NO178534B

NO178534B - Cutting device

Info

Publication number: NO178534B
Application number: NO931899A
Authority: NO
Inventors: Harald Ramfjord
Original assignee: Hydrakraft As; Orbitech
Priority date: 1993-05-25
Filing date: 1993-05-25
Publication date: 1996-01-08
Also published as: NO178534C; NO931899D0; NO931899L

Description

Oppfinnelsen vedrører en skjæreanordning som omfatter et bøyelig tauformet skjæreorgan, som er forsynt med skjær og lukket i en endeløs sløyfe, hvor skjæreorganet løper over sporskiver, hvorved skjæreorganet beveger seg langs en bane som avgrenser ett plan, benevnt bevegelsesplanet for skjæreorganet, og hvor det finnes midler for å iverksette relativ bevegelse mellom skjæreorgan og arbeidsstykke. The invention relates to a cutting device comprising a flexible rope-shaped cutting member, which is provided with shears and closed in an endless loop, where the cutting member runs over track discs, whereby the cutting member moves along a path that defines a plane, called the plane of movement of the cutting member, and where it is found means for effecting relative movement between the cutting member and the workpiece.

Skjæreanordningen ifølge oppfinnelsen er særlig, men ikke utelukkende, tenkt anvendt under vann for kapping av rør av stål og/eller betong, stein etc. og betjent ved hjelp av en såkalt ROV (fjernstyrt, ubemannet undervannsfarkost). Ett spesielt anvendelsesområde er således oppkapping av rørkon-struksjoner på havbunnen, for eksempel på et havdyp på 3 50 meter, nærmere bestemt i forbindelse med utskifting av gamle rør, tilknytning av nytt utstyr etc. Et underordnet, men spesifikt formål for oppfinnelsen ved undervannsversjonen av skjæreanordningen er derved å kunne gjennomskjære for eksempel rør som ligger delvis nedsunket i sand, uten å måtte føre selve skjæreanordningen ned i sanden og utsette den for unødig skade eller ødeleggelse, slik det vil bli gjort nærmere rede for senere. The cutting device according to the invention is particularly, but not exclusively, intended to be used underwater for cutting pipes made of steel and/or concrete, stone etc. and operated by means of a so-called ROV (remotely controlled, unmanned underwater vehicle). One particular area of application is thus the cutting of pipe constructions on the seabed, for example at a sea depth of 3 50 metres, specifically in connection with the replacement of old pipes, connection of new equipment etc. A subordinate, but specific purpose for the invention in the underwater version of the cutting device is thereby able to cut through, for example, pipes that are partially submerged in sand, without having to bring the cutting device itself into the sand and expose it to unnecessary damage or destruction, as will be explained in more detail later.

Teknikkens standpunkt er representert ved for eksempel US-A The technical point of view is represented by, for example, US-A

4 038 962 og 4 067 312, som omhandler såkalte skjærevaier-sager, det vil si motorsager hvor endeløse, drevne ståltrådtau utgjør selve skjæreorganet. Begge patentskrifter beskjef-tiger seg med å opprettholde et konstant skjæretrykk på skjæregodset (stein), men det er ikke truffet noen som helst foranstaltninger for å sikre ensartet slitasje på skjære-vaieren i omkretsretningen. Dette er en vesentlig ulempe som begrenser skjæreorganets levetid og som, ved spesielt ujevnt fordelt slitasje, kan gi seg utslag i utilfredsstillende skj æreresultater. 4 038 962 and 4 067 312, which deal with so-called cutting cable saws, i.e. chainsaws where endless, driven steel wire ropes form the actual cutting device. Both patents deal with maintaining a constant cutting pressure on the material to be cut (stone), but no measures whatsoever have been taken to ensure uniform wear of the cutting wire in the circumferential direction. This is a significant disadvantage which limits the service life of the cutting device and which, in the case of particularly unevenly distributed wear, can result in unsatisfactory cutting results.

Et primært formål ved den foreliggende oppfinnelse har derfor vært å opplagre skjæreorganet, som omfatter et tau, særlig et ståltrådtau, slik at det oppnås en ensartet perifer slitasje på det tauformede skjæreorgan. A primary purpose of the present invention has therefore been to store the cutting member, which comprises a rope, in particular a steel wire rope, so that uniform peripheral wear is achieved on the rope-shaped cutting member.

Dette lar seg riktignok gjøre ved hjelp av en skjæreanordning utformet i overensstemmelse med FR 2 655 904, hvor det tauformede skjæreorgan bringes til å rotere om sin egen akse, for derved å sikre jevn slitasje rundt omkretsen av det tauformede skjæreorgan. Ifølge FR 2 655 904 er skjæreorganet bragt til å rotere om egen akse ved at det løper over en ekstra bevegelig sporskive som er innrettet til å kunne oscillere på tvers av nevnte bevegelsesplan (skjære-planet). Den oscillerende bevegelse kan oppnås ved hjelp av en veivanordning. Denne veianordning i kombinasjon med den oscillerbart opphengte ekstra sporskive representerer en relativt komplisert bevegelsesgenererende innretning, som ikke er sikret feilfri funksjon for eksempel på relativt store dyp. This can of course be done by means of a cutting device designed in accordance with FR 2 655 904, where the rope-shaped cutting member is caused to rotate about its own axis, thereby ensuring uniform wear around the circumference of the rope-shaped cutting member. According to FR 2 655 904, the cutting member is made to rotate about its own axis by running over an additional movable track disc which is arranged to be able to oscillate across the said plane of movement (the cutting plane). The oscillating movement can be achieved by means of a crank device. This road device in combination with the oscillatingly suspended additional track disc represents a relatively complicated movement-generating device, which is not guaranteed to function flawlessly, for example at relatively great depths.

Ved en skjæreanordning av den innledningsvis angitte art har man ifølge oppfinnelsen tatt sikte på å sikre en dreining av det tauformede skjæreorgan om egen akse ved hjelp av en betydelig enklere og funksjonssikrere innretning enn ved det nevnte FR 2 655 904. With a cutting device of the kind indicated at the outset, according to the invention, the aim has been to ensure rotation of the rope-shaped cutting device about its own axis by means of a significantly simpler and more functionally reliable device than in the aforementioned FR 2 655 904.

Det tauformede skjæreorgan kan på i og for seg kjent måte være opplagret ved hjelp av et antall hjullignende styre-organer, for eksempel sporskiver, hvorav minst én er drevet/ drivende, og slik at det tauformede skjæreorgan beveger seg The rope-shaped cutting element can be stored in a manner known per se by means of a number of wheel-like control elements, for example track discs, of which at least one is driven/driving, and so that the rope-shaped cutting element moves

i ett plan, benevnt bevegelsesplanet. in one plane, called the plane of movement.

For å iverksette det tauformede skjæreorgans dreining om egen akse, for på i og for seg kjent å sikre ensartet slitasje i omkretsretningen, skråner to hosliggende sporskiver i innbyrdes motsatte retninger under dannelse av en liten vinkel i forhold til skjæretauets bevegelsesplan. In order to initiate the rotation of the rope-shaped cutting member about its own axis, in order to ensure uniform wear in the circumferential direction, two adjacent track discs are inclined in mutually opposite directions forming a small angle in relation to the plane of movement of the cutting rope.

Disse sporskiver eller lignende hjul- eller rulleformede organer er således skråttstilt 1-4° i hver sin retning fra skjæreorganets hastighetsvektor. These track discs or similar wheel- or roller-shaped members are thus inclined 1-4° in each direction from the speed vector of the cutting member.

Det tauformede skjæreorgan kan ifølge oppfinnelsen bestå av en diamantvaier, det vil si et tau forsynt med diamantskjær, hvor for eksempel diamantstøvpartikler utgjør de egentlige skjærende organ. According to the invention, the rope-shaped cutting means can consist of a diamond wire, that is to say a rope provided with diamond cutting, where, for example, diamond dust particles form the actual cutting means.

Tauets virksomme part kan være innrettet til å kunne forflyttes i skjæreorganets bevegelsesplan i forhold til appa-ratrammen. Som nevnt innledningsvis kan en gjenstand som skal gjennomskjæres, for eksempel et stålrør, en stein eller lignende, ligge delvis nedsunket i sand på havbunnen. For å unngå å måtte føre apparatramme med sporskiver, drivinnret-ning etc. ned i hardpakket sand/grus og risikere skade på utstyret, utnytter man i et slikt tilfelle tauets virksomme parts nevnte sideforskyvbarhet, slik at det kun er dette virksomme tauparti som føres ned i sanden i skjæreope-rasjonens sluttfase. Ved en slik operasjon må tausløyfen kunne forlenges, hvorved den normalt virksomme strammemeka-nisme oppheves og frigir ekstra taulengde. The active part of the rope can be arranged to be able to be moved in the plane of movement of the cutting member in relation to the apparatus frame. As mentioned at the outset, an object to be cut through, for example a steel pipe, a stone or the like, can lie partially submerged in sand on the seabed. In order to avoid having to lead the device frame with track discs, drive device etc. down into hard-packed sand/gravel and risk damage to the equipment, in such a case the mentioned lateral displaceability of the active part of the rope is used, so that only this active part of the rope is led down in the sand in the final phase of the cutting operation. In such an operation, the rope loop must be able to be extended, thereby canceling the normally active tensioning mechanism and freeing up extra rope length.

For å kunne komme seg ut av en fastkilingssituasjon inne i rørgods, steinmateriale eller lignende, er skjæreanordningen ifølge oppfinnelsen utstyrt med en sikkerhetsinnretning som består i at det tauformede skjæreorgan er innrettet til å kunne forflyttes på tvers av, for eksempel vinkelrett på, skjæreorganets nevnte bevegelsesplan i forhold til apparat-rammen. Ved fastkiling av tauets virksomme part, utnyttes dens sideforskyvbarhet, idet man sager seg fri, først sideveis og deretter parallelt med opprinnelig skjæreretning. In order to be able to get out of a wedging situation inside pipes, stone material or the like, the cutting device according to the invention is equipped with a safety device which consists in that the rope-shaped cutting member is arranged to be able to be moved across, for example perpendicular to, the mentioned plane of movement of the cutting member in relation to the appliance frame. When wedging the active part of the rope, its lateral displaceability is exploited, as one saws free, first laterally and then parallel to the original cutting direction.

Det tauformede skjæreorgan kan være endeløst og ha en stort sett rektangulær bevegelsesbane over minst fire sporskiver. To sporskiver, som ligger diagonalt overfor hverandre, The rope-shaped cutting means can be endless and have a largely rectangular path of movement over at least four track discs. Two track disks, which lie diagonally opposite each other,

får tilført dreiemoment. To hosliggende sporskiver er som nevnt skråttstilt i forhold til hverandre og i forhold til det tauformede skjæreorgans hastighetsvektor. Mellom de to andre hosliggende sporskiver er strammerullen anordnet. Den er frem- og tilbakebevegelig parallelt med tauets virksomme part. gets added torque. Two adjacent track disks are, as mentioned, inclined in relation to each other and in relation to the rope-shaped cutting member's velocity vector. The tension roller is arranged between the other two adjacent track discs. It is movable back and forth parallel to the active part of the rope.

Et eksempel på en utførelsesform av oppfinnelsen er skjema-tisk illustrert på medfølgende tegning, hvor eneste figur er et perspektivriss av skjæreanordningen i en undervannsver-sjon. An example of an embodiment of the invention is schematically illustrated in the accompanying drawing, where the only figure is a perspective view of the cutting device in an underwater version.

Den i tegningsfiguren viste skjæreanordning av motorsagtype omfatter en apparatramme med to vertikale skinner 1 og 1', som tjener som føringer for den vertikale opp- og nedskyvning av det egentlige tauformede skjæreorgan 2 som har en stort sett rektangulær bevegelsesbane, bestemt av fire sporskiver 3, 4, 5, 6 (eller lignende, fortrinnsvis hjul- eller rulleformede styre-/drivorgan). Føringsskinnene 1, 1' er beregnet til å kunne hvile mot et underlag, for eksempel havbunnen, med sine nedre ender, og er i stabiliseringsøyemed forsynt med skråstøtter 7, 7'. The chainsaw-type cutting device shown in the drawing comprises an apparatus frame with two vertical rails 1 and 1', which serve as guides for the vertical up and down pushing of the actual rope-shaped cutting device 2 which has a largely rectangular path of movement, determined by four track discs 3, 4, 5, 6 (or similar, preferably wheel- or roller-shaped control/drive means). The guide rails 1, 1' are designed to be able to rest against a surface, for example the seabed, with their lower ends, and are provided with inclined supports 7, 7' for stabilization purposes.

I forhold til det tauformede skjæreorgans 2 stort sett rek-tangulære bevegelsesbane, er to diagonalt overfor hverandre beliggende sporskiver, for eksempel 3 og 5 eller 4 og 6, drivende. Mellom to hosliggende sporskiver 3, 4 er det anordnet en strammerulle 8 med helt tradisjonell funksjon, det vil si å holde strekkspenningen i skjæreorganet 2 konstant på optimal verdi og samtidig kompensere for lengdesendringer i tausløyfen 2. Hver gruppe sporskiver 5, 6 <p>g 3, 4, 8 er anordnet på et bæreorgan 9 og 9' utformet i ett med, hen-holdsvis forbundet fast med, en sleid 10, 10<*>, som griper opp/ned-forskyvbart om vertikale styreelementer 11, 11', representerende sporskivegruppenes 5, 6 og 3, 4, 8 og dermed det tauformede skjæreorgans 2 forflyttbarhet i høyderet-ningen. In relation to the rope-shaped cutting member 2's largely recti-tangular path of movement, two diagonally opposite track disks, for example 3 and 5 or 4 and 6, are driving. Between two adjacent track sheaves 3, 4, a tension roller 8 is arranged with a completely traditional function, i.e. to keep the tensile stress in the cutting device 2 constant at an optimal value and at the same time compensate for length changes in the rope loop 2. Each group of track sheaves 5, 6 <p>g 3, 4, 8 are arranged on a carrier 9 and 9' formed in one with, respectively firmly connected to, a slide 10, 10<*>, which grips up/down displaceably on vertical control elements 11, 11', representing the movement of the track disc groups 5, 6 and 3, 4, 8 and thus the rope-shaped cutting member 2 in the height direction.

Det tauformede skjæreorgans 2 virksomme part er betegnet med 2<1>, og dets vertikale bevegelsesplan 12 avgrenses av dets bevegelsesbane. The active part of the rope-shaped cutting member 2 is denoted by 2<1>, and its vertical movement plane 12 is delimited by its movement path.

For at skjæretauet 2 skal kunne dreies om egen akse, i den hensikt å utjevne slitasjen på skjæretauet i omkretsretningen, er to hosliggende sporskiver, for eksempel 5 og 6, skråttstilt 1-4° i forhold til nevnte bevegelsesplan, og innbyrdes med motsatt skråningsretning. Dette representerer kun ett eksempel på en innretning som kan bevirke ønsket dreining av skjæretauet 2 om dets akse. Innenfor oppfinnelsens ramme kan det således anvendes en hvilken som helst annen, hensiktsmessig innretning for skjæretauets dreining av egen akse. In order for the cutting rope 2 to be able to rotate about its own axis, with the intention of equalizing the wear on the cutting rope in the circumferential direction, two adjacent track discs, for example 5 and 6, are inclined 1-4° in relation to the said plane of movement, and are interposed with the opposite direction of inclination. This represents only one example of a device which can cause the desired rotation of the cutting rope 2 about its axis. Within the scope of the invention, any other suitable device can thus be used for the rotation of the cutting rope on its own axis.

Den vertikale avstand mellom den virksomme part 2' av skjæretauet 2 og den uvirksomme, parallelle part 2" be-stemmes av bæreorganenes 9, 9' sporskive-plassering. Denne avstand må alltid være større enn arbeidsstykkets gjennom-skjærings strekning, for å unngå at den uvirksomme taupart 2" blir ført ned i skjæresporet, hvorved den kan skades. Skjæreanordningen ifølge oppfinnelsen er derfor utformet og dimen-sjonert med henblikk på å kunne gjennomskjære arbeidsstykker med en viss, maksimal dimensjon i gjennomskjæringsretningen. For større arbeidsstykker må i første rekke nevnte avstand fra virksom skjæretaupart 2<1> til uvirksom skjæretaupart 2" økes motsvarende, samtidig som skjæretauets bevegelsesbane-geometri vil bli tilpasset nevnte avstandsøkning. The vertical distance between the active part 2' of the cutting rope 2 and the inactive, parallel part 2" is determined by the track disk location of the support members 9, 9'. This distance must always be greater than the cut-through distance of the workpiece, to avoid that the inactive rope part 2" is guided down into the cutting groove, whereby it can be damaged. The cutting device according to the invention is therefore designed and dimensioned with a view to being able to cut through workpieces with a certain maximum dimension in the cutting direction. For larger workpieces, the aforementioned distance from the active cutting rope part 2<1> to the inactive cutting rope part 2" must be increased correspondingly, at the same time the geometry of the cutting rope's movement path will be adapted to the said distance increase.

Dersom man skal skjære seg igjennom et stålrør (ikke vist) som ligger delvis nedsunket i sand og grus på havbunnen, If you have to cut through a steel pipe (not shown) which is partially submerged in sand and gravel on the seabed,

vil drivende og styrende sporskiver 3-6 og strammerulle 8 will driving and guiding track discs 3-6 and tension roller 8

kunnes skades ved nedkjøring i sanden. For også i et slikt tilfelle å sikre fullstendig gjennomskjæring av nevnte stål-rør, også dets nedre, sand-omsluttende parti, er skjæretauets 2 virksomme part 2<1> hensiktsmessig innrettet til å kunne forflyttes i bevegelsesplanet 12 bort fra skjæretauets 2 uvirksomme part 2". For dette formål er den virksomme skjæretaupart 2' tilordnet to ikke viste ledehjul, can be damaged when driving down in the sand. In order also in such a case to ensure complete cutting through of said steel pipe, including its lower, sand-enclosing part, the active part 2<1> of the cutting rope 2 is suitably arranged to be able to be moved in the plane of movement 12 away from the inactive part 2 of the cutting rope 2 ". For this purpose, the effective cutting rope part 2' is assigned to two guide wheels not shown,

som ved hjelp av hydrauliske stempelsylindre eller andre bevegelsesinnretninger er forflyttbare vinkelrett på skjæretauets virksomme part 2'. Den derved økte skjæretausløyfe-lengde kompenseres for ved å oppheve strammerullens 8 stram-mevirkning. which, by means of hydraulic piston cylinders or other movement devices, can be moved perpendicularly to the active part 2' of the cutting rope. The thereby increased cutting rope loop length is compensated for by canceling the tightening effect of the tension roller 8.

Dersom skjæretauet 2 skulle bli fastkilt i arbeidsstykket under en skjæreoperasjon, kan skjæreanordningen ifølge oppfinnelsen - ifølge en ikke vist utførelsesfora - være innrettet slik at den tillater sideveis mating ei v skjæretauet (ca. 2 taudiametre ved små apparater, mer ved større apparater) . Dette muliggjør evakuering av fastkilt skjæretau når det måtte oppstå fare for slik fastkiling på grunn av defor-masjon av arbeidsstykket eller som følge av spenninger i dette. If the cutting rope 2 should become wedged in the workpiece during a cutting operation, the cutting device according to the invention - according to an embodiment not shown - can be arranged so that it allows lateral feeding of the cutting rope (approx. 2 rope diameters in the case of small devices, more in the case of larger devices). This enables the evacuation of wedged cutting rope when there is a danger of such wedging due to deformation of the workpiece or as a result of tensions in it.

Begge de sporskive-bærende bæreorganer 9 og 9<1> kan kjøres opp og ned på føringsskinnene 1 og 1', via sleidene 10 og styre-elementene 11, uavhengig av hverandre eller synkronisert, fortrinnsvis med regulerbar matehastighet. Both the track disk-carrying carriers 9 and 9<1> can be driven up and down on the guide rails 1 and 1', via the slides 10 and the control elements 11, independently of each other or synchronized, preferably with adjustable feed speed.

Claims

1. Cutting device comprising a flexible rope-shaped cutting member (2), which is provided with shears and closed in an endless loop, where the cutting member runs over track discs (3 - 6), whereby the cutting member (2) moves along a path that delimits one plane , referred to as the plane of movement for the cutting member (2), and where there are means for initiating relative movement between the cutting member (2) and the workpiece, characterized in that two adjacent track discs (for example 5 and 6) slope in mutually opposite directions while forming a small angle in relation to the plane of movement (12) of the cutting rope (2).

2. Cutting device as stated in claim 1, characterized in that said angle is of the order of 1-4°.

3. Cutting device as stated in claim 1 or 2, characterized in that the rope-shaped cutting member (2) consists of a diamond cable, that is to say a rope provided with diamond cutting, where, for example, diamond dust particles constitute the actual cutting means.

4. Cutting device as stated in any of the preceding claims, characterized in that the active part (2<1>) of the rope-shaped cutting member (2) is arranged to be able to be moved in the plane of movement of the cutting member (12) away from the parallel, inactive rope part (2").

5. Cutting device as stated in any of the preceding claims, characterized in that the active part (2') of the rope-shaped cutting member (2) is arranged to be able to be moved across, for example perpendicular to, the plane of movement of the cutting member (2) ( 12).