能とし、且つ、上述した不具合を 避け、同時に、高生産性を確保できる装置を提供することにある。この発明の装 置は、成形ローラが成形されるべきバイブに対して接線位置に取り付けられ、制 御ループが成形ローラの出口とその回りを帯状材が成形され且つ交錯されるマン ドレルとの間に設けられていることで特徴付けられる。制御ループ内に位置付け られたダンサ−は、成形ローラの速度を規制し、これにより、制御ループを所望 の形状に維持する。

成形帯状材に歪みの生じる大部分は、実際上、バイブがマンドレルに巻回される 比率を正確に決定できない事実からみた場合、従来技術ではテンションをかけた 下で、帯状材を維持することが非常に困難であるためであるという点に留意する ことは重要である。その他、バイブ成形の瞬間的な比を平坦な帯状材の成形の瞬 間的な比に同期させることは殆ど不可能である。

その上、必要な成形帯状材を蓄えておくためには、制御ループは、また、成形帯 状材をバイブの巻回と同一の方向に曲げ、これにより、真っ直ぐな帯状材から曲 成帯状材への急激な変化を避ける。これは、全ての従来技術の特徴とするところ が試みたことである。

好ましくは、バイブがマンドレル上で巻回される面から成形ローラの面を変位さ せることにより、また、ループの形状を、帯状材が可撓性バイブ内でとる螺旋角 に近似した螺旋形にすることが可能となる。

この発明によれば、帯状材成形ステーションとバイブ成形ステーションとの間の 非結合、又は直接な結合が歪みの生じ易さを除去し、又、成形帯状材を完成品の バイブ内でとる形状に形成する目的つまり成形し易いように、成形帯状材を予め 成形つまり曲げておくことが好ましいものとなる。

又、この発明の利点は、平坦な帯状材がヘッドと同心的に回転し、スプールに残 留する帯状材の量に拘らず、完全に平衡した回転質量を維持するダミースプール に蓄えられているので、操作中、ヘッドを完全に平衡させることである。

又、好ましくは、装置は、２個のダミースプールを備えて゛おり、これらダミー スプールは、交互に成形ヘッドを供給する。２個のダミースプールは、同じ軸に 同軸にして取り付けられて、成形ヘッドから独立して自由に回転することができ る。

回転質量が常に平衡しているので、生産性は、更に増加され、そして、従来の設 備で通常達成可能な速度を遥かに越えた速度を達成可能である。

この発明の螺旋巻回交錯可撓性バイブのための広い態様の的に一致した軸線回り に回転可能に取り付けられた回転ヘッドを備えている。この回転ヘッドは、製品 が形成される方向に面した前側及び後ろ側を規定する。回転ヘッドの前側に帯状 材を供給するために、帯状材供給手段が設けられている。

帯状材を閉止ステップでの交錯に適した所定の中間断面形状を有した成形帯状材 に成形するための被駆動成形手段が設けられている。回転ヘッドの前側を越えて 、上記軸線と同軸の管状マンドレルが突出している。マンドレルに近接したヘッ ドの前側には、成形帯状材の連続且つ近接した巻きを閉止し且つ交錯させるため に、閉止交錯手段が取り付けて設けられている。閉止ステーションに於いて、成 形帯状材を実質的に一定に蓄え又は供給するために、閉止交錯手段間には、成形 帯状材の長さを可変して蓄えるための手段が設けられている。

図面の簡単な説明 添付の図面は、この発明の一実施例を示しており、第１図は、初期の段階で、成 形される可撓性バイブ製品を示すとともに、２個の供給スプールの各々を巻き戻 すための巻き戻しシステムの交互の横断位置を示したこの発明の螺旋巻回交錯可 撓性バイブを製造する装置の上面図であり、第２図は、２−２線に沿う第１図に 示した装置の断面図であり、 Ｎ３図は、３−３線に沿う第１図に示した装置の立面図であり、 第４図は、４−４線に沿い、主軸の駆動およびマンドレル軸の方向逆転駆動の詳 細を示す第１図の装置の拡大断面図であり、 第５図は、５−５線に沿い、主軸へのツールヘッド及びプレートアセンブリの取 り付けの詳細、ツールヘッドアセンブリ上の成形ミルローラを駆動する遊星列の 一部、並びに、ループ制御センサの電気的出力を転勤ミル駆動部に伝達するため の電気的ブツシュアセンブリを示す第１図の装置の拡大断面図であり、 第６図は、第１図乃至第５図の装置で製造された典型的な螺旋巻回交錯可撓性バ イブの断面図を示す。

好適な実施例の説明 全図を通じ、同一の部材には同一の参照符号が付されている図面、先ず、第１図 乃至第３図を参照すると、この発明の螺旋状に巻回されて交錯した可撓性バイブ を製造するための装置は、参照符号１０で示されている。装置１０は、凹み１４ を存したコンクリートの基礎１２に支持されており、凹み１４は、図示された基 礎の表面の下側を延びている。凹み１４の目的は、以下の通りである。

第３図を参照すると、装置１０は、一対の主軸受スタンド１８．２０を備えてお り、各主軸受スタンドは、凹み１４の反対側に支持されている。主軸受スタンド １８．２０には、軸２２が取り付けられており、この軸２２は、実質的に装置１ ０の全長に亘って延びている。軸２２は、軸受に取り付けられており、より詳し くは、第４図及び第５図に詳図されているように、機軸２４に関して取り付けら れている。

第４図及び第５図に詳図されているように、主軸２２に対し、管状のマンドレル ２６が機軸２４の回りを回転可能にして同軸的に配置されている。

帯状材供給手段が設けられており、この帯状材供給手段は、参照符号２８で示さ れている。帯状材供給手段は、帯状材３０を供給し、この帯状材３０は、典型的 には、平坦で成形可能な金属片である。帯状材供給手段の機能は、金属片を後述 する閉止交錯ステーションに供給することである。

好ましくは、帯状材供給手段２８は、少なくとも１個の帯状材のスプールを含ん でいる。第１図及び第３図に示されているような好適な実施例に於いては、２個 の帯状材供給リール３２．３４が備えられており、これらは、時々、「ダミース プール」として参照される。何故なら、これら帯状材供給リールは、その場に留 まっており、巻回された材料が空になった後、繰り返して詰め替えられるからで ある。図示されているように、２個のスプール３２．３４は、主軸２２に沿って 互いに軸方向に離間されて、そして、機軸２４の回りに回転可能に取り付けられ ている。スプール３２は、フランジ３６．３８を備えており、一方、スプール３ ４は、フランジ４０．４２を備えている。

２個のダミースプール３２．３４の中間には、取出し機構４４が配置されており 、この取出し機構４４は、スプール３２．３４の一方から帯状材３０を交互に繰 出し且つ案内し、そして、帯状材を後述する成形ステーションに供給するため、 主軸２２とともに回転するように、主軸２２に固定して取り付けらでいる。

取出し機構４４は、ガイドビームアセンブリを備えており、このガイドビームア センブリは、長尺な径方向ビーム４６からなる。この径方向ビーム４６は、その 中間点で、主軸２２に回転可能に取り付けられている。ビーム４６の自由端４８ は、スプール３２．３４のフランジ３６．３８．４０．４２を越えて径方向に延 びている。自由端４８には、クロスツク−５０が設けられており、このクロスパ ー５０は、取出しブーリ５３．５４を支持している。これら取ａしプーリ５３． ５４は、最初、一方のスプールから帯状材３ｏを受け取り、そして、この帯状材 ３０をさらにガイドプーリに向ける。このガイドプーリについては、詳述する。

例えば、Ｍ１図に於いて、図示された帯状材３０は、ダミースプール３２がら繰 り出され、これに対し、第３図に於いては、図示された帯状材３０は、ダミース プール３４から繰り出される。しかしながら、均一な取出しを容易にするため、 クロスパー５０は、ビーム４６の軸線回りを回転するように取り付けられるのが 好ましく、これにより、初期の取出しガイドプーリ５４は、ダミースプールの各 々に実質的に中央で対向するように、選択的に位置付は可能である。ダミースプ ールがらは、平坦な帯状材が繰り出される。

ビーム４６の他端５５は、ビーム４６の直径方向反対側に延び、そして、カウン タウェイト５６を備えている。これにより、ビームの２つの反対側部分は、主軸 ２２に対して平衡する。

回転は、ガイドビームアセンブリ４４に主軸２２を介して与えられる。係合手段 ５８が設けられており、この係合手段５８は、フランジ３８に選択的に係合する 第１ブレーキ６゜と、フランジ４２に選択的に係合するように配置された第２ブ レーキ６２を備えている。ブレーキ６０，６２は、作動されたとき、対応するフ ランジに摩擦係合し、対応するスプールに回転を与えるのに対して、このスプー ルを制動し、そして、適切なテンションの下での帯状材の繰出しを可能とするた め、アセンブリ４４と対応するスプールとの間の相対的な動きを可能とする。

明らかなように、ダミースプール３２．３４のフランジを自由にするため、ビー ム４６は、フランジを径方向に越えて十分に長くなければならず、そして、適切 な流れ角度を得るために、距離を存して取出し即ち偏向プーリ５２．５４の位置 付けをなさなければならない。前述した凹み１４は、十分に長いビーム４６の使 用が可能となるように設けられており、このビーム４６は、装置が支持されてい るとき、基礎から離れて回転することができる。

第３図を参照すると、回転ヘッド６４が設けられており、この回転ヘッド６４は 、機軸２４の回りを回転可能にして主軸２２に取り付けられている。ここで、機 軸は、成形されるべき交錯可撓性バイブ６６の軸線に実質的に一致されている。

回転ヘッド６４は、下流方向に面した前側６４ａを規定し、ここで、製品６６が 成形される。そして、上流方向に面する反対側の後ろ側６４ｂに、供給スプール ３２．３４が配置されている。第２図を参照すると、回転ヘッド６４は、ツール ヘッドアセンブリ６７を含んで示されており、このツールヘッドアセンブリ６７ は、機軸２４の回りに回転可能に取り付けられている。ツールヘッドアセンブリ ６７は、離間した平行な支持部材６８．７０を備えており、これら支持部材６８ ．７０の一端には、ギアボックス７２が取り付けられている。

このギアボックス７２は、成形、即ち、ローリングミル７５を構成する４対の成 形ローラ７４を駆動するものである。支持部材６８．７０の他端には、カウンタ ウェイト７６が設けられており、このカウンタウェイト７６は、回転ヘッド６４ が平衡し且つ高速で回転可能となるのを確実にする。

第２図を参照すれば、フェースプレートアセンブリが示されており、このフェー スプレートアセンブリは、参照符号７８で表されている。フェースプレートアセ ンブリは、機軸２４の回りを主軸２２とと゛もに回転可能にして主軸２２に同様 に取り付けられて、閉止交錯ツールを支持している。閉止交錯ツールは、第２図 に示されているように、自由転勤の圧力ローラ８０の形態となっており、各圧力 ローラは、他の組をなすローラ取り付はブロック８２に夫々取り付けられている 。

圧力ローラ８０は、第２図に示されるように取り付けられ、装置の軸線回りに互 いに周方向に離間されている。第５図に最も良く示されるように、ツールヘッド 及びフェースアセンブリ６７．６８は、互いに軸方向に偏位し、成形された帯状 材を、この帯状材が螺旋形状に巻回された交錯可撓性バイブの成形に適した螺旋 巻きの形状となるように向けて配置する（第１図）。

この発明の重要な特徴は、駆動される成形ミル７５と閉止交錯圧力ローラ８０と の間に、種々の長さに成形された帯状材３０を蓄えるための手段を設けることで ある。第２図に示されるように、成形された帯状材の実質的に一定の供給、又は 、蓄えは、ループ８４として構成されており、このループ８４は、成形ミル６６ と圧力ローラ８０との間に湾曲した経路を形成している。この発明の詳細な説明 したように、成形ミル７５によって成形された製品の瞬間の製造速度を、最終製 品の製造中、成形された帯状材が閉止ステーションで使用されるところでの瞬間 の比、即ち、速度に整合させることは不可能であるので、ループ８４の瞬間の大 きさは、第２図に示された公称の大きさから変化する傾向がある。従って、この ような「バッファ」ゾーンに於いて、供給が増加するので、ループの大きさが拡 張し、これに対し、リザーバに於いて成形された帯状材の枯渇は、その大きさの ループに引き締めを生じさせる。それ故、この発明の重要な特徴の１つは、ルー プサイズ制御アセンブリ８６を設けることであり、このループサイズ制御アセン ブリは、ループ８４を実質的に所定の、即ち、公称の大きさに維持し、これによ り、駆動される成形ミル６６と閉止交錯圧力ローラ８０との間の成形された帯状 材の一定の供給又は蓄えを維持する。この技術分野の当業者にとって、ループ８ ４の大きさを異なる種々の方式でモニタできることは明らかであり、このモニタ は、成形ローラ７４の駆動速度を規制するためのフィードバック計画に於いて使 用可能である。第２図に示されるように、このような制御アセンブリ８６は、ル ープの大きさをモニタし、可変速度ドライバ８６は、成形ミル７５をループ８４ の大きさを関数とした速度で駆動するのに使用される。このようにして、ループ ８４の大きさの変化は、実質的に除去され、ループ８４は、可変ローリングミル モータドライバ８８の速度に於ける変化を補償することによって、公称の大きさ に蓄えられて維持される。

この好適な実施例に於いて、検出は、センサダンサ−９０の使用によって達成さ れる。センサダンサ−９０は、サポートアーム９２に支持されており、このサポ ートアーム９２は、回転ヘッド６４とともに回転するように取り付けられている 。

これにより、ループ８４の引き締め及び膨張は、センサダンサ−９０に対して係 合、即ち、当接することにより、絶えず、モニタして検出される。他のセンサ手 段、例えば、光学的スキャナをも使用可能である。

この技術分野の当業者にとっては良く知られているように、閉止ステップに於け る交錯に好適した成形ミル７５に於いて、最初、平坦な帯状材３０には、所定の 中間断面形状が与えられる。圧力ローラ８０は、可撓性バイブ即ち、製品６０を 成形するために、閉じて、成形された帯状材の連続且つ近接した巻きを交錯させ る。このようなパイプの典型的な断面は、Ｗ、６図に示されている。

主軸２２には、多数の部材が主軸２２とともに回転するように取り付けられてい るため、スプール３２．３４かちツールヘッドアセンブリ６６を越えた点まで平 坦な帯状材を案内することは重要であり、ここでは、帯状材は、固定した部材と の接触により損傷されることなく、成形され且つ更に処理される。このため、ス プールから回転ヘッドの前側６４ａに帯状材を案内するために、適切なガイド手 段が設けられている。この発明のガイド手段は、第１ガイドプーリ９４を備えて おり、このガイドプーリは、主軸２２に近接したビーム４６に取り付けられてい る。ガイドプーリ９４は、取出しプーリ５２から主軸２２の表面に実質的に沿っ た位置に、帯状材３０を案内する。第５図を参照すると、主軸２２は表面スロッ ト即ち溝９６を備えて示されており、この溝９６は、プーリ９４に近接した入口 点と他のガイドプーリ９８に近接した回転ヘッド６４に於ける前側６４ａの出口 点との間で帯状材の受取り及び案内をなす。ガイドプーリ９８は、主軸とともに 回転するように、主軸に取り付けられている。プーリ９４．９８は、図示されて いるように、主軸の入口及び出口点での表面スロット即ち溝９６内外に、帯状材 を逸れさせ、そして、案内する。

ガイドプーリ９８によって逸らされた後、帯状材３０は、第５図に矢印１００の 方向に於いて、径方向外側に向けられる。それ故、ガイドプーリの目的は、ダミ ースプール３２．３４から主軸２２に沿う点まで、そして、主軸に沿い、固定部 材との接触を避けるために、成形ミル７５に供給される点まで、平坦な帯状材を 供給することにある。

第２図に良く示されるように、ガイドプーリ９８を越えて、帯状材３０に於ける 径方向外側への動きは、帯状材を偏向プーリ１０２に向けさせる。この偏向プー リ１０２は、回転ヘッド６４のサポートアーム１０３に、軸線２４から遠くに離 れて取り付けられている。偏向プーリ１０２は、矢印で示されているように、径 方向外側に移動する帯状材３０を受け入れるために、そして、矢印で示されてい るように、帯状材３０を成形ミル７５に向けて径方向内側に再度向けて、その長 手軸線回りに帯状材を捩じることができる。明らかに、帯状材は、機軸２４と実 質的に直交する軸線回りに回転するプーリホイール９８によって最初案内される 。しかしながら、プーリ１０２の軸線は、機軸と実質的に平行であり、それ故、 平坦な帯状材は、９０°捩じられる必要がある。プーリホイール１０２を装置の 軸線から十分な距離離間させることにより、このような捩じりは、帯状材を損傷 することなく、生起される。

この種の技術分野では明らかであるように、種々の回転部材を回転するには、多 数のドライバが使用される。このようなドライバの特別な例は、好適な実施例に 関して説明されるが、これらに制限されるものではなく、他の好適なドライバも また使用可能である。第４図を参照すると、主軸２２は、装置の入力、即ち、上 流端で、プーリ１０４に連結されており、このプーリは、ベルト１０６によって 駆動される。ベルト１０６は、駆動モータ（図示しない）に適切に連結されてい る。主軸２２は、主軸受１０８．１１０に回転可能に支持されており、これら主 軸受１０８．１１０は、主軸受スタンド１８．２０に支持されている。

ビニオンギア１１２は、軸受１１４．１１６に回転可能に取り付けられている。

ビニオンギア１１２には、このビニオンギア１１２とともに回転するように、ス プロケットホイール１１８が固定して連結されている。スプロケットホイール１ １８は、チェーン（図示しない）を介して、他のスプロケットホイールに適切に 結合されており、この他のスプロケットホイール自身は、主駆動モータに結合さ れている。これにより、ビニオンギア１１２は、主軸２２の回転を伴って、回転 される。マンドレル軸２８には、駆動ギア１２０が取り付けられており、この駆 動ギア１２０は、ビニオンギア１１２と噛合されている。それ故、マンドレル軸 ２６は、主軸２２の回転方向とは反対の方向に回転されることが分かる。勿論、 相対的速度は、駆動列要素の寸法及び特性の関数である。この種の技術分野での 当業者にとって明らかとなるように、この発明の装置は、異なる多数のモードの １つで使用可能である。従って、例えば、マンドレル軸２６は、自由回転するよ うに取り付けることもできるし、回転に対して固定することもでき、そして、図 示されているように、回転を与えられることもできる。好適な実施例に於て、こ のような回転は、主軸及び回転ヘッドとは反対方向の比較的遅い速度で与えられ る。このような遅く反対方向の回転は、マンドレル軸から螺旋形状に巻回された 可撓性バイブ、即ち、骨組みを容易に解放させる傾向を有しており、１つのアプ ローチは、ルート（Ｒｏｏｔ）の米国特許第１８３３３８号の例から少なくとも １８７６年以来、実施されている。しかしながら、マンドレル軸の特別な作動モ ードは、完成品及び潤滑材等の大きさ及び材料の関数である。この関係に於いて 、また、マンドレルの自由端がうまく近接した螺旋巻きに交錯且つ閉止するとき 、マンドレルの自由端が製品の製造中、マンドレルからの製品の取り除きが容易 となるように、僅かにテーパが付けられているのは利点である。Ｎ１図を参照す ると、ダミースブこのドライバは、モータ１２４を備えている。各スプール３２ は、組をなすブーりをモータ１２４の駆動軸に選択的に結合するため、プーリ１ ２６．１２８及びクラッチ１３０．１３２の夫々と組を成している。モータ１２ を遠いプーリ１２８と結合するため、ユニバーサルジヨイント１３４のような適 切な連結軸が使用される。好ましくは、プーリ１２６．１２８、つまり、図示さ れているようにプーリにベルト１３６．１３８を介して結合された組をなすスプ ール３２．３４の回転を停止するため、適切なブレーキが設けられている。この ような構成は、所定の時間、２個のスプールの一方を選択的に駆動し、これに対 し、他方のスプールを自由に回転させるために、単一のモータの使用を可能とす る。

第２図及び第５図を参照すると、ローラ成形ミル７５は、瞬間的に調整可能であ る速度、つまり、比でもって駆動される。ミル７５上の成形ローラ７４は、適切 にして、ギアボックス７２に結合され、公知のように同時に回転し、そして協働 して、帯状材を成形する。このため、モータ８８は、駆動ベルト１４０を介して プーリ１４２に連結されて示されており、このプーリ１４２は、主軸２２にボー ル軸受１４４．１４６を介して取り付けられている。ベルト１４０によって与え られるプーリ１４２の回転は、プーリ１４２と係合した駆動ベルト１５０を介し て、プーリ１４８に伝達される。プーリ１４８は、ツールヘッドアセンブリ６７ に取り付けられ、そして、ギアボックス７２に結合されている。このギアボック ス７２は、公知のようにして、ツールヘッドアセンブリ６７に取り付けられた成 形ローラ７４をここに駆動する。

それ故、可変速モータ８８によって得られる可変速度が第５図に示されるように 、前述したベルト及びブーり機構を介して、成形ローラ７４に伝達されることが 分かる。ベルト及びブーり機構は、遊星駆動列を構成し、この遊星駆動列は、機 軸２４回りでとるツールヘッドアセンブリ６７の特別な角度位置とは無関係に、 モータ８８からのパワーを成形ローラ７４に伝達可能とする。しかしながら、他 のドライバに関し、この技術分野では公知のように、利点の度合いが異なるが、 他の構成を使用することも可能である。

第１図及び第２図を参照すると、装置は、巻き戻しシステムを備えていることが 好ましく、この巻き戻しシステムは、参照符号１５４で示されている。巻き戻し システムの機能は、空となったスプール３２．３４に対し、帯状材を巻き取る、 即ち、再補給することにである。図示されているように、２個の分難されたスプ ールを使用することにより、スプールの１つから取出すことが可能であり、これ に対し、空となった他方のスプールは、再巻き取りされる。一方のスプールから 帯状材が空となり、他方のスプールに帯状材が再巻き取りされるこれらの相対速 度は、再巻き取りプロセスがスプールを空にするよりも時間がかからないように 選択されている。このようにして、満のスプールが常に得られ、このスプールは 、供給スプールが空になったときに、引き継ぐべく待機する。

第１図に於いて、巻き戻しシステム１５４は、平坦なパンケーキ引出しアセンブ リ１５６を含んで示されている。この引出しアセンブリは、この技術分野での当 業者にとって公知のタイプの帯状材の平坦なパンケーキ１５８を備えている。

平坦な帯状材は、通常、最大的３６３ｋｇ（約８００ボンド）の材料からなる平 坦なパンケーキで販売されている。この量は、小さなバイブの適切な製造行程で は十分であるが、しかし、２５．４Ｃ１１１（１０インチ）で約１２．２ｍ（約 ４０フイート）のバイブを提供するのみである。制御されたテンシヨンの下、個 々の帯状材のパンケーキ１５８から帯状材を繰り出すために、ダンサ−機構１６ ０が設けられている。

数分毎に装置を停止するのを避けるために、この発明は、作業者に幾つかのパン ケーキを共に接着させること可能として、ダミースプールの１つに帯状材を巻き 取らせることができる。ここで、ダミースプールは、個々のパンケーキの１０乃 至１２倍の材料を含むことができる。これが一度なされると、ダミースプールは 、成形ヘッドに接続され、そして、製品が作られる。製品が作られている間、作 業者は、帯状材を第２のダミースプールに巻き戻して接続する。従って、個々の 帯状材のパンケーキからの帯状材は、接続ステーション１６２を通過して前進し 、この接続ステーションの機能は、ダミースプールに接続するための連続した帯 状材を得るため、帯状材のパンケーキの端部を次の帯状材のパンケーキの始端に 接続することである。巻き戻しシステム１５４は、また、横断アセンブリ１６４ を含んでおり、この横断アセンブリ１６４は、ガイドプーリ１６６．１６８を存 している。これらガイドプーリ１６６．１６８は、互いに離間しており、矢印で 示されるように、往復動するように取り付けられている。

プーリ１６６は、図示された位置と参照符号１６６゛で示された位置との間を移 動可能であり、これに対し、プーリ１６８は、図示された位置と参照符号１６８ −で示された位置との間を同様に移動可能となっている。

ダミースプール３２．３４が巻回されていることに依存して、帯状材３０は、図 示された端の位置つまり制限位置間を往復動する適切なプーリにより、組をなす スプールの幅を実質的に横切り、これにより、スプールの軸方向の寸法に亘って 平坦な帯状材が均一、つまり、一様に分布するように、逸らされる。第１図に於 いては、平坦な帯状材がダミースプール３２から繰り出されているのが示されて おり、これに対し、平坦な帯状材は、ダミースプール３４に、偏向プーリ１６８ を介して巻き取られている。勿論、ダミースプール３４が繰り出されているとき 、プーリホイール１６６は、ダミースプール３２を巻き戻すのに使用されている 。それ故、各場合に於いて、偏向プーリホイール１６６．１６８の各々は、機軸 に対し実質的に平行な方向に往復動する。

第１図及び第３図を参照すると、キャタピラ１７０が示されており、このキャタ ピラは、装置から下流側で、機軸２４のラインに配置されている。キャタピラ１ ７０は、マンドレル軸２６から適切な距離を存して離間されており、これにより 、キャタピラ１７０は、螺旋状に巻回された可撓性バイブがマンドレル軸２６か ら解放されたとき、可撓性バイブと係合可能となる。キャタピラ１７０は、圧力 ローラ８０の作用や又はマンドレル軸自身の回転に起因して、完成品が回転しな いように、矢印で示された方向に完成品を引出し、また、完成品を位置を角度を もって固定する機能を有する。キャタピラの構造及びその操作は、この技術分野 の当業者には公知である。

この発明の１つの特徴によれば、可撓性バイブの製造を開始するための速く且つ 有効な手段は、第１図、第３図及び第４図に示されるように、機軸に沿いマンド レル軸を上流に軸方向に移動させるために、設けられている。このような引き込 みは、パイロットマンドレルの延長部１７２の上流端が閉止圧力ローラ８０の面 内に配置されるように、延長部の位置決めを可能とする。マンドレル延長部１７ ２は、マンドレル軸２６に固定、即ち、永久的に取り付けられているものでない が、機軸との同軸的な整合性を確保するため、マンドレルに取り外し可能に結合 されている。マンドレル軸２６が引き込まれた状態で、マンドレル延長部は、圧 力ローラ８ｏの面内にある一端と、キャタピラ１７０を貫通し、そして、このキ ャタピラ１７０によって挟持されている他端とを有している。この能力に於いて 、可撓性バイブの製造を開始するため、圧力ローラ８０が帯状材の最初の巻きを 閉じて交錯させたとき、マンドレル延長部１７２は、疑似的な、即ち、一時的な 固定マンドレルとして機能する。マンドレル延長部１７２は、機軸２４の回りに 完成品が回転するのを阻止し、そして、回転に対して製品を固定する。このため 、マンドレル延長部１７２は、好ましくは、最初の巻きの成形、つまり、平坦な 帯状材の渦巻きを確保して、帯状材の自由端を挟持するために、スロット又は他 の適切な手段を備えている。しかしながら、他の適切な挟持手段もまた使用可能 である。

マンドレルのための位置調整手段は、第１図、第３図及び第４図に示されており 、この位置調整手段は、ハンドホイール１７６を備えている。このハンドホイー ル１７６は、機軸２４と同軸的に取り付けられ、そして、ビン１７８を介して、 送りねじ１８０に結合されている。この送りねじ１８０は、マンドレル軸２６に 同軸的に取り付けられて係合されている。

可撓性バイブの初期の製造中、作業者は、前述したようにマンドレル軸が引き込 まれるように、ハンドホイール１７６を回転させる。マンドレル延長部１７２が その場にあり、そして、可撓性バイブの製造が開始されると、作業者は、マンド レル延長部１７２及び製造品の前進の動きを補償するように、ハンドホイール１ ７６を緩やかに回して、マンドレル軸２６を下流側に徐々に移動させるのが好ま しい。ハンドホイールは、マンドレルが完全に延長された通常の操作位置に復帰 するまで、回転され続ける。手動のアプローチは、マンドレルの位置調整に関し て説明されたが、このようなマンドレル軸の調整、つまり、動きを自動的に引き 起こす自動システムをも使用できることは明らかである。十分な量の可撓性バイ ブ１７４が作り出され、そして、作り出されたバイブの長さがキャタピラ１７０ を貫通し且つこのキャタピラ１７０によって挟持されるのに十分であると、可撓 性バイブは、その下流側への前進の間、その回転が阻止される。このとき、マン ドレル延長部１７２は、その目的とする機能を停止し、完成品から除去されて分 離され、新たなバイブの製造を開始するのに再使用される。

前述の説明から明らかであるように、この発明の装置は、螺旋形状に巻回された 交錯可撓性バイブの急速且つ有効な製造に最適となり、完成品の損傷及び装置の 停止時間を最少にする。成形された帯状材の制御されたループを設けることによ り、装置は、歪みの可能性を殆ど完全に除去することができる。また、前述した ように２個のダミースプールを使用することは、不必要な作動停止時間を阻止す る。更に、図示されたタイプの貯蔵ループを備え、そして、夫々成形及び閉止が 実施されるフェースプレートアセンブリからツールヘッドアセンブリを軸方向に 離間させることにより、成形された帯状材には、完成品の成形に於いて、帯状材 の所望の曲げにより、曲げ又は変形が与えられる。

円筒形のマンドレル軸回りの巻き付けを促進する湾曲した経路内に予成形された 帯状材が配置されているのみならず、連続呼に近接−七た巻きが、曲げ加工を通 じて、螺旋に巻回された完成品の成形に好適した螺旋の渦巻き形状となるように 配置されている。

帯状材の供給スプールが説明したように、回転ヘッド６４の後ろ側、即ち、上流 側に配置されて、そして、成形及び他くの利点は、回転ツールアセンブリ６７等 のように、回転ヘッドの下流側での帯状材の供給の位置決めによって尚得ること ができる。しかしながら、このような構成に於いて、回転ヘッド６４は、再ロー ドのために停止されなければならない。

付加的に、空となる供給の重量が絶えず変化することは、空の１つのレベルでの 可能性を除き、回転ヘッドを平衡させることは殆ど不可能であり、そして、この ことは、装置が最大の回転速度で作動するのを阻止する。

この発明の例としの実施例を図示して説明したが、この発明は、次の請求の範囲 内での改良、そして、種々の変形をなすことができる。

国際調査報告

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. １．成形されるべき交錯可撓性パイプの長手軸線に実質的に一致した軸線回りに 回転可能に取り付けられ、製品が成形される方向に面した前側及び反対の後ろ側 を規定する回転ヘッドと、 回転ヘッドの前側に帯状材を供給する帯状材供給手段と、帯状材を、閉止ステッ プでの交錯に好適する所定の中間断面形状を有した成形帯状材に成形する駆動さ れる成形手段と、上記軸線と同軸的にして且つ回転ヘッドの前側を越えて突出し た管状のマンドレルと、 マンドレルに近接した上記ヘッドの前側に取り付けられ、成形帯状材の連続且つ 近接した巻きを閉止して交錯させる閉止交錯手段と、 駆動される成形手段と閉止交錯手段との間の可変可能な長さの成形された帯状材 を蓄えるための手段と具備した螺旋巻交錯可撓性パイプの製造装置。
2. ２．蓄えられた可変長の成形帯状材は、湾曲した経路内でループとして形成され 、このループを実質的に所定の大きさに維持して、駆動される成形手段と閉止交 錯手段との間に成形帯状材の実質的に一定の供給又は蓄えを維持するループサイ ズ制御アセンブリを更に備えている請求の範囲第１項に記載の製造装置。
3. ３．ループサイズ制御アセンブリは、ループの大きさをモニタするためのセンサ 手段と、駆動される成形手段をループの大きさを関数とした速度で駆動する可変 速度駆動手段とを備え、これにより、ループの大きさの変動は、実質的に除去さ れ、そして、ループは、可変速度手段の速度に於いて、変化を補償することによ り、公称の大きさに復帰且つ維持される請求の範囲第１項に記載の製造装置。
4. ４．可変速度駆動手段は、回転ヘッドに取り付けられた成形ローラと、成形ロー ラを固定の可変速モータに結合するための遊星駆動列とを備えている請求の範囲 第３項に記載の製造装置。
5. ５．センサ手段は、回転ヘッドとともに回転可能にして取り付けられたセンサダ ンサーを備え、このセンサダンサーに於いて、ループの大きさの収縮および膨張 がセンサダンサーに対する係合又は当接により検出される請求の範囲第３項に記 載の製造装置。
6. ６．帯状材供給手段は、回転ヘッドの後ろ側に、帯状材の少なくとも１個のスプ ールと、回転ヘッドの後ろ側から前側に帯状材を案内するガイド手段とを備えて いる請求項１に記載の製造装置。
7. ７．ガイド手段は、少なくとも１個のスプールから回転ヘッドの軸線と実質的に 同軸上の位置、そして、同軸位置に沿い回転ヘッドの前側の位置に帯状材を案内 するガイドプーリを備えている請求の範囲第６項に記載の製造装置。
8. ８．回転ヘッドを支持し、且つ、回転可能に取り付けるための主軸を更に備え、 ガイド手段は、更に、主軸の入口及び出口点間で帯状材を受け入れ及び案内する ために、主軸に長手方向面スロット又は溝を備えている請求の範囲第７項に記載 の製造装置。
9. ９．回転ヘッドの前側のスプールから帯状材を径方向外側に受け取るため、軸線 から遠く離れて回転ヘッドに取り付けられ、そして、帯状材を駆動成形手段に径 方向内側に向け直すための偏向プーリを備え、この偏向プーリは、帯状材がその 長手軸回りに捩じられるように、軸線から十分な距離を存して径方向に離間され ている請求の範囲第７項に記載の製造装置。
10. １０．回転ヘッドには、自由に回転する複数の圧力ローラが取り付けられており 、これら圧力ローラは、軸線の回りに周方向に互いに離間されている請求の範囲 第１項に記載の製造装置。
11. １１．回転ヘッドは、駆動成形手段を支持するため、軸線回りに回転可能に取り 付けられたツールヘッドと、閉止交錯手段を支持するため、軸線回りに回転可能 に取り付けられたフェースプレートアセンブリとを備え、ツールヘッド及びフェ ースプレートアセンブリは、互いに軸方向に偏位して、成形帯状材に曲げを与え 、この曲げは、螺旋巻回交錯可撓性パイプの成形のために適切な螺旋の渦巻きの 生成を帯状材に与える請求の範囲第１項に記載の製造装置。
12. １２．帯状材供給手段は、回転ヘッドの後ろ側に２個のスプールを備え、２個の スプールは、軸線に沿い互いに離間されているとともに、軸線回りに回転可能に 取り付けられている請求の範囲第６項に記載の製造装置。
13. １３．スプールの一方から交互に帯状材を案内して、この帯状材をガイド手段に 供給するため、軸線回りに回転可能に取り付けられた取出し手段を更に備えてい る請求の範囲第１２項に記載の製造装置。
14. １４．取出し手段は、軸線回りに回転可能に取り付けられ、スプールの縁を越え て径方向に延びる自由端を有した長尺な径方向ビームと、スプールから帯状材を 受取り、そして、この帯状材をガイド手段に向けるために、自由端に取り付けら れた取出しプーリとを備えている請求の範囲第１３項に記載の製造装置。
15. １５．径方向反対側に延びる径方向ビームの他方の端部に、カウンタウエイトを 設けてなる請求の範囲第１４項に記載の製造装置。
16. １６．取出し手段は、離間した２個のスプール間に配置されており、スプールの 一方を取出し手段に選択的に係合させるために係合手段を備えている請求の範囲 第１３項に記載の製造装置。
17. １７．係合手段は、スプールと径方向ビームとの間に摩擦係合を与えるブレーキ を備えている請求の範囲第１６項に記載の製造装置。
18. １８．スプールに帯状材を巻き戻すためのシステムを更に備えている請求の範囲 第６項に記載の製造装置。
19. １９．巻き戻しシステムは、軸線と平行な方向に往復動し、そして、スプールに 平坦な帯状材を均一に分布させる横断部材を備えている請求の範囲第１８項に記 載の製造装置。
20. ２０．スプールに接合する前に、長尺な帯状材の端部を接合するための接合手段 を更に備えており、これにより、長い帯状材をスプールに蓄えることができる請 求の範囲第１９項に記載の製造装置。
21. ２１．管状マンドレルの軸方向下流のキャタピラと、通常の位置と引き込み位置 との間でマンドレルを軸方向に移動させる位置調整手段と、管状マンドレルの引 き込み位置とキャタピラとの間に同軸的に取り付けられ、十分な製品が成形され るとともに、成形中、製品の回転を阻止するため製品がキャタピラ内に受入れら れるまで、一時的なマンドレルとして機能する延長パイロットマンドレルとを備 え、これにより、管状マンドレルは、この管状マンドレルがその通常の位置に復 帰するまで、製品が成形されるにつれ、徐々に前進する請求の範囲第１項に記載 の製造装置。
22. ２２．回転ヘッドに対し、軸線回りに管状マンドレルを回転させるためのマンド レル駆動手段を更に備えている請求の範囲第１項に記載の製造装置。
23. ２３．マンドレル駆動手段は、回転ヘッドの回転方向とは反対方向に管状マンド レルを駆動する手段を備えている請求の範囲第２２項に記載の製造装置。
24. ２４．成形されるべき交錯可撓性パイプの長手軸線に実質的に一致した軸線回り に回転可能に取り付けられ、製品が成形される方向に面した前側及び反対の後ろ 側を規定する回転ヘッドと、 回転ヘッドの前側に帯状材を供給する帯状材供給手段と、帯状材を、閉止ステッ プでの交錯に好適する所定の中間断面形状を有した成形帯状材に成形する駆動さ れる成形手段と、上記軸線と同軸的にして且つ回転ヘッドの前側を越えて突出し た管状のマンドレルと、 マンドレルに近接した上記ヘッドの前側に取り付けられ、成形帯状材の連続且つ 近接した巻きを閉止して交錯させる閉止交錯手段と、 管状マンドレルの軸方向下流のキャタピラと、通常位置と引き込み位置との間で マンドレルを軸方向に移動させる位置調整手段と、 管状マンドレルの引き込み位置とキャタピラとの間に同軸的に取り付けられ、十 分な製品が成形されるとともに、成形中、製品の回転を阻止するため製品がキャ タピラ内に受入れられるまで、一時的なマンドレルとして機能する延長パイロッ トマンドレルとを備え、これにより、管状マンドレルは、この管状マンドレルが その通常の位置に復帰するまで、製品が成形されるにつれ、徐々に前進する螺旋 巻交錯可撓性パイプの製造装置。