JPH0445278B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 円腔を有する溶接すべき２本の母材１，２；
５０，５１を互いに芯合せし、かつクランプする
装置であつて、不活性ガスの供給を受ける溶接部
位９の両側に各母材ごとにクランプユニツトを備
え、該クランプユニツトが、少なくとも円周方向
に１列延在するクランプ部材３からなり、該クラ
ンプ部材は、クランプ溝３６，３９，４２に設け
られ、かつ、このクランプ溝を形成する円錐状平
坦部５２，５３が母材の長手軸方向に近接した
り、隔離することにより半径方向に拡張したり、
収縮するようになつており、また、母材の内周面
と接触する外方に先鋭した接触クランプ面を有し
ており、前記クランプ部材３が半径方向に拡張す
ると、前記接触クランプ面が母材の内周面と接触
して当該母材を定置させるように構成した芯合せ
兼クランプ装置において、それぞれのクランプユ
ニツトにおける前記クランプ部材を、円周方向に
所定距離５７だけ隔離され、しかも、螺旋状に連
続した複数の螺旋線条５６、または、複数のデイ
スク６０を備えたバネ部材からなることを特徴と
する芯合せ兼クランプ装置。 ２ 請求項第１項に記載の装置であつて、前記接
触クランプ面５４はほぼ点状を呈していることを
特徴とする装置。 ３ 請求項第１項または第２項に記載の装置であ
つて、前記バネ部材が環状螺旋バネ３であること
を特徴とする装置。 ４ 請求項第１項または第２項に記載の装置であ
つて、前記バネ部材がバネ５９と、該バネ上にわ
ずかな間隔をおいて整列するデイスク６０からな
ることを特徴とする装置。 ５ 請求項第１項から第４項のいづれか一項に記
載の装置であつて、中間間隔５７の周方向の幅が
クランプ部材５６，６０の幅よりも小さいのを特
徴とする装置。 ６ 請求項第１項から第５項のいづれか一項に記
載の装置であつて、不活性ガス２７が供給される
凹所２８が溶接部位９に臨んで設けられており、
また、クランプ部材５６，６０が溝壁３０，３１
により前記凹所２８より広く遮蔽されているのを
特徴とする装置。 ７ 請求項第６項による装置であつて、溶接部位
９に最近接する少くとも溝壁３０，３１が、母材
の円腔のクリアランス径よりもわずかだけ小さい
外径を有するのを特徴とする装置。 ８ 請求項第１項から第７項のいづれか一項に記
載の装置であつて、少くとも１つのクランプユニ
ツトに、長手軸方向に沿つて所定距離おきに２つ
のクランプ部材列があることを特徴とする装置。 ９ 請求項第１項から第８項のいづれか一項に記
載の装置であつて、２つの隣り合つたクランプユ
ニツトに属する隣接する溝壁が、套管４０で連結
されて保持体２１に着座しているのを特徴とする
装置。 １０ 請求項第９項に記載の装置であつて、前記
保持体２１が、クランプ部材を収納するクランプ
溝３６，３９，４２の溝根を形成していることを
特徴とする装置。 １１ 請求項第１０項に記載の装置であつて、同
一クランプユニツトに属する溝壁は保持体２１上
を一緒に移動自在になつていることを特徴とする
装置。 １２ 請求項９項による装置であつて、それぞれ
のクランプユニツトに属する溝壁は保持体２１上
に確固に配置されており、前記保持体２１は、バ
ネ１３ａ，１３ｂにより少くとも片側が支持され
て駆動力の伝達路に配置されているのを特徴とす
る装置。 １３ 請求項第１項から第１２項のいづれか一項
に記載の装置であつて、別々に作動しうる両方の
クランプユニツトに１つだけの駆動力が与えられ
るようになつており、２つのクランプユニツトの
全てのクランプ溝が、駆動力に関して順次、いづ
れか一方のクランプユニツトのクランプ溝と平行
に与えられる駆動力と反作用するバネ１３ａ，１
３ｂと連結されるのを特徴とする装置。 １４ 請求項第１項から第３項のいづれか一項に
記載の装置であつて、保持体２１に冷媒回路２
２，２３，２４を設けたのを特徴とする装置。 １５ 請求項第１項から第１４項のいづれか一項
に記載の装置であつて、不活性ガスを駆動のため
の加圧媒体として使用するのを特徴とする装置。 発明の分野 本発明は、円孔を有する溶接すべき２本の母材
を互いに芯合せし、かつクランプする装置であつ
て、不活性ガスの供給を受ける溶接部位の両側に
各母材ごとにクランプユニツトを備え、それぞれ
の該クランプユニツトが、円周方向に延在するク
ランプ溝に少なくとも１列設けられ、このクラン
プ溝の平坦部が軸方向に近接したり、離間すると
により半径方向の外側へ緊締したり、内方へ弛緩
したりし、母材の孔面と接触する外方に先鋭した
クランプ面を有し、かつ、円周方向に或る距離だ
け隔離されたクランプ部材で構成されてなる芯合
せ兼クランプ装置に関する。 発明の背景 この種の公知の装置（西独特許公開公報第
2708040号）においては、各クランプ溝には特別
に形成したクランプ用くさびが複数設けられてい
て、このクランプ用くさびが、パイプの円周に対
向する外表面上でクランプ用シユーを支持してい
るとともに、このクランプ用シユーがクランプす
べきパイプの内表面と大部分にわたつて接触する
ようになつている。クランプ用くさびは、円周方
向に延在する複数の引張りバネによりクランプ溝
内に保持されている。クランプ溝は、一方では確
固に配置した溝壁で形成されているとともに、他
方では、圧力媒体を充填することによりクランプ
用くさびを緊締するために、溝壁に対して軸方向
に偏位しうる油圧ピストンにより形成されてい
る。 公知のクランプ装置はレーザー溶接法に適した
ものであり、そのためにクランプ用シユーは、ク
ランプ力や熱負荷によるストレスに起因する損傷
を比較的受けにくくなつている。しかし、斯かる
装置で用いられているクランプ用くさびとクラン
プ用シユーとは、相当粗雑な構成をしている。粗
雑な構成であれば全体の構造が比較的重くなる欠
点があるが、熱の発散が促進されること（「オー
トメシヨン」1977年、第59頁）、それに、そのた
めにクランプ用シユーに特殊冷却路を設けること
が可能（米国特許公報第4387845号）であること
から、部分的にも有利なものと考えられている。
また、クランプ用シユーが大型部品からできてい
ることもあつて、溶接部位に供給される不活性ガ
スで雰囲気の空気を完全に排気するのが難しくな
るなどの別の問題点がある。この公知装置は、ク
ランプ部材が変形したパイプ面を円筒形状に整え
るほど、クランプ部材を正確に芯合せするのを意
図されたものである。しかし、クランプ部材の数
が少なければ少ないほど、正確な芯合せを達成す
るには限度がある。 本発明の目的は、前述の従来公知のクランプ装
置とは類似するものの、構造が簡単であり、適切
な冷却を保証し、適量の不活性ガスで確実に酸素
を排除するのをねらいとして、可変的かつ信頼性
よく適用できるクランプ装置を提供することにあ
る。 発明の要旨 本発明によれば、従来公知のクランプ装置にお
ける諸問題点は、それぞれのクランプユニツトに
おける前記クランプ部材を、円周方向に所定距離
だけ隔離され、しかも、螺旋状に連続した複数の
螺旋線条または、複数のデイスクを備えたバネ部
材で構成することにより解消できる。 本発明によれば、従来の設計方針とは異なつ
て、各クランプ部材は少数の大型部品で構成する
どころか、多数の小型部品で構成している。従来
装置では、溶接時にパイプを冷却するのに不活性
ガスを集中的にあてがう必要があつたが、本発明
に用いるクランプ部材は円周方向に延在するのみ
で、特に、パイプ内面との接触面が円周方向にお
いて小さいので、熱応力により一方では溶接部位
から、他方ではパイプ内表面からもたらされる悪
影響を最小限にとどめることができる。何故な
ら、クランプ部材の軸方向の寸法が比較的大き
く、それ故に大きな冷却表面が得られるからであ
る。不活性ガスで雰囲気の酸素を排除している時
では、クランプ部材が障害物になるようなことは
なく、クランプ部材間の狭い〓間が均一な絞り抵
抗として作用することで酸素の排除を均等に促進
する。従つて、クランプ部材の寸法が小さい結
果、雰囲気における酸素が残留するポケツトが形
成されるのを阻止するとともに、水洗操作
（flushing operation）を妨げる障害物が形成さ
れるのを防ぐことができる。同時に、不活性ガス
を併用することから、クランプ部材が均一に冷却
されるばかりではなくて、パイプの内面も冷却さ
れる。更に、クランプ部材の寸法が円周方向に小
さいがために、半径方向におけるその形状を小さ
くできるので、それを支持している保持対の表面
がパイプの内表面に接近して、冷却効果に好まし
い状態で影響をもたらす。 クランプ部材のクランプ面をほぼ点状
（punctiform）接触面とするのが好都合であり、
これはクランプ面をアーチ状外表面にすることに
より達せられる。これで、パイプの内表面からク
ランプ部材への熱伝導を減少させることができ、
よつて、後者がオーバーヒートする可能性を減少
させることができる。本発明の特に好ましい実施
例では、クランプ部材の列は、いずれの場合でも
おおよそ長手方向に配置した複数のデイスクない
しコイルを有するバネで形成されている。この目
的のためには、曲りくねつた（meander）バネで
も適しているが、単なる環状螺旋バネが特に適し
ている。環状螺旋バネは、クランプ溝の案内面お
よびパイプの内表面と協働する、明確に形成され
た案内面とクランプ面とを備えた簡単、かつ低廉
な部品であることから、特に有利であることが判
明した。それに、外部から保持体へとはめ込むこ
とにより、容易に取り付けたり取り替えたりする
ことができる。パイプ内表面とのその点状接触面
は、それがオーバーヒートするのを防いでいると
ともに、不活性ガスに対して広い冷却面積を呈し
ている。環状螺旋バネの互いに隣接するコイル、
即ち、螺旋線条の間における〓間が形成する通路
の横断面が流体抵抗として作用し、その結果、不
活性ガスを調量した状態にてほぼ完全に全円周に
わたつて不活性ガスを均一に展開させることがで
きる。パイプ内表面と協働するクランプ面が小さ
いことと、緊締時における環状螺旋バネの弾性作
用により粒子が容易に押しやられるので、粒子の
付着によるトラブルはほとんど起きない。環状螺
旋バネの螺旋線条で形成されるクランプ部材の数
が多いことから統計的に完全に均一に作用するこ
とから、変形したパイプの横断面でさえ例外的に
円形にしてしまうことができる。 本発明の大きな利点は、環状螺旋バネの取り替
えが、その環状螺旋バネが使われている場所にお
いても容易に行えることにある。これは破損時に
は特に有利であるばかりではなく、母材の円周方
向の許容値を補償するのにコイル径の異なつた環
状螺旋バネを使用するとができるようにしてい
る。それ故、例えば、特定の装置が適している直
径範囲は、厚いバネを使うことにより拡張するこ
とができる。母材の材料が或るバネの材料とのみ
接触するのであれば、環状螺旋バネを変えること
も望まれる。 しかし、クランプ部材の他の実施例としては、
例えば、間隔なしか、またはわずかな間隔を設け
て線バネに整列させたデイスクの形も適してい
る。間隔を設けないでほぼ整列されたボールも、
その形状からして時として望ましくない比較的大
きい断面積がボール間の通路にできることがある
ものの、使うこともできる。クランプ部材として
ボールを使うこと自体は、円周にわたつて大きな
中間間隔を有し、数は比較的少ないけれども、西
独特許明細書第3233796号に開示されているとこ
ろである。 不活性ガスに対する絞り効果が雰囲気酸素の侵
入を一層難しくする圧力落下を伴つて達成される
一方、円周全体にわたつて通路の横断面をできる
だけ均一に分布させるためには、一般に中間間隔
の幅をできるだけ小さくする必要がある。中間間
隔の幅は一般に、クランプ部材の円周方向の幅よ
りも小さい。環状螺旋バネを用いれば、その螺旋
線条は内側において見かけ上相反して好都合であ
る。 本発明の他の特徴によれば、溶接部位に対向す
る溝壁が、クランプ部材を大きく遮るように、半
径方向に突き出すように構成されている。このた
めに、外径が、母材の孔のクリアランス径よりも
数パーセントだけ小さくなつている。 ２つのクランプユニツトのうち少なくとも一方
にはクランプ部材を２列用い、両列のクランプ部
材をパイプの長手方向に沿つて隔離させているの
で、クランプすべきパイプを芯合せするばかりで
はなく、長手軸方向に整列させることもできる。 クランプ溝を、同時にこのクランプ溝の溝根
（groove root）を形成する保持体上に部分的に
変位自在に、しかも、套管で連結されて着座する
リングで構成すれば、構成は特に簡単になる。同
一クランプユニツトに属する溝壁は保持体より同
期変位自在である。他方、別のクランプユニツト
に属する溝壁は、保持体に確固に配置してあつ
て、後者は都合良く駆動力の伝達路に配置されて
いるので、両方のクランプユニツトを駆動するの
に、１つだけの駆動移動だけで充分である。本発
明の更に別の特徴によれば、両方のクランプユニ
ツトは、同一駆動源により駆動されるのにも拘ら
ず、互いに別々に作動せることができる。これ
は、２つのクランプユニツトの全てのクランプ溝
が駆動力に対して次から次へ連結され、駆動力に
反作用するバネが、いずれか一方のクランプユニ
ツトのクランプ溝に対して平行に設けられること
によつて達せられる。このバネにより、駆動を初
期作用させると、それに対して割当てたクランプ
ユニツトが、駆動力から一時解放されたまま残る
ので、他のクランプユニツトのみが緊締されるよ
うにすることができる。これにより、先ずクラン
プすべき２つの母材の一方を緩やかにクランプ
し、後で他方の母材をクランプするように駆動力
をゆつくりと適用させることで、２つのクランプ
ユニツトを順次、漸進的に作動せしめることがで
きる。圧力媒体が充填された駆動装置を使うので
あれば、一方のクランプユニツトを緊締させるに
は充分ではあるが、他方のクランプユニツトに割
当てたバネの力を克服するには不充分な大きさの
平均有効圧を駆動装置に働かせる切換え装置を設
けて、クランプ装置をして２つのクランプ手段の
一方のみが作動させられるようにすることができ
る。 冷却をよくするためには、保持体のための冷媒
回路を設ければよい。 また、本発明によれば、両方のクランプユニツ
トに対して同一圧力媒体駆動を用いており、その
ために圧力媒体の消費量が比較的少ない。従つ
て、駆動装置の圧力媒体として不活性ガスを用い
ることができ、また、不活性ガスを用いることに
より、駆動用シリンダーから漏れが起つても、外
部圧力媒体の溶接個所への流入により損傷が起る
ようなことはなく、また、余分な媒体供給を控え
るなりに節約するとにより、装置を軽量簡単にす
ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

以後、添付図面を参照しながら、本発明の好ま
しい実施例を詳述する。 第１図から第３図までは、本発明による芯合せ
兼クランプ装置の３つの異なつた実施例を示す縦
断面図である。 第４図は、クランプ溝とその中にあるバネに向
かつて半径方向から見た部分拡大斜視図である。 第５図は、第４図による構成を円周方向に沿つ
て見た部分拡大断面図である。 第６図は、デイスク状のクランプ部材を示す側
面図である。

【発明の詳細な説明】

第１図に示した芯合せ兼クランプ装置は、パイ
プ１，２を互いに確固に、かつ、それらの連結部
において正確に一致するようにクランプし、それ
により自動円周溶接機で外側から問題なく溶接さ
れるように使われるものである。重要な適用分野
としては、厄介な肩部や段部を避けるためにパイ
プの壁を精度よく一致させるのが非常に大切にな
つている空圧供給管の製造分野がその一例であ
る。 ピストン４は、ピストン棒６に確固に装架され
ており、シリンダー１５内にあつて端壁１６と共
にシリンダー室１７を閉塞している。円周におい
ては、ピストン４はシール５によりシリンダー１
５に対してシールされている。端壁１６は、その
中において変位自在なピストン棒６に対して、シ
ール１２によりシールされている。シリンダー１
５の他端は、ピストン棒６のガイドボス１６を有
する円盤１８により閉塞されている。 ピストン棒６は筒形状であつて、左端は閉塞
端、右端は開放端となつている。図面上ではピス
トン棒６の内部中空室では管２０が延在してい
る。ピストン７のすぐ左側におけるピストン棒６
の壁部には、クランプ装置を作動させる圧力媒体
がシリンダー室１７へ流入する開口７が形成され
ていて、この開口７に前記管２０が連通してい
る。 図面において、ピストンシリンダー装置の左側
に保持体２１が設けられており、この保持体２１
は本質的には中空シリンダーとして構成されてい
るとともに、長手軸方向に変位自在であつて、右
端がシール兼案内用套管１２ａを介して、また、
そこから距離をおいたところでは、一対の案内兼
シール用套管１２ｂを介してピストン棒６に同軸
的に装架されている。保持体２１内においては、
２本のシール用套管１２ａ，１２ｂが、ピストン
棒６の中空スペースに配設した冷媒供給管２３と
冷媒排出管２４とを介して冷媒、例えば水が流れ
る冷媒室２２を取囲んでいる。 一対のシール兼案内用套管１２ｂは、１つかま
たはそれ以上の孔２６を介してピストン棒６の中
空部と連通している内側環状室２５を囲繞してい
る。また、保持体２１の外周には外側環状室２８
が形成されており、この外側環状室２８は、圧力
媒体の外側環状室２８への流入を平均化させるた
めに当該外側環状室２８に張りめぐらした多孔板
２９と、放射状に延在する複数の孔２７とを介し
て前記内側環状室２５と連通している。また、ピ
ストン棒６の中空部が不活性ガスで充満すると、
この不活性ガスが孔２６，２７を介して溶接部位
９へ供給されるようになつている。 外側環状室２８の両側においては、保持体２１
の円筒表面上を２つの環状突起３０，３１が立ち
上つていて、この外側環状室２８とは反対側に向
かつた側において円錐状平坦部を形成している。
いづれの場合でも、保持体２１の円筒外周面は円
錐状平坦部に連続している。 ピストン棒６の左端にはカラー３３を有する板
３２が着座しており、この板３２が、保持体２１
の左側円筒部を同心的に把持しており、また、こ
の板３２に、環状突起３０の円錐状平坦部（第５
図において符号５２で示された部分）とは反対側
に位置し、かつ反対方向に傾斜する円錐状平坦部
（第５図において符号５３で示された部分）が形
成されている。２つの平坦部は協働して、環状螺
旋バネ３を収納するクランプ溝３６を形成してお
り、従つて、環状螺旋バネ３はこのクランプ溝３
６に、その円周長が最小となるように予めテンシ
ヨンがかけられた状態で着座している。この環状
螺旋バネ３の互いに螺旋状に連続するコイル、即
ち、螺旋線条が各クランプ部材を構成していて、
円周長が最小となる最小周長位置にあつては、螺
旋線条はほぼ互いに当接している。 外側環状室２８の他側にあつては、套管４０が
保持体２１の円筒部に移動自在に装架されてお
り、この套管４０の両端面は円錐状平坦部に形成
されている。図面上での套管４０の左側円錐状平
坦部は、環状突起３１の円錐状平坦部とともに、
クランプ溝３６と同一構成の、環状螺旋バネ３を
有するクランプ溝３９を取囲んでいる。套管４０
の右側の円錐状平坦部は、保持体２１の外周を把
持するシリンダー１５の中空円筒状延長部４４に
形成した円錐状平坦部により他側が拘束されてい
る環状螺旋バネ３のためのクランプ溝４２を形成
している。 長手軸方向に作用する圧縮バネ１３ａ，１３ｂ
が芯合せ用バネとして、保持体２１と板３２との
間、および保持体２１とシリンダー１５の端壁１
６との間に夫々介装されており、圧縮バネ１３ａ
は圧縮バネ１３ｂよりも大きな圧縮力を発生して
いる。 可撓性チユーブ１０はピストン棒６の右側開放
端に確固に連結されて、不活性ガスの供給に使わ
れているとともに、管、即ち冷媒管２３，２４、
それに圧力媒体を別途供給するのであれば、その
ための管２０などの束１１を収納している。 クランプ溝３６は、それに関連する部品ととも
に、パイプ片もしくは曲管２のためのクランプユ
ニツトを構成しており、クランプ溝３９，４２
は、パイプ１に割当てたクランプユニツトに属し
ている。 装置は下記のように使われる。装置を弛緩した
状態では、環状螺旋バネ３は、それらを収納して
いるクランプ溝の内側において最小周長の状態に
あつて、パイプ１，２の内径より小さい外径を呈
している。従つて、装置は、溶接部位が外側環状
室２８の半径方向前方に来るように、設定位置へ
持ち込めるようになつている。 ピストン・シリンダー装置のシリンダー室１７
に圧力媒体を充填すると、ピストン棒６はシリン
ダー１５に対して右方に移動し、その結果、保持
体２１がシリンダー１５に接近する一方で、板３
２、バネ１３ａ、保持体２１を介してバネ１３ｂ
がピストン棒の左端から圧縮される。同時に、ク
ランプ溝３９，４２が狭くなり、その結果、その
クランプ溝３９，４２における環状螺旋バネ３
が、パイプ１の内周と当接するまで点線で示すよ
うに外方へ押勢されることになり、かくて少なく
とも一時的にこのパイプの内側にクランプ装置を
芯合せする一方で固定するようになる。この時、
溶接すべきパイプ１の端縁が外側環状室２８の半
径方向前方に来るように気をつける。バネ１３ａ
の力は、このような状態にあつては、クランプ溝
３６に対応するクランプユニツトがまだ機能を発
揮しておらず、パイプ２が依然と調節できる状態
が得られるように選ばれている。その後、バネ１
３ａも圧縮されるようにシリンダー室１７の圧力
を増大させ、それで左側のクランプユニツトのク
ランプ溝３６を狭め、そのクランプ溝３６内の環
状螺旋バネ３が、パイプ２もまた芯合せされ、か
つクランプされるまで、点線で示す位置へと半径
方向外側へ押勢される。同時に、環状螺旋バネ３
が、実線と点線とで示すように、半径方向外側に
拡張しつつ、長手軸方向への移動し、これにより
パイプとの当接面を相互クランプするようにな
る。 クランプ装置が前述のようにいつでもクランプ
される状態におかれると、不活性ガスを前述のよ
うに外側環状室２８へと供給し、それに伴つて環
状室２８、従つて溶接部位から大気空気が排除す
る。装置はこれで外部よりの自動溶接が行える状
態となる。実際の溶接時には、装置がオーバーヒ
ートするのを防ぐために、冷媒室２２へ冷媒を供
給するなりにして、保持体２１を冷却する。 第２図は、パイプ５０をフランジ端５１にクラ
ンプするクランプ装置を示す。第１図を参照しつ
つ説明した部品と同一部品には、同一符号を用い
て示してある。 空圧シリンダー１５の内部には、ピストン４と
固定シリンダー端壁１６との間においてシリンダ
ー室１７が形成されている。図面の右側におい
て、ピストン４は、図示しない装置によりその供
給が制御自在となつている加圧ガスのホースと接
続するコネクター用ソケツト３５を一端に備えた
パイプ３４に確固に連結されている。また、ピス
トン棒６はピストン４に確固に連結されていると
ともに、図面からみてピストン４の左側に延在
し、かつ、パイプ３４の内部に連結されており、
７で示した個所にクランプ装置を作動させるため
の加圧ガス供給用開口がシリンダー室１７へ向か
つて形成されている。 シリンダー１５は、溶接すべきフランジ端５１
の位置決めのための係止部を構成することから以
後において係止板と称する板３７に、確固に連結
されている。この係止板３７には、シリンダー１
５とは反対方向に向つた側に円筒形カラー３８が
取り付けられている。ピストン棒６は、係止板３
７とカラー３８とを介して長手方向に同心的に案
内されているとともに、移動自在である。ピスト
ン棒６の自由端は、カラー３３を有する板３２に
それが確固に連結されている。円筒形保持体２１
は、２つのカラー３３，３８間に配設されてお
り、これらのカラー３３，３８の内腔にはめ込ま
れている。また、或いはその代りに、その端壁の
ボスにあるシール兼案内用套管１２ａ，１２ｂに
よりピストン棒６上を長手軸方向移動自在に案内
してもよく、その場合、バネ１３ｂによりカラー
３８のベース上に支持させている。 円筒形スリーブ４０は、保持体２１上に装架さ
れており、このスリーブ４０の拡大両端面が円錐
状平坦部を形成している。カラー３３の端部平坦
部もそれに応じて円錐状であり、スリーブ４０の
円錐状平坦部と対向して、環状環状螺旋バネ３が
配設されるクランプ溝３６を形成している。この
実施例でも、前記環状螺旋バネ３の各螺旋線条が
クランプ部材を形成している。 スリーブ４０は保持体２１上を長手軸方向に移
動自在であるが、保持体にスリーブ４０と同様に
配置したスリーブ４０′は、保持体２１に確固に
連結されている。また、スリーブ４０′もその両
端に円錐状平坦部を有する環状突起３０，３１が
形成されており、そのうちの１つはスリーブ４０
の平坦部とは反対側にあつて、環状螺旋バネ３の
クランプ溝３９に臨んでおり、他方は、保持体２
１の円周に設けた長手軸方向移動自在リング４１
の円錐状平坦部に対向して、環状螺旋バネ３のク
ランプ溝４２を前記リング４１と共に形成してい
る。図示するように装置が弛緩状態にあると、カ
ラー３８の端面とリング４１との間に間〓が形成
される。 環状突起３０，３１の間において、保持体２１
とスリーブ４０′とに孔２７が形成されている。
また、ピストン棒６にも、保持体２１の部分にお
いて孔２６が形成してある。シリンダー室１７に
供給する加圧媒体としても用いられる不活性ガス
は、これらの孔２６を介して互いにクランプすべ
きパイプ５０とフランジ端５１の溶接部位９へと
流れる。 クランプ溝３６，３９は、その関連部品ととも
に、パイプ５０のクランプユニツトに構成し、ク
ランプ溝４２が関連部品とともにフランジ端５１
の第２クランプユニツトを構成している。 第２図の構成の装置は下記の如く作用する。 図示の弛緩状態にある時に、パイプ５０とフラ
ンジ端５１が図示のようにクランプ装置に取り付
ける。不活性ガスを連結部３５を介して例えば５
バールの初期平均有効圧で供給すると、ピストン
棒６は図面上の右方へ移動して加圧力がカラー３
３により、クランプ溝３６、該クランプ溝３６内
の環状螺旋バネ３、スリーブ４０、クランプ溝３
９、該クランプ溝３９内の環状螺旋バネ３、スリ
ーブ４０′、保持体２１、套管１２ａを介してバ
ネ１３ｂに伝達される。その時、該バネ１３ｂ
は、この適度の圧力のもとでは、実用上確固と振
舞う、もしくは、カラー３８とスリーブ４０との
間の間〓の大きさに相当するよりも更に圧縮され
るようなことがないように、その寸法が定められ
ている。というのは、この圧力限界まで、クラン
プ溝３６，３９にある環状螺旋バネ３のみが、パ
イプ５０の方向を定め、かつクランプするため
に、後者の円錐状平坦部により外方へ押勢され
る。それ故、溶接すべきこのパイプの端面が、環
状突起３０，３１に囲まれた溶接部位９の中心と
正確に合うように注意する。その後、圧力を更に
上げて、バネ１３ｂが圧縮されるようにする。す
ると、フランジ端５１がパイプ５０に対して押圧
されるように、その時クランプされているパイプ
５０と係止板３７との間で長手軸方向への相対移
動が起る。リング４１の隣の間〓が克服されると
間もなく、リング４１がカラー３８に作用し、ク
ランプ溝４２の環状螺旋バネ３が半径方向外側に
押勢され、その結果、フランジ５１が芯合せされ
るとともにクランプされる。 この操作の終りには、パイプ５０とフランジ端
５１とが芯合せされ、かつその端面がクランプ作
用で互いに当接しているとともに、不活性ガスが
その溶接部位９を洗い流している。 この装置は例外的に構造が簡単であり、最も簡
単な制御手段で、不活性ガスを制御媒体とするだ
けで溶接用クランプ装置として作動させることが
できるのは明らかである。また、溶接部位９に近
接する環状螺旋バネ３は、環状突起３０，３１に
より溶接部位から遮蔽され、かつ、クランプ装置
の冷間部品に広く組込まれることにより、更には
不活性ガスが均一に流れることにより良好に冷却
され、他方では加工したパイプ５０とフランジ端
５１とからの熱が、接触面が点状に減少している
ことから徐々とそれらに伝熱するのみである。 第３図による装置は、第２図による装置と同一
であるものの、第２図の構成においてフランジ端
５１に対応させて設けた唯一のクランプ溝４２の
代りに、２つのクランプ溝４２，４２ａが形成さ
れている。また、第３図の構成では、クランプ溝
４２，４２ａ間に、右側のパイプが芯合せされる
ばかりではなくて、平滑になるように方向が定め
られるように、保持体２１上を移動自在なスリー
ブが設けられている。また、係止板３７は省略さ
れている。その代り、摩擦係数の小さいプラスチ
ツクからなり、クランプ溝を形成している環状突
起よりもいくらか半径方向に外側へ突出した２つ
の摺動リング４３が設けられている。この摺動リ
ング４３は、閉塞型パイプラインの内部でのクラ
ンプ装置の移動を容易にしている。 バネ１３ｂは、シリンダー１５とは反対側にお
ける保持体２１の端部に配置されている。これに
より、シリンダー１５とははるかに遠く、クラン
プ溝３６，３９に対応するクランプユニツトが、
シリンダー１５に近く、クランプ溝４２，４２ａ
に対応するクランプユニツトよりも後にクランプ
されるようにすることができる。言うまでもな
く、この装置は、直線状に延在するパイプ片をク
ランプするのに適しているである。溶接部位の一
方側にパイプが曲管であれば、第３図の左側のク
ランプユニツトは、第１図に示すようにクランプ
溝を１つ備えるなりに短い構成にしなければなら
ない。 第４図と第５図とは、クランプ部材を構成し、
かつ、クランプ溝３６の円錐状平坦部５２，５３
の間に保持される環状螺旋バネ３の２つのコイ
ル、即ち、螺旋線条５６を示している。尚、第４
図は、各環状螺旋バネの半径方向に沿つて上方か
ら、また、第５図は、その円周方向に沿つてみた
図に相当する。各環状螺旋バネ３の各螺旋線条５
６は、断面が円形の線材に曲げることで構成され
ているので、図面上に非常に小さい点状接触クラ
ンプ面５４を以て示したように、クランプすべき
母材の内周面と点接触を行う、外方に先鋭した曲
面を有している。これらの点状接触クランプ面５
４の全体の寸法は、各螺旋線条の外寸法５８より
もほぼ小さいので、非常に小さい中間間隔５７を
介して流れる不活性ガスの流れ５５は、点状接触
クランプ面５４の大きさよりも数倍大きい各螺旋
線条の表面を冷却することになる。それにより、
環状螺旋バネの螺旋線条が効果的に冷却されるこ
とになり、オーバーヒートする恐れはない。 第６図は、円形状になつており、中間デイスク
６１により距離５７をおいて保持され、かつ、線
バネ５９に引張られた複数のデイスク６０を用い
ることにより、同様に効果的なクランプ部材装置
ができることを示している。