CH645557A5

CH645557A5 - Manipulator for testing pipe-welding seams

Info

Publication number: CH645557A5
Application number: CH556280A
Authority: CH
Inventors: Walter Holzwarth
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1979-09-11
Filing date: 1980-07-21
Publication date: 1984-10-15
Also published as: DE2936660A1; DE2936660C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Manipulator für die Prüfung von Rohrschweissnähten, geeignet für die Prüfung von Längs- und Umlaufnähten. The invention relates to a manipulator for the inspection of pipe weld seams, suitable for the inspection of longitudinal and circumferential seams.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Rohrnähte von Rohrleitungen in Kernreaktoranlagen zu überprüfen, wobei sowohl in vertikaler als auch horizontaler Lage geprüft werden kann und die Einrichtung ohne grossen Aufwand an Rohre unterschiedlichen Durchmessers angepasst werden kann. The invention has for its object to check the pipe seams of pipelines in nuclear reactor plants, which can be checked both in vertical and horizontal position and the device can be easily adapted to pipes of different diameters.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die dem Anspruch 1 entnehmbaren Mittel. This object is achieved by the means that can be found in claim 1.

Durch die schwenkbaren Segmente wird erreicht, dass die Grundeinrichtung sich unterschiedlichen Rohrdurchmes-sern anpassen kann, ohne dass umfangreiche Umbauten oder gar eine neue Konstruktion erforderlich wäre. Lediglich die zwischen der Grundeinrichtung und dem Rohr befindliche zylindrische Justiereinrichtung und die Führungsringschiene muss sich den Rohrdurchmessern anpassen und wird von Fall zu Fall ausgetauscht. Die Einrichtung kann sich an den Rohrdurchmesser anpassen, deren grösster und kleinster Rohrdurchmesser sich im Verhältnis von 2:1 bewegt. The pivotable segments ensure that the basic equipment can adapt to different pipe diameters without extensive modifications or even a new construction being necessary. Only the cylindrical adjustment device and the guide ring rail located between the basic device and the pipe have to adapt to the pipe diameters and are replaced on a case-by-case basis. The device can adapt to the pipe diameter, the largest and smallest pipe diameter of which is in the ratio of 2: 1.

Eine vorteilhafte Weiterbildung kann Anspruch 2 entnommen werden. An advantageous further development can be found in claim 2.

Durch Zusammenfassung der Führungsrollen in Rollenblöcken wird nicht nur eine kompakte Bauweise erreicht, sondern es ist auch möglich, mit wenigen Handgriffen die Rollenblöcke in Richtung auf den Rohrmittelpunkt auszurichten, um eine zum Rohrmittelpunkt konzentrische Führung zu gewährleisten. Vorteilhafterweise ist eines der schwenkbaren Segmente mit einem zweiten Rollenblock versehen, welcher neben der Führung zugleich dem Antrieb zur Drehung um die Rohrachse dient. By combining the guide rollers in roller blocks, not only is a compact design achieved, but it is also possible to align the roller blocks in a few steps in the direction of the pipe center in order to ensure a concentric guide to the pipe center. Advantageously, one of the pivotable segments is provided with a second roller block which, in addition to the guide, also serves as the drive for rotation about the tube axis.

Um leichte Montierbarkeit der Grundeinrichtung bei exakter Führung zu ermöglichen, zeichnen sich die Führungsrollen vorzugsweise dadurch aus, dass die Führungsrollen in den Rollenblöcken so ausgeführt sind, dass jeweils den festen Führungsrollen mittels Federkraft anpressbare Gegenrollen zugeordnet sind, wobei die Führungsrollen mit jeweils einer Feder an die Führungsringschiene anpressbar sind, und dass die axiale Gegenrolle zusätzlich um eine Achse schwenkbar ist. In order to enable easy assembly of the basic device with exact guidance, the guide rollers are preferably characterized in that the guide rollers in the roller blocks are designed in such a way that counter-rollers which can be pressed on by spring force are assigned to the fixed guide rollers, the guide rollers each having a spring on the Guide ring rail can be pressed, and that the axial counter roller is also pivotable about an axis.

Durch schwenkbare Anordnung der axialen Gegenrolle wird es möglich, die Grundeinrichtung einfach über die Führungsschiene zu schieben. Durch die jeweils einander in axialer und radialer Richtung gegenüberliegenden Rollen ist spielfreie Führung gewährleistet, die festen Führungsrollen legen dabei die Lage der Grundeinrichtung gegenüber der Führungsringschiene fest. The pivotable arrangement of the axial counter roller makes it possible to simply slide the basic device over the guide rail. The rollers lying opposite each other in the axial and radial directions ensure play-free guidance, and the fixed guide rollers determine the position of the basic device relative to the guide ring rail.

Eine beispielsweise Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass eines der schwenkbaren Segmente einen Rollenbock mit integriertem Antriebsmotor aufweist, dass dieser An example of an embodiment is characterized in that one of the pivotable segments has a roller block with an integrated drive motor

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

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Rollenblock nur ein Paar der radialen Führung dienende Führungsrollen aufweist, von denen eine Führungsrolle auf einer nicht schwenkbaren Achse angeordnet ist, welche zugleich Achse eines Ritzels ist, während die andere Führungsrolle auf einer schwenkbaren Welle drehbar angeordnet und mittels Feder anpressbar an Führungsringschine ist, und dass der Antriebsmotor, welcher im schwenkbaren Segment vorgesehen ist, sein Drehmoment über Zahnriemen auf das Ritzel überträgt, welches sich auf dem Zahnkranz der Führungsringschiene abwälzt, während das mit nur einem Rollenblock versehene Segment ein in den Zahnkranz eingreifendes getriebenes Ritzel aufweist. Roller block has only one pair of radial guide guide rollers, one of which is arranged on a non-pivotable axis, which is also the axis of a pinion, while the other guide roller is rotatably arranged on a pivotable shaft and can be pressed by a spring against the guide ring machine, and that the drive motor, which is provided in the pivotable segment, transmits its torque via toothed belts to the pinion, which rolls on the ring gear of the guide ring rail, while the segment provided with only one roller block has a driven pinion engaging in the ring gear.

Durch diese Massnahmen wird die Antriebseinheit in das Führungselement integriert und eine kostengünstige, zuverlässige Konzeption erreicht. An Stelle des Antriebes wird am gegenüberliegenden Segment ein Ritzel für die Positionsanzeige vorgesehen. Through these measures, the drive unit is integrated into the guide element and an inexpensive, reliable design is achieved. Instead of the drive, a pinion for the position indicator is provided on the opposite segment.

Eine vorteilhafte Antriebseinrichtung für einen Schlitten mit daran angelenktem Prüfsystem kann Anspruch 5 entnommen werden. An advantageous drive device for a carriage with a test system articulated thereon can be found in claim 5.

Durch den Schraubenspindeltrieb wird ein feinfühliges, die Positionierung erleichterndes Verschiebeorgan geschaffen, das durch Zwischenschaltung eines Parallelkurbelgetriebes stets für ein einwandfreies Aufliegen des Prüfsystems an der Rohrwand sorgt. The screw spindle drive creates a sensitive, positioning-facilitating displacement element, which always ensures that the test system lies perfectly against the pipe wall by interposing a parallel crank mechanism.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen: An embodiment of the invention is shown in the drawings. Show it:

Fig. 1 Grundeinrichtung mit schwenkbaren Segmenten, in Richtung einer Rohrachse betrachtet, 1 basic device with pivotable segments, viewed in the direction of a tube axis,

Fig. 2 Schnitt II-II durch die Mittellängsebene des Manipulators, 2 section II-II through the central longitudinal plane of the manipulator,

Fig. 3 Schnitt durch einen der Führung dienenden Rollenblöcke, 3 shows a section through a roller block serving as a guide,

Fig. 4 Schnitt IV-IV durch den Rollenblock, Fig. 5 Längsschnitt durch einen Schlitten des Manipulators mit durch Parallelkurbelgetriebe und Zapfen kardanisch beweglich angeordneten Prüfsystem, 4 section IV-IV through the roller block, FIG. 5 longitudinal section through a slide of the manipulator with a gimbal-mounted test system by means of a parallel crank mechanism and pin,

Fig. 6 Schnitt VI-VI durch einen Schraubenspindeltrieb des Schlittens, 6 section VI-VI through a screw drive of the carriage,

Fig. 7 Schnitt VII-VII mit Darstellung des Prüfsystems und Parallelkurbelgetriebe in Richtung der Rohrasche, 7 section VII-VII showing the test system and parallel crank mechanism in the direction of the pipe ash,

Fig. 8 Seitenansicht des Manipulators bei der Prüfung von Stutzen-Rohr-Anschlussnähten mit aufgeschnittenem Schraubenspindeltrieb, 8 side view of the manipulator during the testing of socket pipe connection seams with a cut open screw drive,

Fig. 9 theoretisches Grundprinzip der Kreisführung, Fig. 10 Konstruktion der Führungsbahn und erforderliche Freiheitsgrade, 9 theoretical basic principle of the circular guidance, FIG. 10 construction of the guideway and required degrees of freedom,

Fig. 11 Schnitt XI-XI durch einen Rollenblock der Führung, 11 section XI-XI through a roller block of the guide,

Fig. 12 Schnitt XII-XII durch den Rollenblock mit Antrieb. Fig. 12 section XII-XII through the roller block with drive.

Ein Manipulator mit einer aus Grundeinrichtung 1, einer Führungsringschiene 2 sowie einer Justiereinrichtung 3 ist in Richtung einer Rohrachse gesehen in Fig. 1 dargestellt. Die Grundeinrichtung 1 wird im wesentlichen aus drei beweglichen Segmenten 4, 5, 6 gebildet, von denen ein Segment 4 stets tangential zum Rohr liegt, während die beiden anderen Segmente 5, 6 schwenkbar um Bolzen 7, 8 in den Enden des Segments 4 gelagert sind. Segment 4 trägt ausserdem einen mittels Schraubenspindel 9 verfahrbaren und in einer Kreuzrollenführung 10 geführten Schlitten 11, welcher an seinem freien Ende ein in Fig. 2 dargestelltes Prüfsystem 12 trägt. Die gesamte Grundeinrichtung wird konzentrisch zur Achse eines Rohres 13 mittels Rollenblöcken 14, 15a, 15b geführt, wobei von den Rollenblöcken 14,15b je einer in den Segmenten 4, 5, 6 vorgesehen ist, während Rollen block 15a nur in einem der schwenkbaren Segmente 5 bzw. 6 vorgesehen ist und neben der Führung auch dem Antrieb für Rotationsbewegungen um die Rohrachse dient. Symmetrisch zur Längsmittelebene der Grundeinrichtung 1 ist neben Rollenblock 15a noch ein nicht näher dargestelltes Ritzel vorgesehen, welches der Positionsbestimmung dient. Die Rollenblöcke 5 14, 15b sind untereinander identisch und werden von axialen und radialen Führungsrollen 16, 17 gebildet. Zum Zwecke der Aufgleisung der Rollenblöcke sind diese um Achsen 18 parallel zur Rohrachse schwenkbar. Der Rollenblock 15a weist nur radiale Führungsrollen auf, da in ihn der Antrieb io integriert ist, welcher vom Antriebsmotor 19 gebildet wird, welcher sein Drehmoment über einen Zahnriemen 20 überträgt. A manipulator with a basic device 1, a guide ring rail 2 and an adjusting device 3 is shown in FIG. 1 in the direction of a tube axis. The basic device 1 is essentially formed from three movable segments 4, 5, 6, of which one segment 4 is always tangential to the tube, while the other two segments 5, 6 are pivotally mounted about bolts 7, 8 in the ends of the segment 4 . Segment 4 also carries a carriage 11 which can be moved by means of a screw spindle 9 and is guided in a cross roller guide 10 and which carries a test system 12 shown in FIG. 2 at its free end. The entire basic device is guided concentrically to the axis of a tube 13 by means of roller blocks 14, 15a, 15b, one of each of the roller blocks 14, 15b being provided in the segments 4, 5, 6, while roller block 15a is only in one of the pivotable segments 5 or 6 is provided and in addition to the guide also serves to drive rotational movements about the pipe axis. In addition to the roller block 15a, a pinion (not shown in more detail) is provided symmetrically to the longitudinal center plane of the basic device 1 and is used to determine the position. The roller blocks 5 14, 15 b are identical to one another and are formed by axial and radial guide rollers 16, 17. For the purpose of rerailing the roller blocks, they can be pivoted about axes 18 parallel to the tube axis. The roller block 15a has only radial guide rollers, since the drive io is integrated into it, which is formed by the drive motor 19, which transmits its torque via a toothed belt 20.

Fig. 2 stellt einen Längsschnitt dar. Man erkennt die Justiereinrichtung 3, welche das Rohr 13 umgibt und auf die 15 wiederum die Führungsringschiene 2 aufgebracht ist, welche mit der Justiereinrichtung eine Einheit bildet. Die Führungsringschiene 2 wird von den radialen Führungsrollen 17 und 17a sowie den axialen Führungsrollen 16 und 16a umgriffen, wobei die Rollen 16a, 17 im Rollenblock 14 drehbar und um 2o Achsen schwenkbar angeordnet sind, wohingegen die zugeordneten Führungsrollen 16, 17a mit ihren Achsen fest im Rollenblock gelagert sind, so dass eine genau definierte spielfreie Führung gewährleistet ist. Für das Aufgleisen der Grundeinrichtung 1 auf die Führungsringschiene 2 werden 25 die axialen Führungsrollen 16a um die Achsen 18 geschwenkt, so dass die axialen Führungsrollen 16a ohne Behinderung über die Führungsringschiene geschoben werden können. Nach dem Aufgleisen werden die Führungsrollen 16a wieder radial auf Rohrmitte hin ausgerichtet. Auf der 30 Grundeinrichtung 1 ist parallel zur Rohrmitte ein Schlitten 11 mit Prüfsystem 12 verfahrbar. Das Prüfsystem ist über ein Parallelkurbelgetriebe 21 in einer Ebene senkrecht zur Rohrachse schwenkbar an den Schlitten 11 angelenkt und mittels Federung an die Rohrwand andrückbar. Zum Schutz des 35 Prüfsystems vor Beschädigung durch Anfahren an ein Hindernis ist es mit einem Schaltrahmen 22 umgeben, welcher den Motortrieb abschaltet und damit weitere Bewegung unterbindet. 2 shows a longitudinal section. The adjustment device 3 can be seen, which surrounds the tube 13 and on which the guide ring rail 2 is in turn applied, which forms a unit with the adjustment device. The guide ring rail 2 is encompassed by the radial guide rollers 17 and 17a and the axial guide rollers 16 and 16a, the rollers 16a, 17 being rotatable in the roller block 14 and pivotable about 2o axes, whereas the associated guide rollers 16, 17a with their axes fixed in Roller block are stored so that a precisely defined play-free guidance is guaranteed. For the rerailing of the basic device 1 onto the guide ring rail 2, the axial guide rollers 16a are pivoted about the axes 18, so that the axial guide rollers 16a can be pushed over the guide ring rail without hindrance. After the rerailing, the guide rollers 16a are again aligned radially towards the center of the tube. A slide 11 with a test system 12 can be moved on the basic device 1 parallel to the pipe center. The test system is articulated on the slide 11 in a plane perpendicular to the pipe axis via a parallel crank mechanism 21 and can be pressed against the pipe wall by means of suspension. In order to protect the test system from damage caused by an obstacle being hit, it is surrounded by a switch frame 22, which switches off the motor drive and thus prevents further movement.

Einer der drei identischen Rollenblöcke 14, 15b ist im 40 Detail in Fig. 3 dargestellt. Man erkennt die axialen und radialen Führungsrollen 16,16a und 17, 17a, welche die Führungsringschiene 2 spielfrei umfassen. Die Spielfreiheit der Führung wird durch die mittels Federspannung anpressbaren Rollen 16a, 17 bewerkstelligt, welche den fest angeordne-45 ten Rollen 16,17a jeweils als Gegenrollen zugeordnet sind. Die Anpressung der radialen Führungsrolle 17 erfolgt über einen im Rollenblock drehbar angeordneten Kipphebel 23, welcher durch Feder 24 angepresst und mittels Schraube 25 beim Aufgleisen entlastet wird. Die in axialer Richtung mit-5o tels Feder 28 und Welle 18 anpressbare Führungsrolle 16a kann um Welle 18 zum Einbau geschwenkt werden und wird mit Schraube 27 arretiert. Die Vorspannkraft der Feder 28 . zum Anpressen von Rolle 16a wird durch eine Schraube 29 justiert. Gelagert werden die Rollenblöcke 14, 15a, 15b mit-55 tels Gleitbuchsen 30 in den Segmenten 4, 5, 6. One of the three identical roller blocks 14, 15b is shown in detail in FIG. 3. One can see the axial and radial guide rollers 16, 16a and 17, 17a, which surround the guide ring rail 2 without play. The freedom from play of the guide is brought about by the rollers 16a, 17 which can be pressed by means of spring tension and which are each assigned to the firmly arranged rollers 16, 17a as counter rollers. The radial guide roller 17 is pressed by means of a rocker arm 23 which is rotatably arranged in the roller block and which is pressed by spring 24 and relieved by means of screw 25 when it is rerailed. The guide roller 16a, which can be pressed in the axial direction by means of spring 28 and shaft 18, can be pivoted about shaft 18 for installation and is locked with screw 27. The biasing force of the spring 28. for pressing roller 16a is adjusted by a screw 29. The roller blocks 14, 15a, 15b are supported with 55 bushings 30 in the segments 4, 5, 6.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch einen der Rollenblöcke 14, 15b mit Welle 18, Kipphebel 23 und Schraube 27 zur Arretierung von Welle 18 nach radialem Ausrichten der Rollenblöcke 14. 4 shows a cross section through one of the roller blocks 14, 15b with shaft 18, rocker arm 23 and screw 27 for locking shaft 18 after radial alignment of the roller blocks 14.

60 Fig. 5 gibt eine detaillierte Darstellung vorzugsweise des Schlittens 11 und seines Antriebes wieder. Auf der entlang der Führungsringschiene 2 um die Rohrachse drehbaren Grundeinrichtung 1 ist ein Schlitten 11 geführt, welcher von einer Schraubenspindel 9 parallel zur Rohrachse verfahren 65 wird. Der Antrieb der Schraubenspindel erfolgt durch Motor 31, welcher sein Drehmoment über Zahnriemen 32 auf die Schraubenspindel 9 überträgt. An seinem dem Antrieb gegenüberliegenden Ende trägt der Schlitten 11 das Prüfsy- 60 Fig. 5 shows a detailed representation, preferably of the carriage 11 and its drive. A slide 11 is guided on the basic device 1, which can be rotated about the tube axis along the guide ring rail 2 and is moved 65 parallel to the tube axis by a screw spindle 9. The screw spindle is driven by a motor 31, which transmits its torque to the screw spindle 9 via toothed belt 32. At its end opposite the drive, the carriage 11 carries the test system.

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stem 12, das mit Parallelkurbelgetriebe 21 an diesem befestigt ist. Das Parallelkurbelgetriebe 21 kann zusätzlich Drehbewegungen um einen zur Rohrachse parallelen Zapfen 33 ausführen, damit sich das Prüfsystem in jeder Lage der Rohrwand tangential anschmiegen kann. Abstandsrollen 34 sorgen für einen konstanten Abstand des Prüfsystems von der Rohrwand und gewährleisten tangentiale Lage des gesamten Prüfsystems bezüglich der zu prüfenden Oberfläche. stem 12, which is attached to this with parallel crank mechanism 21. The parallel crank mechanism 21 can additionally perform rotary movements about a pin 33 parallel to the pipe axis, so that the test system can conform tangentially to the pipe wall in any position. Spacer rollers 34 ensure a constant distance of the test system from the pipe wall and ensure a tangential position of the entire test system with respect to the surface to be tested.

Fig. 6 stellt einen Querschnitt durch Schlitten 11 dar und zeigt die Führung desselben mittels Kreuzrollenführung 10. Das Verfahren des Schlittens wird von der Schraubenspindel 9 bewerkstelligt, welche ihrerseits von Motor 31 getrieben wird. FIG. 6 shows a cross section through slide 11 and shows its guidance by means of cross roller guide 10. The movement of the slide is accomplished by the screw spindle 9, which in turn is driven by motor 31.

Fig. 7 zeigt nochmals das Prüfsystem 12 in Richtung des Schnittes VII-VII gesehen. Das Prüfsystem wird von Abstandsrollen 34 an der Rohrwand entlanggeführt. Zum Schutz der Prüfeinrichtung ist der Schaltrahmen 22 vorgesehen, welcher bei Anlauf gegen ein Hindernis den Antrieb abschaltet. Fig. 7 shows the test system 12 seen again in the direction of section VII-VII. The test system is guided along the tube wall by spacer rollers 34. To protect the test device, the switch frame 22 is provided, which switches off the drive when it starts up against an obstacle.

In Fig. 8 ist der Manipulator in Prüfstellung dargestellt. Die Führungsringschiene 2 ist mittels der Justiereinrichtung 3 am Rohr befestigt. Die Grundeinrichtung 1 kann durch Führungsrollen 16a, sowie die hier nicht sichtbaren Führungsrollen 16,17,17a welche in die Rollenblöcke 14 integriert sind, Drehungen um die Rohrachse ausführen. Mittels Schlitten 11 kann das an dessen Ende befestigte Prüfsystem 12 neben der Drehung um die Achse des Rohres auch noch Bewegungen in Richtung der Rohrachse ausführen. 8 shows the manipulator in the test position. The guide ring rail 2 is fastened to the tube by means of the adjusting device 3. The basic device 1 can make rotations about the tube axis by means of guide rollers 16a and the guide rollers 16, 17, 17a, which are not visible here and which are integrated in the roller blocks 14. By means of a slide 11, the test system 12 attached to its end can also perform movements in the direction of the tube axis in addition to the rotation about the axis of the tube.

Aus Fig. 9 lassen sich die theoretischen Zusammenhänge herleiten: Gegeben ist eine Schar von mindestens 3 Kreisen Kj, K2, K3 mit den Mittelpunkten Mx, M2, M3; alle Kreise haben in O einen Berührungspunkt mit gemeinsamer Tangente t. Wählt man auf t einen beliebigen Punkt P und schlägt man um P einen Kreis mit einem beliebigen Radius L, so erhält man die Schnittpunkte Ri = Rx, R2, R3, welche bezogen auf die Symmetrieachse s in der gleichen Bildhälfte liegen wie der Punkt P. Die Verbindung jedes der Schnittpunkte mit P schneidet die zugehörigen Kreise Ki ein zweites Mal in den Punkten QI, welche die Strecke L stets im gleichen Verhältnis teilen. Infolgedessen lässt sich durch Schwenken um P das Glied PR auf einen anderen Kreis einstellen, ohne dass der zweite Schnittpunkt Q seine Lage auf PR ändert. The theoretical relationships can be derived from FIG. 9: there is a family of at least 3 circles Kj, K2, K3 with the centers Mx, M2, M3; in O all circles have a point of contact with a common tangent t. If you choose any point P on t and if you circle P around P with an arbitrary radius L, you get the intersection points Ri = Rx, R2, R3, which, in relation to the axis of symmetry s, lie in the same half of the figure as point P. The connection of each of the intersection points with P intersects the associated circles Ki a second time in the points QI, which always share the distance L in the same ratio. As a result, the link PR can be adjusted to another circle by pivoting around P without the second intersection point Q changing its position to PR.

Durch die Symmetrie bezüglich der Achse s lassen sich die Punkte P und Ri zu s spiegeln; es ergeben sich P' sowie R'i. Man erhält damit das Manipulator-Grundprinzip, nämlich einen 3-gliedrigen Gelenkzug, welcher in den 5 Punkten R'i, Q', O, Q, Ri auf den jeweiligen Kreis Ki geführt wird. Das Einstellen auf den Kreisdurchmesser erfolgt durch Schwenken der beiden äusseren Glieder um die Punkte P und P'. The points P and Ri can be mirrored to s by the symmetry with respect to the axis s; P 'and R'i result. This gives the manipulator basic principle, namely a 3-link articulated train, which is guided in the 5 points R'i, Q ', O, Q, Ri onto the respective circle Ki. The adjustment to the circle diameter is carried out by swiveling the two outer links around the points P and P '.

Für die in der Praxis vorkommenden Abweichungen von der exakten Kreisbahn ist das Getriebe 1-fach überbestimmt; bei hinreichend grossen Ungenauigkeiten könnte es beim Abfahren des Kreises zu Verklemmungen kommen. Aus diesem Grunde wird auf den Führungspunkt Q'3 verzichtet; nun können Rundheitsabweichungen der Führungsbahn durch geringe Relativbewegungen in den Gelenkpunkten P und P' ausgeglichen werden. The gearbox is over-determined for the deviations from the exact circular path that occur in practice; If the inaccuracies are sufficiently large, jamming could occur when the circle is traversed. For this reason, guidance point Q'3 is dispensed with; now roundness deviations of the guideway can be compensated for by slight relative movements in the articulation points P and P '.

Für die Bestimmung der Länge 1 erhält man aus Ähnlichkeitsbetrachtungen an Kreis k„ mit d„ = L2—(a/2)2 For the determination of length 1 one obtains similarity considerations at circle k "with d" = L2— (a / 2) 2

a/2: 2 = L:a/2 oder 1 = a / 2: 2 = L: a / 2 or 1 =

Durch Wahl von a/2 und L lässt sich das für die in Frage kommende Durchmesserspanne günstigste Längenverhältnis ermitteln. By choosing a / 2 and L, the most favorable aspect ratio for the diameter range in question can be determined.

Fig. 10 zeigt schematisch die wesentliche Elemente der Grundeinrichtung 1. Dazu gehören die Führungsringschienen 2 mit den darauflaufenden Führungsrollen der Rollenblöcke 14, 15a, 15b. Auf die Führung im Punkt Q'3 (siehe Fig. 9) wurde bewusst verzichtet, um eine Überbestimmtheit der Führung zu vermeiden. An Stelle eines Rollenblockes wurde in Q'3 ein in den Zeichnungen nicht näher dargestelltes Ritzel angeordnet, welches in den Zahnkran 36 der Führungsringschiene eingreift, um ein Organ für die Positionsbestimmung zu schaffen. Wie durch Pfeile verdeutlicht, könnten die Rollenblöcke 14, 15a geschwenkt werden, um diese nach dem Schwenken der Segmente 5, 6 auf den Rohrmittelpunkt hin ausrichten zu können. 10 schematically shows the essential elements of the basic device 1. These include the guide ring rails 2 with the guide rollers of the roller blocks 14, 15a, 15b running thereon. The management at point Q'3 (see FIG. 9) was deliberately avoided in order to avoid over-determination of the management. Instead of a roller block, a pinion (not shown in the drawings) was arranged in Q'3, which engages in the toothed crane 36 of the guide ring rail in order to create an organ for determining the position. As illustrated by arrows, the roller blocks 14, 15a could be pivoted in order to be able to align them after the pivoting of the segments 5, 6 towards the center of the tube.

In Fig. 11 sind nochmals schematisch die Elemente der Rollenblöcke 14,15b dargestellt. Die Führungsringschiene 2 wird von den fest in den Rollenblöcken auf Achsen angeordneten Führungsrollen 16, 17a sowie den angeforderten Führungsrollen 16a, 17 umfasst. Führungsrolle 16a ist ausserdem um Achse 18 schwenkbar, um die Montage zu ermöglichen. Rollenblock 15b ist identisch mit den Rollenblöcken 14, wird lediglich nicht geschwenkt und bleibt somit in seiner einmal eingestellten radialen Position während die Rollenblöcke 14,15a geschwenkt werden. The elements of the roller blocks 14, 15b are shown again schematically in FIG. 11. The guide ring rail 2 is encompassed by the guide rollers 16, 17a, which are fixedly arranged in the roller blocks on axles, and the requested guide rollers 16a, 17. Guide roller 16a is also pivotable about axis 18 to enable assembly. Roller block 15b is identical to the roller blocks 14, is only not pivoted and thus remains in its radial position once set, while the roller blocks 14, 15a are pivoted.

Der Rollenblock 15a weist im Gegensatz zu den Rollenblöcken 14,15b nur radiale Führungsrollen 17,17a, auf (Fig. 12). In den Rollenblock ist die Antriebseinheit integriert. Der Motor 19 wälzt sich mittels Ritzel 35 auf dem Zahnkranz 36 der Führungsringschienen 2 ab und führt damit eine Kreisbewegung der Grundeinrichtung 1 mit darauf befindlichen Schlitten 11 und Prüfsystem 12 um die Rohrachse herbei. Auf die Darstellung des zwischen Motor 19 und Ritzel 35 eingeschalteten Zahnriemenantriebes wurde aus Gründen der Vereinfachung zur Verbesserung der Übersichtlichkeit verzichtet. In contrast to the roller blocks 14, 15b, the roller block 15a has only radial guide rollers 17, 17a (FIG. 12). The drive unit is integrated in the roller block. The motor 19 rolls by means of pinion 35 on the ring gear 36 of the guide ring rails 2 and thus brings about a circular movement of the basic device 1 with the slide 11 and test system 12 thereon about the pipe axis. The illustration of the toothed belt drive switched on between motor 19 and pinion 35 has been omitted for the sake of simplification in order to improve clarity.

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

S S

7 Blatt Zeichnungen 7 sheets of drawings

Claims

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PATENT CLAIMS

1. Manipulator for testing pipe weld seams, suitable for testing longitudinal and circumferential seams, characterized in that a basic device (1) of the manipulator is formed from three segments (4, 5, 6), two of the segments ( 5, 6) can be pivoted in a plane perpendicular to the axis of a pipe to be tested, while the middle segment (4) always assumes a position tangential to the pipe and carries on its upper side facing away from the pipe a slide (11) which can be moved axially and parallel to the pipe axis , at the free end of which a test device (12) is fastened, that the two movable segments (5, 6) are mounted symmetrically to a central transverse plane of the tube at the ends of the tangentially located segment (4) in this, rotatable about bolts (7, 8) are that all three segments (4 to 6) are guided by means of axial and radial rollers (16, 16a and 17, 17a) around a circular guide ring rail (2) located coaxially to the tube axis, and that in the tangential S egment (4) a motor (31) is provided for driving the slide (11), and one of the pivotable segments (5, 6) has a drive motor (19) which, by means of pinions (35), fits into a fixed position with the guide ring rail ( 2) engages connected ring gear (36), and that the guide ring rail can be aligned or detached via an adjusting device (3) on the tube.

2. Manipulator according to claim 1, characterized in that the radial and axial guide rollers (16, 16a and 17, 17a) are combined in roller blocks (14, 15a, 15b), the roller blocks (14) about axes (18) , which lie parallel to the tube axis, in which the segments (5, 6) can be pivoted, and that one of the two pivotable segments (5, 6) has a second roller block (15a) in which the drive motor (9) is integrated.

3. Manipulator according to claim 1, characterized in that the axial and radial guide rollers (16, 16a and 17, 17a) are guided in pulley blocks (14, 15b) in such a way that each fixed guide roller (16, 17a) has a spring-mounted counter roller ( 16a, 17), in each roller block the axial counter roller (16a) by a spring (28) in the direction of the fixed, axial guide roller (16), and the radial counter roller (17) by a spring (24) in the direction can be pressed onto the fixed, radial guide roller (17a) against the guide ring rail (2), and that each axial counter roller (16a) can additionally be pivoted about an axis (18) arranged parallel to the tube axis.

4. Manipulator according to claim 1, 2, characterized in that one of the pivotable segments (5, 6) has a roller block (15a) with an integrated drive motor (19), that this roller block only serves a pair of radial guide rollers (17, 17a ), of which a guide roller (17a) is arranged on a non-pivotable axis, which is also the axis of a pinion (35), while the other guide roller (17b) is rotatably arranged on a pivotable shaft (37) and by means of spring (28) can be pressed against the guide rail (2), and that the drive motor (19), which is provided in the pivotable segment (5), transmits its torque via toothed belt (20) to the pinion (35), which is located on the ring gear (36) the guide ring rail (2) rolls, while the segment (6) provided with only one roller block has a driven pinion engaging in the ring gear (36).

5. Manipulator according to claim 1, characterized in that the carriage (11) relative to the basic device (1) by a symmetrical to the longitudinal center plane of the tangential segment (4) provided cross roller guide (10) in the direction parallel to the tube axis is guided such that the motor (31) for driving the carriage (11)

Torque transmitted by toothed belt (32) to a screw spindle (9), which in turn engages in a threaded bore of the slide (11), that this screw spindle is designed as a ball or roller screw, and the slide has a test device at its end facing away from the drive unit ( 12), which is articulated on the slide via a parallel crank mechanism (21) and about a pin (33) approximately parallel to the tube axis, and that the test device (12) has spacer rollers (34) on both sides of its central longitudinal plane and by a switching frame ( 22) is surrounded.