DE3210489A1 - Pipe manipulator for travelling through pipelines - Google Patents
Pipe manipulator for travelling through pipelinesInfo
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Abstract
Description
" Rohrmanipulator für das Durchfahren von "Pipe manipulator for driving through
Rohrleitungen Die Erfindung betrifft einen Rohrmanipulator für das Durchfahren von Rohrleitungen in axialer Richtung mittels eines Fahrgestells, an dem in axialem Abstand voneinander Kränze von Rollkörpern angeordnet sind, von denen die Rollflächen eines jeden Kranzes etwa äquidistant verteilt in Zylinderflächen liegen, mit mindestens einer Feststellvorrichtung zur Festlegung des Rohrmanipulators gegenüber der Rohrleitung, mit einem Längsantrieb für den Vortrieb des Fahrgestells innerhalb des Rohres, mit einer Haltevorrichtung für eine Bearbeitungs- und/oder Beobachtungseinrichtung, sowie mit einem Schwenkantrieb für die Drehung der Haltevorrichtung um die Rohrachse. Pipelines The invention relates to a pipe manipulator for Driving through pipelines in the axial direction by means of a chassis which are arranged at an axial distance from each other wreaths of rolling elements, of which the rolling surfaces of each ring approximately equidistantly distributed in cylindrical surfaces lie, with at least one locking device for fixing the pipe manipulator opposite the pipeline, with a longitudinal drive for propelling the chassis inside the tube, with a holding device for a machining and / or Observation device, as well as with a swivel drive for rotating the holding device around the pipe axis.
Derartige Rohrmanipulatoren müssen vielfältige Aufgaben erfüllen wie: - visuelle Inspektion durch Fernsehübertragung - zerstörungsfreie Werkstoffprüfung, beispielsweise Röntgenfotografie von Schweißnähten - Abtragen und Fräsen sowie Schleifen von Schweißnähten - Schweißen und Beschichten - Leitungsreinigung.Such pipe manipulators have to fulfill a variety of tasks such as: - visual inspection by television broadcast - non-destructive testing of materials, for example X-ray photography of weld seams - removal and milling as well as grinding of welds - welding and coating - pipe cleaning.
Derartige Bearbeitungs- oder Beobachtungsvorgänge können sowohl in der Vollendungsphase der Fertigung im Betrieb des Herstellers, als auch bei der Montage von Rohrleitungen auf Baustellen und schließlich auch bei Wartungsarbeiten bereits in Betrieb befindliche Anlagen durchgeführt werden, zu denen Kernkraftwerke, konventionelle Kraftwerke, Raffinerien und chemische Betriebe gehören.Such processing or observation processes can be carried out in the completion phase of production in the manufacturer's company, as well as in the Installation of pipelines on construction sites and ultimately also during maintenance work plants that are already in operation are carried out, to which nuclear power plants, includes conventional power plants, refineries, and chemical plants.
Ein Rohrmanipulator der eingangs beschriebenen Gattung ist durch die Firmendruckschrift Pipe-Crawler" der Firma Kraftwerk Union AG, Oktober 1981, bekannt. Die bekannte Vorrichtung besitzt jedoch zwei durch eine Gelenkwelle miteinander verbundene Fahrgestelle, die mit je zwei Kränzen von Rollkörpern ausgestattet sind. Der Abstand der beiden Fahrgestelle voneinander ist dabei durch einen elektro-pneumatischen Antrieb veränderbar. Dieses Merkmal wird in der Weise zur Fortbewegung des Rohrmanipulators benutzt, daß abwechselnd eines der beiden Fahrgestelle mittels einer zugehörigen Feststellvorrichtung gegenüber der Rohrleitung festgelegt wird, während das jeweils andere Fahrgestell mittels des besagten Antriebs vorgeschoben oder nachgezogen wird. Auf diese Weise bewegt sich der Rohrmanipulator schrittweise durch die Rohrleitung.A pipe manipulator of the type described above is through the Company publication Pipe-Crawler "from Kraftwerk Union AG, October 1981, known. However, the known device has two with each other through a cardan shaft connected chassis, each equipped with two rings of rolling elements. The distance between the two chassis is determined by an electro-pneumatic Drive changeable. This feature is used in the way of locomotion of the pipe manipulator used that alternately one of the two chassis by means of an associated Locking device is set in relation to the pipeline, while each other chassis is advanced or pulled by means of said drive. In this way the pipe manipulator moves through step by step the pipeline.
Die bekannte Konstruktion ist extrem aufwendig, und zwar sowohl hinsichtlich der Gelenkwelle als auch hinsichtlich des Steuerungssystems für den schrittweisen Vorschub oder Rückzug. Die insgesamt vier Kränze von Rollkörpern sind notwendig, um wegen des Vorhandenseins der Gelenkwelle eine ausreichend stabile Lage der beiden Fahrgestelle innerhalb der Rohrleitung zu gewährleisten. Dieser Aufwand führt zu einer beträchtlichen Baulänge sowie zu einem hohen Gewicht des bekannten Rohrmanipulators. Das hohe Gewicht spielt insofern eine Rolle, als ein solcher Rohrmanipulator auch durch senkrechte Rohrleitungsabschnitte hindurchbewegt werden muß. Die durch das hohe Gewicht bedingten kräftigen Feststellvorrichtungen bedingen wiederum eine Erhöhung des Gewichts, da jeweils ein Fahrgestell das Gesamtgewicht beider Fahrgestelle tragen muß.The known construction is extremely complex, both in terms of the cardan shaft as well as in terms of the control system for the gradual Advance or retreat. The total of four rings of rolling elements are necessary to ensure that the two are in a sufficiently stable position due to the presence of the cardan shaft Ensure chassis within the pipeline. This effort leads to a considerable length and a high weight of the known pipe manipulator. The high weight plays a role as such a pipe manipulator too must be moved through vertical pipe sections. The through the Strong locking devices due to high weight, in turn, require an increase the weight, as one chassis each carry the total weight of both chassis got to.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Rohrmanipulator der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, der eine kurze Baulänge und ein geringes Gewicht aufweist und eine besonders feinfühlige Bearbeitung und/oder Beobachtung der Innenwand der Rohrleitung erlaubt.The invention is therefore based on the object of a pipe manipulator of the type described at the beginning, which has a short overall length and a low one Has weight and a particularly sensitive processing and / or observation the inner wall of the pipeline.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemä dadurch, daß der Längsantrieb mindestens zwei mit der Rohrleitung in Berührung bringbare Reibrollen aufweist, die durch den Längsantrieb kontinuierlich antreibbar sind.The object is achieved according to the invention by that the longitudinal drive can be brought into contact with at least two of the pipeline Has friction rollers which can be continuously driven by the longitudinal drive.
Mit dem Erfindungsgegenstand sind folgende Vorteile verbunden: Durch den kontiuierlichen Reibrollenantrieb wird nur ein einziges Fahrgestell benötigt, das in sich starr sein kann, d.h. keine Gelenkwelle oder dergleichen benötigt.The subject matter of the invention has the following advantages: By the continuous friction roller drive is only a single chassis required, which can be rigid in itself, i.e. no cardan shaft or the like required.
Dadurch werden sowohl Baulänge als auch Gewicht, bezogen auf sonst gleiche Abmessungen (Rohrdurchmesser) in etwa halbiert. Die von der Feststellvorrichtung in senkrechten Rohrabschnitten aufzubringenden Haltekräfte sind dadurch gleichfalls geringer, so daß entweder eine größere Sicherheit gegeben ist oder die Feststellvorrichtung kleiner dimenisoniert werden kann. Auch die Wendigkeit wird wesentlich verbessert, d.h. es können Rohrkrümmer mit kleinerem Krümmungsradius durchfahren werden. Durch die kontinuierliche Fortbewegung kann man in engem Linienabstand die gesamte Rohrwand bearbeiten, absuchen oder fotografieren.As a result, both the overall length and weight, based on otherwise same dimensions (pipe diameter) roughly halved. The one from the locking device Holding forces to be applied in vertical pipe sections are thereby also less, so that either a greater security is given or the locking device can be dimensioned smaller. The maneuverability is also significantly improved, i.e. pipe bends with a smaller radius of curvature can be passed through. By the continuous movement can be seen in close line spacing along the entire pipe wall edit, search or take photos.
Insbesondere entsteht durch die kontinuierliche Fortbewegung eine bessere Erkennungsmöglichkeit von Einzelheiten der inneren Rohroberfläche. Die Wanderungsgeschwindigkeit des Rohrmanipulators ist in sehr viel weiteren Grenzen verstellbar, wobei eine Vortriebsgeschwindigkeit zwischen 20 und 43 m pro Stunde als Richtwert anzusehen ist.In particular, the continuous movement creates a better recognition of details of the inner pipe surface. The speed of migration of the pipe manipulator can be adjusted within much wider limits, with a forward speed between 20 and 43 m per hour is to be regarded as a guideline.
Eine in axialer Richtung besonders gedrängte Bauweise ergibt sich gemäß der weiteren Erfindung dann, wenn die Reibrollen für den Vortrieb zwischen den Kränzen von Rollkörpern für die Führung des Fahrgestells an diesem angeordnet sind.A construction that is particularly compact in the axial direction results according to the further invention when the friction rollers for propulsion between the wreaths of rolling elements for guiding the chassis on this are.
Hierdurch wird der Raum zwischen den Kränzen von Rollkörpern optimal ausgenutzt.This optimizes the space between the rings of rolling elements exploited.
Die Zahl der Rollkörper je Kranz ist nicht kritisch, jedoch haben sich vier Rollkörper auf jedem Kranz aus folgendem Grund als besonders vorteilhaft erwiesen: Die zu durchfahrenden Rohrleitungen enthalten gelegentlich Abzweigungen bzw. Einmündungen, deren Durchmesser aufgrund von Vorschriften maximal 75 des Durchmessers derjenigen Rohrleitung beträgt, in der sich der Rohrmanipulator bewegt. Hierbei bewegt sich allenfalls ein Rollkörper über die seitliche Oeffnung, so daß der Rohrmanipulator von den restlichen drei Rollkörpern zuverlässig gehalten bzw. geführt wird.The number of rolling elements per rim is not critical, however four rolling bodies on each ring are particularly advantageous for the following reason proven: The pipelines to be driven through contain occasionally Branches or junctions, the maximum diameter of which is due to regulations 75 of the diameter of the pipeline in which the pipe manipulator is located emotional. At most, a roller moves over the side opening, so that the pipe manipulator is reliably held by the remaining three rolling elements or is performed.
Bei dem weiter oben beschriebenen bekannten Rohrmanipulator befindet sich die Bearbeitungseinrichtung, die als Schleifmaschine ausgebildet ist, zusammen mit einer Fernsehkamera zwischen den Rollenkränzen des vorderen Fahrgestells. Hiermit sind gleichzeitig mehrere Probleme verbunden: Zunächst einmal muß der vordere Rollenkranz gegebenenfalls über eine noch unbearbeitete Schweißnaht hinwegbewegt werden. Sodann ist es unmöglich, Schweißnähte zu bearbeiten, die unmittelbar am Anfang eines Rohrkrümmers liegen, weil nämlich der vorderste Rollenkranz bereits innerhalb des Rohrkrümmers liegt und damit seitlich versetzt ist, so daß die Schweißnaht exzentrisch zur Drehachse der Bearbeitungseinrichtung verläuft. Schließlich ist es mit der zugehörigen Fernsehkamera unmöglich, denjenigen Bereich zu beobachten, in den der vordere Rollenkranz hineinfährt.Located in the known pipe manipulator described above the processing device, which is designed as a grinding machine, together with a television camera between the roller and cage assemblies on the front chassis. Herewith several problems are connected at the same time: First of all, the front roller cage must be possibly be moved over a still unprocessed weld seam. Then it is impossible to machine welds that are immediately at the beginning of a pipe bend because the foremost roller cage is already inside the pipe bend and is thus laterally offset, so that the weld seam is eccentric to the axis of rotation the processing device runs. After all, it is with the accompanying television camera impossible to observe the area into which the front roller cage is moving.
Gegenüber einem solchen Stand der Technik zeichnet sich der Erfindungsgegenstand dadurch aus, daß die Haltevorrichtung für die Bearbeitungseinrichtung und/oder die Beobachtungseinrichtung in Fahrtrichtung vor dem vordersten Kranz von Rollkörpern angeordnet ist. Durch diese Bauweise wird die Baulänge der Anordnung noch weiter verkürzt. Weiterhin ist es möglich, auch solche Schweißnähte zu beschleifen, die unmittelbar an der übergangsstelle zwischen einem zylindrischen Teil der Rohrleitung und einem Rohrkrümmer liegen. Darüberhinaus ist es mit der zugeordneten Fernsehkamera möglich, die Vorgänge an vorderster Front zu beobachten.The subject matter of the invention stands out in comparison to such prior art characterized in that the holding device for the processing device and / or the Observation device in the direction of travel in front of the foremost ring of rolling bodies is arranged. This design increases the overall length of the arrangement shortened. It is also possible to grind weld seams that right away at the transition point between a cylindrical Part of the pipeline and an elbow. In addition, it is with the associated television camera possible to observe what is going on at the frontline.
Es ist weiterhin von besonderem Vorteil, wenn die Haltevorrichtung eine zu ihrer Drehachse konzentrische Flanschplatte besitzt, an der mindestens eine weitere Feststellvorrichtung für die Festlegung der Haltevorrichtung gegenüber der Rohrleitung angebracht ist.It is also of particular advantage if the holding device has a flange plate concentric to its axis of rotation, on which at least one further locking device for fixing the holding device with respect to the Pipeline is attached.
Durch diese Maßnahme läßt sich folgendes erreichen: Normalerweise wird der Rohrmanipulator in einer solchen räumlichen Lage in die Rohrleitung eingeführt, daß die diametral gegenüberliegenden Reibrollen beim Durchfahren des ersten Rohrkrümmers auf dessen neutralen Fasern abrollen. Diese neutralen Fasern verlaufen in einer gekrümmten Fläche, deren Erzeugende parallel zur Drehachse des Rohrkrümmers verläuft, wenn man sich den Rohrkrümmer als durch die Drehung eines Kreises um die besagte Drehachse erzeugt denkt. Bei einem Rohrkrümmer in Form eines Sektors eines Hohltorus ist die besagte Fläche, auf der die neutralen Fasern liegen, ein Sektor einer ZU;inderfläche. Sofern nun die Längsachse des nächsten Rohrkrümmers nicht in der gleichen Ebene verläuft wie diejenige des ersten Rohrkrümmers, würden die Reibrollen nicht mehr auf den neutralen Fasern abrollen, sondern um einen entsprechenden Winkel versetzt. Durch Festlegung der Haltevorrichtung gegenüber der Rohrleitung läßt sich - bei gleichzeitig gelöster Feststellvorrichtung des Fahrsestells-dieses um seine Längsachse drehen, bis die Reibrollen wieder auf den neutralen Fasern zu liegen kommen. Eine solche Verstellung läßt sich im Voraus durch ein sogenanntes Fahrprogramm festlegen.With this measure the following can be achieved: Normally the pipe manipulator is inserted into the pipeline in such a spatial position, that the diametrically opposite friction rollers when driving through the first pipe bend roll on its neutral fibers. These neutral fibers run in one curved surface, the generatrix of which runs parallel to the axis of rotation of the pipe bend, if you look at the elbow as by rotating a circle around the said Axis of rotation generates thinks. In the case of a pipe bend in the form of a sector of a hollow torus is the said surface on which the neutral fibers lie, a sector of a ZU; inder surface. Provided that the longitudinal axis of the next pipe elbow is not in the same plane runs like that of the first pipe bend, the friction rollers would no longer roll on the neutral fibers, but offset by an appropriate angle. By fixing the holding device in relation to the pipeline it is possible to - at simultaneously released locking device of the chassis - this around its longitudinal axis Turn until the friction rollers come back to rest on the neutral fibers. One such adjustment can be in advance through a so-called driving program determine.
Das Umsetzen der Reibrollen in Umfangsrichtung hat jedoch außerdem den Vorteil, daß das Oberfahren von seitlichen Uffnungen in der Rohrleitung vermieden werden kann.However, the implementation of the friction rollers in the circumferential direction also has the advantage that driving over side openings in the pipeline is avoided can be.
Bei der bekannten Vorrichtung sind zwischen den zur Führung dienenden Rollkörpern Arretierstößel angebracht, die als Feststellvorrichtung für die einzelnen Fahrgestelle dienen.In the known device are between the serving for guidance Rolling bodies locking plungers attached, which act as a locking device for the individual Serve chassis.
Diese alternierende Anordnung wirkt einer Verkleinerung der Vorrichtung entgegen. Hierbei ist zu berucksichtigen, daß derartige Rohrmanipulatoren sowohl für Durchmesserbereiche bis zu 900 mm nach oben hin als auch bis zu 150 mm nach unten hin benötigt werden. Im Hinblick auf eine besonders kompakte Ausführung wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, daß die Rollkörper für die Führung als Kugeln ausgebildet sind, auf deren Rückseite eine Bremsvorrichtung angeordnet ist, die auf die Kugeln einwirkt. Hierbei dienen die Kugeln unmittelbar als Arretiervorrichtung, und es entsteht insofern ein verringerter Platzbedarf, als die Bremsvorrichtung in Form eines Stössels mit Kolben unmittelbar hinter der Kugel angeordnet werden kann.This alternating arrangement works to downsize the device opposite. It should be noted that such pipe manipulators both for diameter ranges up to 900 mm upwards as well as up to 150 mm downwards are needed at the bottom. With a view to a particularly compact design proposed according to the further invention that the rolling body for the guide as Balls are formed, on the back of which a braking device is arranged, acting on the balls. The balls serve as a locking device, and there is a reduced space requirement insofar as the braking device be arranged in the form of a plunger with piston immediately behind the ball can.
Der erfindungsgemäße Reibrollenatrieb hat sich überraschend als voll tauglich erwiesen, und zwar auch dann, wenn der Rohrmanipulator durch senkrechte Abschnitte eines Rohrleitungssystems hindurchbewegt werden soll. Um hierbei einen möglichst innigen Kontakt der Reibrollen mit der Rohrleitung zu erzielen, wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, daß die Reibrollen für den Vortrieb in je einem Lagerbock gelagert sind und daß die beiden Lagerböcke mit Kolben verbunden sind, die entgegengesetzt beweglich im gleichen Druckmittelzylinder angeordnet sind. Durch diese Maßnahme können die beiden Reibrollen bei Druckmittelbeaufschlagung der Kolben den gleichen Abstand beibehalten, sind jedoch gemeinsam in diametraler Richtung verschiebbar, wodurch eine Selbstzentrierung eintritt.The friction roller drive according to the invention has surprisingly been found to be full Proven to be suitable, even if the pipe manipulator by vertical Sections of a pipeline system are to be moved through. To this one to achieve the closest possible contact of the friction rollers with the pipeline, is according to the further invention proposed that the friction rollers for propulsion in each a bearing block are mounted and that the two bearing blocks are connected to pistons are the movable in opposite directions in the same pressure cylinder are arranged. As a result of this measure, the two friction rollers can move when pressure medium is applied the pistons maintain the same distance, but are more diametrically opposed to each other Direction can be shifted, whereby a self-centering occurs.
Eine besonders vorteilhafte, weil äußerst kompakte, Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in Anspruch 12 beschrieben, auf den zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.A particularly advantageous, because extremely compact, embodiment the subject matter of the invention is described in claim 12, on the avoidance referenced by repetitions.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und seine Einzelheiten werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 3 näher beschrieben.An embodiment of the subject matter of the invention and its details are described in more detail below with reference to FIGS. 1 to 3.
Es zeigen: Figur ; einen Längsschnitt durch eine Rohrleitung mit einem vollständigen, darin befindlichen Rohrmanipulator, Figur 2 einen Axialschnitt durch einen Teil des Rohrmanipulators im Bereich des vordersten Rollkörperkranzes und der relativ hierzu drehbaren Haltevorrichtung in vergrößertem Maßstab und Figur 3 eine Vorderansicht des Rohrmanipulators mit Bearbeitungseinrichtung (Blickrichtung in Rohrleitungsachse).They show: figure; a longitudinal section through a pipeline with a complete pipe manipulator located therein, Figure 2 is an axial section through a part of the pipe manipulator in the area of the foremost rolling element ring and the holding device rotatable relative to this on an enlarged scale and figure 3 a front view of the pipe manipulator with processing device (viewing direction in pipe axis).
In Figur 1 ist mit 1 eine Rohrleitung bezeichnet, die wahlweise durch ein Zylinderstück 2 oder einen Krümmer 3 fortgesetzt sein kann. Die beiden in Figur 1 aufeinander projizierten neutralen Fasern sind mit "N" bezeichnet. Die betreffenden Rohrleitungsteile sind durch eine Schweißnaht 4 miteinander verbunden, deren Wurzel im vorliegenden Falle durch einen Schleifvorgang geglättet werden soll.In Figure 1, 1 denotes a pipeline, which optionally through a cylinder piece 2 or a manifold 3 can be continued. The two in figure 1 Neutral fibers projected onto one another are denoted by "N". The concerned Pipeline parts are connected to one another by a weld 4, the root of which in the present case is to be smoothed by a grinding process.
In der Rohrleitung 1 ist ein Rohrmanipulator 5 angeordnet, dessen zentraler Teil ein Fahrgestell 6 ist, welches zwei Flanschplatten 7 und 8 sowie einen dazwischenliegenden koaxialen Längs holm 9 aufweist. An den Flanschplatten sind Kränze 10 und 11 von untereinander identischen Rollkörpern 12 befestigt, und zwar besteht jeder Kranz aus vier äquidistant auf den Umfang verteilten Rollkörpern 12, deren Einzelheiten in Figur 2 näher erläutert sind. So liegen die äußersten Punkte der Roliflächen 12a in je einer Zylinderfläche, die mit der Innenfläche der Rohrleitung 1 identisch ist, solange sich der Rohrmanipulator im zylindrischen Teil der Rohrleitung 1 befindet.In the pipeline 1, a pipe manipulator 5 is arranged, the central part is a chassis 6, which has two flange plates 7 and 8 as well has an intermediate coaxial longitudinal spar 9. On the flange plates wreaths 10 and 11 of identical rolling elements 12 are attached, and each ring consists of four rolling elements distributed equidistantly over the circumference 12, the details of which are explained in more detail in FIG. This is how the extreme ones lie Points of the roller surfaces 12a in each case a cylinder surface which is connected to the inner surface of the Pipe 1 is identical as long as the pipe manipulator is in the cylindrical part the pipeline 1 is located.
Zum Fahrgestell gehört außerdem ein Längsantrieb 13, der aus zwei diametral gegenüberliegenden Reibrollen 14 und 15 besteht, die über zwei nicht näher bezeichnete Getriebe mit Schnecke und Schneckenrad von zwei Antriebsmotoren 16 und 17 angetrieben werden. Die Lauffläche der Reibrollen besteht aus einem Werkstoff mit hohem Reibungskoeffizienten, vorzugsweise aus einem gummiartigen Elastomeren. Die Antriebsmotoren sin.d in Bezug auf den Längsholm 9 um 180 Grad rotationssymmetrisch versetzt, d.h. der Antriebsrnotor 16 liegt in Figur 1 vor dem Längsholm, und seine Abtriebsachse weist nach unten, während der andere Antriebsmotor 7 mit einer nach oben cerichteten Abtriebsachse hinter de@ L@@g@h@l@ liegt. Auf diese Weise wird der Paum der @nmittelbaren Umgebung des Längs@@lms optimal ausgenutzt.The chassis also includes a longitudinal drive 13, which consists of two there is diametrically opposite friction rollers 14 and 15, which are not closer than two designated gear with worm and worm wheel of two drive motors 16 and 17 are driven. The running surface of the friction rollers consists of one material with a high coefficient of friction, preferably made of a rubber-like elastomer. The drive motors are rotationally symmetrical by 180 degrees with respect to the longitudinal spar 9 offset, i.e. the drive motor 16 lies in front of the longitudinal spar in FIG The output shaft points downwards, while the other drive motor 7 with one after Above the output axis is behind de @ L @@ g @ h @ l @. That way will the space of the immediate surroundings of the longitudinal lms is optimally exploited.
Die Achsen der Reibrollen 14 und 15 verlaufen parallel zueinander und senkrecht zur Zeichenebene gemäß Figur 1. Es ist erkennbar, daß sich die Reibrollen zwischen den Kränzen 10 und 11 befinden. Zu diesem Zweck sind die Reibrollen in je einem Lagerblock 18 und 19 gelagert, die die Form rechteckiger Rahmen besitzen. Die beiden Lagerböcke sind mit je zwei Kolben 20 und 21 verbunden, die entgegengesetzt beweglich in jeweils dem gleichen Druckmittelzylinder 22 angeordnet sind.The axes of the friction rollers 14 and 15 run parallel to one another and perpendicular to the plane of the drawing according to FIG. 1. It can be seen that the friction rollers between the rings 10 and 11 are located. For this purpose the friction rollers are in each a bearing block 18 and 19 stored, which have the shape of a rectangular frame. The two bearing blocks are each connected to two pistons 20 and 21, which are opposite are movably arranged in the same pressure medium cylinder 22 in each case.
Es sind zwei Druckmittelzylinder 22 vorhanden, die in Blickrichtung hintereinander an der Flanschpaltte 7 befestigt sind, so daß nur der vorderste sichbar ist. Diese Maßnahme bewirkt parallele Führungen der Reibräder 14 und 15 zusammen mit den Schneckentrieben und den Antriebmotoren 16 und 17 in Richtung auf die Rohrwandung.There are two pressure medium cylinders 22, which are in the direction of view are attached one behind the other to the flange 7, so that only the foremost can be seen is. This measure causes the friction wheels 14 and 15 to be guided together in parallel with the worm drives and the drive motors 16 and 17 in the direction of the pipe wall.
Bei Druckmittelbeaufschlagung der Zylinder werden die Reibrollen 14 und 15 in entgegengesetzten Richtungen an die Rohrleitung 1 angepreßt; sie können jedoch ohne Veränderung des Zylindervolumens in gleicher Richtung ausweichen und sich auf diese Weise selbst zentrieren. Durch Druckentlastung können die beiden Reibrollen auch radial einwärts bewegt werden, um beispielsweise das Fahrgestell 6 in Umfangsrichtung umsetzen zu können (Ausrichten auf einen Krümmer; Umfahren einer Seitenöffnung). Da die Antriebsmotoren 16 und 17 an die Lagerböcke 18 und 19 angeflanscht sind, bewegen sie sich mit diesen bzw. den Reibrollen. Auch die Druckmittelzylinder 22 sind zwischen den Kränzen 10 und 11 angeordnet.When pressure medium is applied to the cylinders, the friction rollers 14 and 15 pressed against the pipeline 1 in opposite directions; you can but avoid changing the cylinder volume in the same direction and center yourself this way. By relieving the pressure, the two Friction rollers can also be moved radially inwards, for example around the chassis 6 in the circumferential direction (aligning with a bend; bypassing a side opening). Since the drive motors 16 and 17 to the bearing blocks 18 and 19 are flanged, they move with these or the friction rollers. Also the Pressure medium cylinders 22 are arranged between the rings 10 and 11.
Vor dem in Fahrtrichtung vordersten Kranz 10 befindet sich eine Haltevorrichtung 23, deren wesentlicher Teil eine Flanschplatte 24 ist, die zur Längsachse'A" des Rohrmanipulators konzentrisch ist. In der dargestellten Lage ist die Rohrleitungsachse mit der Achse "A" identisch. Die Flanschplatte ist - auf dem Umfang äquidistant verteilt - mit insgesamt nCht, Zsfstellvorrichtungen 25 versehen, deren Einzelheiten ln F -lr { gezeigt sind. Die Flanschplatte 24 ist auf eine gleichfalls in Figur 2 gezeigte Weise an dem Fahrgestell 6 gelagert und wird durch eine Welle 26 angetrieben, die durch das Fahrgestell 6 hindurch bis zu einem Schwenkantrieb 27 geführt ist, der - in Fahrtrichtung gesehen - hinter dem letzten Kranz 11 koaxial angeordnet ist, um nach allen Seiten möglichst den gleichen Abstand zur Rohrleitung 1 zu haben. Dies ist im Hinblick auf das Durchfahren enger Rohrkrümmer besonders vorteilhaft.A holding device is located in front of the foremost rim 10 in the direction of travel 23, the essential part of which is a flange plate 24 which extends to the longitudinal axis A "of the Pipe manipulator is concentric. The pipe axis is in the position shown identical to axis "A". The flange plate is - equidistant on the circumference distributed - provided with a total of nCht, Zsfstellvorrichtungen 25, their details ln F -lr {are shown. The flange plate 24 is on a same to you in the manner shown in Figure 2 is mounted on the chassis 6 and is by a shaft 26 driven through the chassis 6 up to a pivot drive 27 is performed, which - seen in the direction of travel - behind the last ring 11 coaxially is arranged to have the same distance to the pipeline on all sides as possible 1 to have. This is particularly important when it comes to driving through narrow elbows advantageous.
Mit der Haltevorrichtung 23 sind eine Bearbeitungseinrichtung 28 (Schleifscheibe) und eine Beobachtungseinrichtung 29 (Fernsehkamera) verdrehfest verbunden. Beide Einrichtungen befinden sich mit ihren Achsen in einer radialen Ebene, in der auch die Schweißnaht 4 liegt. Sobald die Bearbeitungseinrichtung aufgrund einer radialen Bewegungskomponente (siehe Figur 3) zur Anlage an die Wurzel der Schweißnaht 4 gebracht wird, kann dort ein Schleifvorgang durchgeführt werden. Dieser wird mittels der Beobachtungseinrichtung 29 überwacht und auf einen Monitor übertragen. Durch Betätigung des Schwenkantriebs 27 läßt sich auf diese Weise der gesamte Umfang der Schweißnaht 4 kontinuierlich bearbeiten. Es ist in Figur 1 insbesondere erkennbar, daß durch die Lage der Bearbeitungseinrichtung v o r dem in Fahrtrichtung vordersten Kranz 10 eine Schweißnaht 4 bearbeitet werden kann, die unmittelbar am Anfang eines Krümmers liegt, weil in dieser Stellung die Achse A noch unverändert konzentrisch zur Schweißnaht 4 verläuft. Es ist weiterhin erkennbar, daß bei Ausrichtung der Fernsehkamera in Fahrtrichtung der gesamte, vor dem Rohrmanipulator liegende Bereich beobachtet erden kann.With the holding device 23 are a machining device 28 (grinding wheel) and an observation device 29 (television camera) connected in a rotationally fixed manner. Both Facilities are located with their axes in a radial plane in which also the weld 4 lies. As soon as the processing device due to a radial Movement component (see FIG. 3) brought into contact with the root of the weld 4 a grinding process can be carried out there. This is done using the Monitoring device 29 is monitored and transmitted to a monitor. By actuation of the swivel drive 27 can in this way the entire circumference of the weld seam 4 edit continuously. It can be seen in Figure 1 in particular that by the position of the processing device in front of the foremost rim in the direction of travel 10 a weld 4 can be processed, which is immediately at the beginning of a bend is because in this position the axis A is still concentric to the weld seam 4 runs. It can also be seen that when the television camera is aligned in Observe the entire area in front of the pipe manipulator in the direction of travel can.
Figur 2 sind Einzelheiten derjenigen Feststellvorrichtung 30 zu entnehmen, mit der das Fahrgestell 6 gegenüber der Rohr- leitung 1 festgelegt werden kann. ¢;ie ersichtlih' ist der fsollkörper 12, der stellvertretend für alle anderen Rollkörper dargestellt ist, als Kugel ausgebildet und unter Zwischenschaltung einer Vielzahl kleinerer Kugeln 31 in einem Gehäuse 32 gelagert, das eine entsprechende Kugelfläche 32a aufweist.Figure 2 shows details of that locking device 30, with which the chassis 6 opposite the pipe line 1 established can be. ¢; the fsollkörper 12, which is representative of all, is visible Another rolling body is shown, designed as a ball and with the interposition a plurality of smaller balls 31 stored in a housing 32, which has a corresponding Has spherical surface 32a.
Der Rollkörper 12 ist durch eine gelochte Kappe 33 am Herausfallen gehindert. Das Gehäuse 32 weist auf seiner Rückseite eine Bohrung 34 auf, in die eine Bremsvorrichtung 35 in Form einer Kolbenstange hineinragt. Die Bremsvorrichtung 35 ist mit einem Kolben 36 verbunden, der unter Zwischenschaltung einer nicht näher bezeichneten Lippendichtung in einem Zylinder 37 gelagert ist. Der Zylinder 37 dient auch zur Aufnahme des Gehäuses 32, und zwar unter Zwischenschaltung einer Hülse 38. Durch eine strichpunktiert angedeutete Druckfeder 39 wird die Bremsvorrichtung 35 bei Druckentlastung gelöst. Da die Druckfedern 39 in jedem Kranz 10 bzw.The roller body 12 is falling out through a perforated cap 33 prevented. The housing 32 has on its rear side a bore 34 into which a braking device 35 in the form of a piston rod protrudes. The braking device 35 is connected to a piston 36, which with the interposition of a not closer designated lip seal is mounted in a cylinder 37. The cylinder 37 is used also for receiving the housing 32, with the interposition of a sleeve 38. A compression spring 39, indicated by dash-dotted lines, is the braking device 35 released when the pressure is relieved. Since the compression springs 39 in each ring 10 or
11 viermal vorhanden sind, wird der Rohrmanipulator beim Einführen in das Rohr zentrisch vorfixiert. Die Betätigungsrichtung der Bremsvorrichtungen verläuft in allen Fällen radial.11 are four times present, the pipe manipulator is inserted when inserting pre-fixed centrally in the pipe. The direction of actuation of the braking devices runs radially in all cases.
Figur 2 ist auch zu entnehmen, in welcher Weise die Haltevorrichtung 23 an dem Fahrgestell 6 gelagert ist. Dies geschieht unter Zwischenschaltung eines Radiallagers 40 und eines Axiallagers 41, die auf den an dieser Stelle zylindrisch ausgebildeten Längsholm 9 aufgeschoben sind. Die Dreh- oder Schwenkbewegung der Haltevorrichtung 23 erfolgt - wie bereits weiter oben ausgeführt - mittels der Welle 26. Es ist noch zu erkennen, in welcher Weise die Feststellvorrichtungen 25 in der Flanschplatte 24 ausgebildet sind. Zu diesem Zweck besitzt die Flanschplatte 24 acht radiale Bohrungen 42, von denen jedoch nur eine dargestellt ist. In jeder Bohrung 42 ist ein radialer Stößel 43 angeordnet, dessen Ende gleichzeitig als yolDer aus3ebildet und durch eine nicht näher bezeichnete Li@@endichtung gegenüber der Bohrung 45 abgedichtet ist. Auf diese Weise wirkt die Bohrung 42 als Zylinder. Der Rückzug der Stößel bei Druckentlastung wird durch eine Zugfeder bewirkt. Die Druckbeaufschlagung des Stößels 43 erfolgt in an sich bekannter eise über Bohrungen 44 und 45. Figure 2 can also be seen in what way the holding device 23 is mounted on the chassis 6. This is done with the interposition of a Radial bearing 40 and an axial bearing 41, which are cylindrical at this point trained longitudinal spar 9 are pushed. The rotating or swiveling movement of the Holding device 23 takes place - as already stated above - by means of the shaft 26. It can still be seen in what way the locking devices 25 in the Flange plate 24 are formed. The flange plate has 24 for this purpose eight radial bores 42, but only one of which is shown. In every hole 42 a radial plunger 43 is arranged, the end of which is designed as a yolDer at the same time and sealed with respect to the bore 45 by an unspecified Li @@ endichtung is. on in this way the bore 42 acts as a cylinder. The retreat the plunger when the pressure is released is effected by a tension spring. The pressurization of the tappet 43 takes place in a manner known per se via bores 44 and 45.
Anhand von Figur 2 wird folgender Wirkungsmechanismus erläutert: In der gezeigten Stellung der Feststellvorrichtung 30, d.h. bei entlasteter Bremsvorrichtung 35, sowie bei entlasteter Feststellvorrichtung 25 (wie gezeigt) läßt sich der Rohrmanipulator mittels in Eingriff befindlicher Reibrollen 14 und 15 in axialer Richtung ungehindert verfahren. Ist zum Beispiel die in Figur 1 gezeigte Arbeitsposition erreicht (Schleifen der Schweißnaht 4), so wird der Kolben 36 mit Druckmittel beaufschlagt und dadurch die Bremsvorrichtung 35 zum Ansprechen gebracht, so daß die Rollkörper 12 an einer Drehung - in welcher Richtung auch immer - gehindert sind. Nunmehr kann ein Bearbeitungsvorgang durchgeführt werden, wobei die Haltevorrichtung 23 mit der Flanschplatte 24 ungehindert um die Achse A drehbar sind.The following mechanism of action is explained using FIG. 2: In the position shown of the locking device 30, i.e. with the braking device relieved 35, as well as with the locking device 25 relieved (as shown), the pipe manipulator unhindered by means of friction rollers 14 and 15 in engagement in the axial direction procedure. If, for example, the working position shown in Figure 1 has been reached (grinding the weld 4), the piston 36 is acted upon with pressure medium and thereby the braking device 35 brought to respond, so that the rolling body 12 at a Rotation - in whichever direction - are prevented. A processing operation can now be carried out be carried out, the holding device 23 with the flange plate 24 unhindered are rotatable about the axis A.
Soll nun das Fahrgestell 6 aus den oben näher erläuterten Gründen in Umfangsrichtung verschwenkt werden, so wird zunächst die Feststellvorrichtung 25 arretiert, d.h. die Stößel 43 werden durch Druckmittelbeaufschlagung ausgefahren und gegen die Rohrleitung 1 gepreßt. Sobald nunmehr die Bremsvorrichtungen 35 entlastet und auch die Reibrollen 14!15 (Figur 1) von der Rohrleitung zurückgezogen worden sind, läßt sich das Fahrgestell 6 in Umfangsrichtung verschwenken, wobei die Rollkörper 12 auf der Rohrleitung 1 abrollen. Sobald die gewünschte Stellung erreicht ist, können die Reibrollen 14/15 wieder an die Rohrleitung 1 angepreßt werden, und der Rohrmanipulator kann nach Lösen der Feststellvorrichtung 25 in eine neue Arbeitsposition verfahren werden.Should now the chassis 6 for the reasons explained in more detail above are pivoted in the circumferential direction, the locking device 25 locked, i.e. the plungers 43 are extended by the application of pressure medium and pressed against the pipe 1. As soon as the braking devices 35 are now relieved and also the friction rollers 14! 15 (Figure 1) have been withdrawn from the pipeline are, the chassis 6 can be pivoted in the circumferential direction, the rolling elements 12 roll on the pipeline 1. As soon as the desired position is reached, the friction rollers 14/15 can be pressed against the pipe 1 again, and the After releasing the locking device 25, the pipe manipulator can be moved into a new working position be proceeded.
In Figur 3 ist zu erkennen, daß die Bearbeitungseinrichtung 28 aus einer Schleifscheibe 28a und einem Antriebsmotor 28b besteht. Der Antriebsmotor 28b ist außermittig angeordnet, so daß die Schleifscheibe 28a nur mit einer Kegelfläche 28c mit der Rohrleitung 1 in Berührung kommt.In Figure 3 it can be seen that the processing device 28 from a grinding wheel 28a and a drive motor 28b. The drive motor 28b is arranged eccentrically, so that the grinding wheel 28a has only one conical surface 28c comes into contact with the pipeline 1.
Sowohl der Antriebsmotor 28b als auch die Beobachtungseinrichtung 29 sind an einer Traverse 46 befestigt, die parallel durch zwei Zylinder 47 und 48 antreibbar ist. Zu diesem Zweck sind zwei zugehörige Kolben 49 und 50 über zugehörige Kolbenstangen 51 und 52 mit der Traverse 46 verbunden. Die eigentliche Zustellung der Bearbeitungseinrichtung 28 geschieht mittels einer von einem Getriebemotor 53 angetriebenen Gewindespindel 54, die mit einem Anschlagstück 55 verbunden ist.Both the drive motor 28b and the observation device 29 are attached to a cross member 46, which is parallel by two cylinders 47 and 48 is drivable. For this purpose, two associated pistons 49 and 50 are associated with Piston rods 51 and 52 are connected to the cross member 46. The actual delivery of the processing device 28 takes place by means of a gear motor 53 driven threaded spindle 54, which is connected to a stop piece 55.
Gegen dieses Anschlagstück 55 bewegt sich die Traverse 46.The cross member 46 moves against this stop piece 55.
Durch Verstellung des Anschlagstücks mittels der zugehörigen Gewindespindel 54 kann, unter Aufrechterhaltung der Druckmittelbeaufschlagung der Zylinder 47 und 48, die Schleifscheibe 28a feinfühlig in Richtung auf die Rohrleitung 1 zugestellt werden, so daß sowohl der Schleifvorgang als auch die Schleifscheibenabnutzung gezielt beeinflußt werden können.By adjusting the stop piece using the associated threaded spindle 54 can, while maintaining the pressurization of the cylinder 47 and 48, the grinding wheel 28a delicately fed in the direction of the pipeline 1 so that both the grinding process and the grinding wheel wear are targeted can be influenced.
Es ist ersichtlich, daß das Objektiv 29a der Beobachtungseinrichtung 29 auf diejenige Stelle ausgerichtet ist, an der die Schleifscheibe 28a mit der Rohrleitung 1 in Berührung kommt.It can be seen that the objective 29a of the observation device 29 is aligned with the point at which the grinding wheel 28a with the Pipeline 1 comes into contact.
Dadurch, daß die Beobachtungseinrichtung 29 an der gleichen Traverse 46 befestigt ist, bleibt der Betrachtungswinkel zum Schleifobjekt ebenso erhalten wie der Fokussierungszustand des Objektivs. Nach Beendigung des Schleif- und/oder des Beobachtungsvorgangs wird nach Druckabbau in den Zylindern 47 und 4r und die in den Zylindern angeordneten und nur strichpunktiert dargestellten uruckfedern 56 und 57 die Traverse 4 zusammen mit der Bearbeitungseinrichtung 28 und der Beobachtungseinrichtung 29 zurückgezogen. Auch das Anschlagsstück 54 wird mittels des Getriebemotors 53 wieder zurückgefahren. Dadurch ist ein gefahrloses Verfahren des gesamten Manipulators im Rohr einschließlich des Durchfahrens eines Krümmers gewährleistet.Because the observation device 29 is on the same traverse 46 is attached, the viewing angle to the grinding object is also retained such as the focus state of the lens. After finishing the grinding and / or the observation process is after pressure reduction in the cylinders 47 and 4r and the pressure springs arranged in the cylinders and only shown in phantom 56 and 57 the traverse 4 together with the processing device 28 and the observation device 29 withdrawn. Also the stop piece 54 is moved back again by means of the gear motor 53. This is a safe one Moving the entire manipulator in the pipe including passing through a Elbow guaranteed.
Es bleibt noch festzuhalten, daß der Schwenkantrieb 27 sowohl zur Hebeiführung einer Drehbewegung der Haltevorrichtung 23 gegenüber dem (stillstehenden) Fahrgestell verwendet werden kann als auch zur Drehung des Fahrgestells gegenüber der (stillstehenden) Haltevorrichtung 23. Diese Möglichkeit ist durch die relative Drehbeweglichkeit des Fahrgestells 6 gegenüber der Haltevorrichtung 23 gegeben, ohne daß hierfur ein zusätzlicher Antrieb vorgesehen werden müßte. Der maximale Schwenkwinkel beträgt im Hinblick auf die erforderlichen und nicht gezeichneten Zuleitungen für die Energieversorgung, Steuerung etc. etwas mehr als 360 Grad Mittels des Schwenkantriebs sind auch rerversierende Bewegungen der Bearbeituagseinrichtung 28 entlang der Schwei ßnaht durchführbar, und zwar in Abhängigkeit vom Durchhang der Schweißraupe oder einem etwaigen Rohrversatz. Der reversierende Schwenkwinkel kann zwischen etwa 10 Grad und 360 Grad gewählt werden.It remains to be noted that the swivel drive 27 both for Lifting a rotary movement of the holding device 23 relative to the (stationary) Chassis can be used as well as to rotate the chassis opposite the (stationary) holding device 23. This possibility is due to the relative Given the rotational mobility of the chassis 6 relative to the holding device 23, without an additional drive having to be provided for this. The maximum Pivot angle is with regard to the required and not shown Supply lines for the power supply, control, etc. a little more than 360 degrees means of the swivel drive are also reversing movements of the processing device 28 can be carried out along the weld seam, depending on the sag the weld bead or any pipe misalignment. The reversing swivel angle can be selected between approximately 10 degrees and 360 degrees.
Mit Ausnahme der. Schwenkbewegung des Fahrgestells 6 befinden sich die Reibrollen 14, 15 stets in Anlage an der Rohrwandung.With the exception of. Pivoting movement of the chassis 6 are located the friction rollers 14, 15 always in contact with the pipe wall.
Sie tragen auf diese Weise zu einer sehr zuverlässigen Halterung des Rohrmanipulators bei zumal deswegen, weil die Schneckentriebe zwischen den Antriebsmotoren 169 17 und den Reibrollen selbsthemmend sind. Dieser Vorteil spielt insbesondere dann eine Rolle, wenn sich der Rohrranipulator in einem senkrechten Rohrabschnitt befindet.In this way they contribute to a very reliable support of the Pipe manipulator especially because the worm drives between the drive motors 169 17 and the friction rollers are self-locking. This advantage plays in particular then a role when the pipe manipulator is in a vertical pipe section is located.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823210489 DE3210489A1 (en) | 1982-03-22 | 1982-03-22 | Pipe manipulator for travelling through pipelines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823210489 DE3210489A1 (en) | 1982-03-22 | 1982-03-22 | Pipe manipulator for travelling through pipelines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3210489A1 true DE3210489A1 (en) | 1983-09-29 |
Family
ID=6158973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823210489 Withdrawn DE3210489A1 (en) | 1982-03-22 | 1982-03-22 | Pipe manipulator for travelling through pipelines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3210489A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3341655A1 (en) * | 1983-11-18 | 1985-05-30 | Peter 6951 Schefflenz Füwesi | Method and device for sealing leaks on pipelines consisting of metal which can be welded |
| DE4206623A1 (en) * | 1992-03-03 | 1993-09-09 | Rainer Hitzel | Performing internal work on laid pipeline - involves carrier with adjustable guide rods at its sides and radially adjustable bearing |
-
1982
- 1982-03-22 DE DE19823210489 patent/DE3210489A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3341655A1 (en) * | 1983-11-18 | 1985-05-30 | Peter 6951 Schefflenz Füwesi | Method and device for sealing leaks on pipelines consisting of metal which can be welded |
| DE4206623A1 (en) * | 1992-03-03 | 1993-09-09 | Rainer Hitzel | Performing internal work on laid pipeline - involves carrier with adjustable guide rods at its sides and radially adjustable bearing |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: F16L 55/18 |
|
| 8130 | Withdrawal |