(57)【要約】    【課題】管矯正装置において、管の製造過程、特に矯正過程を改善する。    【解決手段】管（２）内に埋没している、半径方向に拡大可能なエキスパンダヘッド（８）と、少なくとも１つの矯正台（３）とを有し、矯正台（３）を管（２）の縦軸線（Ｌ）に沿って所望の位置（ｘ）で位置決めし、矯正台（３）をして管（２）の壁の一部分に対し半径方向の力（Ｆ）を作用させるようにして管（２）を矯正するようにした、管（２）を矯正するための装置（１）。前記少なくとも１つの矯正台（３）はエキスパンダヘッド（８）と同時に協働する管位置調整装置として構成されている。管内部（１）に挿入可能で、棒状または管状に構成された桁材（４）を設ける。桁材（４）の縦軸線（ＬＴ）に沿って前記少なくとも１つの矯正台（３）を移動可能に配置する。矯正台（３）を桁材（４）の縦軸線（ＬＴ）から半径方向外側へ押して矯正台（３）を管（２）の内表面に押圧させる手段（５）が設けられている。    【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管（２）内に埋没している、半径方向に拡大可能なエキスパンダヘッド（８）と、少なくとも１つの矯正台（３）とを有し、矯正台（３）を管（２）の縦軸線（Ｌ）に沿って所望の位置（ｘ）で位置決めし、矯正台（３）をして管（２）の壁の一部分に対し半径方向の力（Ｆ）を作用させるようにして管（２）を矯正するようにした、管（２）を矯正するための装置（１）において、
前記少なくとも１つの矯正台（３）がエキスパンダヘッド（８）と同時に協働する管位置調整装置として構成され、管内部（１）に挿入可能で、棒状または管状に構成された桁材（４）が設けられ、該桁材（４）の縦軸線（ＬＴ）に沿って前記少なくとも１つの矯正台（３）が移動可能に配置され、矯正台（３）を桁材（４）の縦軸線（ＬＴ）から半径方向外側へ押して矯正台（３）を管（２）の内表面に押圧させる手段（５）が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの矯正台（３）を桁材（４）の縦軸線（ＬＴ）に沿って所定の位置（ｘ）で位置決め可能にさせる移動要素（６）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
桁材（４）の軸線方向の端部（７）にエキスパンダヘッド（８）が配置され、エキスパンダヘッド（８）が桁材（４）の縦軸線（ＬＴ）に対し相対的に半径方向へ拡大可能なセグメント（９）を有していることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの矯正台（３）が楔（１０）と結合し、楔（１０）が桁材（４）の縦軸線（ＬＴ）の方向へ並進運動することにより矯正台（３）が半径方向へ移動可能であることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項５】
楔（１０）がリニアアクチュエータ（１１）により付勢可能であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
桁材（４）の周方向に複数個の、有利には４個の矯正台（３）が均等に分配されて配置されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
矯正台（３）と桁材（４）の縦軸線（ＬＴ）との半径方向の間隔を検出する測定手段（１２）が設けられていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項８】
桁材（４）に、桁材（４）の縦軸線（ＬＴ）と管（２）の内表面との間隔を測定する少なくとも１つの測定手段（１３）が配置されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】
複数個の測定手段（１３）が桁材（４）の周方向に均等に分配して配置されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの矯正台（３）が該矯正台（３）を半径方向へ移動させるための手段（５）とともに、桁材（４）に対し相対的に桁材（４）の縦軸線（ＬＴ）方向へ並進的に移動可能な担持体（１４）、特に担持板上に配置されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管内に埋没している、半径方向に拡大可能なエキスパンダヘッドと、少なくとも１つの矯正台とを有し、矯正台を管の縦軸線に沿って所望の位置で位置決めし、矯正台をして管の壁の一部分に対し半径方向の力を作用させるようにして管を矯正するようにした、管を矯正するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｕ−Ｏ−Ｅ方法、型込み成形法、３ロール曲げ方法等に従って円形のスリット管を成形し、その後溶接することにより厚い金属板から管を製造する場合、連続的に縦シーム溶接する際に管材料に対し非常に大きな熱負荷をかけるのが通常である。したがって、このような方式で管を製造すると、溶接過程のために管に反りが発生する問題が生じる。すなわち製造後の管はまっすぐでなく、必要な整直度を得るために管を矯正する必要がある。
【０００３】
管を矯正するため、冒頭で述べた種類の装置が使用される。この種の装置はサドル状の矯正台またはローラを有し、矯正台またはローラは外側から管に当接され、管を半径方向へ一定の力で付勢する。これにより管に曲げモーメントが導入され、曲げモーメントはエキスパンダヘッドの作用を補完するようにして管の非整直性を低減させる。この場合、外側から管に当接する矯正台には、必要な力を吸収するために大型の、場所をとるエンクロージャーが必要である。
【０００４】
さらに、公知の管矯正装置の場合、矯正効果がほとんどの場合軸線方向に限られていること、すなわちたとえば鉛直方向に限られているのが欠点である。また公知の矯正装置は弾性が比較的大きいので、力導入個所までの距離が比較的長い。
【０００５】
管の製造においては、壁厚がより厚く、材料強度がより大きいものが要求されてきているので、公知の管矯正装置には限界がある。効率的で、低コストの管製造過程を保証するための諸要求を満たすことができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、冒頭で述べた種類の管矯正装置をさらに発展させて前記欠点を解消し、管の製造過程、特に矯正過程を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、本発明によれば、少なくとも１つの矯正台がエキスパンダヘッドと同時に協働する管位置調整装置として構成され、管内部に挿入可能で、棒状または管状に構成された桁材が設けられ、該桁材の縦軸線に沿って前記少なくとも１つの矯正台が移動可能に配置され、矯正台を桁材の縦軸線から半径方向外側へ押して矯正台を管の内表面に押圧させる手段が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
管壁が厚い場合、矯正台は管位置調整装置としてエキスバンディングと同時に押圧されるので、効果的な事前位置決めを達成でき、エキスパンダヘッドとの協働のもとに該エキスパンダヘッドにより生じる多軸締付け状態を管材の流れとともに利用して管を曲げることで整直させることができる。きわめて狭い空間での力の流れは方向転換なしに可能である。力を吸収するためのエンクロージャーを設けずに済むので、内側に設けられる矯正台は更なるコストを要しない。
【０００９】
有利な構成では、少なくとも１つの矯正台を桁材の縦軸線に沿って所定の位置で位置決め可能にさせる移動要素が設けられている。
【００１０】
桁材の軸線方向の端部にエキスパンダヘッドが配置され、エキスパンダヘッドが桁材の縦軸線に対し相対的に半径方向へ拡大可能なセグメントを有しているのが有利である。
【００１１】
半径方向において矯正台を移動させるためには、各矯正台が楔と結合し、楔が桁材の縦軸線の方向へ並進運動することにより矯正台が半径方向へ移動可能であるのが有利である。楔を移動させるために特にリニアアクチュエータが使用される。
【００１２】
桁材の周方向に複数個の、有利には４個の矯正台が均等に分配されて配置されているのが有利である。
【００１３】
他の構成によれば、矯正台と桁材の縦軸線との半径方向の間隔を検出する測定手段が設けられている。
【００１４】
さらに、桁材に、桁材の縦軸線と管の内表面との間隔を測定する少なくとも１つの測定手段が配置されていてもよい。この場合、複数個の測定手段が桁材の周方向に均等に分配して配置されているのが有利である。
【００１５】
最後に、本発明によれば、少なくとも１つの矯正台は該矯正台を半径方向へ移動させるための手段とともに、桁材に対し相対的に桁材の縦軸線方向へ並進的に移動可能な担持体、特に担持板上に配置されている。
【００１６】
本発明による管矯正装置はエキスパンダヘッドと矯正台との間の力の流れ経路が比較的短いので有利であり、これにより、導入されるべき力を正確に配分して調達できる。これにより装置の効率、よって管製造過程の効率が改善される。さらに、管位置調整装置による事前位置決めを任意の個所に設定することができる。
【００１７】
本発明によれば、事前位置決めのために担持体要素上に移動可能に配置されるいわば「遠隔制御型矯正台」が提供される。この場合担持体要素として、特に管を拡大させるためのエキスパンダの桁材が使用される。これにより管は非常に短い力の流れ経路で内側から曲げられて矯正される。
【００１８】
矯正モーメントの大きさと方向とは管のどのようなエキスバンディング段階に対しても支障なく個別に設定可能であるので、矯正過程を最適に実施することができる。
【００１９】
本発明による矯正装置を使用する際の主要な管データは適当な測定手段により検出されるので、矯正過程を一部自動化させることができる。自動化をしなくとも、矯正過程を少なくとも対話方式で手動で修正することができる。
【００２０】
本発明による管矯正装置は特に大型の管を矯正する際に使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
厚壁の比較的大きな管２には、溶接後に反りがある。すなわち理想的にまっすぐになっていない。この非整直性を低減させるため、管２を矯正するための装置１を使用する。装置１は桁材４を有している。桁材４の縦軸線ＬＴは管２の縦軸線Ｌと一致している。装置１は管２を矯正するために管２の内部に配置されている。
【００２２】
桁材４の軸線方向端部７にはエキスパンダヘッド８が配置されている。エキスパンダヘッド８は周方向に分配して配置される複数個のセグメント９を有している。図１では、垂直に上方へ指向するセグメント９と、垂直に下方へ指向するセグメント９とが認められる。エキスパンダヘッド８はピラミッドスタブ（ピラミッド切取り部分）１５を有し、このピラミッドスタブ１５上にセグメント９が移動可能に配置されている。桁材４はさらに引張り棒１７を有しており、桁材４と引張り棒１７とは互いに同軸に配置されている。桁材４は軸線方向において不動にセグメント９と協働する。これにより、ピラミッドスタブ１５を用いて引張り棒１７を軸線方向において桁材４の縦軸線ＬＴの方向へ相対移動させると、セグメント９が半径方向において縦軸線ＬＴから離間するように移動し、したがってセグメント９の半径方向外側の端部が管内壁に押し付けられる。
【００２３】
桁材４上には担持板等の形態の担持体１４が配置されている。担持体１４は移動手段６を用いて桁材４の所望の位置ｘに位置決めすることができる。
【００２４】
担持体１４上には楔１０が配置されている。楔１０はリニアアクチュエータ１１により担持体１４上を桁材４の縦軸線ＬＴの方向へ移動させることができる。この場合楔１０は管位置調整装置を形成しているサドル状の複数個の矯正台３と協働する。矯正台３は、楔１０が縦軸線ＬＴの方向へ移動する際に半径方向外側へ移動するように楔１０上に配置されている。これにより矯正台３は管２の内面に対し半径方向外側へ指向する力Ｆを発生させる。
【００２５】
図２に認められるように、本実施形態では管位置調整装置は４個の矯正台３から構成されている。これらの矯正台３は桁材４の周方向に均等に分配して配置されている（ここには担持体１４は図示していない）。それぞれのリニアアクチュエータ１１を適宜制御することにより、エキスパンダヘッド８の作用と同時に、管の整直性を達成させる管２の変形（曲げ）を可能にするような個所に事前位置決め用の力Ｆが発生する。
【００２６】
桁材４に対する楔１０の実際の移動距離は測定手段１２を用いて検出することができる。測定手段１２によって測定した値は、楔１０の円錐面を介して矯正台３の半径方向外側の面と桁材４の縦軸線ＬＴとの半径方向の間隔を決定するために参照することができる。
【００２７】
桁材４または担持体１４およびその上に配置されている楔１０ならびに矯正台３は、リニアアクチュエータ１１および測定手段１２とともに、矯正台３を桁材４の縦軸線ＬＴから半径方向外側へ押し出して力Ｆを発生させることにより、すなわち管内壁に押圧させることにより矯正台３に対し所望の事前位置決め作用を与える手段５を形成している。桁材４には、さらに、管２の内表面と桁材４との間隔を検出するための複数個の測定手段１３を配置することができる。これらの測定手段１３のうちいくつかを周方向に均等に配分して配置してよい。
【００２８】
図１には、測定手段１３が桁材４上に固設されて管内壁までの間隔を測定するように図示されているが、測定手段１３を担持板１４上に設けてもよく、この場合測定手段１３は担持板１４が桁材４に対して移動すると一緒に移動する。
【００２９】
測定手段１２，１３と移動手段６またはリニアアクチュエータ１１とにより、矯正過程を完全自動的または部分自動的に行なうための前提、或いは、手動で実施する場合には最大限の補助を行なうための前提がすべて提供されている。
【００３０】
矯正過程を自動化または補助するために、制御手段または調整手段（図示せず）を使用することができる。制御手段または調整手段は管２の内壁の位置を測定手段１３により検知し、より厳密には、軸線方向における管２の種々の位置を検知する。さらに、測定手段１２が矯正台３の半径方向外側端部の半径方向の位置に関する情報を提供する。これにより、それ自体公知のアルゴリズムにしたがって、軸線方向において管２がどの位置ｘにあるときにどの矯正台３を介して押圧力Ｆを作用させれば、エキスパンダヘッド８との協働で管２の可能な限り高精度の整直性が得られるような曲げモーメントを管２に導入できるかを決定することができる。
【００３１】
本実施形態では、矯正台３の半径方向の運動は楔１０を介して行なわれるが、このためにスピンドル、液圧シリンダ、或いは同様の移動要素を使用してもよい。
【００３２】
矯正台３は板として構成でき、或いは管２の長さ膨張を補正するために板・ローラセグメントとして構成してもよく、或いは滑動板として構成してもよい。
【００３３】
また、本実施形態では、移動要素６もリニアアクチュエータ１１もピストンシリンダユニットとして概略的に図示されているが、スピンドルシステムを備えた電気駆動装置のような任意の移動要素を使用してもよい。
【００３４】
図２に認められるように、４個の矯正台３は桁材４の周方向に均等に分配して配置されている。管２を矯正するには少なくとも１個の矯正台３が必要である。管位置調整装置が桁材４上に矯正台３を多く有していればいるほど矯正精度は高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】管矯正装置をエキスパンダヘッドともども内設した管の断面図である。
【図２】図１の線Ａ−Ｂによる断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１                  矯正装置
２                  管
３                  矯正台
４                  桁材
５                  矯正台を半径方向へ移動させるための手段
６                  移動手段
７                  軸線方向端部
８                  エキスパンダヘッド
９                  セグメント
１０                楔
１１                リニアアクチュエータ
１２                測定手段
１３                測定手段
１４                担持体
１５                ピラミッドスタブ
１７                引張り棒
ｘ                  位置
Ｌ                  管の縦軸線
ＬＴ                担持体要素の縦軸線
Ｆ                  半径方向の力
Ｉ                  管の内部
【図１】
2005153022.tif 000003
【図２】
2005153022.tif 000004