AT522610A1 - Vorrichtung zur Nachbereitung von Rohrschweißnähten längs- oder spiralgeschweißter Rohre - Google Patents

Vorrichtung zur Nachbereitung von Rohrschweißnähten längs- oder spiralgeschweißter Rohre Download PDF

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AT522610A1
AT522610A1 ATA50527/2019A AT505272019A AT522610A1 AT 522610 A1 AT522610 A1 AT 522610A1 AT 505272019 A AT505272019 A AT 505272019A AT 522610 A1 AT522610 A1 AT 522610A1
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Nachbereitung von Rohrschweißnähten längs- oder spiralgeschweißter Rohre (3), mit einem auf einem Werkzeugschlitten (2) angeordneten, spanabhebenden Werkzeug (1) zur Entfernung eines aus einer Rohrwandung (9) vorragenden Schweißnahtwulstes (12), mit einer Rohrführung (6) und mit einem Rohrvorschub zur Führung des Rohres (3) bezüglich des Werkzeuges (1) und/oder mit einem Werkzeuglängsvorschub zur Führung des Werkzeuges (1) bezüglich des Rohres (3), wobei das Werkzeug (1) mit dem Werkzeugschlitten (2) mit einem Stelltrieb (4‘, 4‘‘, 4‘‘) quer zu einer Vorschubrichtung verlagerbar ist, beschrieben. Um eine Vorrichtung zur Nachbereitung von Rohrschweißnähten vorzuschlagen, die ein exaktes Abtragen der Rohrschweißnähte ermöglicht, ohne dabei eine über die ursprüngliche Rohwandungsdicke hinausgehende Materialschwächung zu erzeugen, wird vorgeschlagen, dass dem wenigstens einen Stelltrieb (4‘, 4‘‘, 4‘‘‘) des Werkzeugschlittens (2) eine Zustellsteuerung (8) zugeordnet ist, welche den Abstand zwischen Rohrwandung (9) und Werkzeug (1) in einem Bearbeitungsbereich unter Vermeidung eines Eindringens des Werkzeuges (1) in die Rohrwandung (9) konstant hält.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Nachbereitung von Rohrschweißnähten längs- oder spiralgeschweißter Rohre, mit einem auf einem Werkzeugschlitten angeordneten, spanabhebenden Werkzeug zur Entfernung eines aus einer Rohrwandung vorragenden Schweißnahtwulstes, mit einer Rohrführung und mit einem Rohrvorschub zur Führung des Rohres bezüglich des Werkzeuges und/oder mit einem Werkzeuglängsvorschub zur Führung des Werkzeuges bezüglich des Rohres, wobei das Werkzeug mit dem Werkzeugschlitten mit einem Stell-
trieb quer zu einer Vorschubrichtung verlagerbar ist.
Um eine Korrosionsbildung von geschweißten Rohren zu verhindern, werden diese üblicherweise mit einer Beschichtung versehen. Da vor allem an den erhabenen Schweißnähten ein besonders dicker Auftrag der Beschichtung nötig ist, werden die Schweißnähte durch spanabhebende Verfahren nachbearbeitet. Die
CN205325361U offenbart eine solche Vorrichtung zur Nachbereitung von Schweißnähten von Rohren, wobei das Rohr durch Rollzylinder vorgeschoben und dadurch die Schweißnaht von einer stationären, rotierenden Schleifscheibe abgetragen wird. Um Rohre verschiedener Durchmesser bearbeiten zu können, sind die Schleifscheibe und Rohrstützkörper verstellbar ausgeführt. Nachteilig daran ist allerdings die Tatsache, dass bei übermäßigen Abtrag die Rohrwandung geschwächt werden
kann, wodurch die Lebensdauer des geschweißten Rohres sinkt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Nachbereitung von Rohrschweißnähten vorzuschlagen, die ein exaktes Abtragen der Rohrschweißnähte ermöglicht, ohne dabei eine über die ursprüngliche Rohwandungsdi-
cke hinausgehende Materialschwächung zu erzeugen.
wandung konstant hält.
Die Vorrichtung kann als Teil einer Rohrschweißstraße eingesetzt werden. Um unabhängig vom Rohrtyp, nämlich längs- oder spiralgeschweißtes Rohr, ein exaktes Nachbearbeiten der Schweißnähte zu ermöglichen, erfährt das zu bearbeitende, auf einer Rohrführung angeordnete Rohr einen durch einen externen Antrieb erzeugten Rohrvorschub und gegebenenfalls eine Rotation. In diesem Fall ist keine Bewegung des spanabhebenden Werkzeuges in und entgegen der parallel zur Rohrlängsachse verlaufenden Vorschubrichtung notwendig, sondern nur quer zu dieser, um auch Rohre unterschiedlicher Durchmesser nachbearbeiten zu können. Die Bewegung des Werkzeuges, beispielsweise ein rotierendes Fräswerkzeug, wird dadurch erreicht, dass das Werkzeug auf einem quer zur Vorschubrichtung verlagerbaren Werkzeugschlitten angeordnet ist. Je nach Rohrart kann das rotierende Werkzeug beispielsweise vertikal für spiralgeschweißte Rohre und Rundnahtbearbeitungen, horizontal für längsgeschweißte Rohre oder aber in einer anderen beliebig schrägen Lage ausgerichtet sein. Dies kann beispielsweise durch eine frei rotierbare Verstell-
barkeit des Werkzeugs am Werkzeugschlitten erreicht werden.
Soll die Vorrichtung zur Nachbereitung von Rohren mit einer definierten Länge in einer Offline-Variante, unabhängig von den externen Antrieben einer Fertigungsstraße, eingesetzt werden, so muss das Werkzeug mit einem Werkzeuglängsvorschub ausgestattet sein, also sowohl in und entgegen der Vorschubrichtung, die parallel zur Rohrlängsachse verläuft, verstellbar sein. Für eine Anpassung an Rohre unterschiedlicher Durchmesser ist es vorteilhaft, wenn das Werkzeug auch quer zur Vorschubrichtung verlagerbar ist. Beispielsweise kann das Werkzeug entlang einer ersten Achse quer zur Vorschubrichtung und über eine zweite Achse in und entgegen der Vorschubrichtung bewegt werden. Auch die Rohrführung kann analog hier-
zu entlang zweier Achsen bewegt werden. Außerdem kann es vorgesehen sein,
Schweißnahtdicke vorgegebenen Bearbeitungsbereiches fungiert.
Besonders einfache konstruktive Verhältnisse zur Vorgabe des Bearbeitungsbereiches für das spanabhebende Werkzeug ergeben sich, wenn die Zustellsteuerung wenigstens einen dem Werkzeugschlitten zugeordneten, auf der Rohrwandung abrollenden Rollkörper umfasst, der mit einer Anstellkraft gegen die Rohrwandung angestellt ist, wobei das Werkzeug und die Rollkörper zur Erzielung einer konstanten Anstellkraft durch die Zustellsteuerung quer zur Vorschubrichtung verlagerbar sind. Über die Zustellsteuerung kann ein Sollwert der Anstellkraft vorgegeben werden. Liegt die Anstellkraft während der Bearbeitung der Rohrschweißnaht unterhalb dieses Sollwertes, so steuert die Zustellsteuerung den Stelltrieb, beispielsweise einen Linearstellantrieb, an, der eine Verlagerung des Werkzeugs und der Rollkörper radial in Richtung des Rohrquerschnittzentrums induziert. Bei Überschreitung dieses
Sollwertes oder bei Erreichen eines Grenzwertes der Anstellkraft verlagert der Stell-
Bearbeitungsbereich einfassen.
Um auch Schweißnähte besonders dünnwandiger Rohre exakt nachbearbeiten zu können, ohne die Rohrwandung plastisch zu verformen oder zu beschädigen, wird vorgeschlagen, dass die Zustellsteuerung wenigstens einen, dem Werkzeugschlitten zugeordneten Abstandssensor umfasst, der den Abstand zwischen Rohrwandung und Werkzeugschlitten und/oder Werkzeug misst, wobei das Werkzeug zur Erzielung eines konstanten Abstandes durch die Zustellsteuerung quer zur Vorschubrichtung, also der Rohrvorschubrichtung bzw. der Werkzeugvorschubrichtung verlagerbar ist. Der Vorschub kann in jedem Fall das Werkzeug und/oder das Rohr verlagern. Zufolge dieser Maßnahmen kann der Bearbeitungsbereich, also die zu bearbeitende Schweißnaht, ohne Krafteinwirkung optisch erfasst werden. Hierzu kann ein optischer Abstandssensor, beispielsweise ein Laserscanner verwendet werden, der sowohl die Schweißnahtdicke, als auch die Rohrkrümmung erfasst, wonach das Werkzeug unmittelbar über einen dem Werkzeug zugeordneten Stelltrieb oder mittelbar über beispielsweise dem Werkzeugschlitten zugeordnete Stelltriebe von der Zustellsteuerung unter Vermeidung eines Eindringens des Werkzeu-
ges in die Rohrwandung gegen das Rohr angestellt wird.
Damit die Vorrichtung auch in einer Offline-Variante ein besonders exaktes Abtragen von Rohrschweißnähten ermöglicht, empfiehlt es sich in einer besonders günstigen Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, dass der Werkzeugschlitten
auf einem in Vorschubrichtung verlagerbaren Werkzeuglängsschlitten angeordnet
nem Grobstelltrieb ausgestatteter Verbindungsschlitten angeordnet ist.
Um unabhängig von Werkzeugart und Rohrdurchmesser eine radiale Zustellung des Werkzeugs und damit eine reproduzierbare Bearbeitungsqualität gewährleisten zu können, wird vorgeschlagen, dass der, gegebenenfalls als Kreuzschlitten ausgebildete, Werkzeugschlitten um eine vorschubrichtungsparallele Schwenkachse schwenkverstellbar gelagert ist. Der Werkzeugschlitten kann beispielsweise auf einem Verbindungsschlitten schwenkbar angeordnet sein, der wiederum auf einem Werkzeuglängsschlitten gelagert ist. Damit kann die Zustellung des Werkzeugschlit-
tens und damit des Werkzeuges exakt radial zur Rohrachse erfolgen.
ordneten Werkzeuges.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zei-
gen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Nachbereitung von Rohrschweißnähten eines Rohres mit einem großen Durchmesser in Vorderansicht,
Fig. 2 die gleiche Vorrichtung zur Nachbereitung von Rohrschweißnähten eines Rohres mit einem kleinen Durchmesser in Vorderansicht,
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Vorrichtung in Draufsicht,
Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Abstandssensor und
Fig. 5 eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Nachbereitung von Rohrschweißnähten.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Nachbereitung von Rohrschweißnähten weist, wie der Fig. 1 und 2 zu entnehmen, ein spanabhebendes Werkzeug 1, beispielsweise ein rotierendes Fräs- oder Schleifwerkzeug, das an einem Werkzeugschlitten 2 angeordnet ist, auf. Damit Schweißnähte von Rohren 3 unterschiedlicher Durchmesser nachbearbeitet werden können, ist der Werkzeugschlitten 2 über einen Stelltrieb 4‘ quer zu einer in der Fig. 3 dargestellten Vorschubrichtung, der Rohrvorschubrichtung 5 verlagerbar. Die Vorrichtung kann beispielsweise als Teil
einer Rohrschweißstraße eingesetzt werden. Hierzu weist die Vorrichtung eine
den.
Wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, kann der benötigte konstante Abstand zwischen Rohrwandung 9 und Werkzeug 1 durch einen Abstandssensor 10 vorgegeben werden. Hierzu ermittelt der Abstandssensor 10 mittels Laserscanner 11 die Dicke des Überstandes des Schweißnahtwulstes 12 zur Rohrwandung 9 und gibt unter Berücksichtigung der errechneten Rohrform 13 den Bearbeitungsbereich vor, woraufhin, wie beispielsweise aus der Fig. 1 ersichtlich, die Zustellsteuerung 8 das Werkzeug 1 unter Vermeidung eines Eindringens des Werkzeuges 1 in die Rohrwandung 9 quer zur Rohrvorschubrichtung 5 verlagert. Die Verlagerung des Werkzeuges 1 kann unmittelbar durch einen nicht dargestellten Feintrieb des Werkzeuges 1 oder aber mittelbar über einen dem Werkzeugschlitten 2 zugeordneten Stelltrieb 4‘ geschehen. Wie in der Fig. 1 und Fig. 2 offenbart, kann der Werkzeugschlitten 2 auf einem Verbindungsschlitten 14 gelagert sein, der über einen weiteren Stelltrieb 4“ zur mittelbaren Verlagerung des Werkzeuges 1 eingesetzt werden kann. Auf diese Weise kann der Überstand des Schweißnahtwulstes 12 an die Oberfläche der
Rohrwandung 9 angeglichen werden.
Damit die Vorrichtung in einer mobilen Offline-Variante, wie dies insbesondere aus der Fig. 3 hervorgeht, eingesetzt werden kann, ist der Werkzeugschlitten 2 über einen Verbindungsschlitten 14 (Fig. 1 und Fig. 2) auf einem Werkzeuglängsschlitten
15 und der Führungsschlitten 7 auf einem Führungslängsschlitten 16 angeordnet.
sehen.
Durch die Offline-Variante können sowohl längs- als auch spiralförmige Schweißnähte eines Rohres 3 unabhängig von einem Vorschub eines externen Antriebs nachbearbeitet werden, nämlich indem der Werkzeuglängsschlitten 15 selbst entlang der Schweißnaht bewegt wird. Eine etwaige Rotation des Rohres 3 kann entweder durch einen externen Rotationsantrieb oder aber durch Walzkörper 19 der Rohrführung 6 erzeugt werden. Je nach Rohrart, beispielsweise längs- oder spiralgeschweißtes Rohr, kann die Ausrichtung des Werkzeuges 1, wie in den Figs. 1 und 2 vertikal, in einer alternativen Ausführungsform horizontal oder aber auch beliebig sein. Bei einem Nichtgebrauch der erfindungsgemäßen Vorrichtung können der Werkzeuglängsschlitten 15 und der Führungslängsschlitten 16 unabhängig vonei-
nander und dadurch platzschonend gelagert werden.
Wie in der Fig. 1 und 2 offenbart, weist der Werkzeugschlitten 2 eine Abzugshaube 20 zum Sammeln der abgespänten Materialen auf, in der das Werkzeug 1 angeord-
net ist.
Fig. 5 stellt eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
dar, die ebenfalls, je nachdem ob die Schweißnahtnachbearbeitung mit einem
weiteren Achse über den Stelltrieb 4’ radial bezüglich des Rohres 3 verlagerbar.
Die in der Fig. 5 dargelegte Rohrführung 6 ist zweiteilig ausgebildet, wobei die Walzkörper 19 über Führungsantriebe 22 zueinander verlagerbar sind, wodurch ein einfaches Bearbeiten von Rohren 3 unterschiedlicher Größe ermöglicht wird. Für einen besonders sicheren Sitz des Rohres 3 kann ein Walzkörper 19 eine Spannrolle 23 aufweisen, wodurch zudem eine effiziente Rotation des Rohres 3 ermöglicht wird. Die zweiteilig ausgebildete Rohrführung 6 ist für eine Verlagerung in Führungsvorschubrichtung 18 (Fig. 3) auf einem Führungslängsschlitten 16 angeordnet. Die Führungsantriebe 22, das Werkzeug 1, die Verschwenkung des Werkzeugschlittens 2 um die Schwenkachse 21, die Stelltriebe 4‘, 4‘, 4‘, sowie weitere nicht dargestellte Antriebe zur Verlagerung des Werkzeuglängsschlittens 15 und Führungslängsschlittens 16 in Werkzeugvorschubrichtung 17 bzw. in Führungsvor-
schubrichtung 18 (Fig. 3) können über die Zustellsteuerung 8 geregelt werden.

Claims (7)

(42259) FH Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Nachbereitung von Rohrschweißnähten längs- oder spiralgeschweißter Rohre (3), mit einem auf einem Werkzeugschlitten (2) angeordneten, spanabhebenden Werkzeug (1) zur Entfernung eines aus einer Rohrwandung (9) vorragenden Schweißnahtwulstes (12), mit einer Rohrführung (6) und mit einem Rohrvorschub zur Führung des Rohres (3) bezüglich des Werkzeuges (1) und/oder mit einem Werkzeuglängsvorschub zur Führung des Werkzeuges (1) bezüglich des Rohres (3), wobei das Werkzeug (1) mit dem Werkzeugschlitten (2) mit einem Stelltrieb (4*, 4“, 4“) quer zu einer Vorschubrichtung verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem wenigstens einen Stelltrieb (4‘, 4‘, 4“) zur Verlagerung des Werkzeugschlittens (2) eine Zustellsteuerung (8) zugeordnet ist, welche den Abstand zwischen
Rohrwandung (9) und Werkzeug (1) in einem Bearbeitungsbereich unter Vermeidung eines Eindringens des Werkzeuges (1) in die Rohrwandung (9)
konstant hält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellsteuerung (8) wenigstens einen dem Werkzeugschlitten (2) zugeordneten, auf der Rohrwandung (9) abrollenden Rollkörper umfasst, der mit einer Anstellkraft gegen die Rohrwandung (9) angestellt ist, wobei das Werkzeug (1) und die Rollkörper zur Erzielung einer konstanten Anstellkraft durch die Zustellsteuerung (8)
quer zur Vorschubrichtung verlagerbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zustellsteuerung (8) wenigstens einen dem Werkzeugschlitten (2) zugeordneten
11718
Vorschubrichtung verlagerbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschlitten (2) auf einem in Vorschubrichtung verlagerbaren Werkzeuglängsschlitten (15) angeordnet ist und dass Walzkörper (19) der Rohrführung (6) auf einem in Vorschubrichtung verlagerbaren Führungslängsschlitten (16) angeordnet sind, wobei der Werkzeugschlitten (2) und die Rohrführung (6) zueinander verlagerbar sind und einen Bearbeitungsraum für
das Rohr (3) aufspannen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der, gegebenenfalls als Kreuzschlitten ausgebildete, Werkzeugschlitten (2) um eine vorschubrichtungsparallele Schwenkachse (21) schwenkverstellbar gelagert
ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschlitten (2) eine den Bearbeitungsbereich abdeckende Abzugshaube (20) zum Sammeln der abgespänten Materialen aufweist, in der das
Werkzeug (1) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugshaube (20) an die Rohwandung (9) angrenzende Fortsätze ausbildet, die
zumindest einen Teil der Zustellungsteuerung sind.
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