NO20110145A1

NO20110145A1 - Maskineringsapparat

Info

Publication number: NO20110145A1
Application number: NO20110145A
Authority: NO
Inventors: Roger Anda; Matz Kleppe
Original assignee: Oceaneering Mechanica As
Priority date: 2011-01-27
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2012-07-30
Also published as: NO335796B1; EP2667992A1; US20140014381A1; EP2667992A4; WO2012102618A1

Abstract

Det beskrives et maskineringsapparat (1) innrettet til bearbeiding av en innvendig maskineringsflate (21) på et maskineringslegeme (2), idet maskineringsapparatet (1) omfatter ett eller flere verktøy (12) dreibart opplagret i et hus (11) og i det minste delvis nagende ut fra husets (11) periferi (123), hvor minst en drivrull (14) er anordnet radielt forskyvbar i en utsparing (111) i huset (11) diametralt motsatt verktøyet (12), og drivrullen (14) er tilknyttet en stillmekanisme (15) som omfatter ei vridbarstillhylse som omslutter i det vesentlige det hele av en drivmotor (131) og er anordnet i det vesentlige konsentrisk med drivmotoren (131).

Description

MASKINERINGSAPPARAT

Det beskrives et maskineringsapparat innrettet til slipende eller sponfraskillende bearbeiding av en innvendig maskineringsflate på et maskineringslegeme.

Ved bearbeiding, for eksempel sponfraskillende maskinering, pussing og lignende, av innvendige flater i rør etc. vil lokaliseringen av et bearbeidingsverktøy som regel gjø-res i forhold til den aktuelle åpningens senterakse. Reparasjon av innvendige spor, lagerflater etc. vil typisk gjøres med et roterende verktøy som sentreres i åpningen, og nøyaktigheten av det utførte arbeidet er dermed avhengig av at den valgte sentre-ringen er korrekt. Verktøyrotasjon omkring åpningens senterakse vil heller ikke ta hensyn til om nevnte åpnings tverrsnitt oppviser en ikke-sirkulær form, for eksempel på grunn av deformasjon av det elementet som skal bearbeides, og den ferdige flaten kan dermed ha feil form eller være ikke-konsentrisk i forhold til tilstøtende partier i elementet. Typiske eksempler på områder hvor slik bearbeiding er komplisert og til-strekkelig nøyaktighet er vanskelig å oppnå finnes innenfor havbunnsinstallasjoner på olje- og gassfelt til havs, særlig rørendepartier og lignende, og i særdeleshet elemen-ter med sirkulært eller ellipsoidisk tverrsnitt.

Fra NO 20100318 er det kjent en anordning ved fjernbetjent, undersjøisk maskine-ringsenhet innrettet til sponfraskillende bearbeiding av en flate på et installasjonsele-ment ved rotasjon og aksial forskyvning av et verktøyhode samt forskyvning av én eller flere skjærholdere relativt verktøyhodet.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

Det er tilveiebrakt et maskineringsapparat omfattende et slipende eller sponfraskillende verktøy dreibart opplagret i et hus og i det minste delvis ragende ut fra husets periferi. Verktøyet er tilknyttet et drivverk omfattende en drivmotor. Verktøyet er forsynt med én eller flere bæreruller innrettet til å kunne ligge støttende an mot en referanse-måte som i maskineringsapparatets bruksstilling omkranser maskineringsapparatet. Bærerullen(e)s senterakse kan være anordnet sammenfallende med verktøyets senterakse; i en utførelse anordnet mellom to sylindriske eller koniske freser.

I det vesentlige diametralt motstående verktøyet er det i huset anordnet en radielt forskyvbar drivrull tilknyttet nevnte drivverk.

Drivverket er forsynt med transmisjonsmidler som er innrettet til selektivt å tilveie-bringe et utvekslingsforhold mellom verktøyets og drivrullens rotasjonshastigheter slik at verktøyets matehastighet kan tilpasses snittdybde, materialtype, ønsket overflate-finhet etc. Utvekslingsforholdet kan endres ved utskifting av tanndrev. Integrert i drivverket kan det også være anordnet reduksjonsgir, for eksempel av planetgirtypen.

Huset kan være forsynt med minst to støtteruller som er fjørende opphengt i huset, anordnet fjernt fra drivrullen og fortrinnsvis symmetrisk om et aksialplan som er sammenfallende med verktøyets og drivrullens senterakser, og støtterullene er innrettet til ved anlegg mot nevnte referanseflate eller en annen flate som i maskineringsapparatets bruksstilling omkranser maskineringsapparatet, å påføre drivrullen en skyvkraft mot nevnte referanseflate.

Drivrullen kan være tilknyttet drivverket via en teleskopisk leddaksel.

Drivrullen er opplagret i en lagerbukk som er radielt forskyvbar i huset og er tilknyttet en stillmekanisme. Stillmekanismen kan omfatte ei stillhylse som omkranser drivmotoren. Stillmekanismen kan videre omfatte en tannhjulsoverføring tilknyttet stillhylsa og et snekkedrev tilknyttet en stillskrue som går i inngrep med lagerbukken.

Lagerbukken kan omfatte et fjøringssystem som bevirker at drivrullen opprettholder et jevnt trykk på verktøyets støtterull(er) selv om referanseflaten oppviser et ikke-sirkulært radialsnitt.

Motoren kan være en hydraulisk eller elektrisk motor.

Maskineringsapparatet kan være tilknyttet et fluidanlegg, idet trykksatt fluid kan ledes ut av ei eller flere dyser anordnet i maskineringsapparatet og medvirke til at avvirket spon, pussestøv og annet løsmateriale føres bort fra referanseflaten og maskineringsapparatet. Fluidet kan være en gass, for eksempel luft, eller ei væske, for eksempel vann.

Verktøyet kan være hentet fra en gruppe bestående av sylindrisk fres, konisk fres, profilfres, slipeverktøy og pusseverktøy. Verktøyets avvirkningsmidler kan være anordnet på verktøyets periferi eller på dets frie endeflate.

Oppfinnelsen vedrører mer spesifikt et maskineringsapparat innrettet til bearbeiding av en innvendig maskineringsflate på et maskineringslegeme, idet maskineringsapparatet omfatter ett eller flere verktøy dreibart opplagret i et hus og i det minste delvis ragende ut fra husets periferi, kjennetegnet ved at minst én drivrull er anordnet radielt forskyvbar i en utsparing i huset diametralt motsatt verktøyet, og drivrullen er tilknyttet en stillmekanisme som omfatter ei vridbar stillhylse som omslutter i det vesentlige det hele av en drivmotor og er anordnet i det vesentlige konsentrisk med drivmotoren.

Verktøyet kan være hentet fra gruppen bestående av polerende, slipende og sponfraskillende verktøyer.

Stillmekanismen kan omfatte en spindel som står i gjengeinngrep med en drivrullagerbukk og som er tilknyttet et snekkedrev som står i rotasjonsmessig inngrep med stillhylsa.

En snekkeaksel kan fjernt fra ei snekke være forsynt med et stilldrev som står i inngrep med en tannkrans anordnet på stillhylsa.

Tannkransen kan være anordnet innvendig på stillhylsa.

Verktøyet og drivrullen kan være tilknyttet et drivverk innrettet til å kunne dreie verk-tøyet og drivrullen med synkron hastighet.

Verktøyet og drivrullen kan være tilknyttet et drivverk som omfatter transmisjonsmidler innrettet til selektivt oppsett av et forhold mellom verktøyets og drivrullens rotasjonshastigheter.

Drivverket kan omfatte en teleskoperbar leddaksel tilkoplet drivrullen.

Verktøyet kan være forsynt med minst én bærerull.

Verktøyet kan være forsynt med minst én bærerull, idet verktøyet og den minst ene bærerullen har sammenfallende senterakser.

Verktøyet kan være forsynt med minst én bærerull som i en operativ stilling er innrettet til å kunne rulle på en referanseflate nærliggende den innvendige maskineringsflaten på maskineringslegemet.

Huset kan være forsynt med minst to støtteruller som er fjørende opphengt i huset og i en operativ stilling er innrettet til å ligge støttende an mot en innvendig flate i maskineringslegemet og å påføre en drivrull en skyvkraft mot en innvendig flate på rna-skineringslegemet.

Støtterullene kan være anordnet diametralt i det vesentlige motsatt av drivrullen.

Støtterullene kan være anordnet symmetrisk om et aksialplan som er sammenfallende med verktøyets og drivrullens senterakser.

Én av den minst ene drivrullen, én eller flere bæreruller og én eller flere støtteruller kan være forsynt med midler som ved inngrep med et parti av maskineringslegemet er innrettet til fiksering av huset i maskineringslegemets aksielle retning.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser i perspektiv et maskineringsapparat ifølge oppfinnelsen anbrakt i et endeparti av et maskineringslegeme delvis gjennomskåret med maskineringsapparatet og en tetningsanordning anbrakt i en senteråpning i maskineringslegemet; Fig. 2 viser i perspektiv maskineringsapparatet i større målestokk og hvor et parti av et hus for oversiktens skyld er fjernet; Fig. 3a viser et radialsnitt gjennom maskineringsapparatet anbrakt i maskineringslegemet; Fig. 3b viser et radialsnitt gjennom maskineringsapparatet innstilt til bearbeiding

av en maskineringsflate i maskineringslegemet; og

Fig. 4 viser et aksialsnitt gjennom maskineringsapparatet anbrakt i maskineringslegemet.

På figurene angir henvisningstallet 1 et maskineringsapparat ifølge oppfinnelsen. Et rørformet element som skal maskineres, har henvisningstallet 2, og innvendig i maskineringselementet 2 er det midlertidig anordnet en tetningsanordning 3 som er innrettet til å kunne fange opp maskineringsspon etc. under bearbeidingen av en innvendig maskineringsflate 21 i maskineringselementet 2.

Maskineringsapparatet 1 er forsynt med et hus 11 som blant annet er forsynt med en drivrullføring 111 og to støtterullutsparinger 112 som munner ut i en periferiflate 113 på huset 11.

Et roterbart verktøy 12, her vist som en todelt, sylindrisk fres 121 forsynt med en bærerull 122, her vist som kulelager anordnet på et parti av fresen 121, er opplagret i et parti av huset 11 dreibart omkring en verktøysenterakse 123. Bærerullen 122 er forsynt med ringformede sideflater 124 innrettet til å kunne ligge støttende an mot en innvendig brystningsflate (ikke vist) i maskineringslegemet.

Verktøyet 12 er tilkoplet et drivverk 13. Drivverket 13 omfatter en drivmotor 131 tilknyttet en energikilde (ikke vist) via en eller flere energitilførselsledninger 132. Et sett primærdrev 133 forbinder drivmotoren 131 med en mellomaksel 135. Mellomakselen 135 står i rotasjonsmessig forbindelse med verktøyet 12 via et sett verktøydrev 134. Drevene 133, 134 besørger nødvendig vending av rotasjonsretning og hastighetsutveksling. Mellomakselen 135 er fjernt fra primærdrevene 133 tilkoplet et reduksjonsgir 136 som på sin utgående aksel er tilkoplet et sett mellomdrev 137 innrettet til ytterli-gere vending av rotasjonsretning og hastighetsutveksling. Til det drevne mellomdrevet 137' som er opplagret i huset 11, er det tilkoplet en teleskoperbar leddaksel 138.

En radielt forskyvbar drivrull 14 er via en drivrullaksel 142 tilkoplet leddakselen 138. Drivrullen 14 er opplagret i en drivrullagerbukk 141 som er anordnet i drivrullføringen 111 i huset 11. Drivrullen 14 er forsynt med styreflenser 143.

Drivrullen 14 er via drivru I lagerbukken 141 tilknyttet en stillmekanisme 15. Stillmekanismen 15 omfatter ei stillhylse 151 som omkranser drivmotoren 131 og er dreibart

opplagret i huset 11. En innvendig tannkrans 152 i et endeparti av stillhylsa 151 står i inngrep med et sti I Id rev 153 anordnet på en snekkeaksel 154 dreibart opplagret i huset 11. Snekkeakselen 154 er tilknyttet et snekkedrev 156 omfattende ei snekke 156a anordnet på snekkeakselen 154 og et snekkehjul 156b anordnet på en spindel 155 som via gjenger står i inngrep med drivrullagerbukken 141.

To støtteruller 16 er roterbart opplagret i hvert sitt støtteru I lagerhus 161 anordnet dreibart om en vippeaksel 164 i sine respektive støtterullutsparinger 112 i huset 11. Et parti av støtterullagerhuset 161 anordnet fjernt fra vippeakselen ligger i en bruksstilling an mot et fjørstag 162 som er forsynt med en fjøranordning 163 innrettet til å kunne påføre støtterullen 16 en utoverrettet skyvkraft.

I en utførelse (se figur 4) er maskineringsapparatet 1 forsynt med ei dyse 171 anordnet i et endeparti fjernt fra drivmotoren 131. Dysa 171 står i fluidkommunikasjon med en spylefluidledning 17 via innvendige kanaler (ikke vist) i maskineringsapparatet 1. Spylefluidledningen 17 er tilknyttet et spylefluidanlegg (ikke vist), for eksempel et anlegg som kan tilføre ei væske eller en gass under høyt trykk til dysa 171.

Maskineringsapparatet 1 som er tilveiebrakt med dimensjoner tilpasset det maskineringslegemet 2 som skal bearbeides, klargjøres ved at drivverkets 13 utvekslingsforhold mellom verktøyets 12 og drivrullens 14 rotasjonshastigheter fastsettes ved valg av drev 133, 134, 137 og eventuelt reduksjonsgir 136. Verktøyets 12 form velges ut fra hvordan maskineringsflaten 21 endelige form skal være, og bærerullen 122 velges ut fra referanseflatens 22 form, avgrensning mot maskineringsflaten 21, radialavstand fra maskineringslegemets 2 senter m.m.

Maskineringsapparatet 1 føres inn i maskineringslegemets 1 og lokaliseres i forhold til referanseflaten 22 som på figurene er vist som en sylinderflate mellom to spor. Drivrullen 14 føres så til anlegg mot referanseflaten 22 ved at stillhylsa 151 dreies inntil verktøyets 12 bærerull 122 ligger an mot referanseflaten 22, eventuelt mens verktøy-et 12 roterer. Den teleskoperbare leddakselen 138 sørger for at et opprettholdes forbindelse mellom drivrullen 14 og drivverket 13 i enhver posisjon drivrullen 14 kan inn-ta. Drivrullens 14 anlegg mot samme referanseflate setter maskineringsverktøyet 1 i en saktegående, roterende bevegelse med en foreskrevet matehastighet for verktøyet 12 fastsatt av drivverkets 13 konfigurering.

Når referanseflaten 22 er ikke-sirkulær, for eksempel på grunn av en deformasjon, vil det være en fordel om det i stillmekanismen 15, eventuelt i opplagringen av drivrullen 14, er tilveiebrakt en fjøringsanordning (ikke vist) som er innrettet til å kunne opp-rettholde et jevnt trykk mellom referanseflaten 22 og verktøyets 12 bærerull 122, henholdsvis drivrullen 14.

Claims

1. Maskineringsapparat (1) innrettet til bearbeiding av en innvendig maskineringsflate (21) på et maskineringslegeme (2), idet maskineringsapparatet (1) omfatter ett eller flere verktøy (12) dreibart opplagret i et hus (11) og i det minste delvis ragende ut fra husets (11) periferi (123),karakterisert vedat minst én drivrull (14) er anordnet radielt forskyvbar i en utsparing (111) i huset (11) diametralt motsatt verktøyet (12), og drivrullen (14) er tilknyttet en stillmekanisme (15) som omfatter ei vridbar stillhylse (151) som omslutter i det vesentlige det hele av en drivmotor (131) og er anordnet i det vesentlige konsentrisk med drivmotoren (131).

2. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 1, hvor verktøyet (12) er hentet fra gruppen bestående av polerende, slipende og sponfraskillende verktøyer.

3. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 1, hvor stillmekanismen (15) omfatter en spindel (155) som står i gjengeinngrep med en drivrullagerbukk (141) og som er tilknyttet et snekkedrev (156) som står i rotasjonsmessig inngrep med stillhylsa (151).

4. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 3, hvor en snekkeaksel (154) fjernt fra ei snekke (156a) er forsynt med et stilldrev (153) som står i inngrep med en tannkrans (152) anordnet på stillhylsa (151).

5. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 3, hvor tannkransen (152) er anordnet innvendig på stillhylsa (151).

6. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 1, hvor verktøyet (12) og drivrullen (14) er tilknyttet et drivverk (13) innrettet til å kunne dreie verktøyet (12) og drivrullen (14) med synkron hastighet.

7. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 1, hvor verktøyet (12) og drivrullen (14) er tilknyttet et drivverk (13) som omfatter transmisjonsmidler (133, 134, 135, 137) innrettet til selektivt oppsett av et forhold mellom verktøyets (12) og drivrullens (14) rotasjonshastigheter.

8. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 1, hvor drivverket (13) omfatter en teleskoperbar leddaksel (138) tilkoplet drivrullen (14).

9. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 1, hvor verktøyet (12) er forsynt med minst én bærerull (122).

10. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 1, hvor verktøyet (12) er forsynt med minst én bærerull (122), idet verktøyet (12) og den minst ene bærerullen (122) har sammenfallende senterakser.

11. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 1, hvor verktøyet (12) er forsynt med minst én bærerull (122) som i en operativ stilling er innrettet til å kunne rulle på en referanseflate (22) nærliggende den innvendige maskineringsflaten (21) på maskineringslegemet (2).

12. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 1, hvor huset (11) er forsynt med minst to støtteruller (16) som er fjørende opphengt i huset (11) og i en operativ stilling er innrettet til å ligge støttende an mot en innvendig flate (21, 22) i maskineringslegemet (2) og å påføre en drivrull (14) en skyvkraft mot en innvendig flate (21, 22) på maskineringslegemet (2).

13. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 12, hvor støtterullene (16) er anordnet diametralt i det vesentlige motsatt av drivrullen (14).

14. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 12, hvor støtterullene (16) er anordnet symmetrisk om et aksialplan som er sammenfallende med verktøyets (12) og drivrullens (14) senterakser.

15. Maskineringsapparat (1) i henhold til krav 1, hvor én av den minst ene drivrullen (14), én eller flere bæreruller (122) og én eller flere støtteruller (16) er forsynt med midler (124, 144, 165) som ved inngrep med et parti av maskineringslegemet (2) er innrettet til fiksering av huset (11) i maskineringslegemets (2) aksielle retning.