DE3702088A1 - Vorrichtung zum bearbeiten der innenwand eines hohlen, zylindrischen werkstueckes - Google Patents
Vorrichtung zum bearbeiten der innenwand eines hohlen, zylindrischen werkstueckesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
Bearbeiten der Innenwand eines hohlen, zylindrischen Werkstückes
mit einem einen Werkzeugschlitten tragenden Wagen,
der mittels eines Antriebes entlang einer zur Innenwand konzentrischen,
mit Laufflächen für die Laufräder des Wagens
versehenen Führung verfahrbar ist.
Um in einem stehenden Behälter auf der Innenwand
Auftragsschweißungen durchführen zu können, ist eine Vorrichtung
dieser Art bekannt (US-PS 30 10 010), bei der ein
über Seile heb- und senkbares Gestell vorgesehen ist, das
eine zum Behälter konzentrische Führung für einen einen
Werkzeugschlitten aufweisenden Wagen trägt, der mit Hilfe
von Laufrädern auf Laufflächen der Führung verfahren werden
kann. Zum Antrieb dieses Wagens ist auf dem über radiale
Arme an der Behälterinnenwand abgestützten Gestell ein Motor
angeordnet, der über ein Ritzel den Zahnkranz eines auf
einer zentralen Säule gelagerten Rotors antreibt, an dem ein
mit dem Wagen verbundener radialer Arm angesetzt ist. Nachteilig
bei diesem Wagenantrieb ist, daß mit dem Vorsehen
eines zentralen Rotors ein erheblicher Konstruktionsaufwand
in Kauf genommen werden muß und daß durch diesen Rotor und
das Gestell der Innenraum des Behälters unzugänglich wird.
Dazu kommt noch, daß die Laufflächen für den Wagen in einer
zur Behälterachse senkrechten Ebene liegen, so daß über
diese Laufflächen lediglich das Gewicht des Wagens, nicht
aber eine radiale Belastung abgetragen werden kann. Eine
solche Vorrichtung ist daher für den Einsatz von spanabhebenden
Werkzeugen, wie sie beispielsweise für die Vorbereitung
von Schweißnähten erforderlich sind, ungeeignet.
Schließlich muß noch als nachteilig bemängelt werden, daß
über die Laufflächen keine genaue Wagenführung erzielt
werden kann, so daß eine zusätzliche Führungsschiene notwendig
wird, an der sich der Wagen mit die Schiene beidseitig
umfassenden Führungsrollen abstützt.
Zur Bearbeitung des äußeren und inneren Schweißgrates
wendelförmig geschweißter Rohre ist es bekannt (DE-OS
26 02 639), zwei einander bezüglich der Schweißnaht gegenüberliegende,
spanabhebende Werkzeuge vorzusehen, die über
je einen Zahnkranz angetrieben werden. Der das zu bearbeitende
Rohr außen umschließende Zahnkranz ist dabei in einem
vom Rohr durchsetzten Lager gehalten, während der innere
Zahnkranz für das Innenwerkzeug auf einer zum Rohr koaxialen
Achse angeordnet ist, die über einen radialen Arm das Innenwerkzeug
trägt. Nachteilig bei dieser aufwendigen Anordnung
ist, daß durch die den Zahnkranz und das Werkzeug tragende
Achse der Innenraum des Rohres für andere Arbeiten unzugänglich
wird und daß eine solche Lagerung des Werkzeuges und
des Vorschubantriebes für das Werkzeug auf vergleichsweise
kleine Werkstückdurchmesser beschränkt blieben muß, wenn
nicht größere Bearbeitungstoleranzen in Kauf genommen werden.
Zum Abtragen des Außenschweißgrates eines Rohres ist
es darüber hinaus bekannt (SU-PS 8 35 681), die Fräswerkzeuge
an einem Träger anzuordnen, der das zu bearbeitende Rohr
über eine den halben Rohrumfang übersteigende Länge umschließt
und über Rollen auf dem Rohr um die Rohrachse drehbar
abgestützt ist. Der Drehantrieb für diesen Träger besteht
aus einem auf einer Schwinge gelagerten Ritzel, das
mit einem auf dem Träger angeordneten Zahnkranzsegment
kämmt. Damit der Zahneingriff gewahrt bleibt, bildet der
Träger für die Bearbeitungswerkzeuge einen zylindrischen
Flansch, der von Laufrollenpaaren an der Schwinge umgriffen
wird, so daß die Schwinge nicht vom Träger abheben, mit dem
Träger aber Ausgleichsbewegungen durchführen kann. Eine
solche Vorrichtung ist für den Einsatz zur Bearbeitung einer
Innenwand eines hohlen zylindrischen Werkstückes ungeeignet,
weil bei einer fehlenden Abstützmöglichkeit des Trägers am
Außenumfang des Rohres kein gegenüber dem Rohr feststehender
Konstruktionsteil zur Trägerabstützung vorhanden ist.
Um Rohrleitungen außenseitig reinigen zu können, ist
es schließlich bekannt (US-PS 42 05 694), an die Rohrleitung
einen diese umschließenden Käfig anzuklemmen, der eine Ringführung
für einen zur Rohrleitung parallelen Tragarm für
eine Wascheinrichtung bildet. Dieser Tragarm wird auf zwei
mit axialem Abstand voneinander angeordneten Laufbahnen für
Laufrollen abgestützt, wobei den Laufrollen ein Abheben des
Tragarmes von der Laufbahn verhindernde Gegenrollen zugeordnet
sind. Die Laufbahnen werden am Außenumfang von Ketten
umschlossen, in die je ein am Tragarm gelagertes Kettenrad
eingreift, über das der Tragarm um die Rohrachse angetrieben
werden kann. Auch eine solche Lagerung einer um eine Rohrleitung
drehbaren Einrichtung ist für den Einsatz im Rohrinneren
unbrauchbar. Dazu kommt noch, daß für die Lagerung einer
Wascheinrichtung keine genaue Führung notwendig ist, so daß
mit einem einfachen Kettentrieb für den Antrieb das Auslangen
gefunden werden kann.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die
einfach aufgebaut ist, eine genaue Wagenführung unabhängig
von der Lage des Werkstückes sicherstellt, für den Einsatz
von spanabhebenden Werkzeugen geeignet ist und eine gute Zugänglichkeit
zum Innenraum des hohlzylindrischen Werkstückes
gewährleistet.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß
sowohl auf der äußeren als auch auf der inneren Umfangsseite
der Führung Laufflächen für die die Führung zwischen einander
aufnehmenden Laufräder des Wagens vorgesehen sind und
daß der Antrieb aus einer die Führung außen verschiebefest
umspannenden Kette besteht, in die ein am Wagen gelagertes,
von einem Motor antreibbares, eine Umlenkrolle für die Kette
bildendes Kettenrad eingreift.
Da die Laufflächen auf der äußeren und der inneren
Umfangsseite der Führung angeordnet sind, wird der Wagen
über seine Laufräder insbesondere in radialer Richtung geführt.
Über die Laufräder, die die drehfest mit der Innenwand
des Werkstückes verbundene Führung zwischen einander
aufnehmen, können auch in radialer Richtung wirkende Belastungen
einfach abgetragen werden, wobei der Innenraum des
hohlzylindrischen Werkstückes von Konstruktionsteilen freibleibt,
weil der Antrieb für den Wagen aus einer die Führung
außen umspannenden Kette besteht, die mit einem am Wagen
gelagerten Kettenrad zusammenwirkt. Die Vorschubbewegung des
Wagens kann über diesen Antrieb allen Anforderungen entsprechend
angepaßt werden, da das Kettenrad eine Umlenkrolle
für die Kette bildet. Die im Bereich des Kettenrades von der
Führung abhebende Kette umschlingt nämlich das Kettenrad mit
einem entsprechend größeren Umschlingungswinkel, was sich
nicht nur auf die Belastungsverhältnisse, sondern auch auf
das Antriebsspiel günstig auswirkt, was den Einsatz dieses
einfachen Antriebes auch für die genaue Führung eines spanabhebenden
Werkzeuges ermöglicht.
Ist dem Kettenrad in weiterer Ausbildung der
Erfindung wenigstens eine Spannrolle für die Kette zugeordnet,
so kann der Umschlingungswinkel weiter vergrößert
und das Umkehrspiel bei einem Fahrtrichtungswechsel besonders
klein gehalten werden. Damit zusätzlich Kettenschwingungen
unterdrückt werden können, kann die Kette über eine
vom Kettenrad mit Abstand in Richtung der Führung angeordnete
Umlenkrolle geführt sein und in Umfangsrichtung außerhalb
des durch diese Umlenkrolle und das Kettenrad bestimmten
Bereiches zwei Spannrollen aufweisen, so daß die Kette erst
unmittelbar vor dem Kettenrad bzw. der zusätzlichen Umlenkrolle
von der Führung abhebt und nach ihrer zweiten Umlenkung
wieder an die Führung angedrückt wird. Durch eine
solche Kettenführung wird die freie Schwingungslänge der
gespannten Kette auf ein Minimum verkürzt.
Die Wagenführung über die auf der inneren und äußeren
Umfangsseite der Führung angeordneten Laufflächen bringt nur
dann neben der vor allem angestrebten Radialführung eine
Axialführung mit sich, wenn zumindest zwei Laufflächen auf
der Innen- oder Außenseite der Führung auf gegensinnig geneigten
Kegelflächen liegen. Bilden die Laufflächen am
inneren und äußeren Umfang der Führung konzentrische Zylinderflächen,
so ist für eine zusätzliche axiale Abstützung
des Wagens zu sorgen, um die Innenwand des hohlzylindrischen
Werkstückes unabhängig von dessen Lage bearbeiten zu können.
Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich in
diesem Zusammenhang, wenn zumindest eine Lauffläche der
Führung einen in eine Laufrille der Laufräder eingreifenden
Führungssteg aufweist, über den axiale Kräfte auf die Führung
übertragen werden können. An Stelle eines solchen Führungssteges
kann mit gleichem Erfolg zumindest eine Lauffläche
der Führung eine Führungsnut für den Laufradeingriff
bilden. An den Seitenwänden dieser Führungsnut kann sich der
Wagen in axialer Richtung abstützen.
Damit die Führung zwischen den von entgegengesetzten
Seiten auf die Laufflächen aufgesetzten Laufrädern spielfrei
aufgenommen werden kann, können die Laufräder auf der inneren
Umfangsseite der Führung in Schwenkhebeln gelagert und
an die zugehörigen Laufflächen der Führung angedrückt werden.
Diese Maßnahme erlaubt nicht nur eine spielfreie Führung
des Wagens unabhängig von Laufflächenunebenheiten,
sondern stellt auch ein einfaches Aufsetzen des Wagens auf
seine Führung sicher, weil er bei abgehobenen inneren Laufrollen
quer zur Führung auf diese aufgeschoben werden kann.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise
dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bearbeiten der
Innenwand eines Großrohres in einer vereinfachten
Vorderansicht,
Fig. 2 diese Vorrichtung in einer zum Teil aufgerissenen
Seitenansicht,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der
Führung für den Wagen und
Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung einer
anderen Ausführungsform.
Die dargestellte Vorrichtung zur Bearbeitung der
Innenwand eines Großrohres 1 besteht im wesentlichen aus
einem Wagen 2, der einen Werkzeugschlitten 3 trägt und entlang
einer Führung 4 verfahren werden kann, die konzentrisch
im Inneren des Großrohres 1 angeordnet ist. Zu diesem Zweck
weist die Führung 4 nach dem Ausführungsbeispiel einen
Kastenträger 5 auf, der mit Hilfe von Keilen 6 und radialen
Spannschrauben 7 gegenüber dem Großrohr 1 verspannt werden
kann. Obwohl eine solche Befestigung der Führung 4 am Großrohr
1 Vorteile mit sich bringt, kann die Führung 4 auch auf
andere Weise gegenüber dem Großrohr 1 befestigt werden, weil
es ja für die Wagenführung nur auf die Festlegung der Führung
4 gegenüber dem Großrohr 1, nicht aber auf die Art der
Festlegung ankommt.
Die Führung 4 für den Wagen 2 bildet auf der inneren
und der äußeren Umfangsseite jeweils Laufflächen 8 und 9 für
Laufräder 10 und 11, die die Führung zwischen einander aufnehmen,
so daß der Wagen 2 in radialer Richtung genau geführt
wird und radiale Belastungen auf die Führung 4 abtragen kann.
Damit die Führung 4 zwischen den Laufrädern 10 und 11 spielfrei
eingespannt werden kann, sind die Laufräder 10 auf der
Innenseite der Führung 4 an Schwenkhebeln 12 gelagert, die
mit Hilfe von Schwenkzylindern 13 um ihre Schwenkachsen 14
im Sinne eines Andrückens der Laufräder 10 an die Laufflächen
8 verschwenkt werden können. Durch dieses Andrücken
der Laufräder 10 an die Führung 4 wird nicht nur eine spielfreie
Führung des Wagens 2 sichergestellt, sondern auch ein
einfaches Aufsetzen des Wagens auf die Führung 4 erreicht,
weil der Wagen 2 bei abgehobenen Laufrädern 12 in axialer
Richtung über die Führung 4 aufgeschoben werden kann.
Zum Antrieb des Wagens 2 ist eine die Führung 4 außen
umspannende Kette 15 vorgesehen, die um ein als Umlenkrolle
dienendes Kettentad 16 geführt ist, das auf dem Wagen 2
lagert und mit Hilfe eines Getriebemotors 17 angetrieben
werden kann. Zu diesem Kettenrad 16 ist eine Umlenkrolle 18
symmetrisch bezüglich einer axialen Mittelebene des Wagens 2
angeordnet, wobei dem Kettenrad 16 bzw. der Umlenkrolle 18
außerhalb des von ihnen bestimmten Bereiches jeweils eine
Spannrolle 19 für die Kette 15 zugeordnet ist, so daß die
Kette erst unmittelbar vor dem Kettenrad 16 von der Führung
4 abhebt und unmittelbar nach der Umlenkrolle 18 wieder an
die Führung 4 angedrückt wird. Diese Kettenführung verringert
die freie Spannlänge der Kette auf ein Minimum, was
sich vorteilhaft auf das Schwingungsverhalten der Kette 15
auswirkt. Wie der Fig. 1 entnommen werden kann, sind die
Spannrollen 19 auf Schwenkhebeln 20 angeordnet, wobei der
Schwenkhebel für die dem Kettenrad 16 zugeordnete Spannrolle
19 an einem Spannzylinder 21 und der andere Schwenkhebel
an einem Spannhebel 22 angelenkt sind, an dem sich der
Spannzylinder 21 über eine Verbindungslasche 23 abstützt.
Über den Getriebemotor 17 kann somit der Wagen 2 spielfrei
entlang der Führung 4 verfahren werden.
Wie der Fig. 3 entnommen werden kann, kann zur
axialen Abstützung des Wagens 2 die Führung 4 eine Lauffläche
9 mit einer Führungsnut 24 aufweisen, in die die
zugehörigen Laufräder 11 des Wagens eingreifen. Da die
Führungskräfte in axialer Richtung vergleichsweise klein
sind, genügt die axiale Abstützung der Laufräder 11 in der
Führungsnut 24 für die Wagenführung. Die wesentlichen Führungskräfte
treten ja in radialer Richtung über die Belastung
durch das Bearbeitungswerkzeug auf.
Eine der Fig. 3 gleichwertige Lösung einer axialen
Wagenführung ist in Fig. 4 dargestellt. Gemäß dieser Lösung
ist ein Führungssteg 25 im Bereich der einen Lauffläche 9
vorgesehen, der in eine Laufrille 26 der Laufräder eingreift,
die somit ebenfalls in axialer Richtung festgelegt
sind.
Am Werkzeugschlitten 3 können spanabhebende Werkzeuge,
beispielsweise für die Vorbereitung und Nachbearbeitung
von Schweißnähten, angeordnet werden, weil die
Schnittkräfte aufgrund der besonderen Wagenführung vorteilhaft
über den Wagen 2 auf die Führung 4 abgetragen
werden können. Dabei können die Anpreßkräfte des Werkzeugschlittens
3 an die Innenwand des Großrohres 1 von den
Schnittkräften entkoppelt werden, wenn der Werkzeugschlitten
3 mittels eines Hydraulikzylinders 27 beaufschlagt wird und
die mittels einer Abtastrolle 28 erfaßte Lageänderung als
Störgröße auf die im Sinne einer konstanten Anpreßkraft
arbeitende Druckregelung des Hydraulikzylinders 27 ausgeschaltet
wird.
An Stelle des im Ausführungsbeispiel dargestellten
Fräskopfes 29, der über einen Motor 30 angetrieben wird,
kann selbstverständlich jedes andere für die Bearbeitung der
Innenwand benötigte Werkzeug eingesetzt werden, wobei nicht
nur spanabhebende Werkzeuge, sondern beispielsweise auch
Schweißgeräte oder Prüf- und Meßvorrichtungen Verwendung
finden können.
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Bearbeiten der Innenwand eines
hohlen, zylindrischen Werkstückes mit einem einen Werkzeugschlitten
tragenden Wagen, der mittels eines Antriebes entlang
einer zur Innenwand konzentrischen, mit Laufflächen für
die Laufräder des Wagens versehenen Führung verfahrbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß sowohl auf der äußeren als auch
auf der inneren Umfangsseite der Führung (4) Laufflächen
(8, 9) für die die Führung (4) zwischen einander aufnehmenden
Laufräder (10, 11) des Wagens (2) vorgesehen sind und
daß der Antrieb aus einer die Führung (4) außen verschiebefest
umspannenden Kette (15) besteht, in die ein am Wagen
(2) gelagertes, von einem Motor (17) antreibbares, eine
Umlenkrolle für die Kette (15) bildendes Kettenrad (16)
eingreift.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Kettenrad (16) wenigstens eine Spannrolle (19) für
die Kette (15) zugeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kette (15) über eine vom Kettenrad (16) mit Abstand
in Richtung der Führung (4) angeordnete Umlenkrolle (18)
geführt ist und in Umfangsrichtung außerhalb des durch diese
Umlenkrolle (18) und das Kettenrad (16) bestimmten Bereiches
zwei Spannrollen (19) aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest eine Lauffläche (9) der Führung
(4) einen in eine Laufrille (26) der Laufräder (11)
eingreifenden Führungssteg (25) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest eine Lauffläche (9) der Führung
(4) eine Führungsnut (24) für den Laufradeingriff bildet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Laufräder (10) auf der inneren Umfangsseite
der Führung (4) in Schwenkhebeln (12) gelagert
und an die zugehörigen Laufflächen (8) der Führung (4) andrückbar
sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT31486A AT384758B (de) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | Vorrichtung zum bearbeiten der innenwand eines hohlen, zylindrischen werkstueckes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3702088A1 true DE3702088A1 (de) | 1987-08-13 |
DE3702088C2 DE3702088C2 (de) | 1995-05-18 |
Family
ID=3487278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19873702088 Expired - Fee Related DE3702088C2 (de) | 1986-02-10 | 1987-01-24 | Vorrichtung zum Bearbeiten der Innenwand eines hohlen, zylindrischen Werkstückes |
Country Status (2)
Country | Link |
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AT (1) | AT384758B (de) |
DE (1) | DE3702088C2 (de) |
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DE102011080359A1 (de) | 2011-05-31 | 2012-12-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Windturbinengetriebe |
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- 1986-02-10 AT AT31486A patent/AT384758B/de not_active IP Right Cessation
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- 1987-01-24 DE DE19873702088 patent/DE3702088C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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ATA31486A (de) | 1987-06-15 |
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