EP2817124A1 - Ventilbearbeitungsvorrichtung und verfahren zum bearbeiten eines ventils - Google Patents

Ventilbearbeitungsvorrichtung und verfahren zum bearbeiten eines ventils

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Publication number
EP2817124A1
EP2817124A1 EP13723456.3A EP13723456A EP2817124A1 EP 2817124 A1 EP2817124 A1 EP 2817124A1 EP 13723456 A EP13723456 A EP 13723456A EP 2817124 A1 EP2817124 A1 EP 2817124A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
processing device
valve processing
base plate
machining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13723456.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Waldemar KRUCKOV
Felix Vogt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2817124A1 publication Critical patent/EP2817124A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P13/00—Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass
    • B23P13/02—Making metal objects by operations essentially involving machining but not covered by a single other subclass in which only the machining operations are important
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0211—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track
    • B23K37/0217—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track the guide member being fixed to the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23P17/02—Single metal-working processes; Machines or apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q9/00—Arrangements for supporting or guiding portable metal-working machines or apparatus
    • B23Q9/02—Arrangements for supporting or guiding portable metal-working machines or apparatus for securing machines or apparatus to workpieces, or other parts, of particular shape, e.g. to beams of particular cross-section
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q27/00—Geometrical mechanisms for the production of work of particular shapes, not fully provided for in another subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine

Definitions

  • the present invention relates to a valve processing apparatus and a method of processing a valve using such a valve processing apparatus.
  • Valves such as those used in power plant technology or in the chemical industry, have different areas that need to be subjected to machining or manufacturing during repair. These include the valve seats and sealing strips, to name just a few examples. When machining, conventional CNC machining centers are usually used, which can be adapted to the specific requirements of valve machining.
  • valve to be repaired must first be removed from the corresponding system. Then it is transported to the valve processing device, stretched in this and edited. In advance, welding work can be carried out on the valve, in particular hardfacing, if a material application is required for the repair work. These can be done either manually or in a corresponding welding device. After checking the processing result, the valve is then transported back to the place of use and mounted. The system can then be put back into operation.
  • valve processing device Due to the fact that usually no valve processing device is present in the environment of the system, the transport of the valve takes a lot of time, resulting in undesirably high downtime of the corresponding system and thus is very expensive. To reduce these downtimes, the valve processing device can alternatively also for Plant to be transported. However, since corresponding processing centers are very large and bulky, transport and assembly and disassembly are associated with high costs, which is why associated with this variant high costs.
  • the present invention provides a valve-working device with a base plate, arranged on the base plate articulated robot, at the free end of a tool holder is provided, and at least one recordable from the tool holder cutting tool, wherein the valve processing device has a connecting device which designed is to attach the base plate to a valve flange of a valve to be machined.
  • a significant advantage of the valve processing device according to the invention is that it can be attached directly to the workpiece to be machined, if allowed by the size and weight of the valve. Accordingly, on bulky and heavy
  • valve processing device can be conveniently and inexpensively transport and assemble and disassemble.
  • the processing of a valve in the environment of the system in which this is used, is therefore no problem. If, on the other hand, the valve to be processed is too small to carry the valve-processing device safely, the connecting device can of course also be fastened elsewhere in the vicinity of the system.
  • the connecting device has a connection to the base plate.
  • the flange bracket comprises a plurality of through holes whose positions are selected according to the positions of threaded holes of the valve flange. Such a flange bracket allows the valve processing device to be screwed easily and conveniently to the valve flange.
  • At least one of the through holes of the Anflanschkonsole is designed as a slot, so that the Anflanschkonsole can connect with different valve flanges, which differ with respect to the pitch circle diameter of the threaded holes.
  • the connecting device at least one length-adjustable connecting rod assembly, the free ends are each provided with a hinge device, wherein the one hinge means connected to the base plate and the other hinge means using a screw on the valve flange can be fixed.
  • Such connecting rod assemblies increase in the assembled state, the rigidity of the attachment between the valve-working device according to the invention and a valve to be machined.
  • the at least one connecting rod arrangement for length adjustment preferably has a cylinder with an extendable piston. In this way, the length of the connecting rod assembly can be adjusted continuously as needed.
  • a connection arrangement is provided on opposite sides of the base plate, whereby a very stable structure is achieved in the intended condition of the valve processing device.
  • a linear guide is provided on the base plate, along which the articulated-arm robot is guided guided. Thanks a such linear guide can be added even more flexible positioning the cutting tool received in the tool holder.
  • the articulated-arm robot is preferably a 6-axis articulated-arm robot which permits very flexible machining.
  • the valve processing device advantageously has at least one welding tool and / or measuring tool which can be accommodated in the tool holder. Accordingly, the valve-working device according to the invention can be used not only for cutting machining but also for welding and / or measuring work. According to one embodiment of the present invention, the valve processing device is provided with a tool change system accommodating a plurality of cutting tools and / or welding tools and / or measuring tools. This allows the articulated robot to access a variety of tools so that the various operations can always be performed using an optimal tool.
  • the present invention further provides a method for machining a valve using a valve processing device having at least one cutting tool, in particular a valve-working device of the type according to the invention, the method comprising the steps:
  • the inventive method is characterized in that the workpiece to be machined, in contrast to known methods is not clamped to the valve processing device, but that the valve-working device is attached to the workpiece to be machined.
  • a connection device of the valve processing device is fastened to the valve flange using screw connections. Accordingly, the installation can be carried out easily and conveniently.
  • the method according to the invention is carried out at the place of use of the valve to be processed, that is in the vicinity of the system in which the valve is used. In this way, unnecessarily long downtime of the system can be avoided.
  • the method according to the invention is a repair method.
  • the valve to be processed is a large valve, so a valve with large dimensions and correspondingly high
  • FIG. 1 is a perspective view of a valve processing apparatus according to an embodiment of the present invention; a single front view of a flange console of the valve processing device shown in Figure 1; a perspective view of an exemplary valve that can be processed with the valve processing apparatus shown in Figure 1; a perspective view showing the valve processing apparatus shown in Figure 1 in a state in which it is attached to the valve shown in Figure 3, wherein a
  • Articulated arm robot of the valve processing device is in a first position; a perspective view showing the articulated arm robot of the valve processing apparatus in a second position; a perspective view showing the articulated robot in a third position; and a perspective view showing the articulated-arm robot in a fourth position.
  • the figures show a valve processing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention and an exemplary valve 2 that can be processed with the valve processing apparatus 1.
  • the valve processing device 1 comprises a base plate 3, on which a linear guide 4 is arranged, along which a articulated-arm robot 5 can be moved back and forth by means of a drive, not shown.
  • the articulated-arm robot 5 is a six-axis articulated-arm robot whose arm members can be pivoted about the axles 6, 7, 8, 9, 10 and 11.
  • a tool holder 12 is arranged, which is designed to accommodate various tools 13, 14, 15, 16, 17 and 18.
  • the tools 13 to 18 in the present case are cutting tools in the form of drilling tools, milling tools, grinding tools, countersink tools, thread cutting tools or the like, with which various cutting machining operations can be carried out.
  • valve processing device 1 can also be equipped, as required, with measuring devices and / or with welding tools, even if this is not shown in detail in the present case. Accordingly, it is then also possible to carry out measuring, testing and welding work with the valve processing device.
  • the valve processing device 1 is further provided with a connection device 19, which has a flange-on bracket 20 and two connecting rod arrangements 21 of identical construction.
  • the Anflanschkonsole 20 is disposed at the front end of the base plate 3 and extends perpendicular to this. It comprises two through holes 22 and 23, which are formed as elongated holes and spaced from each other. The positions of the through-holes 22 and 23 are selected according to the positions of threaded holes 24 of valve flanges 25 to be machined valves 2, so that flange flange 20 and valve flange 25 can be screwed together, as will be explained in more detail below.
  • the tapped pitch circle diameters D1 to D6 may correspond, for example, to diameters of 550 mm, 600 mm, 720 mm, 730 mm, 860 mm and 900 mm.
  • the Anflanschkonsole 20 has a centrally between the two through holes 22 and 23 ange- arranged circular arc-shaped recess 26, which ensures free access to the surfaces to be machined of a valve 2.
  • Each connecting rod assembly 21 is adjustable in length via a cylinder 27 with retractable piston.
  • At the free ends of the connecting rod assembly 21 each have a hinge device 28, 29 is provided, wherein the hinge device 28 is screwed to the base plate 3 and the hinge device 29 can be screwed to a valve flange 25.
  • the hinge devices 28 and 29 are each provided with a through hole 30 for receiving a fastening screw.
  • a tool changing system 31 is arranged, which receives the tools 13, 14, 15, 16, 17 and 18.
  • FIG. 3 shows, by way of example, various surfaces of a valve 2 that can be machined using a valve processing device 1. These include the flange surface 32, the lid abutment surface 33, the seal abutment surface 34, the swirl breaker surface 35 and the valve seat surface 36.
  • FIGS. 4 to 7 show the valve processing device
  • valve processing device 1 the Anflanschkonsole 20 is applied to the valve flange 25 such that in each case a threaded bore 24 through one of the through holes 22, 23 is accessible, whereupon the Anflanschkonsole 20 is bolted to the valve flange 25. Subsequently, the through holes 30 of the hinge devices 28,
  • valve processing device 1 is now stably held on the valve 2.
  • FIG. 5 shows, by way of example, the articulated-arm robot 5 in a state in which it processes the sealing abutment surface 33
  • FIG. 6 shows the articulated-arm robot 5 in a state in which it processes the valve-seat surface 35.
  • the articulated-arm robot 5 can change the tool held in its tool holder 12, as shown in FIG.
  • other machining operations can also be performed using the articulated arm robot 5, such as measuring, testing or welding machining.
  • the tool change system 31 must be equipped only with the appropriate tools.
  • valve processing device 1 has very small dimensions and a low weight, which is why it can be easily and conveniently transported. In addition, the valve processing device 1 can be used very flexibly.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) mit einer Basisplatte (3), einem an der Basisplatte (3) angeordneten Knickarm-Roboter (5), an dessen freien Ende eine Werkzeugaufnahme (12) vorgesehen ist, und zumindest einem von der Werkzeugaufnahme (12) aufnehmbaren Zerspanwerkzeug (13-18), wobei die Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) eine Verbindungseinrichtung (19) aufweist, die ausgelegt ist, um die Basisplatte (3) an einem Ventilflansch (25) eines zu bearbeitenden Ventils (2) zu befestigen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum spanenden Bearbeiten eines Ventils unter Verwendung einer solchen Ventilbearbeitungsvorrichtung (1).

Description

Ventilbearbeitungsvorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten eines Ventils
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilbearbeitungsvorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Ventils unter Verwendung einer solchen Ventilbearbeitungsvorrichtung.
Ventile, wie sie beispielsweise in der Kraftwerktechnik oder in der chemischen Industrie zum Einsatz kommen, weisen verschiedene Bereiche auf, die bei der Herstellung oder Reparatur einer spanenden Bearbeitung unterzogen werden müssen. Hierzu gehören die Ventilsitze und Dichtleisten, um nur einige Beispiele zu nennen. Bei der Zerspanung kommen meist herkömmliche CNC-Bearbeitungszentren zum Einsatz, die an die spezifischen Anforderungen bei der Ventilbearbeitung ange- passt sein können.
Wird eine spanende Bearbeitung eines Ventils im Rahmen von Instandhaltungsarbeiten erforderlich, so muss das zu reparierende Ventil in einem ersten Schritt aus der entsprechenden Anlage ausgebaut werden. Anschließend wird es zur Ventilbearbeitungsvorrichtung transportiert, in dieser gespannt und bearbeitet. Vorab können an dem Ventil Schweißarbeiten durchge- führt werden, insbesondere Auftragschweißarbeiten, wenn für die Reparaturarbeiten ein Materialauftrag erforderlich ist. Diese können entweder manuell oder in einer entsprechenden Schweißvorrichtung erfolgen. Nach Prüfung des Bearbeitungsergebnisses wird das Ventil dann wieder zum Einsatzort trans- portiert und montiert. Die Anlage kann daraufhin wieder in Betrieb genommen werden.
Aufgrund der Tatsache, dass im Umfeld der Anlage meist keine Ventilbearbeitungsvorrichtung vorhanden ist, nimmt der Trans- port des Ventils viel Zeit in Anspruch, was zu unerwünscht hohen Ausfallzeiten der entsprechenden Anlage führt und somit sehr kostspielig ist. Um diese Ausfallzeiten zu verringern, kann die Ventilbearbeitungsvorrichtung alternativ auch zur Anlage transportiert werden. Da entsprechende Bearbeitungs- zentren jedoch sehr groß und sperrig sind, sind Transport sowie Montage und Demontage mit hohem Aufwand verbunden, weshalb auch mit dieser Variante hohen Kosten einhergehen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Ventilbearbeitungsvorrichtung und ein alternatives Verfahren zum spanenden Bearbeiten eines Ventils zu schaffen, mit denen insbesondere Reparaturarbeiten an Ventilen einfach und preiswert durchführbar sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Ventilbearbeitungsvorrichtung mit einer Basisplatte, einem an der Basisplatte angeordneten Knickarm-Roboter, an dessen freien Ende eine Werkzeugaufnahme vorgesehen ist, und zumindest einem von der Werkzeugaufnahme aufnehmbaren Zerspanwerkzeug, wobei die Ventilbearbeitungsvorrichtung eine Verbindungseinrichtung aufweist, die ausgelegt ist, um die Basisplatte an einem Ventilflansch eines zu bearbeitenden Ventils zu befestigen. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ventilbearbeitungsvorrichtung besteht darin, dass diese direkt am zu bearbeitenden Werkstück befestigt werden kann, wenn die Größe und das Eigengewicht des Ventils dies zulassen. Entsprechend kann auf sperrige und schwere
Einzelkomponenten verzichtet werden, wie beispielsweise auf ein Fundament, einen Ständer oder dergleichen, was dazu führt, das sich die Ventilbearbeitungsvorrichtung bequem und preiswert transportieren sowie montieren und demontieren lässt. Die Bearbeitung eines Ventils im Umfeld der Anlage, in der dieses verwendet wird, ist somit unproblematisch. Ist das zu bearbeitende Ventil hingegen zu klein, um die Ventilbearbeitungsvorrichtung sicher zu tragen, so lässt sich die Verbindungseinrichtung alternativ natürlich auch anderweitig im Umfeld der Anlage befestigen.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Verbindungseinrichtung eine mit der Basisplatte verbun- dene Anflanschkonsole auf, die mehrere Durchgangslöcher um- fasst, deren Positionen entsprechend der Positionen von Gewindebohrungen des Ventilflansches gewählt sind. Über eine solche Anflanschkonsole lässt sich die Ventilbearbeitungsvor- richtung einfach und bequem mit dem Ventilflansch verschrau- ben .
Bevorzugt ist zumindest eines der Durchgangslöcher der Anflanschkonsole als Langloch ausgebildet, so dass sich die Anflanschkonsole mit unterschiedlichen Ventilflanschen verbinden lässt, die sich hinsichtlich des Teilkreisdurchmessers der Gewindebohrungen unterscheiden.
Die Verbindungseinrichtung weist gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wenigstens eine längenverstellbare Verbindungsstangenanordnung auf, deren freien Enden jeweils mit einer Gelenkeinrichtung versehen sind, wobei die eine Gelenkeinrichtung mit der Basisplatte verbunden und die andere Gelenkeinrichtung unter Verwendung einer Schraubverbindung an dem Ventilflansch festlegbar ist. Derartige Verbindungsstangenanordnungen erhöhen im montierten Zustand die Steifigkeit der Befestigung zwischen der erfindungsgemäßen Ventilbearbeitungsvorrichtung und einem zu bearbeitenden Ventil. Bevorzugt weist die wenigstens eine Verbindungsstangenanordnung zur Längenverstellung einen Zylinder mit ausfahrbarem Kolben auf. Auf diese Weise lässt sich die Länge der Verbindungsstangenanordnung bedarfsgerecht stufenlos einstellen. Vorteilhaft ist an gegenüberliegenden Seiten der Basisplatte je eine Verbindungsanordnung vorgesehen, wodurch im bestimmungsgemäßen Zustand der Ventilbearbeitungsvorrichtung ein sehr stabiler Aufbau erzielt wird. Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist auf der Basisplatte eine Linearführung vorgesehen, entlang welcher der Knickarm-Roboter geführt bewegbar ist. Dank einer solchen Linearführung lässt sich das in der Werkzeugaufnahme aufgenommene Zerspanwerkzeug noch flexibler positionieren.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Knickarm-Roboter um einen 6 -Achs-Knickarm-Roboter, der eine sehr flexible Bearbeitung gestattet .
Vorteilhaft weist die Ventilbearbeitungsvorrichtung zumindest ein in der Werkzeugaufnahme aufnehmbares Schweißwerkzeug und/oder Messwerkzeug auf. Entsprechend lassen sich mit der erfindungsgemäßen Ventilbearbeitungsvorrichtung nicht nur Zerspanbearbeitungen sondern auch Schweiß- und/oder Mess- arbeiten durchführen. Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Ventilbearbeitungsvorrichtung mit einem mehrere Zerspanwerkzeuge und/oder Schweißwerkzeuge und/oder Messwerkzeuge aufnehmenden Werkzeugwechselsystem versehen. Damit kann der Knickarm-Roboter auf eine Vielzahl von Werkzeugen zugreifen, so dass die verschiedenen Bearbeitungen stets unter Verwendung eines optimalen Werkzeugs durchgeführt werden können.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ferner ein Verfahren zum spanenden Bearbeiten eines Ventils unter Verwendung einer wenigstens ein Zerspanwerkzeug aufweisenden Ventilbearbeitungsvorrichtung, insbesondere einer Ventilbearbeitungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Art, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Montage der Ventilbearbeitungsvorrichtung an einem Ventil - flansch des zu bearbeitenden Ventils, spanende Bearbeitung des Ventils und Demontage der Ventilbearbeitungsvorrichtung. Mit anderen Worten zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass das zu bearbeitende Werkstück im Gegensatz zu bekannten Verfahren nicht an der Ventilbearbeitungs- Vorrichtung gespannt wird, sondern dass die Ventilbearbeitungsvorrichtung an dem zu bearbeitenden Werkstück befestigt wird . Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während der Montage der Ventilbearbeitungsvorrichtung eine Verbindungseinrichtung der Ventilbearbeitungsvorrichtung unter Verwendung von Schraubverbindungen an dem Ventilflansch befestigt. Entsprechend lässt sich die Montage einfach und bequem durchführen.
Bevorzugt wird/werden neben der spanenden Bearbeitung eine Schweißbearbeitung und/oder eine Messbearbeitung unter Ver- wendung der Ventilbearbeitungsvorrichtung durchgeführt. Somit muss nicht auf separate Schweißvorrichtungen und/oder Mess- einrichtungen zurückgegriffen werden.
Vorteilhaft wird das erfindungsgemäße Verfahren am Einsatzort des zu bearbeitenden Ventils durchgeführt, also in der Umgebung der Anlage, in der das Ventil verwendet wird. Auf diese Weise können unnötig lange Stillstandszeiten der Anlage vermieden werden. Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein Reparaturverfahren .
Bevorzugt ist das zu bearbeitende Ventil ein Großventil, also ein Ventil mit großen Abmessungen und entsprechend hohem
Eigengewicht, das die Ventilbearbeitungsvorrichtung problemlos ohne zusätzliche Spannvorrichtungen trägt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wer- den anhand der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungs- form einer erfindungsgemäßen Ventilbearbeitungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich.
Darin ist Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Ventilbearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; eine Einzel -Vorderansicht einer Anflanschkonsole der in Figur 1 dargestellten Ventilbearbeitungsvorrichtung ; eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Ventils, das mit der in Figur 1 dargestellten Ventilbearbeitungsvorrichtung bearbeitet werden kann; eine perspektivische Ansicht, welche die in Figur 1 dargestellte Ventilbearbeitungsvorrichtung in einem Zustand zeigt, in dem sie an dem in Figur 3 dargestellten Ventil befestigt ist, wobei sich ein
Knickarm-Roboter der Ventilbearbeitungsvorrichtung in einer ersten Stellung befindet; eine perspektivische Ansicht, die den Knickarm- Roboter der Ventilbearbeitungsvorrichtung in einer zweiten Stellung zeigt; eine perspektivische Ansicht, die den Knickarm- Roboter in einer dritten Stellung zeigt; und eine perspektivische Ansicht, die den Knickarm- Roboter in einer vierten Stellung zeigt.
Die Figuren zeigen eine Ventilbearbeitungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie ein beispielhaftes Ventil 2, das mit der Ventilbearbeitungsvorrichtung 1 bearbeitet werden kann.
Die Ventilbearbeitungsvorrichtung 1 umfasst eine Basisplatte 3, auf der eine Linearführung 4 angeordnet ist, entlang welcher ein Knickarm-Roboter 5 mittels eines nicht näher dargestellten Antriebs geführt vor- und zurück bewegt werden kann. Bei dem Knickarm-Roboter 5 handelt es sich um einen Sechs- Achs-Knickarm-Roboter, dessen Armglieder um die Achsen 6, 7, 8, 9, 10 und 11 verschwenkt werden können. Am freien Ende des Knickarm-Roboters 5 ist eine Werkzeugaufnahme 12 angeordnet, die zur Aufnahme verschiedener Werkzeuge 13, 14, 15, 16, 17 und 18 ausgelegt ist. Bei den Werkzeugen 13 bis 18 handelt es sich vorliegend um Zerspanwerkzeuge in Form von Bohrwerkzeugen, Fräswerkzeugen, Schleifwerkzeugen, Senkwerkzeugen, Ge- windeschneidwerkzeugen oder dergleichen, mit denen verschiedene Zerspanbearbeitungen durchgeführt werden können. Zusätzlich kann die Ventilbearbeitungsvorrichtung 1 aber auch bedarfsweise mit Messeinrichtungen und/oder mit Schweißwerkzeugen bestückt werden, auch wenn dies vorliegend im Einzelnen nicht dargestellt ist. Entsprechend lassen sich dann mit der Ventilbearbeitungsvorrichtung auch Mess-, Prüf- und Schweißarbeiten durchführen.
Die Ventilbearbeitungsvorrichtung 1 ist ferner mit einer Ver- bindungseinrichtung 19 versehen, die eine Anflanschkonsole 20 und zwei baugleich ausgeführte Verbindungsstangenanordnungen 21 aufweist.
Die Anflanschkonsole 20 ist am vorderen Ende der Basisplatte 3 angeordnet und erstreckt sich senkrecht zu dieser. Sie um- fasst zwei Durchgangslöcher 22 und 23, die als Langlöcher ausgebildet und beabstandet voneinander angeordnet sind. Die Positionen der Durchgangslöcher 22 und 23 sind entsprechen der Positionen von Gewindebohrungen 24 von Ventilflanschen 25 zu bearbeitender Ventile 2 gewählt, so dass Anflanschkonsole 20 und Ventilflansch 25 miteinander verschraubt werden können, wie es nachfolgend noch näher erläutert wird. Dank der Tatsache, dass die Durchgangslöcher 22 und 23 als Langlöcher ausgebildet sind, werden durch diese, wie es in Figur 2 dar- gestellt ist, mehrere Gewindebohrungs-Teilkreisdurchmesser Dl, D2 , D3 , D4 , D5 und D6 erfasst, wodurch eine Befestigung der Ventilbearbeitungsvorrichtung 1 an Ventilflanschen 25 mit unterschiedlichen Gewindebohrungs-Teilkreisdurchmessern ermöglicht wird. Die Gewindebohrungs-Teilkreisdurchmesser Dl bis D6 können beispielsweise Durchmessern von 550 mm, 600 mm, 720 mm, 730 mm, 860 mm und 900 mm entsprechen. Im Bereich ihres oberen freien Endes weist die Anflanschkonsole 20 eine mittig zwischen den beiden Durchgangslöchern 22 und 23 ange- ordnete kreisbogenförmige Aussparung 26 auf, die einen freien Zugang zu den zu bearbeitenden Flächen eines Ventils 2 gewährleistet . Jede Verbindungsstangenanordnung 21 ist über einen Zylinder 27 mit ausfahrbarem Kolben längenverstellbar. An den freien Enden der Verbindungsstangenanordnung 21 ist jeweils eine Gelenkeinrichtung 28, 29 vorgesehen, wobei die Gelenkeinrichtung 28 mit der Basisplatte 3 verschraubt ist und die Gelenk- einrichtung 29 mit einem Ventilflansch 25 verschraubt werden kann. Hierzu sind die Gelenkeinrichtungen 28 und 29 jeweils mit einem Durchgangsloch 30 zur Aufnahme einer Befestigungsschraube versehen. An dem der Anflanschkonsole 20 gegenüber liegenden Ende der Basisplatte 3 ist ein Werkzeugwechselsystem 31 angeordnet, das die Werkzeuge 13, 14, 15, 16, 17 und 18 aufnimmt.
Figur 3 zeigt beispielhaft verschiedene Flächen eines Ventils 2, die unter Verwendung einer Ventilbearbeitungsvorrichtung 1 spanend bearbeitet werden können. Hierzu gehören die Flanschfläche 32, die Deckelanlagefläche 33, die Dichtungsanlagefläche 34, die Drallbrecherfläche 35 und die Ventilsitzfläche 36.
Die Figuren 4 bis 7 zeigen die Ventilbearbeitungsvorrichtung
1 im bestimmungsgemäß montierten Zustand, in dem diese mittels Schraubverbindungen an einem Ventilflansch 25 eines Ventils 2 befestigt ist, wobei die Schraubverbindungen zu Dar- Stellungszwecken in den Figuren nicht gezeigt sind. Zur Montage der Ventilbearbeitungsvorrichtung 1 wird die Anflanschkonsole 20 an den Ventilflansch 25 derart angelegt, dass jeweils eine Gewindebohrung 24 durch eines der Durchgangslöcher 22, 23 zugänglich ist, woraufhin die Anflanschkonsole 20 mit dem Ventilflansch 25 verschraubt wird. Anschließend werden die Durchgangslöcher 30 der Gelenkeinrichtungen 28,
29 unter Einstellung der Länge der Verbindungsstangenanordnungen 21 mittels Betätigen des entsprechenden Zylinders 27 mit weiteren Gewindebohrungen 24 des Ventilflansches 25 in Deckung gebracht, woraufhin entsprechende Befestigungsschrauben eingesetzt werden. Die Ventilbearbeitungsvorrichtung 1 ist nunmehr stabil an dem Ventil 2 gehalten.
In einem weiteren Schritt können dann Zerspanungsarbeiten durchgeführt werden. Figur 5 zeigt beispielhaft den Knickarm- Roboter 5 in einem Zustand, in dem dieser die Dichtungsanlagefläche 33 bearbeitet, und Figur 6 zeigt den Knickarm-Robo- ter 5 in einem Zustand, in dem dieser die Ventilsitzfläche 35 bearbeitet. Bei Bedarf kann der Knickarm-Roboter 5 das in seiner Werkzeugaufnahme 12 gehaltene Werkzeug wechseln, wie es in Figur 7 dargestellt ist. Neben einer spanenden Bearbeitung können auch weitere Bearbeitungen unter Verwendung des Knickarm-Roboters 5 durchgeführt werden, wie beispielsweise Mess-, Prüf- oder Schweißbearbeitungen. Hierzu muss das Werkzeugwechselsystem 31 lediglich mit den entsprechenden Werkzeugen bestückt werden.
Ein wesentlicher Vorteil der Ventilbearbeitungsvorrichtung 1 besteht darin, dass diese sehr geringe Abmessungen und ein geringes Eigengewicht aufweist, weshalb sie einfach und bequem transportiert werden kann. Darüber hinaus ist die Ven- tilbearbeitungsvorrichtung 1 sehr flexibel einsetzbar.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge- schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) mit einer Basisplatte (3), einem an der Basisplatte (3) angeordneten Knickarm-Roboter (5), an dessen freien Ende eine Werkzeugaufnahme (12) vorgesehen ist, und zumindest einem von der Werkzeugaufnahme (12) aufnehmbaren Zerspanwerkzeug (13-18),
wobei die Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) eine Verbindungs- einrichtung (19) aufweist, die ausgelegt ist, um die Basisplatte (3) an einem Ventilflansch (25) eines zu bearbeitenden Ventils (2) zu befestigen.
2. Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindungseinrichtung (19) eine mit der Basisplatte (3) verbundene Anflanschkonsole (20) aufweist, die mehrere Durchgangslöcher (22, 23) umfasst, deren Positionen entsprechend der Positionen von Gewindebohrungen (24) des Ventilflansches (25) gewählt sind.
3. Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Durchgangslöcher (22, 23) der Anflansch- konsole (20) als Langloch ausgebildet ist.
4. Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindungseinrichtung (19) wenigstens eine längenverstellbare Verbindungsstangenanordnung (21) aufweist, deren freien Enden jeweils mit einer Gelenkeinrichtung (28, 29) versehen sind,
wobei die eine Gelenkeinrichtung (28) mit der Basisplatte (3) verbunden und die andere Gelenkeinrichtung (29) unter Verwendung einer Schraubverbindung an dem Ventilflansch (25) festlegbar ist.
5. Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Verbindungsstangenanordnung (21) zur Längenverstellung einen Zylinder (27) mit ausfahrbarem Kolben aufweist.
6. Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
an gegenüberliegenden Seiten der Basisplatte (3) je eine Verbindungsstangenanordnung (21) vorgesehen ist.
7. Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf der Basisplatte (3) eine Linearführung (4) vorgesehen ist, entlang welcher der Knickarm-Roboter (5) geführt bewegbar ist.
8. Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
es sich bei dem Knickarm-Roboter (5) um einen 6 -Achs-Knickarm-Roboter handelt.
9. Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
diese zumindest ein in der Werkzeugaufnahme (12) aufnehmbares Schweißwerkzeug und/oder Messwerkzeug aufweist.
10. Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
diese mit einem mehrere Zerspanwerkzeuge (13-18) und/oder Schweißwerkzeuge und/oder Messwerkzeuge aufnehmenden Werkzeugwechselsystem (31) versehen ist.
11. Verfahren zum spanenden Bearbeiten eines Ventils unter Verwendung einer wenigstens ein Zerspanwerkzeug (13-18) aufweisenden Ventilbearbeitungs orrichtung,
insbesondere einer Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das die Schritte aufweist :
Montage der Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) an einem Ventilflansch (25) des zu bearbeitenden Ventils (2) ;
spanende Bearbeitung des Ventils (2) ; und
Demontage der Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) .
12. Verfahren nach Anspruch 11,
bei dem während der Montage der Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) eine Verbindungseinrichtung (19) der Ventilbearbeitungs- Vorrichtung (1) unter Verwendung von Schraubverbindungen an dem Ventilflansch (25) befestigt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
bei dem neben der spanenden Bearbeitung eine Schweißbearbei - tung und/oder eine Messbearbeitung unter Verwendung der Ventilbearbeitungsvorrichtung (1) durchgeführt wird/werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
das am Einsatzort des zu bearbeitenden Ventils (2) durchge- führt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
bei dem es sich um ein Reparaturverfahren handelt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
bei dem das zu bearbeitende Ventil (2) ein Großventil ist.
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