(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプを加工するためのデバイスであって、
筐体と、
該筐体上に載置される軸受であって、該筐体に対して相対的に移動可能である、軸受と、
該軸受上に載置され、第１の軸の周囲で回転可能である、駆動ローラであって、該パイプの内面と係合可能な円周面を有する、駆動ローラと、
該パイプの該内面と係合するように該駆動ローラに付勢するための、該軸受および該筐体と接触している、少なくとも１つのばね要素と、
該駆動ローラに対して離間関係で該筐体上に載置される、少なくとも第１の支持ローラであって、該第１の軸と実質的に平行に配向される軸の周囲で回転可能である、第１の支持ローラであって、該パイプの外面と係合可能な円周面を有する、第１の支持ローラであって、該第１の軸に向かって、およびそこから離れて調整可能に移動可能である、第１の支持ローラと、
該第１の軸の周囲で該駆動ローラを回転させるための手段であって、該駆動ローラの回転は、該パイプの該縦軸が該第１の軸と実質的に平行に配向された時に、該デバイスと該パイプとの間で相対運動を引き起こし、該ばね要素は、該パイプの該内面と係合するように該駆動ローラに付勢し、該駆動ローラは、該筐体に対する相対的な該軸受の運動時に、該支持ローラに向かって、およびそこから離れて移動可能であり、それによって、該パイプの側壁厚さの変動を補う、手段と
を備える、デバイス。
【請求項２】
前記筐体は、第１のプレートを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記軸受は、前記第１のプレートの開口部内で摺動可能に載置される、第２のプレートを備える、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記ばね要素は、前記第１および第２のプレートと接触して位置付けられる、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第１および第２のプレートと接触して位置付けられる、複数の前記ばね要素をさらに備える、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記第１の支持ローラおよび前記駆動ローラに対して離間関係で前記筐体上に載置される、第２の支持ローラをさらに備え、該第２の支持ローラは、前記パイプの外面と係合可能な円周面を有し、該第２の支持ローラは、前記第１の軸に向かって、およびそこから離れるように調整可能に移動可能である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
第１および第２のアームをさらに備え、該アームは、それぞれ、前記筐体上に枢動可能に載置され、前記第１の支持ローラは、該第１のアーム上に回転可能に載置され、前記第２の支持ローラは、該第２のアーム上に回転可能に載置され、前記第１および第２のローラは、該第１および第２のアームの枢動運動時に、相互および前記第１の軸に向かって、およびそれらから離れて移動可能である、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記第１のアーム上に載置される、第１の移動ナットであって、その中に雌ねじを有する、第１の移動ナットと、
前記第２のアーム上に載置される、第２の移動ナットであって、その中に雌ねじを有する、第２の移動ナットと、
前記筐体上に載置され、該第１および第２の移動ナットに係合する、スクリュー軸であって、前記スクリュー軸の第１の部分は、該第１の移動ナットの該雌ねじと適合する、雄ねじをその上に有し、該スクリュー軸の第２の部分は、該第２の移動ナットの該雌ねじと適合する、雄ねじをその上に有し、該筐体に対する相対的な該スクリュー軸の回転は、該第１および第２のアームの前記枢動運動を引き起こす、スクリュー軸と
をさらに備える、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記筐体は、実質的に平行な離間関係で相互に取り付けられる、一対のプレートを備え、前記アームおよび前記スクリュー軸は、前記一対のプレートの間に載置される、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記筐体は、前記パイプの上に載置可能であり、前記第１の軸の周囲での前記駆動ローラの回転は、該パイプの円周の周囲で前記デバイスを推進する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記筐体はさらに、固定支持体を備え、前記パイプは、前記駆動ローラと前記支持ローラとの間で該筐体上に載置可能であり、前記第１の軸の周囲での前記駆動ローラの回転は、前記デバイスに対して相対的にその縦軸の周囲で前記パイプを回転させる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記固定支持体は、前記筐体に取り付けられる複数の脚を備える、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記駆動ローラを回転させるための手段は、電気モータを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記駆動ローラを回転させるための前記手段は、手回しクランクを備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記筐体上に載置され、その内面が前記駆動ローラに係合し、その外面が前記支持ローラに係合する状態で、前記パイプが位置付けられた時に、前記パイプに向かって、およびそこから離れて移動可能である切削刃を有する、切削工具をさらに備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記切削工具は、ねじジャッキ上に載置され、該ねじジャッキは、前記筐体上に載置され、該切削工具は、該筐体に対する相対的な該ねじジャッキの回転時に、前記パイプに向かって、およびそこから離れて移動可能である、請求項１５に記載のデバイス。
【請求項１７】
パイプを加工するためのデバイスであって、
実質的に平行な離間関係で相互に取り付けられる、第１および第２のプレートであって、該第１のプレートは、開口部をその中に有する、第１および第２のプレートと、
該開口部内で該第１のプレート上に載置される、軸受プレートであって、該第１のプレートの面に対して相対的に、およびその中で摺動可能に移動可能である、軸受プレートと、
該軸受プレート上に載置され、第１の軸の周囲で回転可能である、駆動ローラであって、該パイプの内面と係合可能な円周面を有する、駆動ローラと、
該パイプの該内面と係合するように該駆動ローラに付勢するための、該軸受プレートおよび該第１のプレートと接触している、複数のばね要素と、
相互および該駆動ローラに対して離間関係で該第１および第２のプレートの間に載置される、一対の支持ローラであって、該支持ローラのそれぞれは、該第１の軸と実質的に平行に配向される、それぞれの軸の周囲で回転可能であり、該支持ローラのそれぞれは、該パイプの外面と係合可能な円周面を有し、該支持ローラは、該第１の軸に向かって、およびそこから離れて調整可能に移動可能である、一対の支持ローラと、
該第１の軸の周囲で該駆動ローラを回転させるための手段であって、該駆動ローラの回転は、該パイプの該縦軸が該第１の軸と実質的に平行に配向された時に、該デバイスと該パイプとの間で相対運動を引き起こし、該ばね要素は、該パイプの該内面と係合するように該駆動ローラに付勢し、該駆動ローラは、該第１のプレートに対する相対的な該軸受プレートの運動時に、該支持ローラに向かって、およびそこから離れて移動可能であり、それによって、該パイプの側壁厚さの変動を補う、手段と
を備える、デバイス。
【請求項１８】
第１および第２のアームをさらに備え、該アームは、それぞれ、前記第１および第２のプレートの間に枢動可能に載置され、前記支持ローラのうちの第１のローラは、前記第１のアーム上に回転可能に載置され、前記支持ローラのうちの第２のローラは、前記第２のアーム上に回転可能に載置され、前記第１および第２の支持ローラは、前記第１および第２のアームの枢動運動時に、相互および前記第１の軸に向かって、およびそれらから離れて移動可能である、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記第１のアーム上に載置される、第１の移動ナットであって、その中に雌ねじを有する、第１の移動ナットと、
前記第２のアーム上に載置される、第２の移動ナットであって、その中に雌ねじを有する、第２の移動ナットと、
前記第１および第２のプレートの間に載置され、前記第１および第２の移動ナットに係合する、スクリュー軸であって、前記スクリュー軸の第１の部分は、前記第１の移動ナットの前記雌ねじと適合する、雄ねじをその上に有し、前記スクリュー軸の第２の部分は、前記第２の移動ナットの前記雌ねじと適合する、雄ねじをその上に有し、前記プレートに対する相対的な前記スクリュー軸の回転は、前記第１および第２のアームの前記枢動運動を引き起こす、スクリュー軸と
をさらに備える、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記第１および第２のプレートのうちの少なくとも１つに取り付けられる、固定支持体をさらに備え、前記パイプは、前記駆動ローラと前記支持ローラとの間で載置可能であり、前記第１の軸の周囲での前記駆動ローラの回転は、前記デバイスに対して相対的にその縦軸の周囲で前記パイプを回転させる、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記固定支持体は、前記筐体に取り付けられる複数の脚を備える、請求項２０に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記駆動ローラを回転させるための前記手段は、電気モータを備える、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記駆動ローラを回転させるための前記手段は、手回しクランクを備える、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記第１および第２のプレートの間に載置され、その内面が前記駆動ローラに係合し、その外面が前記支持ローラに係合する状態で、前記パイプが位置付けられた時に、前記パイプに向かって、およびそこから離れて移動可能である切削刃を有する、切削工具をさらに備える、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記切削工具は、ねじジャッキ上に載置され、前記ねじジャッキは、前記第１および第２のプレートの間に位置付けられ、前記切削工具は、前記筐体に対する相対的な前記ねじジャッキの回転時に、前記パイプに向かって、およびそこから離れて移動可能である、請求項２４に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００９年３月６日に出願された米国仮出願第６１／１５８，０４６号に基づき、その優先権を主張し、該仮出願は本明細書において参照により援用される。
【０００２】
発明の分野
本発明は、その過程がデバイスとパイプとの間の相対回転を必要とする、パイプを加工するためのデバイスに関し、特に、円周位置の関数として変動する側壁厚さを有する、パイプを加工するためのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
種々の種類のパイプは、それらの製造過程における固有の特徴に起因して、パイプ円周の周囲の位置の関数として変動する、側壁厚さを有する。例えば、溶接継ぎ目を有するパイプは、ビードから離れた位置よりも溶接ビードの場所で厚くなる、側壁を有する。可鍛鋳鉄から作製される継ぎ目のないパイプおよび鋳造パイプは、内径と外径との間の偏心に起因して、厚い区間と薄い区間との間で円周の周りの厚さが変動する、側壁を有することが公知である。鋳造パイプはまた、パイプの内面に吹き付けられる、セメントライニングを有し得る。セメント被覆は、名目上１／８〜３／１６インチ（３．１７〜４．７６ｍｍ）の厚さであるが、実際の厚さは、種々の過程および環境パラメータに起因して変動する。同じく厚さが変動し得る、タールの被覆も、しばしば、セメントを保護するために適用される。被覆層の厚さの変動は、パイプ壁厚の変動と組み合わさり、厚い領域および薄い領域を有するパイプを製作することに対して、パイプ側壁の変動を補うこともあれば、増加させることもある。
【０００４】
デバイスと相対的にパイプを回転させる、またはその逆を必要とする、例えばパイプの外面に円周溝を切削するといった、種々の過程をパイプに実施する、従来技術によるデバイスは、Ｆｒｏｓｔ他への特許文献１に開示されるパイプ切削機によって例示されている。その中に示されるように、パイプの側壁は、枢動アーム上に載置される駆動ローラと２つの支持ローラとの間で捕捉される。駆動ローラは、パイプの内面に係合し、支持ローラは、パイプの外面に係合する。支持ローラは、パイプ側壁を駆動ローラに対して押し付けるように、相互に向かって枢動される。パイプを駆動ローラに対して押し付けることで、駆動ローラが旋回した時に、駆動ローラが、パイプの円周の周りでパイプ切削機を推進することを可能にする、てこ作用を提供する。代替として、短いパイプセグメントの場合、パイプ切削機は、固定されたままであり、パイプは、支持ローラ上に支持され、駆動ローラの回転によってその縦軸の周囲を旋回させられて、溝を形成する。
【０００５】
パイプ側壁が、円周位置の関数として一定の厚さを有する場合、駆動ローラが回転して切削デバイスをパイプ円周の周囲で移動させた時に、パイプ側壁と駆動ローラとの間の力も、駆動ローラに対する相対的な支持ローラの位置の所与の設定に対して、実質的に一定となる。しかしながら、変動する側壁厚さは、支持ローラ位置の所与の設定に対して、駆動ローラとパイプ側壁との間の力に有意な変動をもたらす。薄い領域が駆動ローラと支持ローラとの間にある時に、駆動ローラがパイプ円周の周りで切削デバイスを移動させることを可能にする、十分なてこ作用がパイプ側壁と駆動ローラとの間にない場合に、パイプ側壁厚さが、大幅に変動し得る。このような状況では、駆動ローラが旋回を継続した場合であっても、切削デバイスは、静止したままである。この問題を修復するために、デバイスを監督する技術者は、支持ローラを駆動ローラの近くに枢動することによって、支持ローラの位置を調整し、それによって、側壁厚さの減少を補い、駆動ローラとパイプ側壁の内面との間の力を増大させる。この、支持ローラの位置の調整は、てこ作用を駆動ローラに獲得させて、切削デバイスを、その縦軸の周囲で、再びパイプの周りを移動させ始める。しかしながら、切削デバイスがパイプの周りを周回するにつれて、側壁領域は、必然的に、支持ローラと駆動ローラとの間の位置に移動する。その結果、駆動ローラとパイプ側壁との間の力が増大し、増加した応力が種々の機械構成要素にかかり、駆動ローラを旋回させるためにより大きいトルクが印加されることを必要とする。力は、いくつかの部品を恒久的に降伏または破壊するのに十分であり得、また、軸にかかる周期的な曲げ荷重によって引き起こされる大きい応力変動のサイクルに起因する疲労破損によって、軸およびキー等の、高応力構成要素の破損を加速する。疲労破損を加速する応力または応力反転に起因する破損を伴わずに、厚さが変動する側壁を有するパイプを処理することができる、例えば溝切削デバイスといった、パイプ加工デバイスに対する必要性が明らかにある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第３，２４７，７４３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、パイプを加工するためのデバイスに関する。デバイスは、筐体と、筐体上に載置される軸受とを備える。軸受は、筐体に対して相対的に移動可能である。駆動ローラは、軸受上に載置され、かつ第１の軸の周囲で回転可能である。駆動ローラは、パイプの内面と係合可能な円周面を有する。少なくとも１つのばね要素は、パイプの内面と係合するように駆動ローラに付勢するために、軸受と筐体との間に位置付けられる。少なくとも第１の支持ローラは、駆動ローラに対して離間関係で筐体上に載置される。第１の支持ローラは、第１の軸と実質的に平行に配向される軸の周囲で回転可能である。第１の支持ローラは、パイプの外面と係合可能な円周面を有する。第１の支持ローラは、第１の軸に向かって、およびそこから離れて調整可能に移動可能である。
【０００８】
第１の軸の周囲で駆動ローラを回転させるための手段を提供する。例えば、駆動ローラを回転させるための手段は、電気モータまたは手回しクランクを備えてもよい。駆動ローラの回転は、パイプの縦軸が第１の軸と実質的に平行に配向された時に、デバイスとパイプとの間で相対運動を引き起こす。ばね要素は、パイプの内面と係合するように駆動ローラに付勢する。駆動ローラは、筐体に対する相対的な軸受の運動時に、支持ローラに向かって、およびそこから離れて移動可能であり、それによって、パイプの側壁厚さの変動を補う。
【０００９】
例示的な実施形態では、筐体は、第１のプレートを備え、軸受は、第１のプレートの開口部内で摺動可能に載置される、第２のプレートを備える。ばね要素は、第１および第２のプレートの間に位置付けられる。代替として、デバイスは、第１および第２のプレートの間に位置付けられる、複数のばね要素を有してもよい。デバイスは、第１の支持ローラおよび駆動ローラに対して離間関係で筐体上に載置される、第２の支持ローラを備えてもよい。第２の支持ローラはまた、パイプの外面と係合可能な円周面を有する。第２の支持ローラはまた、第１の軸に向かって、およびそこから離れて調整可能に移動可能である。
【００１０】
デバイスの実施形態はまた、第１および第２のアームを備えてもよい。各アームは、筐体上に枢動可能に載置される。第１の支持ローラは、第１のアーム上に回転可能に載置され、第２の支持ローラは、第２のアーム上に回転可能に載置される。第１および第２のローラは、第１および第２のアームの枢動運動時に、相互および第１の軸に向かって、およびそれらから離れて移動可能である。第１の移動ナットは、第１のアーム上に載置され、第１の移動ナットは、その中に雌ねじを有する。第２の移動ナットは、第２のアーム上に装着され、第２の移動ナットはまた、その中に雌ねじを有する。スクリュー軸は、筐体上に装着され、第１および第２の移動ナットに係合する。スクリュー軸の第１の部分は、第１の移動ナットの雌ねじと適合する、雄ねじをその上に有し、スクリュー軸の第２の部分は、第２の移動ナットの雌ねじと適合する、雄ねじをその上に有する。筐体に対する相対的なスクリュー軸の回転は、第１および第２のアームの枢動運動を引き起こす。
【００１１】
一実施形態では、筐体は、実質的に平行な離間関係で相互に取り付けられる、一対のプレートを備える。アームおよびスクリュー軸は、一対プレートの間に載置される。
【００１２】
筐体は、パイプ上に載置されてもよく、その場合、第１の軸の周囲での駆動ローラの回転は、パイプの円周の周囲でデバイスを推進する。代替として、筐体は、固定支持体を備えてもよく、その場合、パイプは、駆動ローラと支持ローラとの間で筐体上に載置可能である。第１の軸の周囲での駆動ローラの回転は、デバイスに対して相対的にその縦軸の周囲でパイプを回転させる。固定支持体は、例えば、筐体に取り付けられる複数の脚を備えてもよい。
【００１３】
デバイスに適切な方法の一実施例は、パイプの外面に円周溝を切削することである。この目的を達成するために、切削工具を筐体に載置してもよい。切削工具は、その内面が駆動ローラに係合し、その外面が支持ローラに係合する状態で、パイプが位置付けられた時に、パイプに向かって、およびそこから離れて移動可能である切削刃を有する。切削工具は、ねじジャッキ上に載置されてもよい。ねじジャッキは、筐体上に載置される。切削工具は、筐体に対する相対的なねじジャッキの回転時に、パイプに向かって、およびそこから離れて移動可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明による例示的なデバイスの正面図である。
【図２】図２は、部分的に切り離した部品を伴う、図１の線２−２から見たデバイスの側面図である。
【図３】図３は、図１の線３−３から見た断面図である。
【図４】図４は、図２の線４−４から見た断面図である。
【図５】図５は、図４の線５−５から見た断面図である。
【図６】図６は、図４の線６−６から見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、パイプを加工するためのデバイス１０を示す。一実施例として、デバイス１０は、示されるように、パイプの円周溝を切削するが、本デバイスは、パイプおよびデバイスが相互に相対的に回転することを必要とする、他の過程を実行するように適合されてもよいことを理解されたい。デバイス１０は、以下に説明するように、前プレート１４を含む筐体１２と、種々の構成要素がその上に載置される主プレート１６とを備える。デバイス１０は、想像線で示される脚１５等の、固定支持体上に載置されてもよい。この実施形態では、以下に説明するように、加工されるパイプは、デバイス上に装着され、その縦軸の周囲で回転する。別の実施形態では、デバイスは、いかなる固定支持体も有さず、パイプ上に直接的に載置する。いかなる固定支持体も伴わずに、デバイスは、加工中にパイプ円周を周回する。
【００１６】
２つの支持ローラ１８および２０は、それぞれのアーム２２および２４上に載置される。図２には心棒２８について示されるが、アーム２２および２４は、前プレート１４と主プレート１６との間に延在する、それぞれの心棒２６および２８上に載置される。図１の矢印３０によって示されるように、アーム２２および２４は、相互に向かって、およびそれらから離れて、心棒の周囲で自由に旋回する。アーム２２および２４の枢動運動は、移動ナット３４および３６が載置されるスクリュー軸３２によって達成される。スクリュー軸３２は、前プレート１４および主プレート１６との間に位置付けられ、その縦軸の周囲で回転可能である。移動ナット３４は、アーム２２に回転可能に取り付けられ、移動ナット３６は、アーム２４に回転可能に取り付けられる。移動ナット３４および３６は雌ねじを有し、ねじは、相互に逆になっており、移動ナット３４上に右ねじを伴い、移動ナット３６上に左ねじを伴う。スクリュー軸３２は、それらが係合する移動ナットにピッチおよび巻き方が整合する、雄ねじを有する。したがって、スクリュー軸３２の左部分３２ａは、右ねじ３８ａを有し、スクリュー軸３２の右部分３２ｂは、左ねじ３２ｂを有する。このねじの巻き方の違いは、アーム２２および２４が、スクリュー軸３２の回転に応じて、それぞれの心棒２６および２８の周囲で反対方向に枢動することを可能にする。スクリュー軸３２の時計回り方向の回転（図２に示される）は、アーム２２および２４を相互に向かって枢動させる一方で、スクリュー軸の反対方向の回転は、アームを相互から離れて枢動させる。アーム２２および２４の枢動運動は、以下に説明するように、異なる直径および壁厚のパイプを収容するように、支持ローラ１８および２０を相互に向かって、またはそれらから離れて移動させる。
【００１７】
図１および４に示されるように、軸受４０は、筐体１２の主プレート１６上に載置される。軸受４０は、主プレート１６に関して、支持ローラ１８および２０に向かって、および底から離れて自由に移動する、軸受プレート４２を備える。図５および６にさらに示されるように、軸受プレート４２は、主プレート１６の中の溝４６内に重なる、反対方向に配置される突出舌状部４４を有する。溝４６は、主プレート１６上にボルトで固定される一対のリテーナプレート４８を使用して形成される。この配設は、補修のための軸受の迅速なアセンブリおよび分解を提供する。舌状部および溝の配設は、主プレート１６に対する軸受プレート４２の摺動運動を可能にし、したがって、軸受プレートは、筐体１２内で「浮いている」ものとみなされる。
【００１８】
図１および４に示されるように、軸受プレート４２は、主プレート１６および軸受プレート４２と接触して位置付けられる複数のばね５０によって、支持ローラ１８および２０に向かってばね付勢される。ばね５０は、主プレート１６内に位置するウエル５２内に収容される。ばね５０は、ウエル５２に重ね合わせて主プレート１６にボルトで固定されるバー５４によって、主プレート１６の中で保持される。この構成は、ばね５０を、主プレート１６上の適所で、軸受プレート４２とともにウエルの中に挿入することを可能にする。バー５４は、ばね５０への前負荷を確立するために使用されてもよい。これは、ウエル５２よりも長く、したがって、それらが軸受プレート４２上で支持される時に、主プレート１６の頂部から延在する、ばねを有することによって達成される。次いで、バー５４が主プレート１６にボルトで固定され、ボルトは、所望の前負荷が達成されるまで、バー５４を押し付けてばね５０を圧縮するように、締め付けられる。パイプ溝切削等の実際の適用には、約２５００から約３０００ｌｂ（約１１３４から約１３６１ｋｇ）のばねの前負荷が有利である。
【００１９】
実用的な設計のために、ばねは、代替的に、積層ベルビルワッシャまたはコイルばね（図示）であってもよい。板ばね、引張ばね等の他の種類のばねも可能である。一実施例として８つのばねが示されているが、ばねの数および種類は、デバイスをその上で使用することが意図されるパイプのサイズおよび種類を含む、種々の設計パラメータ、ならびに実行される特定の過程に依存する。軸受プレートは、以下に詳細に説明するように、パイプ壁厚の変動を補うことを可能にする、最高で１／４インチ（約６．３５ｍｍ）の動作距離を有してもよい。
【００２０】
図１にさらに示されように、駆動ローラ５６は、軸受プレート４２上に回転可能に載置される。図４に詳細に示されるように、軸受プレート４２は、その上に駆動ローラ５６が載置される軸６２を回転可能に支持する、軸受レース５８およびボール軸受６０を収容する。ジャーナル軸受等の他の種類の軸受も可能である。図５および６に示されるように、駆動ローラ５６は、軸６２の縦軸６４の周囲で回転可能であり、かつパイプの内面と係合可能な鋸歯状の円周面６６を有する。図２は、駆動ローラを回転させるための例示的な手段を示し、軸６２上に載置される歯車６８と、歯車６８と噛合し、かつ軸受プレート４２上に回転可能に載置される歯車７０とを備える。歯車７０は、軸７１に係合し、かつ軸受プレート４２と重なる、歯車減速電気モータ７２によって旋回される。モータの歯車装置は、デバイスが使用されている過程に依存する。例えば、パイプに円周溝を切削する場合、歯車７０は、約３５回転の減速速度で有利に駆動される。この歯車速度は、デバイス１０が、妥当であり、かつ制御された速度でパイプを周回することを可能にし、過度の摩擦、熱、またはチャタリングを伴わずに、金属を滑らかに切削するのに有利である、パイプにおける実用的な切削機の表面速度をもたらす。当然、速度は、歯車列のギア比を変動させることによって、他の過程によって必要とされるように変更することができる。歯車６８および７０は、デバイスのモータ側から見た時に、デバイスが、モータの回転と一致する方向でパイプ円周を横断する、すなわち、デバイスが、歯車７０が時計回り方向に回転する時に時計回という意味で周回するように、逆転機能を提供する。
【００２１】
代替として、モータは、筐体上に載置され、軸受プレート４２が主プレート１６に対して相対的に自由に移動することを可能にする可撓性継手によって、軸７１に接続され得る。さらなる代替として、モータ７２はまた、軸６２に直接的に連結され得、または、軸６２は、軸に直接的に連結されるクランク７３によって手動で旋回され得、あるいは、軸７３は、歯車列を通して軸６２を旋回させるように、軸７１に係合し得る。
【００２２】
図１および３は、パイプに円周溝を切削するために適合される、デバイス１０の特定の例示的実施形態を例証する。切削過程を達成するために、調整可能な切削工具７４が筐体１２上に載置され、駆動ローラ５６に向かう、およびそこから離れる調整は、項７４に係合するねじジャッキ７６を介して提供される。他の過程を実施するための他の工具は、切削工具７４の代わりに、またはこれに加えて容易に載置され得る。
【００２３】
固定支持体を伴わないデバイス１０の動作を、図１を参照して説明する。デバイス動作の説明では、ローラの回転軸の相対的配向は、溝切削されているパイプの縦軸に対して「実質的に平行」である、または相互に対して「実質的に平行」であることを参照する。実質的に平行とは、本明細書で使用する場合、溝切削中に、常時、デバイスに向かって圧接するのを確実にするように、軸力をパイプに及ぼすために使用される、ローラの回転軸と、パイプの縦軸との間に角度差がほとんど生じ得ないことを意味する。軸の間の角度の約１／２の角度差は、それらが、動作中に過度の抗力または摩擦の追加を伴わずに、デバイス１０に向かってパイプが引き出されることを確実にするという点で実用的である。
【００２４】
スクリュー軸３２は、相互から離れて、また、駆動ローラ５６の回転軸６４から離れて、支持ローラ１８および２０を移動させるように回転する。この支持ローラの位置の調整は、それらを駆動ローラから分離して、パイプ７８が、支持ローラ１８および２０と、軸６４と実質的に平行なパイプの縦軸を伴う駆動ローラ５６との間に位置付けられることを可能にする。この実施形態では、支持ローラ１８および２０と、駆動ローラ５６との間のパイプ７８の位置付けは、パイプを支持し、かつパイプ端部上にデバイスを載置することによって達成される。
【００２５】
図２に示されるように、支持ローラ１８および２０は、それぞれの軸８０および８２の周囲で回転し、これらの軸は、駆動ローラ５６の回転軸６４と実質的に平行である。各支持ローラ１８および２０は、パイプ７８に係合する、それぞれの円周面８４および８６を有する。図１に示されるように、パイプが、支持ローラと駆動ローラとの間に位置付けられると、スクリュー軸３２は、枢動アーム２２および２４を相互に向かって枢動させるように、逆方向に回転し、それによって、支持ローラを駆動ローラ５６の回転軸６４に向かって移動させ、支持ローラ１８および２０の円周面８４および８６を、パイプの外面と係合させる。したがって、パイプ７８は、支持ローラ上に支持され、スクリュー軸３２の回転によるアーム２２および２４の継続的な枢動は、パイプの内面を、駆動ローラ５６の鋸歯状の円周面６６と係合するように押し付ける。スクリュー軸３２は、軸受プレート４２がばね５０の付勢力に対して移動し始める時点まで回転する。次いで、電気モータ７２（図２を参照されたい）が起動し、駆動ローラ５６を時計回り方向に旋回させる。パイプ７８に円周溝を切削するためにデバイスが使用されている場合、ねじジャッキ７６は、切削工具７４をパイプ７８の外面と係合するよう付勢するように調整される（図３を参照されたい）。回転する駆動ローラ５６とパイプ７８の内面との間の係合は、切削デバイス１０をパイプの円周の周りで推進し、この実施例での移動方向は、図１を見た時に、反時計回りの方向である。
【００２６】
脚１５等の固定支持体を有する実施形態では、動作は、パイプが、パイプ駆動ローラ５６と支持ローラ１８および２０との間でデバイス上に載置されること以外は同じである。駆動ローラ５６の回転は、デバイス１０に対して相対的にパイプ７８を回転させるが、これは、固定支持体に静止している。固定支持体の実施形態は、短い長さのパイプを加工するために特に有用である。
【００２７】
パイプ側壁の厚い領域が、駆動ローラ５６と支持ローラ１８および２０との間を移動する時、付加的な力が、駆動ローラおよび支持ローラに印加される。この力の増大は、軸受プレート４２の運動によって収容され、付勢ばね５０に対して主プレート１６を相対的に摺動させる。ばね５０は、駆動ローラ５０が、デバイス１０をパイプ円周の周囲で移動させ続けるのに十分な力で、パイプ７８の内面を係合することを確実にするように、プレートへの十分な負荷を保つが、主プレート１６に対して相対的な軸受プレート４２の運動は、駆動ローラ、支持ローラ、ならびにそれらのそれぞれの軸およびアームが、損傷を受けることを防止し、また、駆動ローラが、増大したパイプの壁圧によって引き起こされる力の増大に応答する軸受プレートの運動に起因する「浮き上がり」を可能にしなかった場合に別に生じる、応力の増大を防止する。デバイス１０の種々の構成要素への力を制限することに加えて、ばね５０はまた、厚い領域がローラの間を通過する時に、駆動ローラを旋回させるために必要なトルクの増大も制限する。軸受を浮き上がらせることが不可能であった場合、所要のトルクはかなり大きくなっていたであろう。
【００２８】
パイプ側壁の薄い領域が、支持ローラ１８および２０と駆動ローラ５６との間を移動する場合、駆動ローラ５６とパイプの内面との間には、駆動ローラを回転させてデバイス１０をパイプ円周の周囲で推進するための、不十分な係合力があり得る。これが生じた場合、デバイスを監督する技術者は、アーム２２および２４を相互に近くに枢動させるようにスクリュー軸３２を調整し、それによって、支持ローラ１８および２０を駆動ローラ５６の回転軸６４に近づけて、軸受プレート４２がばね５０の付勢力に対して移動し始める時点まで、駆動ローラとパイプとの間の係合力を増大させる。これは、パイプ７８の円周の周りでのデバイス１０の運動を回復させ、溝８８の切削を続行することを可能にする。デバイス１０がパイプ円周を横断するにつれて、パイプの薄い領域が、後に支持ローラの間を通過する時、軸受プレート４２は、再び、増大した力に適応して、デバイス構成要素を損傷から保護するように、その付勢ばねに対して筐体１２に対して相対的に移動する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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