DE102021128159A1

DE102021128159A1 - Mobile Rohrschweißmaschine

Info

Publication number: DE102021128159A1
Application number: DE102021128159.8A
Authority: DE
Inventors: Alexander VIETZ
Original assignee: Vietz GmbH
Current assignee: Vietz GmbH
Priority date: 2021-10-28
Filing date: 2021-10-28
Publication date: 2023-05-04
Also published as: WO2023072495A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mobile Rohrschweißmaschine (10) mit (a) einem Schweißaggregat (12) zum Verschweißen von Rohren (36) und (b) einem Rohraufnehmer (14) zum Zuführen eines Rohrs (36) zum Schweißaggregat (12), (c) wobei der Rohraufnehmer (14) ein distales Ende (16), das dem Schweißaggregat (12) abgewandt ist, und ein proximales Ende (18), das dem Schweißaggregat (12) zugewandt ist, aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Rohraufnehmer (14) am distalen Ende (16) zumindest einen linear bewegbaren Kontaktkörper (52) um Anheben eines Rohrs (36) hat.

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Rohrschweißmaschine mit (a) einem Schweißaggregat zum Verschweißen von Rohren und (b) einem Rohraufnehmer zum Zuführen eines Rohrs zum Schweißaggregat, wobei (c) der Rohraufnehmer (i) ein distales Ende, das dem Schweißaggregat abgewandt ist, und (ii) ein proximales Ende, das dem Schweißaggregat zugewandt ist, aufweist.
Eine derartige Rohrschweißmaschine ist beispielsweise aus der EP 3 040 592 B1 bekannt, bei der seitlich schwenkbar angelenkte Arme aufeinander zu geschwenkt werden, um das Rohr mit einer in Schwenkrichtung ausgerichteten, konisch zulaufenden Rolle anzuheben. Nachteilig daran ist es, dass es zu vergleichsweise hohen Flächenpressungen am Rohr kommen kann, was oft unerwünscht ist. Zudem erfordert diese Lösung eine in der Regel vergleichsweise materialaufwendige Konstruktion.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile im Stand der Technik zu vermindern.
Die Erfindung löst das Problem durch eine gattungsgemäße mobile Rohrschweißmaschine, bei der der Rohraufnehmer, insbesondere am distalen Ende, zumindest einen linear bewegbaren Kontaktkörper zum Anheben des Rohres aufweist.
Die Erfindung löst das Problem zudem durch ein Verfahren zum Verschweißen eines Rohres mit den Schritten (a) Bewegen einer erfindungsgemäßen Rohrschweißmaschine, auf ein Rohr zu, und (b) Anheben des Rohrs durch lineares Bewegen des zumindest einen Kontaktkörpers auf das Rohr zu, sowie gegebenenfalls (c) Zuführen des Rohrs mittels des Rohraufnehmers zum Schweißaggregat und und/oder (d) Verschweißen des Rohrs mit einem Rohrende eines Pipelineabschnitts.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass das Rohr in vielen Fällen mit einer verminderten Flächenpressung angehoben werden kann. Beispielsweise kann der Kontaktkörper zumindest ein, vorzugsweise drehbar gelagertes, Rad, insbesondere zwei oder mehr Räder, aufweisen, die zum Anheben des Rohrs am Rohr anliegen. Das vermindert die Flächenpressung.
Es hat sich zudem zeigt, dass linear bewegbare Kontaktkörper häufig mit geringerem konstruktiven Aufwand herstellbar sind als schwenkbare.
Es kann zudem ein weiterer Vorteil sein, dass ein Kontaktkörperantrieb, der zum Bewegen des Kontaktkörpers vorhanden ist, entweder vergleichsweise leistungsschwach und/oder konstruktiv einfach gewählt werden kann oder aber eine hohe Kraft auf das Rohr ausüben kann. Das ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn dickwandige Rohre oder Rohre mit großen Durchmessern verschweißt werden sollen.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einer mobilen Rohrschweißmaschine insbesondere eine Maschine verstanden, die ein eigenes Fahrwerk mit einem eigenen Motor aufweist und sich daher selbsttätig bewegen kann. Beispielsweise besitzt die Rohrschweißmaschine einen Kettenantrieb. Die Rohrschweißmaschine kann dann auch als Schweißraupe bezeichnet werden.
Unter dem Schweißaggregat wird eine Vorrichtung verstanden, die zum Verschweißen von Rohren, insbesondere von Kunststoffrohren und/oder Stahlrohren, ausgebildet ist. Insbesondere ist das Schweißaggregat nicht nur grundsätzlich zum Verschweißen geeignet, sondern für diese Aufgabe ausgebildet. Insbesondere ist das Schweißaggregat zum automatischen Verschweißen ausgebildet. In anderen Worten führt das Schweißaggregat nach einem manuellen oder maschinell vorgegebenen Startbefehl das Verschweißen selbststätig durch.
Unter dem Rohraufnehmer wird insbesondere eine Vorrichtung verstanden, die ausgebildet ist zum Leiten eines zu verschweißenden Rohrs zum Schweißaggregat. Beispielsweise besitzt der Rohraufnehmer einen Längsförderer, insbesondere einen passiven Längsförderer. Beispielsweise ist der passive Längsförderer eine Rollenbahn.
Der Rohraufnehmer besitzt vorzugsweise eine Rohraufnehmer-Längsachse. Diese Rohraufnehmer-Längsachse entspricht der Längsachse eines Ausgleichszylinders eines Rohrs, insbesondere wenn dieses mit maximalem Kontakt auf dem Rohraufnehmer liegt.
Unter dem Merkmal, dass insbesondere der Kontaktkörper zum Anheben des Rohrs nicht nur geeignet, sondern ausgebildet ist, ist insbesondere zu verstehen, dass der Kontaktkörper in eine Ruhelage und in eine Anhebelage bringbar ist. Liegt ein Rohr in einem Arbeitsbereich des Kontaktkörpers, übt der Kontaktkörper in seiner Ruhelage keine Kraft auf das Rohr aus und hebt es damit nicht an. In der Anhebelage hingegen übt der Kontaktkörper eine so große Kraft auf das Rohr im Arbeitsbereich aus, dass dieses angehoben wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Kontaktkörper selbstverständlich auch dann in ihrer Ruhelage und in der Anhebelage sein können, wenn sich kein Rohr im Arbeitsbereich befindet. Die Ruhelage und die Anhebelage sind dadurch definiert, dass der zumindest eine Kontaktkörper ein Rohr anheben kann, wenn es in dem Arbeitsbereich liegt. Der Arbeitsbereich ist derjenige Bereich, in dem ein Rohr vom Kontaktkörper angehoben werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der zumindest eine Kontaktkörper zumindest ein drehbar gelagertes Rad. Das drehbar gelagerte Rad ist insbesondere um eine Rad-Drehachse gelagert. Günstig ist es, wenn die Rad-Drehachse zur horizontalen Ebene geneigt verläuft. Ein Anstellwinkel, unter dem die Rad-Drehachse zur horizontalen Ebene verläuft, beträgt vorzugsweise zumindest 20°, insbesondere zumindest 30°.
Vorzugsweise beträgt ein Kippwinkel zwischen einer Projektion der Rad-Drehachse auf die horizontale Ebene einerseits und einer Projektion der Rohraufnehmer-Längsachse auf die horizontale Ebene andererseits 90 ± 15°, insbesondere 90± 5°.
Günstig ist es, wenn das zumindest eine Rad ballig ausgebildet ist. Alternativ kann das Rad aber auch eine zylindermantelförmige oder konkave Lauffläche haben.
Um eine möglichst geringe Radkraft zwischen dem Rohr und dem Kontaktkörper zu erreichen, kann es vorteilhaft sein, wenn der Kontaktkörper zumindest ein omnidirektionales Rad aufweist, beispielsweise ein Mecanum-Rad oder ein Allseitenrad.
Vorzugsweise besitzt der Rohraufnehmer zumindest zwei aufeinander zu bewegbare Kontaktkörper. Die Kontaktkörper sind besonders so angeordnet, dass sie ein Rohr von gegenüberliegenden Seiten kontaktieren, sodass horizontal wirkende Kraftkomponenten einander kompensieren. Vorzugsweise sind die Kontaktkörper linear aufeinander zu bewegbar. Insbesondere sind die Kontaktkörper zum Kontaktieren des Rohrs auf einer Höhe unterhalb der Rohr-Längsachse und oberhalb einer Höhe einer Unterseite des Rohrs ausgebildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Rohrschweißmaschine einen ersten Kontaktkörperantrieb, der eine erste Kontaktkörper-Längsführung zum geführten Bewegen des ersten Kontaktkörpers aufweist. Alternativ oder zusätzlich besitzt die Rohrschweißmaschine vorzugsweise einen zweiten Kontaktkörperantrieb, der eine zweite Kontaktkörper-Längsführung zum geführten Bewegen des zweiten Kontaktkörpers aufweist. Es ist möglich, dass zwei Kontaktkörper gemeinsam von einem, insbesondere dem ersten, Kontaktkörperantrieb bewegt werden.
Unter einer Längsführung wird eine Führung verstanden, die sich entlang einer geraden Linie erstreckt. Insbesondere ist die Längsführung so ausgebildet, dass sich keine Schwenkbewegung ergibt, also eine Bewegung, die als Schwenken betrachtet werden kann. Es ist möglich, dass die Längsführung ganz oder abschnittsweise gekrümmt ist, wobei in diesem Fall der Krümmungskreismittelpunkt, insbesondere alle Krümmungskreismittelpunkte, in distaler Richtung vor dem Kontaktkörper liegen. Insbesondere erfolgt die Bewegung auf einem linearen Pfad. In anderen Worten ist die Längsführung vorzugsweise eine Linearführung.
Günstig ist es, wenn die erste und die zweite Kontaktkörper-Längsführung schräg auf einander zu verlaufen. Vorzugsweise verlaufen die Kontaktkörper-Längsführungen V-förmig auf einander zu. Bei Bewegung der Kontaktkörper aufeinander zu, insbesondere also auf die Rohraufnehmer-Längsachse zu, bewegen sich die Kontaktkörper dann mit einer Bewegungskomponente in proximale Richtung.
Die erste Kontaktkörper-Längsführung verläuft insbesondere unter einem ersten Schrägungswinkel zur Rohraufnehmer-Längsachse, der zumindest 30°, insbesondere zumindest 40°, und/oder höchstens 85°, insbesondere höchstens 75°, beträgt. Alternativ oder zusätzlich verläuft die zweite Kontaktkörper-Längsführung vorzugsweise unter einem zweiten Schrägungswinkel zur Rohraufnehmer-Längsachse, der zumindest 30°, insbesondere zumindest 40°, und/oder höchstens 85°, insbesondere höchstens 75°, beträgt.
Vorzugsweise besitzt die Rohrschweißmaschine eine Auflaufkufe zum Leiten eines Rohrs auf den Rohraufnehmer, wenn ein Rohr sich in proximaler Richtung bewegend auf die Auflaufkufe aufläuft. In anderen Worten ist die Auflaufkufe vorzugsweise so angeordnet, dass ein Rohr, das auf den Rohraufnehmer zu bewegt wird, von der Auflaufkufe passiv auf den Rohraufnehmer, insbesondere dessen Längsförderer, gehoben wird.
Vorzugsweise ist die Auflaufkufe in Längsrichtung proximal bezüglich der Rohraufnehmer-Längsachse hinter einem distalen Ende des Kontaktkörpers in Ruhelage angeordnet. Die Auflaufkufe besitzt vorzugsweise eine zur horizontalen Ebene schräg verlaufende Auflauffläche. Ein Auflaufflächen-Neigungswinkel, unter dem die Auflaufkufe im Mittel geneigt ist, beträgt vorzugsweise zumindest 15°, insbesondere zumindest 30°, und/oder höchstens 70°, insbesondere höchstens 60°. Wenn die Auflauffläche - wie gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen - gekrümmt verläuft, ist der Auflaufflächen-Neigungswinkel der Neigungswinkel einer Ausgleichsfläche durch die Auflauffläche.
Günstig ist es, wenn (a) der Rohraufnehmer einen Hauptabschnitt und einen Fußabschnitt hat, (b) der Fußabschnitt am distalen Ende des Rohraufnehmers angeordnet ist, und (c) der Fußabschnitt am Hauptabschnitt schwenkbar angelenkt ist. Vorzugsweise verläuft der Fußabschnitt in Betriebsstellung der Rohrschweißmaschine entlang des Bodens und der Hauptabschnitt verläuft nicht entlang des Bodens, sondern winklig dazu, bzw. mit einem Anstellwinkel von zumindest 5°, insbesondere des 10° und/oder höchstens 35°, insbesondere höchstens 25°.
Um ein automatisiertes oder zumindest teilautomatisiertes Anheben des Rohrs zu ermöglichen, besitzt die Rohrschweißmaschine vorzugsweise einen Rohrpositionssensor zum Erfassen einer Position eines bezüglich einer Fahrtrichtung der Rohrschweißmaschine vor dem Rohraufnehmer liegenden Rohrs.
Vorzugsweise besitzt die Rohrschweißmaschine eine Steuereinheit, die ausgebildet ist zum Ansteuern des zumindest einen Kontaktkörperantriebs, wenn der Rohrpositionssensor einen vorgegebenen Abstand zum Rohr unterschreitet und/oder detektiert. Insbesondere ist die Steuereinheit mit dem Rohrpositionssensor und dem Kontaktkörperantrieb verbunden.
Der Rohrpositionssensor kann ein berührungsloser Rohrpositionssensor oder ein taktiler Rohrpositionssensor sein. Beispielsweise ist der Rohrpositionssensor ein optischer Sensor. So kann der Rohrpositionssensor eine Lichtschranke, einen Ultraschall-Sensor und/oder eine Kamera aufweisen. Die Kamera kann beispielsweise ein Bilderkennungssystem aufweisen und/oder eine Laufzeitkamera sein.
Der Rohrpositionssensor kann zudem ein elektrischer Sensor sein. Beispielsweise erfasst der Rohrpositionssensor eine Änderung der Dielektrizitätskonstante.
Der Rohrpositionssensor ist beispielsweise ein Antastsensor, der so angeordnet ist, dass es an das Rohr anschlägt, wenn der vorgegebene Abstand zum Rohr unterschritten wird. Ist der Rohrpositionssensor ein Antastsensor, kann er einen Antastkörper, beispielsweise in Form einer Klappe, eines Stifts oder eines Seils, aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfass die Rohrschweißmaschine eine Kamera, in deren Gesichtsfeld der Kontaktkörper liegt, zum Aufnehmen von Bildern und/oder einen Bildschirm zum Darstellen der Bilder, beispielsweise in einem Führerhaus der Rohrschweißmaschine.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Rohrschweißmaschine,
2 eine perspektivische Ansicht des Rohraufnehmers der Rohrschweißmaschine gemäß 1,
3 eine perspektivische Ansicht von oben auf das distale Ende des Rohraufnehmers, das auch als Aufnahmekopf bezeichnet werden könnte, gemäß 2,
4 in der 4a eine Frontansicht auf das distale Ende des Rohraufnehmers gemäß 3 und in der 4b eine Seitenansicht auf das distale Ende des Rohraufnehmers gemäß 3 und
5 eine teilweise Schnittansicht entlang des Pfads A-A gemäß 4b .

1 zeigt eine spezifische Ansicht einer erfindungsgemäßen Rohrschweißmaschine 10, die ein Schweißaggregat 12 sowie einen Rohraufnehmer 14 besitzt. Das Schweißaggregat 12 kann in einem Führerhaus 15 angeordnet sein. Der Rohraufnehmer 14 besitzt ein distales Ende 16, das vom Schweißaggregat 12 beabstandet ist, und ein proximales Ende 18. Der Rohraufnehmer 14 ist mit dem proximalen Ende 18 an einem Chassis 20 der Rohrschweißmaschine 10 befestigt. Mittels einer Bewegungsvorrichtung 22 kann eine Höhenlage des proximalen Endes 18 verändert werden.
Die Rohrschweißmaschine 10 besitzt ein Fahrwerk 24, das mittels eines Motors 26, beispielsweise eines Dieselmotors, angetrieben ist. Die Rohrschweißmaschine 10 ist dadurch selbstfahrend. Das Fahrwerk 24 ist im vorliegenden Fall als Kettenantrieb ausgebildet, sodass die Rohrschweißmaschine 10 auch als Schweißraupe bezeichnet werden kann.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht auf den Rohraufnehmer 14. Es ist zu erkennen, dass die Bewegungsvorrichtung 22 als Hydraulikantrieb ausgebildet ist und einen ersten Hydraulikzylinder 28.1 aufweist. Mittels des ersten Hydraulikzylinders 28.1 kann eine Höhenlage h₁₈ des proximalen Endes 18 verändert werden. Alternativ kann beispielsweise ein von einem Elektromotor angetriebener Kugelgewindetrieb verwendet werden.
Wird der erste Hydraulikzylinder 28.1 ausgefahren, so schwenkt eine Schwinge 30 nach oben, wodurch sich die Höhenlage h₁₈ vergrößert. Die Höhenlage h₁₈ ist der Abstand des proximalen Endes 18 vom Boden B, auf dem die Rohrschweißmaschine 10 steht. Die Höhenlage h₁₈ entspricht einer z-Koordinate in einem Koordinatensystem 30, bei dem die x-Achse und die y- Achse horizontal und auf Höhe des Bodens verlaufen.
Durch Ausfahren des Hydraulikzylinders 28.1 vergrößert sich zudem die Höhenlage h₁₆ des distalen Endes 16.
Die Rohrschweißmaschine 10 besitzt eine Rohrzentrierung 32, die auch als Rohrzentriervorrichtung bezeichnet werden könnte. Die Rohrzentrierung 32 besitzt eine erste Stützrolle 34.1 und eine zweite Stützrolle 34.2. Die beiden Stützrollen 34.1, 34.2 verlaufen unter einem jeweiligen Stützrollen-Winkel σ₁, σ₂ zur Horizontalen H (siehe 3b). Die Stützrollen 34.1, 34.2 bilden eine konkave Stützstruktur für ein Rohr 36. Der Stützrollen-Winkel σ wird von der Oberkante der jeweiligen Stützrolle zur Horizontalen H gemessen. Nur wenn die Stützrolle zylinderförmig ist, stimmt er mit dem Winkel zwischen der Drehachse und der Horizontalen H überein.
Die Rohrzentrierung besitzt 32 eine erste Führungsrolle 38.1 und eine zweite Führungsrolle 38.2, die gestrichelt eingezeichnet sind. Die beiden Führungsrollen 38.1, 38.2 sind unter einem jeweiligen Führungsrollen-Winkel φ₁, φ₂ zur Horizontalen H geneigt. Die Führungsrollen 38.1, 38.2 sind an einem Joch 40 befestigt, dessen Position zu den Stützrollen 34.1, 34.2 mittels eines zweiten Hydraulikzylinders 28.2 veränderbar ist. Dadurch ist der Zentrierungs-Innenkreisdurchmesser eines Zentrierungs-Innenkreises einstellbar. Der Zentrierungs-Innenkreis entspricht dem Außendurchmesser des Rohrs 36, das von allen Stütz- und Führungsrollen 34.1, 34.2, 38.1, 38.2 berührt wird.
Die Rohraufnahme 14 besitzt, wie in 2 gezeigt, einen Fußabschnitt 42 am distalen Ende 16, der an einem Hauptabschnitt 44 angelenkt ist. Der Hauptabschnitt 44 ist am Chassis 20 befestigt. Mittels eines Hydraulikzylinders 28.5 kann der Fußabschnitt 42 relativ zum Hauptabschnitt 44 verschwenkt werden.
Der Rohraufnehmer 14 weist eine Mehrzahl an Rollen 45.i (i = 1, ..., N; 2 < N <200 hier N = 8) auf, die eine Rollenbahn 46 bilden. Die Stützrollen 34.1, 34.2 sind in Verlängerung der Rollenbahn 46 angeordnet. Ein gedachtes Rohr, das auf den Rollen 45.i aufliegt, kann ohne Zwangskräfte, die zu einer Knickbelastung des Rohrs führen, auf die Stützrollen 45.i aufrollen.
1 zeigt, dass das Schweißaggregat 12 eine Schweißachse As hat, die in der Regel horizontal verläuft. Die Schweißachse As befindet sich in einer Schweißachsenhöhe h_A über dem Boden. Verschweißt das Schweißaggregat 12 ein Rohr 36 (siehe 2), so verläuft die Längsachse, also die Zylinderachse, des Rohrs 36 auf Schweißachsenhöhe h_A. Mittels der in 2 gezeigten Bewegungsvorrichtung 22 kann ein Rohr stets so relativ zum Schweißaggregat positioniert werden, dass eine Rohr-Längsachse A_R mit der Schweißachse As zusammenfällt. Der Rohraufnehmer 14 hat eine Rohraufnehmer-Längsachse A₁₄, die der Rohr-Längsachse A_R entspricht, wenn das Rohr 36 auf dem Rohraufnehmer 14 liegt,
Dazu steuert eine Maschinensteuerung 47 die Bewegungsvorrichtung 22 so an, dass zunächst der Hydraulikzylinder 28.1 einfährt. Dadurch verkleinert sich die Höhenlage h₁₆ des distalen Endes 16, bis dieses auf dem Boden B aufliegt. Ein Neigungswinkel ν₁₄ zwischen dem Hauptabschnitt 44 des Rohraufnehmers 14 und der Horizontalen H beträgt dann beispielsweise ν₁₄ = 10°. Der Neigungswinkel wird bestimmt mittels eines Rohres, das vom Rohraufnehmer auf dem Hauptabschnitt 44 aufgenommen ist.
In 2 sind der Fußabschnitt 42 und der Hauptabschnitt 44 in ihrer aus Ausklapp-Stellung gezeigt, in der sie hintereinander angeordnet sind. Zum leichteren Transport der Rohrschweißmaschine 10 kann der Fußabschnitt 42 in eine Einklapp-Stellung eingeklappt werden und erstreckt sich dann entlang des Hauptabschnitts 44. Im Vergleich zu der Winkelstellung in der Einklapp-Stellung ist der Fußabschnitt 42 in der Ausklapp-Stellung um ungefähr 180° verschwenkt.
Im Betrieb steuert die Maschinensteuerung 47 das Fahrwerk 24 so an, dass die Rohrschweißmaschine 10 sich in eine Fahrtrichtung vorwärts auf das Rohr 36 zubewegt. Dadurch wird das Rohr 36 auf den Fußabschnitt 42 geschoben. Um eine Stirnseite des Rohrs 36 zu schonen, ist es möglich, die Stirnseite des Rohrs mittels eines Rohrhebers 50 anzuheben.
2 zeigt, dass der Rohrheber 50 zwei Kontaktkörper 52.1, 52.2 besitzt, die quer zur Längsrichtung des Rohrs voneinander beabstandet sind. Mittels eines Kontaktkörperantriebs 54.1, bei dem es sich beispielsweise um einen Hydraulikzylinder handelt, können die Kontaktkörper 52.1, 52.2 aufeinander zu bewegt werden. Dadurch wird das Rohr 36 angehoben. Bei einem weiteren Vorwärtsfahren der Rohrschweißmaschine 10 bewegt sich das Rohr 36 dann auf Rollen 55.j des Fußabschnitts 42. Die Rollen 55.j, 45.i und die Stützrollen 34.i bilden eine Auflage für das Rohr 36.
Nachfolgend können optional die Hydraulikzylinder 28.1, 28.2 ausgefahren werden. Dadurch verkleinert sich der Neigungswinkel ν₁₄. Die Rohrschweißmaschine 10 fährt nun so weiter vorwärts, bis das Rohr auf dem Rohraufnehmer 14 aufgenommen ist. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass das Rohr über seine gesamte Länge auf dem Rohraufnehmer 14 aufliegt.
Nachfolgend können die Hydraulikzylinder 28.1, 28.2 weiter ausgefahren werden, bis der gesamte Rohraufnehmer 14, also auch der Hauptabschnitt 44, einen Neigungswinkel von beispielsweise ν > 0° einnehmen. Das auf dem Rohraufnehmer 14 liegende Rohr 36 verläuft dann zum proximalen Ende 18 hin nach unten geneigt und drückt in diese Richtung. Es ist aber auch möglich, dass die Neigung des Rohraufnehmers 14 unverändert bleibt, während das Rohr 36 den Rohraufnehmer 14 hochgeschoben wird.
Durch das Ausfahren der Hydraulikzylinder 28.1, 28.2 wird das Rohr 36 zudem angehoben, sodass seine Rohr-Längsachse A_R mit der Schweißachse As zusammenfällt.
Nachfolgend wird das Rohr mit der bereits bestehenden Rohrleitung mittels des Schweißaggregats verschweißt.
3 zeigt, dass der erste Kontaktkörper 52.1 ein erstes Rad 70.1 aufweist, das um eine erste Rad-Drehachse D_70.1 drehbar gelagert ist. Der zweite Kontaktkörper 52.2 weist ein zweites gelagertes Rad 70.2 auf, das um eine zweite Rad-Drehachse D_70.2 drehbar gelagert ist. Optional können die Kontaktkörper 52.1, 52.2 jeweils zumindest ein weiteres Rad 70.3, 70.4 aufweisen, die um jeweilige Drehachsen D_70.3, D_70.4 drehbar gelagert sind. Im vorliegenden Fall sind die Räder 70.k ballig ausgebildet.
Die Drehachsen D₇₀.₁ des ersten Rads 70.1 verläuft unter einem Anstellwinkel α₁, (siehe 4a). Die Drehachsen D_70.k der übrigen Räder 70.k verlaufen entsprechend unter einem Anstellwinkel α_k. Es ist bevorzugt, nicht aber notwendig, dass die Anstellwinkel betragsmäßig gleich sind. Der Anstellwinkel liegt im vorliegenden Fall bei α₁ = 40°.
Der erste Kontaktkörper 52.1 ist mittels einer ersten Kontaktkörper-Längsführung 72.1 linear geführt. Wird der erste Kontaktkörperantrieb 54.1 betätigt, so bewegt sich der erste Kontaktkörper 52.1 sowohl auf den zweiten Kontaktkörper 52.2 zu als auch in proximale Richtung, also auf das Führerhaus 15 zu. Entsprechend ist der zweite Kontaktkörper 52.2 mittels einer zweiten Kontaktkörper-Längsführung 72.2 linear geführt. Wird der zweite Kontaktkörperantrieb 54.2 betätigt, bewegt sich der zweite Kontaktkörper 52.2 ebenfalls sowohl auf den ersten Kontaktkörper 52.1 zu als auch in proximale Richtung.
5 zeigt, dass ein erster Schrägungswinkel β₁, unter dem die erste Kontaktkörper-Längsführung 72.1 zur Rohraufnehmer-Längsachse A₁₄ verläuft, im vorliegenden Fall β₁ = 65° beträgt. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der erste Schrägungswinkel β₁ einem zweiten Schrägungswinkel β₂, unter dem die zweite Kontaktkörper-Längsführung 72.2 zur Rohraufnehmer-Längsachse A₁₄ verläuft. Das ist aber nicht notwendig.
3 zeigt, dass am distalen Ende 16 eine Auflaufkufe 74 angeordnet ist. Die Auflaufkufe 74 hat eine zur horizontalen Ebene schräg verlaufende Auflauffläche 76. Im vorliegenden Fall verläuft die Auflauffläche 76 unter einem Auflaufflächen-Neigungswinkel ν₇₆ zur horizontalen Ebene, wobei im vorliegenden Fall ν₇₆ = 40° gilt. Bewegt sich die Rohrschweißmaschine 10 auf das Rohr 36 zu, ohne dass das Rohr 36 von den Kontaktkörpern 54.1, 54.2 angehoben wird, so stößt das Rohr 36 mit seiner Stirnseite an die Auflauffläche 76 und wird dadurch so angehoben, dass es auf die Rollenbahn 46 gehoben wird.
Dabei kann jedoch die Stirnseite deformiert werden. Das erfordert ein Nacharbeiten, insbesondere spanendes Abtragen der beschädigten Teile der Stirnseite, was zeitaufwendig und daher unerwünscht ist. Aus diesem Grund wird das Rohr 36 vor dem Erreichen der Auflaufkufe 74 im Regelbetrieb von den Kontaktkörpern 52.1, 52.2 angehoben.
Um einem Bediener, der sich beispielsweise im Führerhaus 15 befindet, um das Betätigen der Kontaktkörper 52.1, 52.2 zu erleichtern, kann die Rohrschweißmaschine 10 einen Rohrpositionssensor 78 aufweisen. Der Rohrpositionssensor 78 kann beispielsweise durch eine Kamera gebildet sein. Die Kamera nimmt Bilder auf, die auf einem nicht eingezeichneten Bildschirm im Führerhaus dargestellt werden können. Alternativ oder zusätzlich ist die Kamera mit einem Bilderkennungssystem ausgestattet, mittels dem eine Position des Rohrs 36 relativ zum Rohraufnehmer 14 erfasst werden kann.
Der Rohrpositionssensor 78 kann zudem zumindest eine Lichtschranke 80 aufweisen, die gestrichelt eingezeichnet ist. Es sind jedoch auch andere Rohrpositionssensoren 78 denkbar, die beispielsweise taktil oder elektrisch messen.
5 zeigt einen Kippwinkel γ_k zwischen einer Projektion der Rad-Drehachse D₇₀._k auf die horizontale Ebene E_h einerseits und einer Projektion der Rohraufnehmer-Längsachse auf die horizontale Ebene E_h andererseits. Der Kippwinkel γ_k beträgt vorzugsweise 90 ± 15°.
4a zeigt eine Seitenansicht auf den Fußabschnitt 42. 5 ist der Schnitt entlang der Linie A-A.
Bezugszeichenliste

10: Rohrschweißmaschine
12: Schweißaggregat
14: Rohraufnehmer
15: Führerhaus
16: distales Ende
18: proximales Ende
20: Chassis
22: Bewegungsvorrichtung
24: Fahrwerk
26: Motor
28: Hydraulikzylinder
30: Koordinatensystem
32: Rohrzentrierung
34: Stützrolle
36: Rohr
38: Führungsrolle
40: Joch
42: Fußabschnitt
44: Hauptabschnitt
45: Rolle
46: Rollenbahn
47: Maschinensteuerung
48: Hydraulikaggregat
50: Rohrheber
52: Kontaktkörper
54: Kontaktkörperantrieb
56: Rohrleitung
58: Rohrableitungsführung
60: Niederhalterrolle
62: Unterstützungsrolle
64: Wiege
66: Hebeantrieb
68: freies Ende
70: Rad
72: Kontaktkörper-Längsführung
74: Auflaufkufe
76: Auflauffläche
78: Rohrpositionssensor
α: Anstellwinkel
β: Schrägungswinkel
γ: Kippwinkel
ν76: Auflaufflächen-Neigungswinkel
ν14: Neigungswinkel
A14: Rohraufnehmer-Längsachse
AR: Rohr-Längsachse
As: Schweißachse
B: Boden
D70.k: Rad-Drehachse
D: Zentrierungs-Innenkreisdurchmesser
D64: Wiegendrehachse
Eh: horizontale Ebene
H: Horizontale
h16: Höhenlage
hA: Schweißachsenhöhe
i: Laufindex der Rollen
j: Laufindex der Rollen
k: Laufindex der Räder

K: Zentrierungs-Innenkreis
R: Bewegungsrichtung
v: Neigungswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3040592 B1 [0002]

Claims

Mobile Rohrschweißmaschine (10) mit (a) einem Schweißaggregat (12) zum Verschweißen von Rohren (36) und (b) einem Rohraufnehmer (14) zum Zuführen eines Rohrs (36) zum Schweißaggregat (12), (c) wobei der Rohraufnehmer (14) (i) ein distales Ende (16), das dem Schweißaggregat (12) abgewandt ist, und (ii) ein proximales Ende (18), das dem Schweißaggregat (12) zugewandt ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass (d) der Rohraufnehmer (14) am distalen Ende (16) zumindest einen linear bewegbaren Kontaktkörper (52) um Anheben eines Rohrs (36) hat.
Mobile Rohrschweißmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Kontaktkörper (52) zumindest ein drehbar gelagertes (70) aufweist, das um eine Rad-Drehachse (D₇₀,_k) drehbar gelagert ist.
Mobile Rohrschweißmaschine (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rad-Drehachse (D₇₀,_k) unter einem Anstellwinkel (α) von zumindest 20°, insbesondere zumindest 30°, zur horizontalen Ebene (E_h) verläuft.
Mobile Rohrschweißmaschine (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohraufnehmer (14) zumindest zwei linear aufeinander zu bewegbare Kontaktkörper (52) hat.
Mobile Rohrschweißmaschine (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch (a) einen ersten Kontaktkörperantrieb (54.1), der eine erste Kontaktkörper-Längsführung (72.1) zum geführten Bewegen des ersten Kontaktkörpers (52.1) und/oder (b) einen zweiten Kontaktkörperantrieb (54.2), der eine zweite Kontaktkörper-Längsführung (72.2) zum geführten Bewegen des zweiten Kontaktkörpers (52.2) aufweist.
Mobile Rohrschweißmaschine (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktkörper-Längsführungen (72) schräg, insbesondere V-förmig, aufeinander zu verlaufen.
Mobile Rohrschweißmaschine (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass (a) die erste Kontaktkörper-Längsführung (72.1) unter einem ersten Schrägungswinkel (β₁) zur Rohraufnehmer-Längsachse (A₁₄) verläuft, der zumindest 30° und/oder höchstens 85° beträgt und/oder (b) die zweite Kontaktkörper-Längsführung (72.2) unter einem zweiten Schrägungswinkel (β₂) zur Rohraufnehmer-Längsachse (A₁₄) verläuft, der zumindest 30° und/oder höchstens 85° beträgt.
Mobile Rohrschweißmaschine (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass (a) der zumindest eine Kontaktkörper (52) mittels des zumindest einen Kontaktkörperantriebs (54) (i) aus einer Ruhelage, in der der Kontaktkörper (52) das Rohr (36) nicht anhebt, (ii) in eine Anhebelage, in der der Kontaktkörper (52) das Rohr (36) anhebt, bewegbar ist und dass (b) die Rohrschweißmaschine (10) eine Auflaufkufe (74) aufweist, die (i) in Längsrichtung proximal bezüglich der Rohraufnehmer-Längsachse (A₁₄) hinter einem distalen Ende (16) des Kontaktkörpers (52) in Ruhelage angeordnet ist und (ii) eine zur horizontalen Ebene (E_h) schräg verlaufende Auflauffläche (76) hat.
Mobile Rohrschweißmaschine (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch (a) einen Rohrpositionssensor (78) zum Erfassen eines bezüglich einer Fahrtrichtung der Rohrschweißmaschine (10) vor dem Rohraufnehmer (14) liegenden Rohrs (36), (b) wobei der zumindest eine Kontaktkörper ausgebildet ist zum automatischen Bewegen aus der Ruhelage in die Anhebelage, wenn der Rohrpositionssensor (78) einen vorgegebenen Abstand zum Rohr (36) unterschreitet.
Mobile Rohrschweißmaschine (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch (a) eine Kamera, in deren Gesichtsfeld der Kontaktkörper (52) liegt, zum Aufnehmen von Bildern und (b) einen Bildschirm zum Darstellen der Bilder in einem Führerhaus der Rohrschweißmaschine (10). PI/be