JPS6274518A - 管内部の加工用装置 - 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】 本発明は管状体の内部加工用装置に関するものである。

この装置は、特に２本の長い管状体間の溶接部の内側ビ
ードの加工のために使われるものである。

いくつかの用途、例えば熱交換器などに対しては、極め
て長い管状体を使用することがしばしば必要となり、こ
のように長い管状体は通常いくつかの短い管を突合せ溶
接することにより形成されていた。例えば、螺管の場合
、管は数百バールの圧力および数百塵Ｃの温度に曝され
る。

現在の溶接法（ＴＩＧ、電子ビームなど）では、２本の
溶接すべき管が接合される接合部分における管内部の溶
接ビードの形成を防止することは困難である。

しかしながら、上記の作業条件の観点から、上記のよう
な内部ビードの形成は該接合部分での応力の集中を招き
、このことは管の満足な疲労特性を得る上で有害である
。その上、プローブによる溶接部の検査中に、該内部ビ
ードはこのプローブの挿入を妨害し、あるいは摩擦によ
る該プローブの摩耗を招き、あるいはまた該プローブ用
配線ケーブルの連続的な前進を妨害してプローブにノイ
ズシグナルを生ずる恐れがある。このような理由から、
２本の管同士の溶接部の内部ビードを加工することは極
めて有効である。

これまでに、以下のような公知の２種の方策がこのよう
なビードを加工する目的で従来から利用されている。

第１の方法は、加工中は回転している延長部材の末端に
、ある工具を取り付けることからなっている。この方法
は、極めて長い管を扱う場合には利用できないという主
な欠点を有しており、上記延長部材は加工中の有効捩り
モーメントに耐え得ないものである。捩りの与えられる
延長部材は、その結果捩り振動を生じることになるが、
これは正確な加工にとっては不利である。

第２の方法は強制的にスクレーパを管内に１回通し、も
しくはこれらを管内で往復動させることからなり、この
スクレーパの通過によってビードの加工が保証される。

本発明の目的は上記諸欠点を取除くことにあり、管特に
長尺管の内部加工用装置に関し、この加工はある工具に
よって実施され、その回転、前進並びに軸方向の位置決
めは磁気的手段によって保証される。

本発明のもう一つの目的は一連の管内部の高品位加工（
形状、表面状態等）を可能とする装置を提供することに
ある。

即ち、本発明は管の内部加工用装置に関し、該装置は可
動アセンブリを含み、これは管内に設置することができ
、被加工管内において該可動アセンブリの心合せを保証
できる少なくとも２つの軸受けをもち、かつ該可動アセ
ンブリの縦軸に沿って自由に回転する２つのローターを
備えた第１の部分と、該第１部分と半径方向に摺動する
ように連結され、かつ縦軸に沿って自由に回転するよう
に搭載された加工具を有していて管内部を加工すること
のできる第２部分とを有している。上記ローターの一方
は加工具を伝動シャフトを介して駆動し、他方のロータ
ーは上記第２部分と管の回りに配置された固定アセンブ
リを回転させる。また上記装置は第１および第２磁気手
段を含んでおり、これらの各々は夫々ローターの中央横
断面近傍に実質的に設けられており、かつ各々は上記２
つのローターを回転し得る回転磁場を確立する。更に、
第３の磁気手段をも含み、これは切削工具の中央横断面
近傍に実質的に設置されており、かつ第１の部分に対し
て第２の部分を半径方向に移動させ得る回転磁場を設定
し、一方で第２の部分と同位相で回転する。

上記３種の磁気手段の少なくとも１つが被加工管の回り
で回転する永久磁石を有し、あるいは該管の回りに配置
された多極電磁固定子を含むことが有利である。

２つの磁石は上記第２の部分の自由末端の近傍に位置し
、２つの磁気検出器が以下のように被加工管の回りに配
置されている。即ち、検出器の一方は磁石の一つを検知
することによって管内の可動アセンブリの長手（縦）方
向の位置を決定し、かつ他方の検出器がもう一つの磁石
を検知して第２の部分の角方向の位置を検出する。

２つの円筒状迫台を切削具のいずれか一方の側に配置さ
せ、かつ該工具の径に等しいかもしくはそれ以下とする
ことが有利である。

以下、本発明を非限定的実施例および添付図面を参照し
てより一層詳細に記載する。

本発明の装置を簡略化した形で第１図に示す。

この装置の機能は２本の突合せ溶接された管４゜６間の
溶接ビード２を加工することにある。

この装置はまず管４，６内に挿入される可動アセンブリ
８を含んでいる。この可動アセンブリ８は順次、第１図
では左から右に、第１軸受１０、第１０−ター１２、第
２軸受１４．第２０−ター１６、中間部１８および工具
ホルダ２０を有している。

第１および第２軸受１０．１４は管４内での可動アセン
ブリ用の心出し支持体として機能する。このために、こ
れらは円筒状であり、弾性ライニングを有するか、その
外表面に弾性体が充填されていることが好ましく、それ
によって管４を引掻くことなくその中で摺動でき、かつ
一方で心出し作用が保証される。

第１のローター１２は２つの軸受け１０．１４によって
支持され、自由回転するが、軸受けによって縦方向に固
定される。同様に第２のローター１６は第２の軸受け１
４によって自由に回転するように支持されている。しか
しローター１６は軸受け１４によって縦方向に固定され
ている。これら２つのローター１２．１６は円筒状であ
り、軸受けよりもわずかに小さな外径をもっていて、管
４内で自由に回転し得る。孔２２が第２の軸受け１４お
よび第２のローター１６に、可動アセンブリの縦軸に沿
って設けられている。

中間部１８は第２のローター１６に固定されていて、ロ
ーター１６によって回転されるようになっている。

第３図をみると、この中間部１８は円筒状で、中空であ
り、かつその末端において２つの開口２４．２６を備え
ている。左側の開口２４は円筒状で、第２のローター１
６の孔２２に対し同心状であり、右側の開口２６は動径
方向に配向した横長の孔形状を有している。

工具ホルダ２０は中間部１８、例えばほぞ穴およびほぞ
継ぎ２８（第２図および第３図に一点鎖線で示されてい
る）によって支持されている。かくして、工具ホルダ２
０は中間部１８によって回転するが、中間部に対する半
径方向の移動は自由である。工具ホルダ２０は実質的に
円筒状であるが、その径は十分に小さくなっていて、そ
の半径方向の移動および管４内での回転が可能となる。

部材２０の中央部に空間が設けられていて、工具例えば
カッター３０がその内部に収容されるようになっている
（第２図）。このカッター３０は、ホルダ２０内に配置
された軸受けによって、ローター１２゜１６の軸と平行
な軸の回りに縦方向に回転し得るように固定されていて
、カッターの刃がホルダ２０の外面を越えて通過して、
ビード２を内部加工し得るようになっている。

カッター３０は伝動シャフト３２を介して第１０−ター
１２によって回転する。第１０−ター１２に固定されて
いるシャフト３２は第２軸受１４および第２０−ター１
６の孔２２を通っている。次いで、シャフト３２は開口
２４を介して中間部１８に至り、更にカルダン自在継手
３４によって可動アセンブリの縦軸からずれている。シ
ャフト３２は横長の孔２６を通り、次いで工具ホルダ２
０内の孔２６によって回転され、最終的にカッター３０
に固定されている。

かくして、カッター３０は中間部１８に対する工具ホル
ダ２０の半径方向の位置とは無関係に、第１０−ター１
２によって一定速度で回転され、この回転はカルダン自
在継手３４および横長の孔２６によって生じ、これらは
シャフト３２の幾分かの偏心または移動を可能とする。

工具ホルダ２０上に配列されたリブまたはフィン３６は
実質的にカッター３０と対向しており、第２図において
右側に切削チップを放出できる。

磁石３８は工具ホルダ２０の自由末端の端面上に設けら
れている。もう一つの磁石４０は工具ホルダ２０の自由
末端近傍の外表面上に固定されている。

再度添付第１図を参照すると、固定されたアセンブリが
管４，６の回りに配置されている。このアセンブリは第
１の磁気手段４２および第２の磁気手段４４を有してお
り、これらの各々は、夫々第１および第２０−ター１２
．１６に対して中央横断面付近に実質的に配置されてい
る。第３の磁気手段４６は実質的にカッター３０の中央
横断面の回りに配置されている。

第１および第２磁気手段４２．４４の各々は夫々回転磁
場を設定でき、これによって２つのローター１２、１６
の各々の回転が可能となる。これら手段は、例えば管の
回りに配置された多極電磁固定子であり、補助手段によ
って管の回りを回転する少なくとも１つの永久磁石を有
している。

第３の磁気手段４６は多極固定子であり得るが、補助的
手段によって回転する永久磁石であることが適している
。この磁石は工具ホルダ２０を引き付け、結果としであ
る力でビード２をカッター３０に押し付けることを可能
とする。

このカッターがビードを加工しすぎないことを保証する
ために、２つの円筒状迫台４８．５０がカッター３０の
いずれかの側に同心状に配置されており（第１図および
第２図）かつビードの一部を残しておきたい場合にはカ
ッター３０の径よりも大きなあるいはそれと同等もしく
は小さな径を有し、迫台４８，５０とカッター３０の径
の差は管内での所定の加工深さに対応している。

２つの磁気検出器５２．５４は管６の回りに、検出器の
一方５２が管内の可動アセンブリの縦方向の位置を磁石
３８を検知することにより決定し、かつもう一つの検出
器５４が磁石４０を検知することにより工具ホルダ２０
の角度方向の位置を決定するように配置されている。

このような本発明による装置を含む加工設備は添付第４
図に示されている。２つの溶接された管４．６は、相互
に所定距離をおいて隔置されフレーム６０によって支持
されている２つのガイド５６゜５８によって位置決めさ
れている。ガイド５６．５８の夫々は２つの対向するロ
ーラーを有し、その溝は管の形状に適合し、これらは管
にある力で当接される。図示されていない上記ローラー
用の駆動手段は管４および６を所定の位置に進めること
を可能とする。固定されたアセンブリはこれら２つのガ
イド５６．５８間に配置され、管４，６内にある可動ア
センブリの駆動が可能となる。

第１の磁気手段４２（この場合は永久磁石である）は、
フレーム６０上の縦軸に沿って回転自在に支持された円
筒部分６２内にある。モータ６４は円筒部分６２を回転
させ、結果としてギヤ系統を介して磁石４２を回転させ
る。

第２および第３の磁気装置４４．４６（この場合永久磁
石である）は、フレーム６０上の縦軸に沿って自由回転
するように搭載された円筒状支持体６６内にある。モー
タ６８は支持体６６を回転させ、結果としてギヤ系統を
介して磁石４４．４６を回転させる。

フレーム６０、円筒部分６２および支持体６６は、磁石
４２．４４および４６が夫々ローター１２．１６および
工具ホルダ２０を駆動し得る位置に縦方向に配置される
ように配列されている。磁石３８と検出器５２は協動し
てこの位置を決定しもしくは明示する。

以下、この加工設備の運転につき記載する。溶接された
管４，６は、まず２つのガイド５６．５８によって、溶
接ビード２が所定の加工位置にくるまで移動される。次
に、可動アセンブリを、検出器５２が磁石３８を検知す
るまで管４，６内に導入する。

次に、モータ６４を駆動させて磁石４２を回転させる。

磁石４２の回転によりローター１２が磁気的に駆動され
る。かくして、カッター３０が回転する。次に、モータ
６８を駆動させて磁石４４を回転する。この磁石４４の
回転によりローター１６が磁気的に回転され、かつ工具
ホルダ２０が回転される。同時に、ホルダ２０は磁石４
６によって磁気的に引き付けられる。この磁石４６は磁
石４４および結果としてホルダ２０と各位相で回転する
。ビード２に対しである力で当接されているカッター３
０はビード２を加工し、その進行度は２つの迫台４８．
５０が管４の内側に接するまで工具ホルダ２０を回転さ
せることにより決定される。このとき、もはやカッター
は動作し得ない。この切削操作中、切削チップはフィン
３６によって右側に排出される。磁石４０と検知器５４
は協働して工具ホルダ２０の角方向の位置を標識する。

かくして、実施された加工回転数を計数でき、かつビー
ドの加工が完了した場合にはモータ６４，６８を停止さ
せることができる。

次いで、可動アセンブリを取り外し、更に管４゜６を前
進させて同様な操作を他の接合部もしくは他の管につい
て再開する。

上記記載は例示的目的でのみ与えたものであり、本発明
の基本的原理を変えることなく、種々の構成上の変更を
行うことができることは明らかである。

即ち、例えば第２の工具を直列に付加することができ、
ここで該工具はカッター、研磨盤などであり得る。上記
の可動アセンブリの溝にチップ除去用の圧縮空気または
切削液体を供給することもできる。上記の管の心出し手
段は種々の型のものであり得、例えばローラー軸受け、
滑り軸受けなどであってもよい。はぞ穴およびほぞ継ぎ
２８は省くことができる。従って、中間部分１８はホル
ダ２０の動径方向の移動を可能とし、しかもホルダの回
転を保証する可撓性部分を有することとなる。

【図面の簡単な説明】

添付第１図は本発明の装置の模式的な縦断面図であり、
添付第２図は可動アセンブリの第２部分を示す斜視図で
あり、添付第３図は可動アセンブリの中間部分を示す斜
視図であり、および添付第４図は本発明の装置およびこ
れを駆動するのに使用する手段を模式的に示す縦断面図
である。 ２・・・ビード　　　　　　４，６・・・管８・・・可
動アセンブリ　　１０．１４・・・軸受け１２、１６・
・・ローター　　１８・・・中間部２０・・・工具ホル
ダ　　　２２・・・孔２／Ｉ、　２６・・・開口　　　
　２８・・・はぞ穴とほぞ継ぎ３０・・・カッター　　
　　　３２・・・伝動シャフト３４・・・カルダン自在
継手３６・・・リブまたはフィン３８、４０・・・磁石
　　　　４２，４４．４６・・・磁気手段４８、５０・
・・迫台　　　　５２．５４・・・磁気検出器５６、５
８・・・ガイド　　　６０・・・フレーム６２・・・円
筒部分　　　　６４．６８・・・モータ６６・・・支持
体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）管内部の加工用装置であって、 該管内に配置され、かつ該管内において可動アセンブリ
   の心合せを保証し得る少なくとも２つの軸受けを有し、
   しかも該可動アセンブリの縦軸に沿って自由に回転する
   ２つのローターを備えた第１の部分と、半径方向に摺動
   するように該第１部分と連結され、しかも縦軸に沿って
   自由に回転するように搭載された加工具を有していて上
   記管の内部を加工することのできる第２の部分とを有す
   る上記可動アセンブリと、ここで上記ローターの一方は
   伝動シャフトを介して上記加工具を駆動し、該ローター
   の他方は上記第２の部分および上記管の回りに配置され
   た固定アセンブリを回転させる、夫々、上記各ローター
   の中央横断面近傍に実質的に設置され、かつ各々が上記
   ２つのローターを回転させ得る回転磁場を設定する第１
   および第２磁気手段、および 上記切削工具の中央横断面近傍に実質的に設置されてお
   り、しかも上記第１の部分に対して上記第２の部分を半
   径方向に移動させ得る回転磁場を設定し、かつ上記第２
   の部分と各位相で回転する第３の磁気手段、 を具備することを特徴とする上記管内部の加工用装置。
2. （２）上記３つの磁気手段のうちの少なくとも１つが上
   記管の回りを回転する永久磁石であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の装置。
3. （３）上記３つの磁気手段のうちの少なくとも１つが、
   上記管の回りに配置された多極電磁固定子を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。
4. （４）２つの磁石が上記第２の部分またはホルダの自由
   末端近傍に配置されており、かつ２つの磁気検知器が、
   その一方が上記磁石の一つを検知することによって上記
   管内における可動アセンブリの縦軸方向の位置を決定し
   、該検知器の他方がもう一つの磁石を検知して上記第２
   の部分の角度方向の位置を決定するように、上記管の回
   りに設置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の装置。
5. （５）２つの円筒状迫台が上記切削工具のいずれかの側
   に設けられており、その径が該工具の径と同等もしくは
   それ以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。