DE2153880A1

DE2153880A1 - Geraet zum anschneiden von druckgefaessen oder -leitungen

Info

Publication number: DE2153880A1
Application number: DE2153880A
Authority: DE
Inventors: Coy De Osburn; Dillard Lee Rose
Original assignee: Td Williamson Inc Tulsa Okla (vsta); WILLIAMSON Inc T
Current assignee: TDW Delaware Inc
Priority date: 1970-01-02
Filing date: 1971-10-28
Publication date: 1973-05-03
Also published as: DE2153880C2; BE772179A; NL175038C; GB1302672A; AU463994B2; NL7112451A; FR2151535A5; US3614252A; AU3308171A; NL175038B

Description

"Gerät zum Anschneiden von Druckgefässen oder -leitungen"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Schneiden eines Loches oder einer Öffnung in einem Druckgefäss, wie in einem Rohr oder dergleichen, und insbesondere auf ein Gerät, das derartige Druckgefässe anschneiden kann, wenn das Druckgefäss mit einem unter Druck stehenden Strömungsmedium gefüllt ist, und zwar ohne einen nennenswerten Verlust des Strömungsmediums aus dem Druckgefäss.

Das Schneiden einer Öffnung durch die Wand eines Druckgefässes oder -rohres, während dieses ein unter Druck stehendes Strömungsmedium enthält, wird für gewöhnlich "Ileissanschnitt" (hot tapping) genannt. Das Gerät hierfür umfasst

für gewöhnlich ein Ventil und ein druckdichtes Gehäuse. Die Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtich.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, TH ERESI ENSTRASSE 33 · Telefon: 281202 · Telegramm-Adr·*!·: Lipatli/München — 2 —

Baytr. V.reinibank München, Zw.ijtf. Ojkar-von-Mill.r-Ring, Kta.-Nr. 882495 · Poshdwdc-Konto: MOnchtn Nr. 163397

Opptnauw lOroi PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

309818/0151

2153380

Schneidvorrichtung ist-in dem druckdichten. Gehäuse angeordnet und ist während des Anschneidvorganges für die Bedienungsperson nicht sichtbar.

Die meisten anzuschneidenden DrueiLgefässe, wie zum Beispiel Rohre und Tanks, haben kreisföruigen Querschnitt und bieten der Schneidvorrichtung eine gekrümmte Fläche. Venn die Schneidvorrichtung durch eine derartige v/and schneidet, ändert sich die auf der Schneidvorrichtung befindliche Last infolge des Schneidvorganges aufgrund der sich ständig ändernden Metallmerige, die sich in Berührung mit den Zähnen der Schneidvorrichtung befindet. Vorzugsweise sollte die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung mit der sich ändernden Last auf der Schneidvorrichtung-geändert werden, um die Last auf der Schneidvorrichtung und dein Gerät nicht nur zu hoch werden zu lassen, sondern auch so nahe wie möglich an derjenigen Last, die für eine wirksame Tätigkeit der Schneidvorrichtung erforderlich ist.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Schaffung eines Schneidgerätes, das mit der Änderung der Last auf der "Schneidvorrichtung die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung ändert.

Ferner soll erfindungsgemäss ein Anschneidgerät geschaffen werden, das die Bohrstange unabhängig von der Vorschubschraube dreht, wobei die relative Drehung der Bohrstange und der Vorschubschraube die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung bestimmt, so dass bei einer Verringerung der Drehgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung durch eine Erhöhung der Schneidlast eine entsprechende Verringerung der relativen Drehung zwischen der Bohrstange und der Vorschubschraube und eine sich daraus ergebende Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung durch das Werkstück eintritt, und umgekehrt eine Verringerung der Last

309818/0151

BAD OBlGJNAt

15380Q

auf der Sehneidvoririclitung eine Erhöhung der Vorschubge— sehwindigkeit durch Erhöhung der relativen Drehgeschwindigkeit zwischen der Bohrstange und der Vorschubschraube hervorruft.

Ferner soll erfindungsgemäss ein Ansclmeidgerät geschaffen werden, das die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung beim Schneiden eines Loches in ein Druckgefäss in Abhängigkeit von der auf der Schneidvorrichtung tefindlichen Schneidlast ändert.

Ferner soll erfindungsgemäss ein Anschneidgerät geschaffen werden, das für die Drehung der Vorschubschraube einen Motor verwendet, und für den Antrieb der Bohrstange und der Schneidvorrichtung einen zweiten Motor verwendet, wobei der zweite Motor derart wirkt, dass er bei Erhöhung der Last auf der Schneidvorrichtung langsamer läuft und bei Abnahme der Schneidlast schneller läuft, wodurch die relative Drehung zwischen der Bohrstange und der Vorschubschraube des Gerätes geändert wird, um d±3 Vorschubgeschwindigkeit der Bohrstange gemäss der Last auf der Schneidvorrichtung zu verstellen.

Diese und weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen für den Fachmann aus der vorliegenden Beschreibung einschliesslich der beigefügten Zeichnungen und Ansprüche hervor.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen

Fig. 1 eine teilweise als Aufriss und teilweise als Schnitt gezeigte Vorderansicht der bevorzugten Ausführungsform ist,

309818/016.1

2153800

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Teils des in Fig. 1 gezeigten Gerätes entlang der Linie 2-2 ist,

Fig. 3 eine teilweise als Aufriss und teilweise als Schnitt gezeigte Ansicht der rechten Seite des in Fig. 1 gezeigten Gerätes ist,

Fig. 4 wiederum eine teilweise als Schnitt und teilweise als Aufriss gezeigte Ansicht des oberen Teils des in Fig. 3 gezeigten Gerätes in vergrössertem Maßstab ist,

Fig. 'j eine Ansicht des unteren Teils des in Fig. 1 gezeigten Gerätes ist, in der gezeigt wird, wie das Gerät auf einem Druckgefäss, wie zum Beispiel einer Rohrleitung angebracht wird, um eine öffnung in das Gefäss zu schneiden und

Fig. 6-9 scheinatische Ansichten der hydraulischen Anlage des Gerätes sind, in denen die Strömung des hydx'aulisehen Strömungsmediums für verschiedene Arbeitsgänge veranschaulicht sind, die während eines "Heissanschnitts" von dem Gerät durchgeführt werden.

Das Gerät weist eine Haiterungsanordnung für die verschiedenen Bestandteile auf. In der gezeigten Ausführungsform umfasst diese Anordnung ein oberes rohrförmiges Teil 10 und ein unteres rohrförmiges Teil 11, Die einander benachbarten Enden der beiden rohrförmigen Teile weisen Flansche 12 und auf, die durch ein Getriebegehäuse lh miteinander verbunden sind.

309818/0151

2153800

Eine Vorschubschraube 15 ist an der Ilalterungsanordnung um ihre Längsachse drehbar angebracht» Die Vorschubsehraube ist für diese Drehung an dem oberen Ende des rohrförmigen Gehäuseteils 10 gelagert. Dies ist am deutlichsten in Pig. 4 gezeigt. Das obere Ende 15a der Vorschubschraube, das ohne Gewinde ist, weist einen Abschnitt 15b mit vergrössertem Durchmesser auf, um eine nach unten weisende Schulter zu bilden, mit der es auf einem Rollenlager 16 aufliegt. Das Rollenlager wird seinerseits von einem nach innen verlaufenden ringförmigen Flansch 17 getragen, der einstückig mit dem oberen Ende einer Antriebshülse 18 verbunden ist. In Längsabständen angeordnete Lager 19 liegen an einer nach unten weisenden Schulter an der Antriebshülse und an einer nach oben weisenden Schulter an dem rohrförmigen Gehäuseteil 10 an, um die Antriebshülse gegenüber dem Gehäuseteil drehbar zu lagern. Die Lager werden durch einen Abstandsring 19a auseinandergehalten. Ein Drucklager 21 ist zwischen einem seitlich verlaufenden Flansch 20 an der Vorschubschraube und dem Flansch 17 an der Antriebshülse angeordnet, um die Vorschubschraube gegen eine nach oben gerichtete axiale Bewegung (in der Ansicht der Fig. 4) durch den axialen Druck zu halten, der auf die Vorschubschraube ausgeübt wird, wenn sie dahingehend wirkt, eine Schneidvorrichtung durch die Wand eines Druckgefässes vorzuschieben.

Eine Bohrstange 40 ist rohrförmig ausgebildet und die Vorschubschraube 15 verläuft in die mittlere, in Längsrichtung verlaufende Öffnung der Bohrstange. Der obere Teil 40a der Bohrstange ist mit einem Gewinde versehen, das die Gewindegänge an der Vorschubschraube 15 so aufnimmt, dass durch die relative Drehung zwischen der Bohrstange und der Vorschubschraube die Bohrstange je nach der Richtung dieser relativen Drehung axial in der einen oder anderen Richtung bewegt wird. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist die Bohrstange

309818/0161

2153800

_β -

40 mit der Schneidvorrichtung 41 verbunden und bewegt diese in Eingriff und aus dem Eingriff mit dem anzusehneidenden Druckgefäss, wie z.B. einem Rohr 42 in Fig. $„ Das Ventil 43 ist zwischen dem Gerät und dem Druckgefäss angeordnet,, Durch Schliessung dieses Ventils kann das Gerät abgenommen oder in Stand gesetzt werden, ohne die Leitung zu öffnen,,

Die Bohrstange dreht auch die Schneidvorrichtung 41, und für diesen Zweck ist eine Einrichtung vorgesehen, mittels derer die Bohrstange gedreht wird. In der gezeigten Ausführungsform umfasst diese Einrichtung eine rohrförmige Antriebshülse 18, die sowohl die Bohrstange als auch die Vorschubschraube umschiiesst. Wie oben unter Bezugnahme auf Figo 4 erläutert wurde, ist die Antriebshülse 18 auf Lagern 19 drehbar gelagert und kann sich gegenüber der Vorschub— schraube drehen. Es sind Mittel vorgesehen, um die Drehung der Antriebshülse gegenüber der Bohrstange zu verhindern, aber die axiale Bewegung der Bohrstange gegenüber der Antriebshülse zu gestatten. In der gezeigten Ausführungsform wird ein länglicher Keil 43 (Fig. 4) von der Bohrstange getragen und sitzt in einem langgestreckten Keilschlitz 44 in der Innenbohrung der Antriebshülse 18. Auf diese Weise kann sich die Bohrstange in axialer Richtung gegenüber der Antriebshülse bewegen, kann sich jedoch gegenüber der Antriebshülse nicht drehen.

Wie oben erläutert, ändert sich die Last auf der Schneidvorrichtung, während die Schneidvorrichtung durch die Wand eines Druekgefässes schneidet. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die anzuschneidende Wand gekrümmt ist, was meistens der Fall ist. Wenn die Wand gekrümmt ist, befindet sich die Schneidvorrichtung in Berührung mit einer sich verhältnismässig ständig ändernden Metallfläche. Diese Änderung der in Berührung mit den Schneidzähnen der Schneid—

' -- 7 3O9818/Qi$1

2153800

vorrichtung stehenden Metallfläche ändert die Schneidlast auf der Schneidvorrichtung. Vorzugsweise wird die Vorschub— geschwindigkeit der Schneidvorrichtung in das Werkstück ebenfalls geändert, um eine Überlastung der Schneidvorrichtung oder des Gerätes zu vermeiden und den wirkungsvollsten Betrieb des Gerätes zu erhalten.

Geinäss der vorliegenden Erfindung sind Mittel für die Drehung der Vorschubschraube und der Bohrstange vorgesehen, die auf die Schneidlast auf der Schneidvorrichtung ansprechen, um die Vorscliubgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung herabzusetzen, wenn die Last zunimmt, und die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung zu erhöhen, wenn die Last abnimmt. Die die Vorschubschraube und die Bohrstange drehenden Mittel erreichen dies durch Veränderung der relativen Drehgeschwindigkeit der Bohrstange und der Vorschubschraube. Dies wird dadurch erreicht, dass die Dreheinrichtung so angeordnet ist, dass, während die Drehgeschwindigkeit der Vorschubschraube etwa konstant ist, die Drehgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung zunimmt, wenn die Schneidlast abnimmt, und abnimmt, wenn die Last auf der Schneidvorrichtung zunimmt. Eine Verringerung der Drehgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung setzt die relative Drehgeschwindigkeit zwischen der Bohrstange und der Vorschubschraube herab und verringert die Vorschubgeschwindigkeit. Umgekehrt erhöht eine Zunahme der Drehgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung die relative Drehgeschwindigkeit der Bohrstange und der Vorschubschraube und erhöht damit die Vorschubgeschwindigkeit.

Es sind Mittel für die Drehung der Vorschubschraube 15 um ihre Längsachse vorgesehen. In der gezeigten Ausführungsform ist der Teil li>c der Vorschubschraube in Nähe ihres oberen Endes mit sechseckigem Querschnitt (Fig. 1 und h) ausgebildet. Dieser Teil i^!jc erstreckt sich in ein schalen-

3 0 9 8 18/0151

es Kupplungsteil 22, das eine sechseckig ausgebildete Bohrung aufweist, in die der sechseckig ausgebildete Teil der Vorschubschraube verläuft. Dadurch wird eine Antriebsverbindung zwischen dem Kupplungsteil 22 und der Vorschubschraube gebildet. Die Kupplungshülse 22 ist in axialer Itichtung entlang der Vorschubschraube bewegbar und wird an ihrem oberen Ende durch den obersten Teil 15d der Vorschubschraube geführt. Eine Schraubenfeder 23 drückt die Kupp lungshülse 22 nach oben in die in Fig. 4 gezeigte Stellung, in der die Kupplung eingerückt ist. In dieser Stellung sitzt der Keil 2.h. in dem Schlitz 25 in dem rohrförmigen P Teil 26. Dieses Teil verläuft durch die Bohrung eines Zahnrades 27 und ist daran befestigt, so dass die Drehung des Zahnrades 27 über das ringförmige Teil 26, den Keil 2k und die Kupplungshülse 22 auf das obere Ende der Vorschubschraube 15 übertragen wird.

Das Zahnrad 27 wird durch eine Schnecke 28 gedreht, die ihrerseits durch zusammenpassende Kegelräder 29 und 30 gedreht wird. Das Antriebszahnrad 30 ist an der Antriebswelle eines hydraulischen Motors 31 befestigt. Ein unter Druck stehendes Strömungsmedium wird diesem Hydraulikmotor über Schläuche 33a und 33b zugeleitet. Je nach der Dreh- ^ richtung der Vorschubschraube dient der eine Schlauch als ■*■' Zuleitung und der andere als Ableitung für das hydraulische Strömungsmedium.

Für die weiter unten beschriebenen Zwecke ist das Kupplungsteil 22 ein Teil der Kupplungseinrichtung, die vorgesehen ist, um die Voi-schubschraube 15 von dem sie antreibenden Zahnradantrieb zu trennen. In der gezeigten Ausführungsform ist ein Kupplxm;,sko Iben 3^ in einem Zylinder 35 oberhalb des oberen Lndes der Voi^-schubsehraube angebracht. Durch Zufuhr von hydraulischem Druck in das obere linde des Zylinders

.U) 9 81 8/01 5 1

35 durch eine Leitung 35a bewegt der Kolben 34 die Kupplungshiiise 22 nach unten, bis der Keil 24 aus dem unteren Ende des Keilschlitzes 2j austritt. Dadurch wird die Vorschub— schraube von dem Zahnradantrieb getrennt, durch den sie von dem Motor 31 angetrieben wird.

Ein Lager 56 ist zwischen dem Kolben 3^;-^! und dem Kupplungsteil 22 vorgesehen, um zu gestatten, class die Kupplun_osliülse gegenüber den Kolben frei drehbar ist. vveiin der Druck von der Oberseite des Kolbens 3^ abgelassen wird, bewegt die Feder 23 die Kupplung in ihre eingerückte Stellung zurück und die Vorschubsehraube 15 wird dadurch wieder über die Zahnradverbindung mit dem Antriebsmotor 31 verbundene Lager 37 lagern die Zahnradanordnung 27» so dass sie durch das Schneckenrad 28 drehbar ist. Die Zahnx'udverbindung und die hydraulische Kupplung sind in einem Gehäuse 38 bzw. einer Kappe 39 angeordnet. Die Kappe ist an der Oberseite des Gehäuses 38 befestigt. Beide werden von dem Gehäuseteil getragen.

Gemäss der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung, die die Abtriebsdrehzahl mit der auf der Schneidvorrichtung befindlichen Last ändern kann, dazu vorgesehen, die An— triebshülse zu drehen, damit diese ihrerseits die Bohrstange und die Schneidvorrichtung dreht. In der gezeigten Ausführungsform (Pig. 3) ist ein Zahnkranz 45 auf der Antriebshülse 18 befestigt, um sich mit dieser zu drehen«, Der Zahnkranz wird von einem Schneckenrad 46 (Fig. l) gedreht, das seinerseits von Zahnkränzen 48a und 48b angetrieben wird. Der Zahnkranz 48b ist an der Abtriebswelle eines zweiten StrömüngBmittelmotors 49 angebracht. Die Welle 46a des Schneckenrades 46 verläuft nach links in der Ansicht der Fig. 1 und trägt ein Schwungrad 47. Dies verleiht der sich drehenden Bohrstange Schwungkraft, um achnelle Änderungen der Last auf der Schneidvorrichtung überwinden zu helfen

- 10 -309818/0161 BAD ORIGINAi

2153SQQ

- to -

und allgemein ihren Lauf glatt und stufenlos zu gestalten.

Zwei Einlasschläuche 50a und 50b sind mit dem Strömungs— mittelmotor 49 verbunden, um ihn mit unter Druck stehendem Strömungsmedium zu versorgen und seine Drehung in einer von zwei Richtungen hervorzurufen. Die Strömung des hydraulischen Strömungsinediums zu dem Motor 49 durch die Schläuche 50a und 50b wird durch ein Umkehrventil 52 gesteuert. Dieses Ventil bestimmt die Drehrichtung des Motors. Das Strömungsmedium zu dem Motor strömt ferner durch ein Drehzahlsteuerventil ■ 53. Dieses Ventil ist verstellbar und bestimmt die Drehgeschwindigkeit, mit der der Motor 49 die Antriebshülse und die Bohrstange bei einer bestimmten Last auf der Schneidvorrichtung drehen kann.

Das Strömungsmedium, das zu dem Antriebsmotor 3i der Vorschubschraube strömt, geht durch ein Umkehrventil 5^ und ein Drehzahlsteuerventil 55ο Die beiden Drehzahlsteuerventile und die beiden Umkehrventile sind auf einer Instrumententafel 56 angebracht, wie es in den Zeichnungen gezeigt ist. Ferner sind auf der Instrumententafel ein Steuerventil 57 ^für die hydraulische Kupplung und Druckmesser 58 und 59 angebracht, ^ die den hydraulischen Druck anzeigen, der zu den Antriebsmotoren strömt. Wie oben bereits erwähnt, bewirkt die relative Drehung zwischen der Vorschubschraube und der Bohrstange, die axiale Bewegung der Bohrstange. Bei einem Anschneidvorgang kann die Bedienungsperson nicht sehen, wo sich die Schneidvorrichtung im Verhältnis zu dem anzuschneidenden üruckgefäss befindet. Daher sind Mittel vorgesehen, die der Bedienungsperson die relative Bewegung der Bohrstange gegenüber der Vorschubschraube anzeigen» In der gezeigten Ausführungsform (Fig. k) ist ein Differential 60 so angeordnet, dass es eine Welle 6i antreibt, wenn das Differential von der Vorschubschraube und der Bohrstange angetrieben wird.

--Ii-

309818/01S1

Wie In der Zeleimung gezeigt, wird das obere Had 62 des Differentials (das in diesem Fall ein Kettenrad ist) von einer Rollenkette 63 und einem Kettenrad 64 angetrieben, das auf dem Teil 15b der Vorschubschraube Vj angebracht ist.

Da die Drehung der Bohrstange ihrerseits der Antriebshülse verliehen wird, kann die Antriebshülse dazu verwendet werden, das untere Rad 65 des Differentials anzutreiben. In diesem Fall ist das untere Rad 6^lj ein Zahnrad, das in Eingriff mit Zähnen steht, die um den Umfang des Flansches 17 an dem oberen Ende der Antriebshülse 18 ausgebildet sind. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Zahnrad 6j und den Zähnen an der Antriebshülse 18 ist derart, dass es in Verbindung mit der Grosse der Kettenräder 62 und 6h die Welle 6l mit der genauen Anzahl von Umdrehungen für jede iiliiliej ΐ der geradlinigen Bewegung dreht, die die Bohrstange gegenüber der Vorschubsehraube ausführt. Die Welle verläuft nach unten durch ein Gehäuse 67 und treibt eine Zählvorrichtung 68 an, die so kalibriert ist, dass sie die lineare Bewegung in einer entsprechenden Maßeinheit, wie zum Beispiel Millimetern anzeigt.

Die Strömungsmitteluotoren 31 und ^;±9 sind Motoren, die mit. einem Strömungsmedium mit konstantem Druck gespeist werden und ihre Drehzahl verringern, wenn die Last auf den Motoren zunimmt, und die Drehzahl erhöhen, wenn die Last abnimmt. Ein derartiger Motor, der für diesen Zweck verwendet werden kann, ist ein von der Vickers, Incorporated, einer Abteilung der Sperry Hand Corporation, in Troy, Michigan, gelieferter Motor. Der besondere bevorzugte Motortyp ist der Keihen-Kolbenmotor mit konstanter Verdrängung„ In Verbindung mit den Motoren werden Strömungsmittelpumpen verwendet, die vorzugsweise den Motoren das Strömungsmedium mit mehr Druck

3 0 9 8 18/0151

2153800

- 12

und mit höherem Volumen zuführen, als es für eine beliebige vorausgesetzte Last auf dem Gerät erforderlich wäre. Dadurch können die Drehzahlsteuerventile 55 und 53 für die Motoren so eingestellt werden, dass sie unter einer bestimmten Last auf der Schneidvorrichtung eine gewünschte Abtriebs— drehzahl haben. Eine derartige Pumpe, die für diese Zwecke verwendet werden kann, wird ebenfalls von der Firma Vickers hergestellt. Es ist die Reihen-Kolbenpumpe mit veränderlicher Verdrängung mit der Typenbezeichnung Series M-PVB Diese Pumpen sind in den Zeichnungen nur schematisch in Verbindung mit der weiter unten zu erläuternden hydraulischen Anlage gezeigt. Die Energie für den Antrieb der Pumpen kann aus jeder geeigneten Quelle, wie zum Beispiel einem Elektromotor oder einem Verbrennungsmotor hergeleitet werden. Die Strömungssteuerventile können ebenfalls von Vickers geliefert werden und sind von der Art, die verstellt werden kann, um einen konstanten Druckunterschied durch die Ventile aufrechtzuerhalten. Die Umkehrventile 52 und j'i können beliebige zweckmässige Strömungssteuerventile sein. Hin derartiges Ventil wird ebenfalls von Vickers geliefert. Es sind die Ventile mit den Typenbezeichnungen CM-2 und CM-3 Series. Das bevorzugte Ventil ist dieses Ventil mit einem "B"-Schieber

Mit dieser Anordnung kann die relative Drehgeschwindigkeit zwischen der Vorschubschraube und der Bohrstange verstellt werden, indem die Abtriebs drehzahl der Motoren 31 und 49 durch die Strömungssteuerventile 53 und 55 verstellt wird. Die Bedienungsperson kann die beiden Drelizahlsteuerventile so einstellen, dass die Bohrstange sich um einen bestimmten Betrag schneller als die Vorschubschraube dreht. Dadurch wii~d tiie Schneidvorrichtung in Richtung axif das Druckgefäss mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewogt. Wenn die Schneidvorrichtung in Berührung mit dem anzuschneidenden Druekgeiäss gelangt und beginnt, durch den Druckbehälter zu schneiden,

- 13 3 09818/0151

2153800

nimmt die Last auf der Schneidvorrichtung natürlich zu. Dadurch wird die Drehgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung und der Bohrstange herabgesetzt und die relative Drehung zwischen der Bohrstange und der Vorschubschraube verringert. Dadurch wird die Vorschubgeschwindigkeit ^_er Schneidvorrichtung herabgesetzt, und diese Verringerung ist proportional der Last auf der Sehneidvorrichtung. Wenn die Last zunimmt treten weitere Verminderungen der relativen Drehgeschwindigkeit der Bohrstange und der Vorschubschraube ein. Wenn die Last auf der Schneidvorrichtung abnimmt, nimmt die relative Drehung zu und die Vorschubgeschwindigkeit nimmt wiederum proportional zu der Last zu.

Mit der erfindungsgemässen Anordnung stellt sich also der Vorschub der Schneidvorrichtung automatisch auf die Last auf der Schneidvorrichtung selbst ein. Wenn die Schneidvorrichtung beispielsweise hängen bleiben sollte und ihre Drehung angehalten wird oder ihre Drehgeschwindigkeit so weit herabgesetzt wird, dass sie geringer ist, als die Drehgeschwindigkeit der Vorschubschraube, wird die Richtung des Vorschubes umgekehrt, und die Vorschubschraube bewegt die Schneidvorrichtung aus der Berührung mit dem Werkstück heraus. Wenn die Schneidvorrichtung von dem Werkstück getrennt ist, wird die ursprüngliche relative Drehung der Bohrstange und der Vorschubschraube wieder hergestellt und die Schneidvorrichtung wird wieder in die Berührung mit dem Werkstück vorgeschoben. Dies geschieht automatisch, ohne dass.irgendeine Handlung von der Bedienungsperson vorgenommen werden muss.

Der Betrieb des in den Zeichnungen gezeigten Gerätes wird nunmehr unter Bezugnahme auf die hydraulischen Anlagen beschrieben, die schematisch in den Fig. 6 bis 9 gezeigt sind. Das Gerät wird auf dem Ventil 43 angebracht, wie es in Fig.5

- lh -

^09818/0151

2153800

_ lit -

gezeigt ist. Zunächst befindet sich die Schneidvorrichtung 41 über dem Ventil in der oberen Ventilspindel 43a. Das Ventil wird geöffnet und die Schneidvorrichtung in eine Stellung unmittelbar oberhalb des anzuschneidenden Druck— gefässes bewegt, das in den Zeichnungen die Rohrleitung 42 ist. Um die Schneidvorrichtung in dieser Weise zu bewegen, wird nur die Vorschubschraube gedreht. Wie in Fig. 6 gezeigt, laufen dabei sowohl die Pumpe 70 als auch die Pumpe 72. Das^von der Pumpe 70 abgegebene Strömungsmedium gelangt durch eine Leitung 71 zu dem Umkehrventil ^2, das so ge— k schaltet ist, dass es hydraulisches Strömungsmedium durch * die Leitungen 33b und 33a dem Antriebsmotor 31 der Vorschubschraube zuleitet. Das hydraulische Strömungsmedium umgeht dabei das Drehzahlsteuerventil 55 durch ein Rückschlagventil 55&> da keine Drehzahlsteuerung erforderlich ist, wenn die Vorschubschraube in dieser Richtung gedreht wird. Wenn es erwünscht ist, die Drehzahl des Motors zu regeln, wie es weiter unten erläutert wird, wird die Strömung des hydraulischen Strömungsmediums umgekehrt, und das Ventil regelt dann die Drehzahl des Motors durch Steuerung der Strömung aus dem Motor,

Dem Antriebsmotor 49 für die Bohrstange wird kein Strömungsmedium zugeleitet, da das Ventil $k geschlossen ist. Dadurch wird die Bohrstange schnell in axialer Richtung vorgeschoben, was der Bedienungsperson gestattet, die ohrstange nach unten in eine Stellung zu bewegen, in der sie sich unmittelbar oberhalb der Rohrleitung 42 befindet. Die Bedienungsperson kennt ungefähr den Abstand zwischen der Ausgangsstellung der Schneidvorrichtung und der Rohrleitung. Durch Beobachtung der Zählvorrichtung 68 kann er jede weitere Drehung der Vorschubschraube anhalten, wenn die Schneidvorrichtung über die entsprechende Strecke in das Ventilteil 43b nach unten bewegt worden ist.

— 15 —

; 3 09818/0151

2153800

- 13 -

Der nächste Schritt ist der Anschneidvorgang. Zunächst werden die Strömungssteuerventile S>3 und 55 für die Motoren 31 und h9 eingestellt, um sowohl die Vorschubsehraube als auch die Bohrstange mit der gleichen Drehzahl anzutreiben. Dabei tritt keine axiale Bewegung der Bohrstange ein, und das Gerät kann überprüft werden, ion festzustellen, ob das Gerät ordnungsgeinäss arbeitete Die Pumpen 70 und 72 benötigen keine Ablassventile. Es sind jedoch Ablassventile lh in der Anlage aus Sicherheitsgründen und für die bedarfs— weise Entlastung beim Anlassen der Anlage vorgesehen«

Wenn das Gerät ordnungsgemäss läuft, wird die Drehgeschwindigkeit der Vorsclmbschraube durch Verstellung des Drehzalilregelvcnti1s j'j herabgesetzt. Die Drehzahl wird soweit herabgesetzt, bis die gewünschte Vorschubgeschwindigkeit der Bohrstange erzielt wird. Es sei bemerkt, dass die Drehrichtung der Vorschubschraube während des Anschneidvorganges entgegengesetzt der Richtung ist, in der die Vors chubs chraube gedx*eht wird, um die .-ichnei (!vorrichtung in Fi^. 6 nach unten zu bewegen, d.h., die Vorschubschraube wird in der Richtung gedreht, um die Schneidvorrichtung von dem iiohr hinwegzube— wegen. Dadurch, dass die Bohrstange schneller gedreht wird, als die Vorschubschraube, wird die relative Drehung hervorgerufen, (Un erforderlich ist, um die Schneidvorrichtung in Richtung auf das itohr zu bewegen. Die Vorschubgeschwindig— keil wird durch Beobachtung der Zählvorrichtung 6s bestimmt. Es verbleibt ein genügender Abstand zwischen der Schneidvorrichtung und dein Rohr, um die Vorschubgeschwindigkoit einzustellen, bevor die Schneidvorrichtung das ilohr erreicht. Wenn die Schneidvorrichtung, beginnt, das liohr anzuschneiden, tritt eine Herabsetzung, ihrer Drehgeschwindigkeit ein. Dies ist erwartfit und wird berücksichtigt, wenn die Drehgeschwindigkeit uiiloj- keiner Last eingestellt wird. Mit einiger Er— fahrun;· ,"(Mviimen die Bedi onim^snorsonen ein Gefühl für den

3 0 9 8 18/0151 _BAD ORIGINAL

2153800

- Jb -

Betrag, um den die Drehgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung abnimmtο Die genaue Vorschubgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung hangt von ihrer Grosse ab. Hier kennen wiederum erfahrene Bedienungspersonen allgemein den gewünschten Bereich.

Mit diesen Gerät führt jedoch eine fehlerhaft eingestellte Vorschubgeschwindigkeit nicht zu einer Beschädigung des Gerätes. Denn, wie oben erläutert, vtiri die Schneidvorrichtung bei zu schneller Vorschubgeschwindigkeit infolge der erhöhten Last durch das Werkstück abgebremst. Dadurch wird die relative Drehung zwischen der Bohrstange und eier Vor·" schubschraube herabgesetzt und demzufolge die Vorsehubgesohwindigkeit verringert. Wenn die Last derart ist, dass die Drehgeschwindigkeit der iichneidvorrichtung unter die Drehgeschwindigkeit der Vors chubs chraube absinkt, wird die Vor— schubrichtun_ umgekehrt und die Schneidvorrichtung.wird you dein Werkstück hiiiwegbewe-gr , bis ihre Drehgeschwindigkeit wieder die L»reh£3SChwind.uiKoit der Vorsch.ic^eiiraube übersteigt. Die&e automatische und augenblickliche Änderung :1er Vorschubges<:.'.ivindigkeit ist besonders vortcillit-ft, τ;οηη die Schneidvorrichtung hängen bleibt und von cleiu I'ei1:;st:iek an— fc gehalten wird.

Wenn die Schneidvorrichtung ein Stück aus der Seite des Üruckgefässes herausgeschnitten ha:, ~,\irü lie Bohrstange über das Ventil hy herausgezogen. i»i?ser Vorgang ist in Fig. β gezeigt, Diese Figur ist die ^i«::.ene vie FIg₁ 6_t mit der Abweichung, dass die Sti'ömungsriclrtu'ig des livärau— lischon S troinun^f-wediums zu dem Motor 31 ii-ir^u cias üi;il;elir— ventil -j2 geändei-t worden ist. ^^;enn sJeh aio äeimeidvorrichtung über üor-.i Ventil efiiiclet und das Vs:vii2 ^oEOiilosnoii ist, kann die S'".hue ία vorrichtung vom dir-i Lii.ie äer Bohrstange entfernt werden, Weitere Arbeitsgänge in Vorbildung "mit üom

- 17 -

3 0 9 8 13/0151 " "

BAD

2153800:

Anschneiden des Druckgefäßes können dann durchgeführt werden. Das Gerät kann beispielsweise dazu verwendet werden, einen herausnehmbaren Stopfen in die soeben in die Rohrleitung geschnittene öffnung einzusetzen, um die üfi'ming solange zu versehliessen, bis es erwünscht ist, eine Leitung anzuschliessen. Die Verwendung eines derartigen Stopfens gestattet die Abnahme des Ventils und umgeht die Notwendigkeit, auf der geschnittenen Öffnung ein Ventil befestigen zu müssen, bis der Anschluss hergestellt werden kann. Der Stopfen wird an dem linde der Bohrstange befestigt, das Ventil wird geöffnet und die Vo rs chub schraubte wird betätigt, wie in Fig. 6, um den Stopfen nach unten in seine Stellung in der Öffnung in dem Gofäss zu bewegen. Der Stopfen kann mit der Bohrstange durch eine Gewindeverbindung verbunden sein. In diesem Fall ist es erforderlich, die Bohrstange zu drehen, um sie von dem Stopfen zu trennen. Zu diesem Zweck wird das hydraulische Kupp lung s ventil L>7 geöffnet, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, um die Vorschubschraube von dem Antriebsmotor 31 zu trennen und ihre freie Drehung mit der Bohrstange zu gestatten. Der Antriebsmotor der Bohrstange kann dann betätigt werden, um die Bohrstange in der Richtung zu drehen, die erforderlich ist, uii sie von dem Stopfen abzuschrauben, ohne dass dadurch überiuässige Spannungen an der Bohrstange hervorgerufen wurden. Die Bohrstange wird in senkrechter Richtung nicht bewegt, wenn die Kupplung ausgerückt ist. Daher muss die relative Bewegung, die erforderlich ist, um die Gewindeverbindung zu lösen, woanders hervorgerufen werden, wie zum Beispiel.in der Verbindung zwischen der Bohrstange und dem Stopfen.

Aus der vorstehenden Beschreibung einer Ausführungsform dieser Erfindung ist ersichtlich, dass mittels der Erfindung alle oben genannten Aufgaben gelöst werden, und dass weitere Vorteile erzielt werden, die offensichtlich siöd und der erfindungsgemässen Ausgestaltung innewohnen.

3 0 9 8 18/0151

Claims

2153800

PATiLNTANSFHUCHE:

IJ Gerlit zum Schneiden einer Öffnung in ein Druc-;,_.ef Liss,

HimW^

wie zui Bei spiel ein rlohr oder dergleichen, gekennzeichnet durch eine Traganordnung, die in Nahe des Drucitgefiisses angebracht wird, eine Vorschubschraube {l¹}), die auf der

fc Traganordnung um ihre Längsachse drehbax- gelagert ist, eine Bohrs tauje (40), die mit der Vors chubs ehraube (lj) für axiale Bewegung gegenüber der Bohrstange bei relativer Drehung zwischen der Vorschubschraube und der Bohrstange verbunden ist, eine mit der Bohrstange (40) verbundene und durch die Bohrstange drehbare Schneidvorrichtung (41), die von der Bohrstange in Berührung und aus der Berührung mit einem Druckgefäss (42) bewegbar ist, Mittel zur Drehung der Vorschubschraube und Mittel zur Drehung der Bohrstange und der Schneidvorrichtung, wodurch die Schneidvorrichtung veranlasst wird, das Gefäss (42) anzuschneiden, wenn sie durch die relative Drehung zwischen der Vorschubschraube und der Bohrstange in Berührung mit dem Gefäss bewegt wird, wobei

™ die die Drehung der Bohrstange hervorrufenden Mittel auf die Last auf der Schneidvorrichtung ansprechen, um die relative Drehgeschwindigkeit der Bohrstange und der Vorschubschraube zu ändern und die Vorschubgeschwindigkeit, mit der die Vorschubsehraube die Bohrstange und die Schneidvorrichtung bewegt, in Abhängigkeit von der von dem DruekgefUss auf die Schneidvorrichtung ausgeübten Last zu verstellen.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrstange rohrförmig ist und eine in Längsrichtung verlaufende Mitteloffnung aufweist, in die sich die Vorsclmtu* schraube (15) erstreckt.
- 19 3 0 9 8 18/0151
2153B0Q
5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für die Drehung der Bohrstange eine rohrfö'rmige An— triebshülse umfassen, die eine in Längsrichtusng verlaufende Mittelöffnung aufweist, in die die Bohrstange verläuft und in der die Bohrstange in axialer Ilichtung der Antriebshülse bewegbar ist, sowie Mittel, durch die die Antriebshülse in der Traganordnung drehbar gelagert ist und Mittel, durch die die Drehung der Antriebshülse auf die Bohrstange übertragen vird, T/emi sich die Bohrstange in axialer kiehtimg gegenüber der Antriebsliülse bewegt.

h. Gerät nach Ansx>ruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für die Drehung der Vorschubschraube und der Bohrstango erste und zweite durch ein Strömungsmedium angetriebene Motoren umfassen sowie erste und zweite Drehzahlregeleinrichtungeii zur Verstellung des Druckes des Stromun^sriediums, das dein ersten bzw» dem zweiten Motor zugeführt wirtt, um ilis gewünschte axiale Bewegung für die Sclmeidlast auf der Sehneidvorrichtung hervorzurufen, und danach den Druck konstant zu halten, um eine Änderung der relativen Drehung zu gestatten, wenn die Last auf der Schneidvorrichtung sich ändert, und die Vorschubgeschwindigkeit der Bohrstange in axialer Richtung entsprechend zu ändern.

j. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein«» Kupplun^seinrichtusng vorgesehen ist, mittels derer die die Vorschubschraube antreibende Einrichtung trennbar mit der Vorschubschraube verbunden v/erden kann.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch ^e^eimzcichimir, dass

α ; e j.!^>·) i 'm^,seinr i clituii^ durch S Iroumi^sui ! tel drucl·:. iioiäti_wi vi rd.

- L¹O -

309818/0151

BAD

2153800
7. Gerät zum Schneiden einer Öffnung, in ein Druekgefäss, wie zum Beispiel ein Rohr oder dergleichen, gekennzeichnet durch eine Sehneidvorrichtung, mittels derer die öffnung geschnitten wird,, eine Bohrstange, die mit der Schneidvorrichtung verbunden ist und in axialer Richtung bewegbar ist, uiii die Schneidvorrichtung in Berührung und aus der Berührung wit einem Druckgefäss zu bewegen, die Sclin ei el Vorrichtung zu drehen und die Schneidvorrichtung tlureh das Druckgefäss vorzuschieben, wenn sie gedreht wird, um. sie zu veranlassen, eine öffnung in ein Druckgefäss zu schneiden, eine Vorschubschraube, die in Gewindeeingriff mit der Bohrstange steht, ui:i die Bohrstange zu tragen und. die Bohrstange in axialer dichtung zu bewegen, um dadurch äJ α Sehneidvorrichi πϊϊ; in Berührung nit dein Druckgefäss zu bewegen und die Schneidvorrichtung durch das Gefäss mit einer Geschwindigkeit vorzuschieben, die durch die Geschwindigkeit der relativen Drehung zwischen der Vorschubschraube und der Bohrstange be— stimmt wird, die Vort;chubsehraube und die Bohrstange In Drehung versetzende Mittel und eine verstellbar '.-Jinrichtimg zur Änderung der relativen Drehgeschwindigkeit zwischen eier Bohrstange und der Vorsclmbgeschwincligkeil, iu:i die Bohrstange in axialer Richtung mit der gewünschten Geschwindigkeit für eine bestimmte Schneidlast auf der Schneidvorrichtung zu bewegen, wobei die die Drehung hervorrufenden Mittel derart sind, dass die Drehgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung zunimmt, wenn die Schneidlast abnimuro, mit einnimmt_? "venn die Last auf der Schneidvorrichtung zunimmt, wodurch iie relative Drehung der Vorschubschraube und der Bohretauge geändert wird, um die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von Änderungen der Schneidlast auf der Schneidvorrichtung durch Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit "Όei Verringerung eier Schneidlast und umgekehrt einzustellen.

3098 18/0 151

BAD ORIQiNAL
8. Gerät nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, dass die die Drehung hervorrufenden Mittel erste und zweite Strömungsmittelmotoren umfassen, die dazu dienen, die Vorschubs chraube bzw. die Bohrstange zu drehen.
9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbaren Mittel eine Ventileinrichtung umfassen, die die Verstellung des Druckes des den ersten und zweiten Strömungsmittelmotoren zugeführten Strömungsiuediums gestatten, um eine relative Drehung zwischen der Bohrstange und der Vorschubschraube hervorzurufen, durch die die Bohrstange mit der gewünschten Geschwindigkeit in Richtung aif das anzuschneidende Gefäss bewegt wird, und um diesen Druck des zugeführten Strömungsmediums danach aufrechtzuerhalten, wenn die Last auf dem zweiten Motor zunimmt, wodurch die Lastzunahme eine Herabsetzung der Drehgeschwindigkeit des Motors und der Bohrstange bewirkt, wodurch die relative Drehgeschwindigkeit der Bohrstange und der Vorschubschraube verringert wird und eine Verringerung der Geschwindigkeit hervorgerufen wird, mit der die Bohrstange die Schneidvorrichtung bewegt, wenn diese durch das Gefäss schneidet.
10. Gerät zum Schneiden einer Öffnung in ein Druckgefäss, wie zum Beispiel ein Bohr oder dergleichen, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, eine drehbar in dem Gehäuse gelagerte Vorschubschraube, eine von der Vorschubschraube getragene Bohrstange, die in axialer Richtung durch relative Drehung zwischen der Vorschubschraube und der Bohrstange bewegbar ist, eine von der Bohrstange getragene Sohneidvorrichtung, die dazu dient, eine öffnung in ein Oruokgefäss zu schneiden, und erste und zweite Einrichtungen für die Drehung der Vorschubs ohraube bzw. der Bohrstange, wobei die zweite Einrichtung auf die Schneidlast auf der Schneidvorrichtung anspricht, um die Drehgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung herabzu-

- 22 -

309818/0151

setzen, wenn die Last zunimmt, und um die Drehgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung zu erhöhen, wenn die Last abnimmt, um dadurch automatisch die Geschwindigkeit zu ändern, mit der die Vorschubschraube die Bohrstange in axialer Richtung bewegt, wenn sich die Last auf der Schneidvorrichtung ändert.
11. Gerät zum Schneiden einer Öffnung in ein JJruciigef liss, wie zum Beispiel ein Rohr oder dergleichen, gekennzeichnet durch einen Rahmen, eine in dem Rahmen drehbar gelagerte Vorschubschraube, eine in Eingriff mit der Vorschubschraube stehende Bohrstange, die durch relative Drehung zwischen der Bohrstange und der Vorschubschraube in Längsrichtung bewegbar ist, eine an dem Rahmen um ihre Längsachse drehbar gelagerte Antriebshülse, Mittel, die die AntriebshUlse und die Bohrstange miteinander verbinden, um sie gegen relati\^re Drehung festzuhalten, und dabei die Längsbewegung der Bohrstange gegenüber der Hülse zu gestatten, und Mittel* zur Drehung der Vorschubschraube und der Antriebshülse unabhängig voneinander, so dass die relative Drehung der Bohrstange und der Vorschubschraube, die die axiale Bewegung der Bohrstange und die Vorschubgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung in das Werkstück hervorruft, durch die relative Drehgeschwindigkeit zwischen der Antriebshülse und der Vorschubschraube bestimmt wird.

309818/0151 ^BÄD original

Leerseite