DE9320769U1 - Device for internal processing of pipes, channels or the like. - Google Patents
Device for internal processing of pipes, channels or the like.Info
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Description
Vorrichtung zum Innenbearbeiten von Rohren, Kanälen oder dergleichenDevice for internal machining of pipes, channels or the like
Die Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Innenbearbeiten von Rohren, Kanälen oder dergleichen, die längs des Rohres im Rohrinneren verfahrbar und an vorbestimmten Stellen gegenüber der Rohrwand festlegbar ist und eine Arbeitskonsole trägt, auf der wenigstens ein Gerät, z.B. ein Schleifer, Spachtel, Greifer, Kamera oder dergleichen, aufgenommen ist, mit einer von außerhalb des Rohres steuerbaren Antriebseinrichtung zum Positionieren der Arbeitskonsole gegenüber der Rohrwand bei festgelegter Vorrichtung.The application relates to a device for the internal processing of pipes, channels or the like, which can be moved along the pipe inside the pipe and can be fixed at predetermined points relative to the pipe wall and carries a work console on which at least one device, e.g. a grinder, spatula, gripper, camera or the like, is accommodated, with a drive device that can be controlled from outside the pipe for positioning the work console relative to the pipe wall when the device is fixed.
Eine derartige, z. B. aus der EP-PS 204 694 bekannte Vorrichtung erlaubt, in kostensparender Weise Rohrleitungen auf Schäden zu überprüfen und bei Bedarf Schadstellen mit verschiedenen Werkzeugen zu reparieren.Such a device, known for example from EP-PS 204 694, allows pipes to be checked for damage in a cost-effective manner and, if necessary, damaged areas to be repaired using various tools.
Für eine solche Vorrichtung ist eine kompakte Bauweise erwünscht, die den Einsatz der Vorrichtung selbst bei Rohren geringen Durchmessers ermöglicht. Femer ist aus technischer Hinsicht eine Bewegungssteuerung vom Rohräußeren aus für die Arbeitskonsole und das Gerät zu fordern, die komplizierte Arbeitsvorgänge erlaubt.For such a device, a compact design is desired, which enables the device to be used even with pipes of small diameter. Furthermore, from a technical point of view, a movement control from the outside of the pipe for the work console and the device is required, which allows complicated work processes.
Eine Schwierigkeit liegt nun darin, daß zur Realisierung komplizierter Bewegungsabläufe ein erheblicher Aufwand für den Bewegungsantrieb getrieben werden muß, was der Forderung nach kompakter Bauweise entgegengerichtet ist.One difficulty is that in order to implement complex movement sequences, a considerable amount of effort must be put into the drive system, which runs counter to the requirement for a compact design.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art eine Antriebskonzeption für die Bewegung der das Werkzeug, Gerät oder dgl. tragenden Arbeitskonsole in den drei Freiheitsgraden parallel, radial und in Umfangsrichtung zur Rohrwand zu schaffen, die eine äußerst kompakte, die Miniaturisierung der gesamten Vorrichtung zulassende Bauweise ermöglicht, wobei selbst komplizierte Bewegungsabläufe der Arbeitskonsole in einfacher Weise steuerbar sein sollen.Based on this, the invention is based on the object of creating a drive concept for a device of the type mentioned at the beginning for the movement of the work console carrying the tool, device or the like in the three degrees of freedom parallel, radial and in the circumferential direction to the pipe wall, which enables an extremely compact design that allows the miniaturization of the entire device, whereby even complicated movement sequences of the work console should be controllable in a simple manner.
Diese Aufgabe ist nach der durch das Hauptpatent (P 42 43529.03) geschützten Erfindung dadurch gelöst, daß die Vorrichtung der eingangs genannten Art die nachstehend aufgeführten weiteren Merkmale aufweist:This object is achieved according to the invention protected by the main patent (P 42 43529.03) in that the device of the type mentioned at the beginning has the following further features:
a) Die Antriebseinrichtung umfaßt drei voneinander unabhängige, zeitgleich und getrennt voneinander steuerbare Einzelantriebe von denen einer als Linearantrieb die Verschiebung der Arbeitskonsole in Längsrichtung des Rohres ermöglicht, ein anderer als Rotationsantrieb die Drehung der Arbeitskonsole um die Rohrachse oder um eine zu dieser parallele Achse gestattet und ein weiterer als Radialantrieb zur Bewegung der Arbeitskonsole in Richtung quer zur Rohrwand dient;a) The drive device comprises three independent individual drives that can be controlled simultaneously and separately, one of which is a linear drive that enables the work console to be moved in the longitudinal direction of the pipe, another is a rotary drive that allows the work console to rotate around the pipe axis or an axis parallel to it, and another is a radial drive that moves the work console in a direction transverse to the pipe wall;
b) die Vorrichtung weist ein inneres und ein dieses wenigstens teilweise umgebendes äußeres Gehäuse auf;b) the device has an inner housing and an outer housing at least partially surrounding it;
c) jeder Einzelantrieb weist eine eigene Getriebeeinheit mit einem diese beaufschlagenden Gleichstrommotor auf, wobei die Motoren für den Linear- und für den Rotationsantrieb in dem inneren Gehäuse aufgenommen sind;c) each individual drive has its own gear unit with a direct current motor acting on it, the motors for the linear and rotary drive being accommodated in the inner housing;
d) zur Realisierung der Linearbewegung ist das innere Gehäuse mittels des Linearantriebs gegenüber dem äußeren Gehäuse in Längsrichtung des Rohres verschiebbar;d) to achieve the linear movement, the inner housing can be moved relative to the outer housing in the longitudinal direction of the pipe by means of the linear drive;
e) der Rotationsantrieb umfaßt eine in einer Stirnwand des inneren Gehäuses gelagerte, von der betreffenden Motor-Getriebeeinheit beaufschlagte hohle Antriebswelle;e) the rotary drive comprises a hollow drive shaft mounted in an end wall of the inner housing and acted upon by the relevant motor-gear unit;
f) der Gleichstrommotor für den Radialantrieb ist fest in der hohlen Antriebswelle aufgenommen, dreht mit dieser mit und beaufschlagt das an einem Ende der hohlen Antriebswelle mit seinem Gehäuse angeflanschte Getriebe für den Radialantrieb durch die hohle;' Antriebswelle hindurch.f) the DC motor for the radial drive is firmly mounted in the hollow drive shaft, rotates with it and acts on the gearbox for the radial drive, which is flanged to one end of the hollow drive shaft with its housing, through the hollow drive shaft.
Die durch das Hauptpatent geschützte Erfindung erfährt durch das vorliegende Patent nach dessen Patentanspruch 1 die weitere Ausbildung, daß das innere Gehäuse bei seiner Verschiebung gegenüber dem äußeren Gehäuse ausschließlich in einer direkt zwischen dem inneren und dem äußeren Gehäuse wirkenden Gleitlagerung geführt ist. Durch diese Maßnahme wird das erfindungsgemäße Ziel, eine besonders kompakt bauende und daher auch zur Bearbeitung von Rohren geringer Nenweite geeignete Vorrichtung anzugeben, entscheidend weiter gefördert, denn die so ausgebildete Führung der Verschiebebewegung des inneren Gehäuses gegenüber dem äußeren Gehäuse kommt mit einem Minimum an Raum aus.The invention protected by the main patent is further developed by the present patent according to its patent claim 1, whereby the inner housing is guided during its displacement relative to the outer housing exclusively in a sliding bearing acting directly between the inner and outer housing. This measure significantly further promotes the aim of the invention to provide a device that is particularly compact and therefore also suitable for processing pipes with a small nominal width, because the guide of the displacement movement of the inner housing relative to the outer housing designed in this way requires a minimum of space.
Weitere, die Lösung der gestellten Aufgabe fördernde Ausbildungen der Vorrichtung nach dem Hauptpatent sind in den Patentansprüchen 2,3 und 4 angegeben.Further developments of the device according to the main patent which promote the solution of the stated problem are specified in patent claims 2, 3 and 4.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend im Rahmen eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
Es zeigen:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the drawing.
Show it:
Figur 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit auf der Arbeitskonsole montiertem Schleifer als ArbeitsgerätFigure 1 a side view of the device with the grinder mounted on the work console as a working tool
Figur 2 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung Figur 3 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße VorrichtungFigure 2 shows a longitudinal section through the device according to the invention Figure 3 shows a cross section through the device according to the invention
Figur 4 die Seitenansicht der Arbeitskonsole mit einem Spachtelaufsatz, dem Getriebe und dem Gestänge für den RadialantriebFigure 4 the side view of the work console with a spatula attachment, the gearbox and the rods for the radial drive
Figur 5 eine Vorderansicht der Arbeitskonsole mit daraufmontierter SpachteleinrichtungFigure 5 a front view of the work console with the spatula device mounted on it
In allen Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In all figures, identical components are provided with identical reference symbols.
Die Arbeitskonsole (3), auf der die verschiedenen Geräte angebracht werden können, besteht aus einem Blech. An diesem Blech sind zur Versteifung Seitenbleche angeschweißt. Durch diese Seitenbleche werden Rohre gesteckt und verschweißt.The work console (3), on which the various devices can be attached, consists of a sheet of metal. Side plates are welded to this sheet to provide stiffness. Pipes are inserted through these side plates and welded.
In den Rohren sind drehbar Spann wellen aufgenommen, die an ihren Enden Koppelstangen (19) und Führungsstangen (20) tragen, welche in Parallelogrammanordnung Gelenkvierecke bilden. Die Führungsstangen (20) sind an ihren der Arbeitskonsole (3) abgewandten Enden mit dem Ausgang eines Schneckengetriebes (4) gekoppelt. Die Koppelstangen (19) sind am Gehäuse des Schneckengetriebes oder an einem drehfest mit dem Flansch der hohlen Antriebswelle (21) für den Rotationsantrieb befestigten Rahmen angelenkt.Rotatable tension shafts are accommodated in the tubes, which have coupling rods (19) and guide rods (20) at their ends, which form four-bar linkages in a parallelogram arrangement. The guide rods (20) are coupled to the output of a worm gear (4) at their ends facing away from the work console (3). The coupling rods (19) are hinged to the housing of the worm gear or to a frame that is fixed in rotation to the flange of the hollow drive shaft (21) for the rotary drive.
Bei Übertragung eines Drehmoments vom Schneckengetriebe (4) auf die Führungsstangen (20) wird das Gestänge (19,20) verstellt und es erfolgt dabei eine Bewegung der Arbeitskonsole quer zur Längserstreckung der Vorrichtung bzw. des Rohres, in dem sie festgelegt ist.When a torque is transmitted from the worm gear (4) to the guide rods (20), the rods (19,20) are adjusted and the work console moves transversely to the longitudinal extension of the device or the pipe in which it is fixed.
Das Schneckengetriebe (4) für den Radialantrieb ist am Flansch der hohlen Antriebswelle für den Rotationsantrieb befestigt. Angetrieben wird es durch einen Gleichstrommotor (6), der in der j hohlen Antriebswelle (21) fest angebracht ist und somit das Schneckengetriebe (4) aus der Hohlwelle (21) heraustreibt. : The worm gear (4) for the radial drive is attached to the flange of the hollow drive shaft for the rotary drive. It is driven by a DC motor (6) which is firmly attached to the hollow drive shaft (21) and thus drives the worm gear (4) out of the hollow shaft (21). :
Die Hohlwelle (21) ist in einer Stirnwand des inneren Gehäuses (2) gelagert. Das innere GehäuseThe hollow shaft (21) is mounted in a front wall of the inner housing (2). The inner housing
(2) ist zumindest teilweise von einem äußeren Gehäuse (1) umgeben.(2) is at least partially surrounded by an outer housing (1).
Bei Aktivierung des Rotationsantriebs dreht der das Schneckengetriebe (4) antreibende Gleichstrommotor (6) mit.When the rotation drive is activated, the DC motor (6) driving the worm gear (4) also rotates.
Damit der Radialantneb unabhängig von der Rotationsbewegung erfolgt, wird dieser Motor (6) über Schleifringkörper (8) mit Spannung versorgt.To ensure that the radial drive is independent of the rotational movement, this motor (6) is supplied with voltage via slip ring bodies (8).
Zum Schutz des Schneckengetriebes (4) und der Endschalter, die an ihm befestigt sind, ist das Schneckengetriebe (4) mit einem Schutzblech abgedeckt.To protect the worm gear (4) and the limit switches attached to it, the worm gear (4) is covered with a protective plate.
Der Rotationsantrieb der Arbeitskonsole (3) erfolgt über die hohle Antriebswelle (21). Diese wird ihrerseits über ein Planetengetriebe von einem im inneren Gehäuse (2) untergebrachten Gleichstrommotor (7) angetrieben. Figur 2 verdeutlicht diesen Sachverhalt in schematischer Darstellung.The rotation drive of the work console (3) is carried out via the hollow drive shaft (21). This in turn is driven via a planetary gear by a DC motor (7) housed in the inner housing (2). Figure 2 illustrates this in a schematic representation.
Der Linearantrieb erfolgt ausgehend von einem ebenfalls im inneren Gehäuse (2) untergebrachten Gleichstrommotor (9). Dieser Motor (9) treibt eine Trapezgewindespindel (10) an, die sich in eine Trapezgewindemutter schraubt und dabei das innere Gehäuse (2), das das Schneckengetriebe (4), das Gestänge (19,20) und die Arbeitskonsole (3) mit dem Gerät (13,23,24) trägt, linear gegenüber dem äußeren Gehäuse (1) bzw. gegenüber dem zu bearbeitenden Rohr verschiebt. Diese Linearbewegung ist geführt in einer direkt zwischen dem inneren und dem äußeren Gehäuse wirkenden Gleitlagerung, die mit zwei im axialen Abstand zueinander angeordneten, in Figur 2 mit 22 bezeichneten Gleitlagern gebildet sein kann.The linear drive is provided by a DC motor (9) that is also housed in the inner housing (2). This motor (9) drives a trapezoidal thread spindle (10) that screws into a trapezoidal thread nut and thereby moves the inner housing (2), which carries the worm gear (4), the rods (19,20) and the work console (3) with the device (13,23,24), linearly relative to the outer housing (1) or relative to the pipe to be processed. This linear movement is guided in a sliding bearing that acts directly between the inner and outer housing and can be formed with two sliding bearings that are arranged at an axial distance from one another and are designated 22 in Figure 2.
Wie insbesondere aus Figur 5 hervorgeht, kann das Bearbeitungsgerät eine aus einem ersten Spachtel (23) und einem Nachziehspachtel (24) gebildete Spachteleinrichtung sein. Diese ist als an der Arbeitskonsole (3) befestigter Spachtelaufsatz als Ganzes gegenüber der ArbeitskonsoleAs can be seen in particular from Figure 5, the processing device can be a spatula device consisting of a first spatula (23) and a follow-up spatula (24). This is designed as a spatula attachment attached to the work console (3) as a whole opposite the work console
(3) um 90 Grad schwenkbar. Somit ist sowohl axiales als auch radiales Spachteln möglich. In Figur 5 ist außerdem mit (25) ein Kurzhubzylinder in schematischer Darstellung gezeigt, mittels dem der Nachziehspachtel (24) in Querrichtung des Rohres aus- und einfahrbar ist.(3) can be swiveled by 90 degrees. This allows both axial and radial filling. In Figure 5, a short-stroke cylinder (25) is also shown in a schematic representation, by means of which the follow-up spatula (24) can be extended and retracted in the transverse direction of the pipe.
Das innere Gehäuse (2) ist wasserdicht abgeschlossen. Dadurch sind die in ihm aufgenommenen Motoren und Getriebekomponenten vor Wasser und auch vor Rost geschützt. Die Stromzuführkabel sind in das innere Gehäuse (2) über dichte Kabelverschraubungen geführt.The inner housing (2) is sealed watertight. This protects the motors and gear components housed in it from water and rust. The power supply cables are fed into the inner housing (2) via sealed cable glands.
Das äußere Gehäuse (1) ist außen mit einem Spannpolster (17) zum Versprießen der Vorrichtung im Rohr versehen. Es trägt auswechselbare Radsätze (15), auf denen die Vorrichtung im Rohr verfahrbar ist. Sie wird dazu an Seilen gezogen, die an Zugseilhalterungen (16) befestigt werden.The outer housing (1) is provided with a tensioning pad (17) on the outside for bracing the device in the pipe. It carries interchangeable wheel sets (15) on which the device can be moved in the pipe. It is pulled on ropes that are attached to traction rope holders (16).
Die Vorrichtung wird durch Kabel mit Energie versorgt. Diese Kabel können zugleich als Zugseil dienen. Druckluft für den Gerätebetrieb wird über einen Zwillingsschlauch zur Vorrichtung geführt. Arbeitsmaterial, z.B. Spachtelmasse, wird über einen zusätzlichenThe device is supplied with energy by cables. These cables can also serve as a pulling rope. Compressed air for operating the device is supplied to the device via a twin hose. Work material, e.g. filler, is supplied via an additional
(\\4S525\USERDIRS\MERKLE\KASRO^tTEI^.DÖci · ;* ·*'; '.A (\\4S525\USERDIRS\MERKLE\KASRO^tTEI^.DÖci · ;* ·*';'.A
Materialschlauch zur Vorrichtung geführt. Druckluft und Arbeitsmaterial passieren die Vorrichtung in Längsrichtung über Posaunenrohre(12), welche die Verschiebebewegungen der Gehäuse (1,2) relativ zueinander kompensieren. Aus den Posaunenrohren (12) wird die Druckluft bzw. das Arbeitsmaterial über einen Zwillingsspiralschlauch zur Arbeitskonsole (3) weitergeleitet. Statt dieses Schlauches kann eine Drehdurchfuhrung für Druckluft und Arbeitsmaterial vorgesehen sein. ; *Material hose to the device. Compressed air and working material pass through the device in the longitudinal direction via trombone tubes (12), which compensate for the displacement movements of the housings (1, 2) relative to each other. From the trombone tubes (12), the compressed air or the working material is passed on to the work console (3) via a twin spiral hose. Instead of this hose, a rotary union for compressed air and working material can be provided. ; *
Die Steuerung der Gleichstrommotoren erfolgt über Pulsweitenmodulation. Die Detektion der ·. Endposition geschieht mit Hilfe von Endschaltern, die die spannungsführende Leitung zum Motor hin unterbrechen. Ein Verfahren in die entgegengesetzte Richtung wird dadurch ermöglicht, daß über eine Drehrichtungserkennung eine zweite spannungsführende Leitung, welche die Drehrichtung umkehrt, zugeschaltet wird.The DC motors are controlled via pulse width modulation. The end position is detected using limit switches that interrupt the live wire to the motor. A movement in the opposite direction is made possible by switching on a second live wire, which reverses the direction of rotation, via a direction of rotation detection device.
Bedient wird die Vorrichtung über ein Bedienpult mit gerasteten Joy-Sticks, einem Joy-Stick für! die radiale Bewegung und einem Joy-Stick für die Rotations- und die Linearbewegung. jThe device is operated via a control panel with locked joysticks, one joystick for! the radial movement and one joystick for the rotational and linear movement. j
Ober einen Rastschalter kann zwischen Eil- und Arbeitsgang umgeschaltet werden, so daß die *« einzelnen Stufen des Joy-Sticks in beiden Geschwindigkeitsarten benutzt werden können. Durch die Joy-Sticks wird dem Benutzer mit einem Bedienelement die Geschwindigkeits- und die Richtungsvorgabe ermöglicht. Durch die Rastung kann ein beliebiger Vorschub eingestellt werden.A locking switch can be used to switch between rapid and working speed, so that the *« individual levels of the joystick can be used in both speed types. The joysticks allow the user to set the speed and direction with one control element. The locking mechanism allows any feed rate to be set.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung beruht auf einer Antriebskonzeption für die Bewegung der das Werkzeug, Gerät oder dgl. tragenden Arbeitskonsole in den drei Freiheitsgraden parallel, radial und in Urnfangsrichtung zur Rohrwand, die eine äußerst kompakte, die Miniaturisierung der gesamten Vorrichtung zulassende Bauweise ermöglicht. Die Vorrichtung läßt sich so klein bauen, daß sogar Rohre mit einer Nennweite von nicht mehr als 80 mm noch bearbeitet werden können.The device according to the invention is based on a drive concept for the movement of the work console supporting the tool, device or similar in the three degrees of freedom parallel, radial and in the circumferential direction to the pipe wall, which enables an extremely compact design that allows the miniaturization of the entire device. The device can be built so small that even pipes with a nominal width of no more than 80 mm can still be processed.
Dabei sind selbst komplizierte Bewegungsabläufe der Arbeitskonsole in einfacher Weise steuerbar.Even complicated movements of the work console can be controlled in a simple manner.
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Publications (1)
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Country Status (1)
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