CN112423922B - 包括带有用于接收旋转工具的可更换轮毂的工具保持件的水下加工机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下加工机，包括工具保持件和可更换轮毂。可更换轮毂设计用以接收至少一个旋转工具（如铣刀、锯、钻机）。工具保持件包括用于接收可更换轮毂的装载件主体。可更换轮毂包括轮毂凸缘和轮毂环。可更换轮毂的轮毂环布置在工具保持件的装载件主体上，并通过至少一个锁定设备与工具保持件可拆卸且可锁定地连接。锁定设备包括接收在装载件主体的加压腔室中的解锁活塞和布置在轮毂环中的止动螺栓。止动螺栓与解锁活塞对齐并包括锁定销，该锁定销在锁定位置与装载件主体上的闩锁凹部接合。当解锁活塞受压抽出时，止动螺栓压入轮毂环，锁定销通过凸轮与闩锁凹部脱离，使可更换轮毂从工具保持件脱离。

Description

包括带有用于接收旋转工具的可更换轮毂的工具保持件的水 下加工机

技术领域

本发明涉及一种包括带有用于接收旋转工具的可更换轮毂的工具保持件的水下加工机。

背景技术

这种水下加工机设有工具保持件，该工具保持件具有用于工具轮毂的装载件主体，该工具轮毂用于接收诸如铣刀、锯、钻机等的相应的旋转工具，该水下加工机在离岸领域基本上用于海底作业，例如海上钻井平台。这是海底关键加工区域，只能费力地接近加工机。如果加工工具如锯子或铣刀在水下附接到要加工的零件上并且无法再将其拆下，则在这种情况下很难找到补救措施，因为这样就无法再将加工机向上拉。此外，如果加工工具（例如锯子）损坏，则需要进行相应的修理，并且有必要拆下工具接收装载件（即轮毂），尤其是在防止人员释放部件的情况下。此外，由于加工机是在水下使用，并且尤其是大多在海平面以下的20至50m的范围内使用，因此很难并且不便接近，因此相应地很难拆卸相应的工具轮毂，这当然也适用于安装过程。特别是不可能直接手动释放部件。此外，对于这种水下作业，必须要产生高的闭合力。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种包括工具保持件的水下加工机，该工具保持件允许快速且简单地更换工具并进行安装，并且在这种情况下，还可以在完成安装过程后实现较高的闭合力，并通过最简单的工具保持件的可能设计来实现。

根据本发明，所述工具保持件在所述工具保持件中具有至少一个解锁活塞，该解锁活塞是活塞气缸单元的一部分，并且当相应地向优选位于所述活塞的工具保持件内侧上的气缸腔室施加压力时，可在所述工具轮毂的方向上相对于所述工具保持件脱离。在所述可更换轮毂的轮毂环中接收止动螺栓，在锁定位置，该止动螺栓与解锁活塞或解锁螺栓对准。所述止动螺栓可以在背离所述活塞的一侧上在其正面端部上优选地借助于弹簧元件被预先张紧。此外，该止动螺栓在其朝向所述工具保持件的端部上，优选地在其正面端部上具有锁定销，该锁定销在锁定位置被锁定到装载件主体，尤其是接合到在该位置处存在的相应的锁定结构中。该止动螺栓在所述轮毂环的正面端部与以如下方式形成的凸轮协作，使得当尤其是形成为螺栓的解锁活塞脱开时，可更换轮毂的止动螺栓随着轮毂侧弹簧元件的预先张紧的建立而被推入轮毂环，其中所述止动螺栓借助于轮毂从止动螺栓中的锁定结构脱开，从而使得可更换轮毂能够容易地从工具保持件上拆卸下来。优选地，装载件主体是联接插座主体，可供可更换轮毂联接。

该机构不仅允许可更换轮毂非常快速和简单地拆卸以及安装，而且还产生了非常高的闭合力，并且在可更换轮毂和加工机的工具保持件之间具有非常有效的锁定。这在处理工具锁紧并且不再能从水下从待加工物体上拆卸的情况下尤其重要。根据本发明，可更换轮毂可以容易地从加工机上拆卸下来，向上拉，并在需要的水面上方提供带有相应加工工具的新的可更换轮毂。当然，还可以通过部署潜水员来拆卸水下可更换轮毂，也可以选择在水下进行安装工序，即在安装加工机的地方取下相应的可更换轮毂。这两个选项均可选择。

以适宜的方式安置在轮毂环上的是移位环，该移位环载有锁紧栓，该锁紧栓通过引导开口接合在轮毂环中，该引导开口优选地以长孔形式形成，所述锁紧栓与止动螺栓连接以共同移位。这对于可更换轮毂的安装是有利的。如果移位环沿止动螺栓的轮毂凸缘的方向移动或被推动（可以手动操作），则分配给止动螺栓的弹簧元件会被预先张紧并产生恢复力该恢复力（如果以这种方式不受限制）将止动螺栓从轮毂环的内部向外推出，尤其是朝工具保持件的方向。在移位环移动到轮毂凸缘的位置中，可以通过夹具进行固定，因此移位环以及因此脱开的锁定销都固定在该位置。因此，可更换轮毂可以容易地被安装在加工工具上。当可更换轮毂处于脱开状态时，尤其是当移位环在轮毂凸缘的方向上被固定时，锁定销或夹紧组件从装载件主体伸出，从而表明它已被释放。如果释放移位环，则弹簧元件的预先张紧会使止动螺栓在工具保持件的方向上被压迫，从而使锁定销接合到装载件主体的闩锁凹部中，从而非常迅速地以结构简单的方式促进了可更换轮毂和工具保持件之间的牢固锁定位置。锁定销或夹紧组件的下端优选以表面平齐的方式位于装载件主体的闩锁凹部中。

以适宜的方式，解锁活塞在其远离腔室的一侧上还具有弹簧元件。如果活塞脱开，则可以通过对优选设计为螺栓的活塞进行液压或气动加压来实现，然后弹簧元件会被预先张紧并建立恢复力，该恢复力在解锁活塞向左运动的方向上（即进入工具保持件的内部）作用。这样使得，当可更换轮毂并移除并且活塞的气缸腔室释放压力时，活塞会自动被推到其静止位置，进入工具保持件的内部。

以适宜的方式，止动螺栓接收在轮毂环的孔中，并且尤其以平移的方式被接收，即以往复的方式可移位。

锁定销也以平移的方式被接收，并且尤其使其可以从径向向内以径向方式向外移动。为此目的，锁定销被适宜地接收并且因此被迫使在轮毂环的孔中被引导。以适宜的方式，锁定销在其下端即在径向内端具有闩锁凸耳，该闩锁凸耳可以通过倾斜表面以简单的方式形成。

以适宜的方式，在装载件主体中的闩锁结构还可通过凹部提供，该凹部与锁定销中的闩锁结构互补，尤其是呈相同指向的倾斜表面的形式形成装载件主体中的闩锁凹部的底部。

以特别适宜的方式设置，在加工机的周边上，即尤其是在装载件主体和可更换轮毂的周边上设置多个锁定装置，优选相对于彼此以均匀的角间距间隔。尤其是，三个锁定装置，但尤其也是两个、六个或八个锁定装置被布置成分布在外围上已变得合适，其中，也可以根据设计使用不同数量的锁定装置。以适宜方式，以上布置取决于每种情况所需的轴向保持力。

以适宜方式，凸轮以腹板结构形成，该腹板在剖面中倾斜延伸，并且锁定销以搭载件的方式安置在其上，并且根据凸轮的运动方向或平移运动而上下移动，即在解锁方向上向上移动或在锁定方向上径向向下移动。由于凸轮在锁定销中倾斜延伸布置，如果锁定销相对于装载件主体被固定在锁定位置，将形成高形状配合或表面连接，尤其具有高保持力和闭合力。

附图说明

下面将借助附图描述本发明的优选的示例性实施例。在图中：

图1仅示意性地示出水下加工机的局部视图，该水下加工机包括工具保持件和在锁定位置布置在其上的可更换轮毂，

图2仅示意性地示出根据图1的具有解锁的和移除的可更换轮毂的视图。

具体实施方式

图1示出用于通过铣刀、钻机、锯子等进行近海加工的水下加工机，包括工具保持件2和装载件主体4，该装载件主体4接收在中心孔中，中心孔的轴线与加工机的旋转中心轴线同轴。由附图标记6表示的可更换轮毂在图1所示的锁定位置被接纳在圆柱形装载件主体4上，并形成为具有轮毂凸缘8和中心旋转圆柱形轮毂环10。如图1所示，轮毂环10被接收在装载件主体4的圆柱形套筒部分12上，所述套筒部分从工具保持件2伸出。为了将可更换轮毂6锁定到工具保持件2，提供了至少一个在下文中描述的锁定装置，其中可以以适宜的方式设置多个锁定设备，所述多个锁定设备以相同的角度间隔布置在工具保持件或装载件主体和可更换轮毂6的周围，取决于加工机的尺寸、性能和构造类型，可以具体为三个、四个、六个或八个锁定设备。在这方面，仅一个锁定装置在下文中更详细地描述并且相应地也在图1和图2中示出。

锁定装置具有活塞气缸设备，该活塞气缸设备总体上由附图标记14表示，并且其活塞由附图标记16表示。在解锁活塞16的远离轮毂的端部上形成有气缸腔室18，可以从外部以液压或气动的方式向其施加压力。

在可更换轮毂6的侧面上以用活塞轴线定向的方式设置止动螺栓20，所述止动螺栓以可平移的方式接收在轮毂环10的孔22中。活塞轴线和在图1所示的锁定位置中与活塞轴线对准的止动螺栓20的轴线均与加工机或装载件主体4的旋转轴线或轴向轴线平行。解锁活塞16和同样可平移的止动螺栓20可以分别通过弹簧元件预先张紧，其中，第一弹簧元件24接收在止动螺栓20的凹部26中，并且第一弹簧元件24附接到被拧入轮毂凸缘8中并由附图标记28表示的螺杆。该结果是，当图1中示出的止动螺栓20移向右边时，第一弹簧元件24会相应地预先张紧并产生恢复力，该力沿止动螺栓20的方向向左指向工具保持件2。

第二弹簧元件30设置在解锁活塞16上，并且尤其设置在解锁活塞16的指向可更换轮毂6的端部处。在这种情况下，同样适用的是，当解锁活塞16向右脱离时，第二弹簧元件30也被预先张紧，从而在解锁活塞16上产生沿活塞方向向左作用的恢复力。

在所示的示例性实施例中，止动螺栓20在其面对工具保持件2的端部处具有凸轮32，该凸轮32从止动螺栓20的正面端部朝向工具保持件2的方向伸出，即远离轮毂指向。在该方面，剖面图示出的凸轮32形成倾斜延伸的腹板32或倾斜延伸的凸缘，腹板或凸缘从止动螺栓20的正面端部向上，沿工具保持件2的方向从内部径向延伸。如搭载件一般安置在该凸轮32上的是锁定销34，该锁定销34设有与凸缘32互补的凹部，并且可以在凸轮32的纵向上移动。锁定销34穿过轮毂环10接合并如图1所示通过其下端接合到装载件主体4中的，更具体为圆柱形套筒部分12中的形成为闩锁凹部38的闩锁结构，从而为可更换轮毂6建立锁定位置。在所示的示例性实施例中，锁定销34在其下端即指向装载件主体的端部处具有通过倾斜表面形成的由附图标记36表示的闩锁凸耳，在图1所示的示例性实施例中，闩锁凸耳的倾斜从左向右并因此径向向下延伸。闩锁凸耳36接合到具有闩锁凹部38形式的互补闩锁结构中，该闩锁凹部38具有止动肩部40。

安置在轮毂环10上的是移位环42，其在轮毂环10的外周表面上被轴向地引导，并通过锁紧栓44固定地连接到止动螺栓20上，锁紧栓44通过轮毂环10接合并且在根据所示的示例性实施例中接合到止动螺栓20的螺纹孔中，并通过螺纹连接固定地连接至止动螺栓20。在这种情况下，锁紧栓44接合到引导开口46中，该引导开口在纵向方向上延伸并且特别地形成为轮毂环10中的长孔，或者锁紧栓44穿过该开口46接合，使得当移位环42移向右边时，止动螺栓20同样随着在第一弹簧元件24上的预先张紧的建立而向右移动，尤其是沿轮毂凸缘8的方向向右移动。如果止动螺栓20向右移动，则锁定销34在轮毂上向上移动，轮毂随活塞同时向右移动，尤其是在锁定销34在轮毂环10的径向的孔48中受迫引导的作用下而径向向上移动，从而影响轮毂的解锁。

为了在旋转工具（例如锯子）损坏的情况下，从水下的工具保持件2中移除锁定到装载件主体4上的可更换轮毂6，对工具保持件2的气缸腔室18进行液压或气动加压，使得解锁活塞16向右移动离开工具保持件2，并且在这种情况下，由于与凸轮32接触，解锁活塞16使止动螺栓20向右移动，抵住第一弹簧元件24，第一弹簧元件24优选地设计为压缩弹簧并预先张紧。作为结果，如搭载件一般安置在腹板32上的锁定销34被迫向上移动并从锁定位置移出进入到解锁位置，在该解锁位置中，锁定销34从图1所示的锁定位置向上脱离，通过与闩锁凸耳36接合而进入到闩锁凹部38中。在该位置，即解锁位置，为了将加工机向上拉动并更换加工工具，可以将可更换轮毂6向右移除。

为了安装目的，如图2的视图所示，移位环42被手动地或以马达驱动的方式沿轮毂凸缘8的方向向右推动，其中借助于锁紧栓44，尤其借助于第一弹簧元件24的弹簧预先张紧（该弹簧元件在该示例中以适宜的方式设计为压缩弹簧），止动螺栓20也同时被向右移动。随着止动螺栓22由于移位环42的相应移位而沿轮毂凸缘8的方向向右移动，锁定销34由于其在凸轮32上的受迫引导而被向上引导，因此处于解锁位置，使得在该位置，可更换轮毂6可以轻松地拉到或滑到装载件主体4上，如图2左侧所示。对于在右侧安装位置沿轮毂凸缘8的方向被推动的移位环42，可以在锁定销34与可更换轮毂6，尤其是轮毂凸缘8的脱离位置上被挤压，因此可以方便地被夹紧，这可以以适当的方式进行，尤其是例如通过相应的钢夹或弹性压力件。如果它们被分离，则由于第一弹簧元件24的预先张紧，止动螺栓22被向左推动，其中如图2所示脱开的解锁螺栓16被向左推动，即推入到工具保持件2的内部，第二弹簧元件30被松开，从而锁定销34然后接合到装载件主体4的闩锁凹部38中，并且因此锁定销34的闩锁凸耳36靠在止动肩部40上，因此可更换轮毂6被固定地连接或联接到工具保持件2。在这种情况下，由于图示的机构，产生了高闭合力并且同时产生了低预张力。锁定机构可提供高水平的闭合可靠性。可根据应用情况通过适当地选择尺寸和间距系数来配置止动螺栓或锁定装置的形状配合表面连接。该描述的系统特别适合于拆卸工具装载件，所述工具装载件在所述示例中是水下可更换轮毂。

Claims (9)

1.一种水下加工机，包括具有可更换轮毂（6）的工具保持件（2），所述可更换轮毂（6）用于接收至少一个旋转工具，其中所述工具保持件（2）具有用于接收所述可更换轮毂（6）的圆柱形的装载件主体（4），所述可更换轮毂（6）由轮毂凸缘（8）和轮毂环（10）形成，所述轮毂凸缘（8）用于接收工具，所述轮毂环（10）从所述轮毂凸缘中心地伸出，其中在中心的轮毂环（10）可被安置在所述装载件主体（4）上，并且可被布置成能够借助于至少一个锁定装置被分离和锁紧，

其特征在于，

所述至少一个锁定装置在所述工具保持件（2）中具有解锁活塞（16），所述解锁活塞（16）被接收在可被加压的腔室（18）中，所述至少一个锁定装置还包括与所述解锁活塞（16）对准的止动螺栓（20），所述止动螺栓（20）接收在所述轮毂环（10）中，所述止动螺栓（20）以平移的方式接收在与轮毂轴线平行形成的所述轮毂环（10）的孔（22）中，并且所述止动螺栓（20）可以通过第一弹簧元件（24）在其远离所述工具保持件的端部进行预先张紧，所述止动螺栓（20）在其面对所述工具保持件（2）的正面端部上具有锁定销（34），所述锁定销（34）在锁定位置上接合到所述装载件主体（4）上的闩锁凹部（38）中，并与在所述止动螺栓（20）的正面端部处形成的凸轮（32）协作，使得当由于在轮毂方向上加压而使所述解锁活塞（16）向外移动时，所述解锁活塞（16）将所述止动螺栓（20）推入所述轮毂环（10）中，并且所述锁定销（34）由所述凸轮（32）从所述闩锁凹部（38）脱离，使得所述可更换轮毂（6）可从所述工具保持件（2）上脱离，其中，移位环（42）安置在所述轮毂环（10）上并携载锁紧栓（44），该锁紧栓通过以长孔形式形成的引导开口（46）接合在所述轮毂环（10）中，并连接至所述止动螺栓（20）以共同移位，使得通过将所述移位环（42）沿所述轮毂凸缘（8）的方向移位，利用所述第一弹簧元件（24）的预先张紧，将所述止动螺栓（20）推入所述轮毂环（10）中，使得安置在所述凸轮（32）上的所述锁定销（34）移动到其解锁位置。

2.根据权利要求1所述的加工机，其特征在于，所述解锁活塞（16）在其远离所述腔室的一侧具有第二弹簧元件（30），该第二弹簧元件能够通过所述解锁活塞（16）预先张紧，该解锁活塞能够因增压而向外移动。

3.根据权利要求1或2所述的加工机，其特征在于，所述锁定销（34）被接收在所述轮毂环（10）的径向的孔（48）中，并且在其指向所述止动螺栓（20）的端部上具有闩锁凸耳（36），该闩锁凸耳以朝向所述轮毂凸缘并从上方径向向下的倾斜表面的形式形成。

4.根据权利要求3所述的加工机，其特征在于，所述装载件主体（4）上的所述闩锁凹部（38）形成为与所述闩锁凸耳（36）互补，并且形成为在所述闩锁凹部（38）的底部处具有指向相同的倾斜表面。

5.根据权利要求1或2所述的加工机，其特征在于，在所述装载件主体（4）和可更换轮毂（6）的周缘上设有多个以均匀的角间距间隔设置的锁定装置。

6.根据权利要求1或2所述的加工机，其特征在于，所述装载件主体（4）和所述轮毂环（10）围绕加工机的轴向轴线形成为圆柱状。

7.根据权利要求1或2所述的加工机，其特征在于，所述凸轮（32）由腹板状的凸缘形成，所述凸缘在剖面上以倾斜方式延伸，并且从所述轮毂环（10）的内部向所述轮毂环（10）的外部从径向向内到径向向外地延伸。

8.根据权利要求7所述的加工机，其特征在于，所述锁定销（34）设置有凹部，所述锁定销通过所述凹部以可移位的方式且以搭载件的方式，安置在所述凸轮（32）上。

9.根据权利要求1或2所述的加工机，其特征在于，所述移位环（42）形成为与所述可更换轮毂（6）的轴线同轴。