JPH0448548B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 丸形管に周溶接を行なうための装置におい
て、該装置が、管に取付けることができるととも
に、溶接用具に管軸を中心とした回転運動を与え
るための回転駆動体を備える一方、上記装置に取
付けられるとともに、外周方向において互いに一
定の間隔をあけて固定して配置された２個の回転
ローラ１０，１２と、駆動体１６に接続された第
３の駆動ローラ１５と、管１の横断面方向におけ
る各ローラ１０，１２，１５間の空間と、上記駆
動ローラ１５が少なくとも部分的に回動された場
合には、管１よりも大きい寸法を有する側面の挿
入口とを備えていることを特徴とする丸形管の溶
接装置。

２ 上記各固定ローラ１０，１２が、それぞれ一
対のローラ９，１０：１１，１２として設計され
ていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載
の装置。

３ 上記各ローラ９，１０，１２，１１，１５
が、玉軸受に取付けられていることを特徴とする
請求の範囲第１項または第２項に記載の装置。

４ 溶接用具２１が、回動できるアーム２３に装
着されていることを特徴とする請求の範囲第１項
から第３項のいずれか一に記載の装置。

５ 上記回動アーム２３が、ばね２６により付勢
されていることを特徴とする請求の範囲第４項記
載の装置。

６ 上記回動アーム２３が、その長手方向の軸線
２５を中心にして回転できることを特徴とする請
求の範囲第４項または第５項に記載の装置。

７ 上記アーム２３に対する調節できる止め具３
５を有することを特徴とする請求の範囲第４項か
ら第６項のいずれか一に記載の装置。

８ 溶接用具２１が、回動できるために、特に
360゜にわたつて回動できるために、アーム２３に
装着されていることを特徴とする請求の範囲第１
項から第７項のいずれか一に記載の装置。

９ 電流及び不活性ガス配管３１，３０，３３，
３４，３５が、回動軸２７を貫通していることを
特徴とする請求の範囲第８項に記載の装置。

１０ 管１からの突出量が、６センチメートルよ
り小さいことを特徴とする請求の範囲第１項から
第９項のいずれか一に記載の装置。

１１ 取りはずしができる伸長軸３６を有すると
ともに、該伸長軸に回転できるように装着された
付け加えたローラ３７を備えていることを特徴と
する請求の範囲第１項から第１０項のいずれか一
に記載の装置。

１２ 固定ローラ９，１０，１１，１２及び駆動
ローラ１５用の回動アーム１３が、それらが取り
はずしができるように結合されている２枚の板状
部材３，４の間に配置されていることを特徴とす
る請求の範囲第１項から第１１項のいずれか一に
記載の装置。

１３ 溶接用具２１のアーム２３に対して、種々
の止め具が設けられていることを特徴とする請求
の範囲第４項から第１２項のいずれか一に記載の
装置。

１４ 上記溶接用具２１のアーム２３が、取りは
ずしができるように装置に取り付けられているこ
とを特徴とする請求の範囲第４項から第１３項の
いずれか一に記載の装置。

１５ 上記アーム２３が、板状部材３，４に設け
られ、外側に向かつて開口した切欠きに差し込む
ことができるとともに、管の伸長方向に開口し、
回動軸４５を取り囲む切欠きによつて、回動でき
るように保持されていることを特徴とする請求の
範囲第１４項記載の装置。

１６ 上記回動軸４５が、管の方向において調節
できることを特徴とする請求の範囲第１５項に記
載の装置。

１７ 溶接用具２１が、板状部材３，４の一つを
越えて横方向に突き出ていることを特徴とする請
求の範囲第１項から第１６項のいずれか一に記載
の装置。

明細書 この発明は、管上に取付けることができ、また
溶接用具に、管軸を中心にした回転運動を与える
ための回転駆動体を備えた、丸形管に周溶接を行
なうための装置に関する。

丸形管を互いに溶接するためには、多くの場
合、周溶接をおこなわなければならない。また同
時に、管のまわりの有効スペースが非常に制限さ
れることが、しばしばある。例えば、気送式輸送
配管を敷設する場合、いたずらに大きなスペース
をとらないように、これらの配管を、天井や壁面
にできるだけ近付けて配設することが、明確に意
図されるし、またそれにも増して、数本の管が互
いにできるだけ近付いて並ぶように、互いに隣合
つて配設される。その結果、上記管は、全ての方
面からは、手溶接を行なうことができない。さら
にそれ以上に、手溶接の不正確さと不均一性を避
け、好ましくは、自動装置を使用することが望ま
れる場合が、しばしばある。

それ故に、以下の作動様式をほぼ有する装置が
知られている。この装置は、部分的に所望の位置
で、管に取付けられている。上記部分は、モータ
と、該モータが、同時にハンドルとして使用でき
るように、管から垂直に伸びた長手方向の最大伸
長部を備えている。上記モータは、管を取囲むよ
うに管のまわりに配置された、幾つかの部分から
成る歯付リングを駆動させる。上記歯付リングは
モータによつて駆動されるとともに、歯付リング
に順番に結合された溶接用具が、管のまわりに回
転し、その結果、周溶接が行なわれる。

一方、上記装置の欠点は、その構造が複雑なこ
とである。歯付リングを、管のまわりに位置させ
るために開き、またそれに続いて、歯付リングを
連続させるために閉じることは面倒である。ま
た、幾つかの部分から成る上記歯付リングが完全
なものでない場合には、該歯付リングを介する駆
動に問題が生じ得るという事は全く別にしても、
最終的に、管から垂直に突き出すモータは、非常
に大きなスペースを必要とする。

この発明の目的は、よく似た構造であるが、よ
り高い信頼性をもつて動作し、またより少ないス
ペースで足りる、冒頭に述べたタイプの装置を提
供することにある。

前記問題点を解決するために、この発明に係る
装置は、外周方向において互いに一定間隔をあけ
て固定できるように配置された２個の回転ローラ
と、駆動体に結合された第３の回動可能な駆動ロ
ーラと、管の横断面方向における各ローラ間の空
間部と、上記駆動ローラが、少なくとも部分的に
回動された場合には、管より大きい寸法を有する
側面の挿入口とを備えている。

上記装置は、それ故に、管を収納するに足る大
きさの空間部を、その中央に備えている。上記空
間部は、挿入口によつて片側に制限されており、
また該挿入口の幅は、管がここから空間部内に挿
入できるように、挿入される管の直径よりも大き
い。また同時に、上記挿入口の反対側で、管は２
個の固定された回転ローラと接触する。それに続
いて、第３のローラが管の方に向かつて回動さ
れ、その結果、管は、各ローラによつて３点で保
持される。第３のローラは駆動体に結合されてお
り、該駆動体が作動すると、装置全体が、固定さ
れた管のまわりを回転して溶接が行なわれる。

同時に、普通は軸方向の伸長部であるが、モー
タの最大伸長部は、管に平行にすることができる
ので、特に、複雑な力の伝達は必要がなく、また
駆動ローラを、モータの駆動軸上に直接置くこと
ができる。

溶接装置が傾くことを防止するために、各ロー
ラは適度に長くなければならない。しかしなが
ら、各ローラ、特に各固定ローラを、それぞれ一
対のローラとして設計するのが有利である。その
とき、駆動ローラが、単一ローラとして、それぞ
れ一対のローラから成る２個のローラの間に配置
されていれば、装置の安定した取付けが得られ
る。

好ましくは、余り大きな駆動力を必要としない
ように、各ローラは玉軸受に取付けられる。また
駆動ローラも、モータ外部の玉軸受に適切に取付
けられ、その結果、モータの駆動軸が、モータに
損傷を与え得る横方向の荷重を受けることはな
い。

また好ましくは、溶接用具（溶接ヘツド）は回
動アームに固定され、従つて、溶接ヘツドは、チ
エツクや調整などのために、簡単に管から遠ざか
るように回動できる。同時に、もし上記回動アー
ムがばねで付勢されていれば、溶接用具は溶接物
から所望の距離に持つて来られる一方、例えば、
管が損傷している場合のように、突出物が溶接用
具に触れる場合には、やはり遠ざけるように回動
することができる。ばねを適切に選ぶことによつ
て、回動アームは、溶接位置において管の方向に
ばねで付勢されるだけでなく、遠ざかるように回
動されたとき、溶接用具がその位置を維持するよ
うに、開放位置において、開放位置の方向にばね
により付勢される。

もし回動アームが、その長手方向軸線のまわり
にも回動することができれば、装置の取扱いはよ
り容易であり、特に溶接ヘツドを、より容易に近
づけることができる。

もし、上記アームに対する調節のできる止め具
を備えていれば、その装置は、異なる溶接条件、
異なるサイズの溶接ヘツドあるいは溶接ヘツドの
摩耗に対して、より容易に適応することができ
る。同時に、一方では、もし回動アームが溶接装
置のフレームに設けられた止め具に近づくなら
ば、溶接用具と管の間隔は調整することができ
る。しかしながら、上記調節止め具は、回動アー
ムに取付け、作動中管に接触させることもでき
る。

もし溶接用具がアームに回動自在に取付けられ
ていれば、管表面に関してさまざまな異なつた角
度に設定することができ、その結果、例えば管に
ソケツトを溶接することができる。特に、溶接用
具は360゜にわたつて回動でき、従つて使用に際し
て特に融通性がある。

上記管は、被覆アーク溶接によつて、適切に共
に溶接される。また同時に、溶接用具が、上記ア
ームに回動自在に取付けられている場合におい
て、もし電流及び不活性ガスが回動の軸を通るな
らば、高い経費がかかり、また溶接用具の回動を
妨げるような配管を付け加える必要は一切ない。

この発明に係る装置は、非常に小さいスペース
しか必要としないことを特徴とする。この発明に
よれば、その好適な実施例の場合、管からの突出
量は６センチメートルよりも小さい。

上記装置が、直径の異なる管に対して使用でき
るということに気付かれることと思う。というの
は、駆動ローラが回動でき、それ故に、管に溶接
する３個のローラ間の間隔が、より広範囲にわた
つて自由に選ぶことができるからである。

もし固定ローラ及び駆動ローラ用の回動アーム
が、はずすことができるように結合された２枚の
板の間に配置されているならば、上記装置は、特
に直径の異なる管、すなわち、かなり直径の大き
い管及びかなり直径の小さい管に対しても使用す
ることができる。それまでの場合に比べて、直径
がかなり大きい又はかなり小さい管を溶接するに
は、ただ単に上記２枚の板を取替えることが必要
なだけである。

さらに、もし上記装置が、取りはずしができる
伸長した軸を有するとともに、該伸長軸に回転で
きるように装着された付け加えたローラを備えて
いるならば、上記装置は、互いにまだ接合されて
いない管の仮付溶接にも使用することができ、そ
の結果、仮付溶接装置を別に付け加える必要はな
い。

もし溶接用具を取付けるアームが、上記装置に
取はずしができるように固定されているならば、
仮付溶接を行なうために、上記装置を管上に位置
させる必要すらない。例えば、仮付溶接を行なう
目的で、あるいは手動で行なわれる他の用途のた
めに、溶接用具とともに上記アームは、装置から
取りはずすことができる。このように、上記溶接
用具は、特に種々のまた融通性のある方法で使用
することができる。

もし上記アームが、板に設けられ、外側に向か
つて開口した切欠き内に差込まれ、そして管の伸
長方向に開口するとともに回動軸を囲む切欠きに
よつて保持されているならば、一方では、上記ア
ームの回動性、また他方では、取はずし性が保証
される。

また同時に、上記回動アームは、管の方向に、
あるいは開口位置の方に、ばねによつて付勢され
ているので、ばね荷重が作用した結果、開口した
切欠きによつて、回動軸に押圧されている。上記
アームを取りはずすには、アームを、ばね荷重に
逆らつて回動軸から引張つて離すだけでよい。も
し、回動軸が、管の方向において調節することも
できるならば、管の伸長方向における、溶接用具
の正確な位置は簡単に調節することができる。

最後に、上記溶接用具のアームに対して、種々
の止め具を設けることができ、該止め具は、溶接
用具が、被溶接管から通常よりも大きな距離にあ
る休止位置を定めている。上記止め具が回動さ
れ、横方向にずらせることなどによつて向こうに
押しやられるとき、溶接用具は、さらにもう１つ
の止め具によつて定められ、溶接にとつて理想的
な距離に相当する距離に近づく。上記第２の止め
具もまた、回動アームに直接配置することができ
る。

以下、添付図面に基づいて、好適な一実施例に
より、この発明を説明する。

各図面において、第１図は、本発明に係る装置
の、管の長手方向から見た端面図、第２図は、第
１図の装置の側面図、第３図は、溶接ヘツドとそ
の固定部の、第２図における−線に沿つた切
断端面図、第４図は、溶接ヘツド用回動アームの
止め具の、第１図と同じ方向から見た詳細図、第
５図は、第２図とよく似ているが、追加して取付
けられたローラを備えた装置を示しており、また
第６図は、溶接用具の回動アームの他の取付タイ
プを示す平面図である。

第１図及び第２図は、溶接線２を与えられる管
１を説明している。

装置は、上記管１を部分的に取囲む、２枚の板
状部材３及び４を備えている。２枚の該板状部材
３及び４は、数本の棒状部材５，６，７及び８に
よつて、互いに一定間隔をあけて保持されてい
る。ローラ、とりわけ、板状部材３及び４の各々
の近辺の２個のローラが、上記棒状部材７及び８
に装着されている。ローラ９及び１０が棒状部材
７に装着され、またローラ１１（図示せず）及び
１２が棒状部材８に装着されるとともに、これら
ローラは、玉軸受に取付けられている。駆動ロー
ラ１５及び、該駆動ローラ１５に接続される駆動
モータ１６は、回動可能なレバーアーム１３と、
該レバーアーム上に配置された軸受１４によつ
て、棒状部材５に回動自在に取付けられている。
回動位置は、部位１９でレバー１３に回動自在に
係止されたボルト１７、該ボルト１７に装着され
たばね１８及び蝶形ナツト２０によつて設定する
ことができ、また上記ボルト１７、ばね１８及び
蝶形ナツト２０は、棒状部材６に取付けられた拡
張部２１と相互に作用する。

管１を挿入する場合、駆動ローラ１５は、上記
した回動装置により、まず始めに、上方に回動さ
れる。そして、管１が挿入された後、上記駆動ロ
ーラ１５は、３個のローラ１０，１２及び１５
が、３箇所で管に接触するまで、下方に再び回動
され、その結果、溶接装置は、モータ１６が作動
すれば管のまわりに回転することができる。

溶接は溶接ヘツド２１によつて行なわれ、該溶
接ヘツド２１には、ホース２２を通じて不活性ガ
ス及び溶接電流が供給される。同時に、上記溶接
ヘツド２１は、第２図において上方に回動するこ
とができるように、部位２４で回動自在に取付け
られた溶接アーム２３に装着されている。また同
時に、上記回動軸２４は、該回動軸２４に垂直
で、板状部材３に取付けられた回転軸２５のまわ
りに、順々に回転することができ、その結果、第
２図において回動アーム２３は上方に回動できる
だけでなく、観察者の方向、すなわち横方向にも
回動できる。

板状部材３と溶接アーム２３に取付けられた引
張ばね２６によつて、溶接アーム２３そして必然
的に、溶接用具２１は下方、換言すれば管の方に
引張られている。開放位置において、ばね２６の
取付位置を適切に選ぶことによつて、溶接アーム
２３が開放位置を維持することを確実なものにで
きる。

詳しくは第３図に示したように、下部において
分離したハウジング２３には、穴部２７，２８の
近傍に環状の突起部が設けられている。溶接ヘツ
ド２１は、この環状の突起部５５間に位置してい
る。上記溶接ヘツド２１はネジ部材５６で保持さ
れ、該ネジ部材５６は、部品２３，２５に対して
自由に回転することができ、溶接ヘツド２１の対
応するネジ穴に締め込まれている。不活性ガスは
導管３０−３５を通じて導かれ、該導管３０−３
５はハウジング２３内で二つの導管５４に分岐し
ており、各導管５４は環状の突起部５５の内部穴
５８に開口している。上記ネジ部材５６はＬ字形
の穴部５７を有しており、ガスが上記導管５４か
ら内部穴５８に流れてきた際には、上記Ｌ字形の
穴部５７を通つて、溶接ヘツド２１のセンタ穴５
９内に流し得る。そして、ここから、ガスが溶接
ヘツド２１の外部に向かつて流れ出すことができ
る。溶接ヘツド２１から電源に至る電気的な接続
も同様の方法で行なわれ、互いに接触する部材
は、電気的に伝導性を有するように互いに接続さ
れる。このように、溶接ヘツド２１は、ホースま
たは電線で用いることなく、また同時に回動性を
妨げることなく、異なつた回動位置に調節するこ
とができる。

溶接ヘツド２１と溶接されるべき管との間隔を
調節する装置は、第４図においては、板状部材４
ではなく、上記溶接されるべき管によつて直接に
支持されている。この理由は、こうすることによ
り、溶接されるべき管が正確な円筒形状でなくて
も、該管から溶接ヘツド２１に至る距離を常に同
一にすることができるからである。この目的のた
め、溶接ヘツドのアーム２３に付設された蝶形ネ
ジ５２で助勢されるプレート５３が設けられてい
る。上記蝶形ネジ５２を回すことにより、上記プ
レート５３は、第４図における垂直方向に位置調
節でき、このことによつて、溶接ヘツド２１と管
との間隔を調節することができる。

第５図に示した装置は、今までに説明した実施
例とは異なつており、棒状部材７または８の上
に、該棒状部材７または８を伸長して付け加えた
軸を取付けることができる。上記付け加えた軸に
ついて、棒状部材７に対する付け加えた軸３６が
第５図に示されている。上記各付け加えた軸の軸
端部には、やはり玉軸受に取付けられた付け加え
たローラが位置しており、それらの１つが３７で
示されている。上記付け加えたローラの円筒面
は、対応する棒状部材７及び８上の各ローラの円
筒面の延長に符合する。この装置の作動様式は、
以下の通りである。配管システムの既に完成して
いる部分（第５図において、管部３８で表わされ
ている）に、さらに管３９を取付けるときは、ま
ず最初に仮付溶接を行なわなければならない。こ
のためには、溶接ヘツド２１が、新しい管３９が
突合わされる管端部４０の部分に位置するよう
に、この発明に係る装置を、配管ラインの既に完
成している部分３８の端部に取付ける。各固定ロ
ーラが底部に位置するように配置する。この位置
において、ローラ１５が回動され締め付けられる
結果、装置は管端部に固定される。棒状部材７及
び８に対する２本の付け加えた軸が装着され、そ
の結果、内１個が第５図において３７で示されて
いるが、２個の付け加えたローラは、管３８と３
９が継ぎ目４０において、片寄ることなく互いに
融合するように、新しい管３９に対する支持表面
を形成する。それから、仮付溶接が底部で行なわ
れる。それに続いて、頂部で仮付溶接が行なわれ
るように、装置が180゜回転される。さらに、引き
続いて連続した溶接線を形成するときには、上記
付け加えた軸３６は再び取りはずすことができ、
またこれは、曲り管などの近辺で溶接を行なうと
きにも必要である。

第６図の実施例においては、溶接用具２１の回
動アーム２３は、前述の実施例（例えば、第１図
を参照）とよく似た方法で、板状部材３及び４に
設けられるとともに外側に向かつて開口した切欠
き４３及び４４によつて案内されている。後部
（すなわち、溶接用具２１から離れた部分）にお
いて、上記アーム２３は、後部の方に開口した切
欠きを有する横方向の突出部４４を備えるととも
に、該突出部４４はＬ字形に曲つた回動軸４５を
収納することができ、その結果、その前端部、従
つて回動軸４５は、蝶形ナツトなどにより前方ま
たは後方にずらせることができる。その結果とし
て、回転アーム２３は、前方及び上方に引張り出
すことによつて、簡単に装置から取りはずすこと
ができる。一方、上記回動アーム２３は、突出部
４４の切欠部を回動軸４５上に押すことによつ
て、再び装置に取舗けることができるとともに、
ばね２６（第２図を参照）が後方に向かつた力を
作用させているので、この位置は安定を維持して
いる。