NO310397B1 - Framgangsmåte og anordning for undervanns bueskj¶ring - Google Patents

Description

Framgangsmåte for undervanns bueskjæring av metalliske objekter som angitt i innledningen til patentkrav 1 og en anordning i samsvar med innledningen til krav 10, for gjennomføring av denne framgangsmåten, spesielt for bueskjæring av metallplater og strukturer ved hjelp av en elektrisk bue. Objektene som skal bueskjæres kan være undervannsdeler av skip e.l., faste undervannsstrukturer, så som bropillarer og spesielle undervannsdeler av offshore olje- og gassboreplattformer.

Bakgrunn

Det mest vanlig anvendte framgangsmåten for undervanns elektrisk bueskjæring, er oksygen-buemetoden, der buen etableres mellom elektroden og arbeidsstykket. Samtidig blir en strøm av oksygen-gass blåst inn i buen. Denne skjæremetoden er unøyaktig og resulterer i en ujevn skjærebane. Oksygengassbobler reduserer sikten for operatøren, og videre medfører bruken av oksygen risikomomenter..Det er videre grunn til å nevne ulempene som angår denne metoden, gassreservoar og/eller slanger må transporteres i nærheten av objektet, som ofte er ved et ikke lett tilgjengelig og også risikofylt sted. Videre danner en flamme og oksygen sammen, ved siden av en betydelig brannrisiko, også en potensiell fare, og muligheten for ulykker øker betydelig når laminerte plater skjæres, idet det eksisterer en risiko for utvikling av gasslommer og eksplosjoner.

US-patentskrift 4 842 154 viser et elektrisk bueskjæreapparat, der en roterende plateenhet beveges langs et arbeidsstykke, som vil smelte, og rotasjonsbevegelsen av plata vil fjerne det smeltede materialet fra arbeidsstykket. Hovedproblemet med denne teknikken er forbundet med sikkerhetsrisiko ved den roterende skiva og til det faktum at utvikling av termisk stress har en tendens til å forstyrre arbeidsstykket som skal skjæres, og skiva tenderer til å feste seg til arbeidsstykket, og ved platebueskjæremetoden er det ikke mulig å oppnå hull e.l. i arbeidsstykket. Skjæring med ei skive er dermed bare for å framstille rette og korte skjæringer, og egner seg hovedsakelig for å kutte små objekter som strimler, lenker, rør osv.

Britisk patentskrift 1 573 781 beskrives en stasjonært montert elektrode som er utsatt for tæring, slik at det dannes en not som kan få elektroden til å brekke.

Britisk patentskrift 1 485 998 beskriver en elektrodeholder som fører elektroden kontinuerlig fram. Dette fører til uhensiktsmessig høyt elektrodeforbruk.

Svensk utlegningsskrift 394 179 beskriver et sveiseapparat hvor elektrodeen mates i sløyfe, med intermittent strømtilførsel slik at elektroden kan transportere bort masse når den ikke er strømførende. Dette apparatet kan ikke lage hull og det kan heller ikke brukes under vann.

Formål

Det er derfor et hovedformål ved foreliggende oppfinnelse å framskaffe en ny framgangsmåte og anordning for bueskjæring, som er høvelig for undervannsarbeid, hvilken anordning skal være sikker, lett å bruke, nøyaktig og ved hjelp av hvilken det vil være mulig å framskaffe en meget ren utskjæring av enhver ønskelig form. Et ytterligere formål ved foreliggende oppfinnelse er å framskaffe en bueskjære- anordning som når den føres bort fra objektet automatisk vil plassere seg selv i en ikke-driftstilstand.

Oppfinnelsen

I samsvar med foreliggende oppfinnelse er ovennevnte formål oppnådd med en framgangsmåte, henholdsvis anordning med trekk som angitt i den karakteriserende delen av de selvstendige krav.

Foreliggende oppfinnelse er basert på den nye grunninnsikt, at det i framgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen bringes en elektrode, idet minste delvis roterende rundt sin langsgående akse, til en buetennende kontaktavstand fra objektet som skal bueskjæres, hvoretter elektroden skyves til siden i en ønsket vinkel og dybde for bueskjæring langs en ønsket bueskjænngslinje, slik at anordningen i samsvar med oppfinnelsen er et manuelt og/eller mekanisk manipulerbart bueskjæreredskap, som omfatter ei ramme, en forlenget elektrode koblet til en strømkilde via et kontaktorgan, organ innenfor ramma for å bevirke under bueskjæreprosedyren at elektroden i det minste har en rotasjonsbevegelse i forhold til sin langsgående akse, idet elektroden bringes til bue-tennende kontaktavstand fra objektet som skal bueskjæres og er bevegbar hovedsakelig sideveis langs en ønskelig bueskjærelinje, idet elektroden kan virke som en bueskjærekomponent og buen kan virke minst innenfor en seksjon av en omkrets av elektroden.

Blant de mest fordelaktige trekk ved foreliggende oppfinnelse kan blant andre følgende forhold nevnes: - Skjæreprosessen er kontrollert. På grunn av teknikken ved apparatet kan dykkeren arbeide lett, uten noen sikkerhetsrisiko sammenlignet med undervanns skjærearbeid og teknikker som er kjent i dag. Skjæringa kontrolleres og er kontrollerbar, skjæringa er veldig ren, og i tillegg er det mulig å framskaffe akkurat de ønskede former på kantene (avfasing) enten ved bruk av en spisset elektrode, slik at redskapet kan beveges i en stasjonær posisjon, eller ved helling av redskapet til ønsket vinkel. - Apparatet kan anvendes for å lage hull. I dette tilfellet kan elektroden bringes gjennom materialet som skal perforeres og lage hull av dens størrelse, eller hvis ønskelig av en større størrelse. -Skjæringene kan startes ved ethvert punkt, f.eks. i midten av plata som skal skjæres. Apparatet plasseres på plata. Elektroden presses gjennom plata og det blir mulig å starte skjæringen av den ønskede figur. - Anordningen passer for og muliggjør mekanisering av undervanns bueskjæring, f.eks. til en robot, som kan gjøres over overflata. - Skjæringene er lett å utføre i alle posisjoner. På basis av rotasjon av elektroden og skjæreformene vil det smeltede materiale falle i spesielle små "baller" på ca. 0,3 til 2 mm. De små smeltede partiklene medfører ingen risiko for dykkeren, da smeiten kjøles raskt. - Det er mulig å lage en skjæring som har en form av en sirkel eller firkant eller enhver annen form, raskt og på en ren og sikker måte. - Da ingen gasser anvendes i skjæreprosessen, vil bobler eller andre synlige hindringer av lignende slag ikke forekomme. Dykkeren er istand til å se skjæreprosessen klart hele tida, som ved bueskjæreprosesser utføres i tilstander over overflata. Det eksisterer heller ikke risiko for gass eller trykkeksplosjon, da ingen gasser anvendes, som ved oksygenbueskjæring. - Apparatet er vanndrevet. Da ingen oljehydraulikk anvendes, er apparatet rimelig og økologisk fordelaktig.

- Kjøling bevirkes av det drivende vannet.

- Apparatet er meget sikkert sammenlignet med apparatene som er i bruk i dag. Det er ingen risiko forbundet med ulempene ved bruk av gass eller roterende store skiver, som kan kutte slangene eller dykkerdrakten. Dykkeren kan kontrollere anordningen hele tida, da visuelle hindringer ikke forekommer, heller ikke er krafta i apparatet så stort det kan brytes bort fra dykkerens hender og medføre skade. - Av utforming er apparatet meget lite og lett, lett i bruk, lett å vedlikeholde, omfatter få slitedeler, er økonomisk å framstille, hendig for forskjellige arbeid uten vesentlige modifikasjoner.

Eksempel

Oppfinnelsen vil i det følgende beskrives nærmere ved hjelp av eksempel på utførelse og med referanse til vedlagte tegninger, der

fig. la viser en fase av bueskjæremetoden i samsvar med oppfinnelsen, der en anordning i samsvar med oppfinnelsen har blitt brakt i tett nærhet av objektet og buen skal tennes,

fig. lb viser en fase av bueskjæremetoden i samsvar med oppfinnelsen, der elektroden er blitt brakt gjennom ei metallplate som skal bueskjæres og elektroden beveges sideveis,

fig. 2 viser et gjennomskåret riss av anordningen i samsvar med en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse,

fig. 3 viser en delvis gjennomskåret riss av anordningen i samsvar med en annen foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse,

fig. 4 viser en foretrukket konstruksjon for elektroden som passer til bruk ved en anordning i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 5 viser en annen foretrukket konstruksjon for elektroden som passer til bruk ved en anordning i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 6 er et tverrsnitt av en elektrode som passer til bruk ved en anordning i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 7 er et tverrsnitt av en andre elektrode som passer til bruk ved en anordning i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 8 er et tverrsnitt av en tredje elektrode som passer til bruk ved en anordning i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 9 er et tverrsnitt av en fjerde elektrode som passer for bruk ved en anordning i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

Det skal nå refereres til figurene la og lb i beskrivelse av framgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen, spesielt for bueskjæring under vann av metallplater og/eller strukturer ved hjelp av en elektrisk bue. I framgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen blir en del av en fortrinnsvis langstrakt elektrode 1 rotert rundt sin langsgående akse og ført fram og tilbake og/eller oscillerer. Elektroden 1 er koblet til en passelig elektrisk strømkilde og bringes til en bue-tennende kontaktavstand fra et objekt 2 som skal bueskjæres. For å utføre bueskjænngen blir elektroden 1 skjøvet vesentlig sideveis i en valgt vinkelorientering og bueskjæredybde, langs en ønsket bueskjærelinje slik at buen, som gir smelting, vesentlig virker minst innenfor en del av elektrodeperiferien 3.

Avhengig av ønsket startpunkt for bueskjæring blir elektroden 1 brakt i en ønsket vinkelorientering og til en ønsket bueskjæringsdybde, enten med elektrodespissen 4 eller elektrodeomkretsen 3 først, idet bueskjæringen kan startes umiddelbart over den ønskede dybde ved å skyve elektroden 1 sideveis. I tilfelle bueskjæring ønskes å startes fra en kant av ei plate blir elektroden brakt til objektet 2 med omkretsen 3 først. I tilfelle bueskjæring skal startes fra midten av plata, f.eks. for å lage et hull, blir elektroden 1 ført til det ønskede punkt med spissen først, og presses med spissen først til en ønsket dybd, hvoretter elektroden skyves sideveis. I utførelsen illustrert i figurene la og lb blir elektroden blottlagt ved at anordningen presses mot objektet, idet dette presser munnstykket 7 innover.

Angående vinkelorienteringsvalget, ved hvilket det er mulig å utføre og øke hastigheten, f.eks. for produksjon av avfasing og skråskjæringer, og også materialfjerning fra et objekt, skal det understrekes at for bruk av skjæring er det mer fordelaktig å stille elektroden 1 i en mer oppadrettet posisjon, som fortrinnsvis er mellom 45 og 90°, og for bruk for å fjerne materialet fra et objekt 2 er det mer foretrukket å stille elektroden 1 i en mer horisontal posisjon, fortrinnsvis mellom 0 og 45°.

Anordningen kan beveges manuelt/mekanisk, idet elektroden 1 er i en beredskapstilstand lokalisert innenfor et rammeformet hus 6. For å oppnå en smeltet front som starter bueskjæreprosedyren, blir elektroden 1 brakt ut ved å presse et fjærbelastet og varmemotstandsdyktig munnstykke 7 i huset 6 mot metallplata 2. Elektroden 1, som kommer fram fra munnstykket 7, blir brakt til en bue-tennende kontaktavstand fra plata 2, enten med spissen 4 først ved en avstand fra en kant av metallplata 2, eller med sida 3 mot kanten av objektet 2. For å forlenge bueskjæringen, respektive å øke den smeltede fronten som oppnås ved buen over en valgt bueskjærende dybde, fortrinnsvis på tvers av hele tykkelsen av plata 2, blir elektroden 1 brakt til bueskjæredybden i ønsket vinkelorientering og fortsetter rotasjon, fram og tilbakebevegelse og/eller oscillasjonsbevegelse ved videre å presse huset 6, og at den ønskede bueskjære-resultatet oppnås ved å bevege elektroden 1, som holder den smeltete fronten foran seg ved den elektriske buen, langs den ønskede linja og samtidig vedlikeholde den valgte bueskjæredybden både vinkelorientering og rotasjonsbevegelse.

For å sikre og forbedre en tvunget fjerning av smeltet metall ved bevegelsesenergien ved rotasjon, fram og tilbakebevegelse eller oscillasjonsbevegelse av elektroden til regionen av smeltet materiale kan transporteres en strøm av trykksatt medium, fortrinnsvis trykksatt vann og/eller luft. I samsvar med en foretrukket utførelse av oppfinnelsen vil rotasjon, fram og tilbakebevegelse og/eller oscillasjonsbevegelse av elektroden 1 oppnås ved et drivorgan drevet ved trykksatt vann og/eller luft, i hvilket organ det trykksatte medium lades fra en ytre trykksatt kilde (ikke vist) via et innløp 28 vist i figurene 2 og 3, og der apparatet med det trykksatte mediet utlades via et utløp 29 vist i figurene 2 og 3 innenfor ramme 6. Et kontaktorgan 15 støttes innenfor huset og som utøver strøm til elektroden er anordnet enten ved aksiale boringer 30 vist i figurene 2 og 3 alternativt eller i tillegg til ytre overflate av kontaktorganet 15 er sporet eller dimensjonert slik at det eksisterer mellom ytre overflate av kontaktorganet 15 og indre overflate av huset 6 et mellomrom 13 eller innsnevringer. Utboringene, mellomrommene eller innsnevringene er av den typen som danner en strømningslinje for det trykksatte medium forbi kontaktorganet 15. Dermed vil det trykksatte mediet etter å ha drevet drivorganet 9, strømme ut fra drivorganet og ledes gjennom strømningslinja til å kjøle elektroden 1 og til slutt blir mediet brakt ut av apparatet via en munningsåpning 12 ved enden av huset 6. Det trykksatte mediet har flere funksjoner. Først driver det drivorganet 9. For det andre renser og kjøler det

kontaktorganet 8. For det tredje kjøler det elektroden 7. For det fjerde, når det fjernes fra

munningsåpningen forbedres fjerning av smeiten som er formet ved buen fra objektet 2.

Det skal nå refereres til figurene 2 og 3 som illustrerer to foretrukne utførelser av apparatet for undervanns bueskjæring, spesielt for bueskjæring av metalliske plater og/eller strukturer ved en elektrisk bue. Apparatet er manuelt og/eller mekanisk fjernbart bueskjæring, omfattende: - et rammehus 6 laget av elektrisk ikke-ledende materiale, så som plast; - en fortrinnsvis langstrakt elektrode 1 som strekker seg, eller minst under bueskjæreprosedyren strekker seg på utsida av huset 6, - et elektrisk ledende organ 8, f.eks. et kontaktorgan, som fortrinnsvis er laget av grafitt, og ved hvilket elektroden 1 kan kobles til en ytre strømkilde (ikke vist), - organ 9, 10, 11 innenfor huset 6 for å bevirke at elektroden 1, i det minste ved den bueskjærende prosedyren, utfører en roterende bevegelse, en aksial fram og tilbake bevegelse, en oscillerende bevegelse, eller kombinasjoner av bevegelser av denne type.

For å starte bueskj æringen må elektroden bringes til en bue-tennende kontaktavstand fra ei

metallplate 2 som skal bueskjæres og for å produsere et bueskjæreresultat er elektroden 1 ment å beveges i samsvar med en ønsket linje i en valgfri bueskjærende dybde og vinkelorientering i forhold til overflata 5 av plata 2. Deretter virker elektroden 1 som bueskjærende organ, og buen danner en smeltefront som virker på delen av periferien av elektroden 1 som tilsvarer den bueskjærende dybden.

I den foretrukne utførelsen av oppfinnelsen er den elektrisk ledende organet arrangert innenfor huset 6 for å lede likestrøm eller vekselstrøm til elektroden, omfattende et kontaktorgan 8 låst uroterbart og som er i direkte kontakt med elektroden 1.

Som vist i figurene 2 og 3, som illustrerer tverrsnitt av første og andre foretrukne utførelser av oppfinnelsen, er huset 6 av redskapet åpen mot omgivelsene og ved enden av denne er det et munnstykke 7, som fortrinnsvis er fjærbelastet til en utoverpresset posisjon: Munnstykket virker i den utoverpressede posisjon som en beskyttelsesdel for elektroden 1 og forhindrer direkte kontakt med elektroden 1, slik at det ved dykke-bruk ikke er noe risiko ved håndtering av apparatet. Ved å presse munnstykket 7 innover vil elektroden 1 strekke seg fra en munningsåpning 12 av dette. For å forhindre skader fra varme fra buen er munnstykket 7 framstilt av et varmemotstandsdyktig materiale, fortrinnsvis av et keramisk materiale eller plast.

Som allerede nevnt ovenfor og vist i figurene 2 og 3, omfatter apparatet i samsvar med oppfinnelsen et drivorgan 9 for å bevirke at elektroden roterer om sin langsgående akse. Dette drivorganet 9 er i samsvar med oppfinnelsen anordnet på innsida av huset 6 og er et effektapparat drevet ved trykksatt vann eller trykksatt luft. Drivorganet kan også være et elektrisk drevet, hydraulisk drevet eller generelt en lukket kretsdrevet effektapparat. I utførelsen illustrert i figurene 2 og 3 er drivorganet et roterende organ ved en åpen krets for å drive trykksatt vann, oksygen anriket trykksatt vann og/eller trykksatt luft som roterer elektroden med en hastighet på 0-30000 rpm. Fortrinnsvis er det trykksatte vannet og/eller luftdrivinga av rotasjonsorganet 9 av elektroden 1 transportert til å strømme i det minste delvis fra drivorganet f.eks. via utløpet 29 innenfor huset og videre å ledes ut via elektroden eller via munningsåpningen 12 i munnstykket 7. Dermed driver det trykksatte væskemediet drivorganet, strømmer gjennom apparatet minst som kjølemedium for elektroden og som rensemedium for indre organ av anordningen og til slutt fjerner det smeltede metallet. Drivorganet 9 som roterer elektroden er fortrinnsvis valgt fra gruppen som omfatter en skovl eller turbinhjul drevet ved trykksatt medium, et gearhjul drevet ved trykksatt medium, et par av ovale gearhjul drevet ved trykksatt medium, hydraulisk eller elektrisk motor. Drivorganet 9 som fortrinnsvis er laget av elektrisk ikke-ledende materiale såsom plast, roterer en drivutgangsaksel 16, som er koblet direkte (se fig. 3) eller via en passelig effektoverførende mekanisme 16, 17, 18, 19, 20 (se fig. 2) til støtteorganet 15 av elektroden 1, til hvilken elektroden er koblet løsbart, fortrinnsvis ved en låsemekanisme, f.eks. ved gjenger klips, friksjon, bajonett låsemekanisme eller enhver tilsvarende låsemekanisme. I denne forbindelse er det en grunn til å understreke at det i samsvar med en foretrukket utførelse av oppfinnelsen vil elektrodestøtteorganet 15 virke som en leder for å lede elektrisk strøm til elektroden, dermed blir den elektriske inngangen til en roterende kontaktor materialisert ved en glidende kontakt.

Med referanse til fig. 2 beskrives effektoverføringsmekanismen som omfatter:

- et koblingsorgan 15 montert på drivutgangsakselen 16 av drivorganet 9, koblingsorganet yter eller glir når den overskrider et gitt moment, - som montert før støtteorganet 15 av elektroden 1, fortrinnsvis på koblingsakselen 18 mellom støtteorganet 15 og koblingsorganet 17, organ 10, 11 for å oppnå en fram og tilbake og/eller oscillerende bevegelse av elektroden 1.

I utførelsen vist i fig. 2 omfatter organet for å oppnå en fram og tilbakebevegelse og/eller oscillerende bevegelse for elektroden 1 et første organ 10, som roterer med rotasjonsbevegelse gitt av drivorganet 9, og et andre organ 11, som er låst uroterbart og anordnet til å være forskyvbart en aksial retning mellom minst en første posisjon, der det er mot første organ 10, og en andre posisjon, der den er bort fra det første organet 10. Fortrinnsvis er overflatene 19, 20 av de andre organ 10, 11 formende overflater, som når de er anordnet mot hverandre og når de beveges i forhold til hverandre, overfører fram og tilbakebevegelsen og/eller oscillerende bevegelsen til elektroden 1.

I utførelsen illustrert i fig. 2 er det andre organet belastet ved et fjærorgan 21 minst i den andre posisjonen, idet den utøver overføring av fram og tilbakebevegelsen, dvs. en sagebevegelse, til den roterende elektroden 1. For å oppnå fram og tilbakebevegelsen og/eller den oscillerende bevegelsen har de formede overflatene korrugert eller fortannet overflater som tilsvarer hverandre.

I utførelsen illustrert i fig. 2, der koblingen eller koblingsakselen 18 er vesentlig ubevegelig i aksial retning, blir en momentoverføring til en aksialt bevegbar mellomliggende aksel 24 utført slik at det på enden av koblingsakselen er montert permanent et deksel 23 som har en åpning ved en ende, gjennom hvilken det strekker seg en mellomaksel 24 innenfor dekslet 23. Mellomakselen er belastet ved ovenfor nevnte fjærorgan 21 innenfor dekselorganet 23. Den mellomliggende akselen 24 er i denne utførelsen en sporet aksel, og åpningen i dekslet 23 for mellomliggende aksel 24 er fortannet for å samsvar og å låses til sporene av den mellomakselen 24. Dermed blir rotasjonsbevegelsen av koblingsakselen 28 overført ved dekselorganet til mellomakselen 24 som er bevegbar i aksial retning. For å oppnå fram og tilbake bevegelsen og/eller den oscillerende bevegelse i aksial retning av den mellomakselen 24, er på en ende av denne montert permanent støtte- eller frigjøringsorgan 15 for elektroden 1, det første organet 10 låses permanent til mellomliggende aksel 24 og andre organ 11, derigjennom strekker den mellomliggende akselen 24 seg slik at indre diameter av åpningen, som er vesentlig større enn ytre diameter av mellomakselen 24, er låst ikke-roterende i forhold til huset 6 ved hjelp av radialt strekkende elementer 27, som fortrinnsvis strekker seg i åpninger 26 i rammeveggen på utsida av huset 6. Åpningene 26 er rettet slik at de utstrakte elementene 27 kan beveges aksialt i retning av mellomliggende aksel og dermed posisjonere første organ 10 og andre organ 11 mot hverandre, idet bevegelsen er en kontinuerlig, hovedsakelig sagende fram og tilbakebevegelse; bort fra hverandre, idet det ikke er noen fram og tilbakebevegelse; eller til en mellomliggende posisjon, idet bevegelsen er ikke-kontinuerlig, dvs. en pulserende fram- og tilbakebevegelse. I den foretrukne utførelsen vist i fig. 2 blir de utstrakte elementene beveget aksialt ved hjelp av utsida av huset 6 fra eksisterende posisjoneirngsmuffe 25, som også beveger de utstrakte elementene for å forhindre tapping av trykksatt medium gjennom åpningen 26. For å muliggjøre låsing av de utstrakte elementene 27 til forskjellige posisjoner er det foretrukket at posisjoneringsmuffa 25 kan gli og/eller bukte seg med hensyn til huset 6 enten innenfor gjengene eller på ytre periferi av huset 6, slik at indre overflate av posisjoneringsmuffa omfatter et omkretsstrekkende spor for å motta projiserende hoder av de utstrakte elementene 27, eller slik at de projiserende hodene av de utstrakte elementene 27 kan tvinges inn i mottakende fordypning som eksisterer i åpningen 26 ved hjelp av posisjoneringsmuffa 25.

I samsvar med en alternativ utførelse av oppfinnelsen, kan det andre organet 11 virke som støtteorgan eller kontaktorgan for elektroden, eller det kan integreres i form av en del av støtteorganet 15 illustrert i fig. 2 eller kontaktorganet 8 illustrert i figurene 2 og 3.

Videre omfatter anordningen (se fig. 2) i samsvar med oppfinnelsen en tapp, skrue eller tilsvarende organ 32, som er anordnet til en åpning 33 i huset 6. Munnstykket 7 omfatter for tappen eller tilsvarende organ 32 en overflatefordypning 34. Ved å posisjonere fordypningen 34 mot tappen eller tilsvarende organ 32 og ved innsett eller tetting av tappen eller tilsvarende organ 32 inn i overflatefordypningen 34 av munnstykket 7 kan det låses til en øvre posisjon, dvs. en funksjonsposisjon for anordningen, der elektroden er kontinuerlig framme.

I samsvar med oppfinnelsen er det foretrukket at huset 6 er et hult organ åpent mot omgivelsene, dette muliggjør en lettere rammekonstruksjon og sikrer at apparatet virker korrekt selv ved store dyp under overflata, uten risiko for at huset skal klappe sammen under hydraulisk trykk. Huset 6 ved apparatet kan totalt formes som ei klokke eller deles i avdelinger, fortrinnsvis omfatter huset: a) et kammer, der alle organ i apparatet for å bevege elektroden og for å lede strøm til dette er plassert i samme kammer, b) to kammer, der drivorganet 9 er plassert i første kammer, som er i strømningsforbindelse med kilden av det trykksatte mediet via innløpskanalen 28, og det andre organ i et andre kammer og kamrene er i strømningsforbindelse med hverandre via utløpskanalen 29 for trykksatt medium, slik at det er mulig ved siden å sette opp hastigheten på rotasjon ved drivorganet ved å øke matetrykket ved det trykksatte mediet, også å sette opp mediumutløpet til smelteregionen; eller c) tre kammer, der drivorganet 9 er plassert i et første kammer, som er i strøm-ningsforbindelse med kilden av trykksatt medium via innløpskanalen 28, koblingsorganet 17, 18 begge støtteorganene 15 av elektroden og de eventuelle organene 21, 23, 24, 10, 11 for å gi fram og tilbakebevegelse og/eller oscillerende bevegelse er plassert i et andre kammer, som er i strømningsforbindelse med første kammer via en ytre utløpskanal 22 for trykksatt medium, og elektroden er plassert i et tredje kammer som er i strømningsforbindelse med andre kammer via en strømningsinnsnevring ved periferien av kontaktorganet 8 eller via utboringer som strekker seg gjennom dette, og som er åpen mot omgivelsene via en munningsåpning ved munnstykket 7, munningsåpningen er formet anulært når elektoden 1 strekker seg gjennom. Ved denne oppdelingen av huset 6 i avdelinger blir det mulig ved dimensjonering av mellomliggende koblingslinjer å påvirke både rotasjonshastigheten av drivorganet og formen og trykkeffekten ved mediestrømmen som skal utlades til smelteregionen.

I figurene 4-9 er den langstrakte elektroden 1 enten brukt ved å trykke spissen 4 først, eller ved å plassere sida 3 først til en ønsket orientering og vinkel og en ønsket, og å bevege sideveis for å holde i vesentlig all bueskjæringstid i den valgte vinkelorienteringen og bueskjæringsdybden. Elektroden kan være en forbrukende; imidlertid fortrinnsvis en ikke-forbrukende elektrode. Passelige materialer er f.eks. wolframbaserte eller legerte materialer. Elektroden kan ha forskjellige tverrsnittsformer, som f.eks. sirkulær (fig. 6), kvadratisk (ikke vist), heksagonal (fig. 8) eller elliptisk (fig. 7). Som det kan ses fra figurene 4 og 5 kan elektroden også utstyres med spiralriller 14 eller spor 15 for å lette fjerning av smelte formet ved buen. Bedre fjerning av smelte kan også oppnås ved spor og riller, både ved linjer av suksessive fordypninger eller fortegninger (ikke vist), som går på kryss eller langs med hensyn på den langsgående aksen av elektroden 1. Elektroden kan også være hul og tillate kjolevæske - medium å tilføres via f.eks. støtteorganet 15 av elektroden 1, inn i en kanal 22 for intern kjøring av elektroden og videre for å lette fjerning av smelte fra smelteregionen.

Apparatet i samsvar med oppfinnelsen kan utformes som en "penn-type" liten enhet av det slag som er illustrert i fig. 2. Huset av apparatet kan også utstyres med et håndtak 31 e.l. som illustrert i fig. 3. Videre kan apparatet i samsvar med oppfinnelsen være en del av en robot eller et mekanisert bueskjæreorgan.

Virkemåten ved framgangsmåten og anordningen i samsvar med oppfinnelsen ble klargjort ved skjæretester, som ble utført i et vannbasseng for konstruksjon av stålplater med tykkelse på 4 mm. og 8 mm., for aluminiumsplater med tykkelse på 5 mm., og for rustfrie stålplater med tykkelse på 3 mm., dvs. såkalt superdupleks stålplate. For forsøk ble rotasjonsbevegelsen med elektroden utført ved en elektrisk motor (^^=500 rpm) tilkoblet huset og vannstrålen i den retning av elektroden som ble utført ved et trykkvaskeorgan (Pmaks=15,7 Mpa). elektrodene var thorium legert wolframstang og diameteren var på 6,4 mm. Strømkilden var KEMPPI HILARC 450 sveisestrømkilde og elektroden var koblet tilpolen til strømkilden. Resultatet fra testen er vist i tabell 1:

Fra resultatene av testen ble det oppdaget at skjæreresultåtet i alle tester var av lik type: øvre kant av skjæresporet var merkbart rett, nedre kanter av dette ble utvidet nedover, utvidelsesvinkelen mellom nedre kanter var ved aluminium ca. 45°, ved stålplate på 4 mm 40-50°, ved stålplate på 8 mm ca. 30° og superdupleks stålplate 40-50°. Generelt var skjæresporene kvalitativt rene og delvis også metallisk rene.

Det er grunn til å understreke at oppfinnelsen er beskrevet bare ved hjelp av spesielle foretrukne utførelser. Naturligvis er dette ikke ment å begrense oppfinnelsen, og det er også åpenbart for fagfolk på området at flere alternative montasjer, konstruksjoner og variasjoner er mulig innenfor oppfinnelsens rekkevidde som definert i vedlagte krav. Det skal understrekes at det indre av huset 6 på andre enden av elektroden 1 kan kobles til drivutgangsakselen 16 eller til koblingsakselen 18 ved en hul sylinder støtteorgan 15, slik at rotasjon og/eller fram og tilbake-bevegelse, overført ved akselen, overføres til elektroden 1. Alternativt kan drivutgangsakselen 16 eller koblingsakselen 18 begge ved elektroden 1 arrangert innenfor støtteorganet 15 og det holdes på plass f.eks. ved tetningsringer for overføring av rotasjon og/eller fram og tilbakebevegelse fra akselen til elektroden 1. For å oppnå fram og tilbakebevegelsen og/eller oscillerende bevegelse kan f.eks. et kamorgan anvendes, som roterer med rotasjonsbevegelsen gitt av det roterende organet 9, og andre organ, som kan forskyves aksialt mellom idet minste en første posisjon, der samme er mot kamorganet, og en andre posisjon der samme er bort fra kamorganet, det andre organet omfatter en hellende kjøreoverflate for kamorganet. Det er også mulig innenfor oppfinnelsens rekkevidde å medvirke til fram og tilbakebevegelse og/eller oscillerende bevegelse på elektroden ved bruk av en eksentrisk mekanisme.

Claims (32)

1. Framgangsmåte for undervanns elektrisk bueskjæring av metallplater, omfattende bruk av en langstrakt elektrode (1) i en bærer, hvilken elektrode har en fri første ende og en andre ende som kobler elektroden til en elektrisk strømkilde, føring av elektroden til kontaktavstand i forhold til en gjenstand som skal bueskjæres, for å skape tenning av den elektriske buen og føring av den frie enden langs linja som skal bueskjæres, hvor buen hovedsakelig virker over minst en del av elektrodens omkrets (3), karakterisert ved at elektroden (1) roteres om sin lengdeakse under bueskjæringen.

2. Framgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at elektroden beveges fram og tilbake i forhold til sin bærer.

3. Framgangsmåte i samsvar med krav 2, karakterisert ved elektroden (1) roteres og beveges fram og tilbake samtidig.

4. Framgangsmåte i samsvar med krav 1-3, karakterisert ved at elektroden bringes i en valgt orienteringsvinkel til ønsket dybde for bueskjæring med enten elektrodens fri ende (4) eller elektrodens periferi (3) først.

5. Framgangsmåte i samsvar med krav 1-4, karakterisert ved at orienteringsvinkelen for elektroden (1) med hensyn til overflata (5) av objektet (2) som skal bueskjæres velges i området 0-90°, og at den valgte orienteringsvinkelen holdes vesentlig uendret under hele bueskjæreprosessen.

6. Framgangsmåte i samsvar med krav 5, karakterisert ved at orienteringsvinkelen for elektroden (1) valgt i området 45-90°.

7. Framgangsmåte i samsvar med krav 5, karakterisert ved at for materialfjerning fra objektet (2) som skal bueskjæres, velges orienteringsvinkelen for elektroden (1) fortrinnsvis i området 0-45°.

8. Framgangsmåte i samsvar med krav 1-7, karakterisert ved at bueskjæringen utføres ved bruk av et manuelt og/eller mekanisk bevegbart bueskjæreapparat, idet dets elektrode (1) i beredskapstilstand er lokalisert i et hus (6), slik at elektroden blir blottlagt ved å presse et fjørbelastet og varmebestandig munnstykke (7) som er båret av huset (6) mot gjenstanden som skal bueskjæres, hvorved elektroden som blir blottlagt tenner buen for å danne en smeltefront over kontaktavstanden mellom elektrodens fri ende (4) og gjenstandens flate, eller mellom elektrodens side (3) og kanten av gjenstanden, og hvor en for å videreføre bueskjæringen og øke smeltefronten som dannes av buen fører elektroden til ønsket dybde med ønsket vinkelinnstilling ved å fortsette å presse huset (6), idet den ønskete bueskjæring skjer ved å bevege elektroden, hvilket holder den smeltete fronten foran denne ved hjelp av den elektriske buen, i objektet (2) som skal bueskjæres, langs ei ønsket linje og samtidig holde den valgte bueskjæredybden og vinkelorienteringen.

9. Framgangsmåte i samsvar med et av patentkravene 1-8, karakterisert ved at bevegelsesenergien til elektroden utnyttes for fjerning av materiale som er smeltet, og at det for å sikre fjerning av smeltet material ledes en strøm av trykksatt medium, så som trykksatt vann og/eller luft, til området for det smeltete materialet.

10. Anordning for undervanns elektrisk bueskjæring av metallstrukturer ved hjelp av en elektrisk bue, hvilken omfatter et hus (6) som kan beveges hen mot og bort fra metallstrukturen, en langstrakt, stangformet elektrode (1) med en første fri ende (4) som strekker seg utenfor huset (6) for å utføres bueskjæringen, idet elektroden har en andre ende og ei kantflate (4) som strekekr seg mellom de to endene, et elektrisk koblingsorgan (8) i huset og forbundet med elektrodens andre ende for å tilføre elektrisk energi til elektroden, karakterisert ved at den omfatter en bevegelsesanordning (9, 10, 11) i huset (6) for å rotere elektroden om dens lengdeakse.

11. Anordning i samsvar med patentkrav 10, karakterisert ved at bevegelsesanordningen (9, 10, 11) er innrettet for å bevege elektroden (1) aksialt fram og tilbake når den beveges langs bueskjærelinjen.

12. Anordning i samsvar med patentkrav 10 eller 11, karakterisert ved at huset (6) er rammeformet og åpent mot omgivelsene, at det i den ene enden av huset (6) er anordnet et munnstykke (7), som er fjærbelastet til en utoverpresset posisjon, og som i den utoverpressete hvileposisjonen virker som en beskyttende del for elektroden (1) for å forhindre direkte kontakt med denne og at elektroden (1) føres gjennom en munningsåpning (12) av munnstykket (7) når dette presses innover; idet munnstykket (7) er av et varmebestandig materiale.

13. Anordning i samsvar med et av patentkravene 10-12, karakterisert ved at bevegelsesanordningen (9, 10, 11) for elektroden (1), omfatter et roterende organ (9) drevet med trykksatt vann eller luft, og at minst en del av det trykksatte vannet eller lufta som driver rotasjonsorganet (9), er arrangert for å slippes ut av apparatet gjennom munnstykkets (7) munningsåpning (12).

14. Anordning i samsvar med patentkrav 13, karakterisert ved at den omfatter midler for å kjøle innsida av huset (6) med trykksatt flytende medium.

15. Anordning i samsvar med et av patentkravene 10-14, karakterisert ved at den ytre overflata av elektroden (1) omfatter rette eller spiralformete spor (13), riller (14) og/eller linjer av suksessive fordypninger og fortøyninger.

16. Anordning i samsvar med et av patentkravene 10-15, karakterisert ved at elektroden (1) er løsbart festet, f.eks. ved gjenger, klips, friksjon, bajonett-lås eller tilsvarende låsemidler, til et støtteorgan (15) i huset (6), eller til det elektriske koblingsorganet (8).

17. Anordning i samsvar med et av patentkravene 10-16, karakterisert ved at drivorganet (9) er et skovl- eller turbinhjul drevet ved trykksatt medium, et tannhjul, drevet ved trykksatt medium, et par av ovale gearhjul drevet ved trykksatt medium, eller en hydraulisk eller elektrisk motor, idet drivorganet driver en drivaksel (16) som er koblet til støtteorganet (15) eller det elektriske koblingsorganet (8) for elektroden (1).

18. Anordning i samsvar med et av patentkravene 10-17, karakterisert ved at drivakselen (16) som driver elektroden er utstyrt med en kobling eller koblingsorgan (17) som gir etter eller glir når et gitt moment overskrides.

19. Anordning i samsvar med et av patentkravene 10-18, karakterisert ved at det elektriske koblingsorganet (8) er anordnet roterbart i huset (6), for å lede strømmen direkte til elektroden (1).

20. Anordning i samsvar med patentkrav 19, karakterisert ved at det omfatter et støtteorgan (15) for elektroden, hvilket virker som det elektrisk ledende organet for å lede strøm til elektroden (1).

21. Anordning i samsvar med et av patentkravene 10-20, karakterisert ved at bevegelsesanordningen omfatter et første roterende organ (10) og et andre organ (11) som er låst uroterbart, og som er anordnet aksialt bevegbart mellom i det minste en første posisjon, der det ligger an mot det første organet (10), og en andre posisjon, der det er bort fra det første organet (10); og at de motstående flatene (19, 20) til det første og det andre organet (10, 11) samvirker for å overføre fram- og tilbake-bevegelsen til elektroden (1).

22. Anordning i samsvar med patentkrav 21, karakterisert ved at de formede overflatene (19, 20) er bølgete eller fortannete overflater.

23. Anordning i samsvar med patentkrav 22, karakterisert ved at første organet (10) og/eller andre organet (11) er fjørbelastet.

24. Anordning i samsvar med patentkrav 10-23, karakterisert ved at organet for å gi elektrodene (1) en fram og tilbakebevegelse omfatter en kam, som roterer med rotasjonsbevegelse oppnådd med drivorganet (9), og et andre organ, som er aksialt bevegbart mellom i det minste en første posisjon, der det er ligger an mot kamorganet, og en andre posisjon, der det er i avstand fra kamorganet, idet det andre organet omfatter ei skrå kamflate for å bevirke fram- og tilbake-bevegelsen.

25. Anordning i samsvar med patentkrav 23 eller 24, karakterisert ved at det andre organet (11) virker som minst en del av kontaktorganet for elektroden (8).

26. Anordning i samsvar med et av patentkravene 10-25, karakterisert ved at minst huset (6) og drivorganet (9) er framstilt av elektrisk isolerende materiale.

27. Anordning i samsvar med et av patentkravene 10-26, karakterisert ved at bevegelsen av elektroden (1) oppnås med en kammekanisme.

28. Anordning i samsvar med et av patentkravene 10-27, karakterisert ved at anordningen omfatter et organ (32), fortrinnsvis en tapp, skrue eller tilsvarende, som er tilpasset en åpning (33) i huset (6), og at munnstykket (7) omfatteren mot dette organet (32) vendt fordypning (34), og at ved innsetting av organet (32) i denne fordypningen (34) kan munnstykket (7) låses til en øvre posisjon, dvs. en driftsstilling, hvori elektroden (1) er kontinuerlig blottlagt.

29. Anordning i samsvar med et av patentkravene 10-28 karakterisert ved at den omfatter en vesentlig aksialt bevegelsesløs koblingsaksel (18), som holder og/eller tilfører energi til elektroden (1), samt en aksialt bevegelig mellomaksel (24), idet et husorgan (23) er festet permanent til den fri enden av kobhngsakslen (18), hvilket husorganets (23) har en åpning i den frie enden som mellomakselen (24) strekker seg inn i, hvori den er fjørbelastet med et fjørorgan (21) plassert i husorganet (23), og at mellomakselen (24) har aksiale spor og at åpningen i husorganet (23) er fortannet for å passe mot sporet i mellomakselen som kan beveges aksialt langs disse sporene.

30. Anordning i samsvar med patentkrav 21 og 29, karakterisert ved at det første organet (10) er låst permanent til mellomakselen (24) og det andre organet (11), for å oppnå fram og tilbake-bevegelse i aksial retning, idet den indre diameter på åpningen som mellomakselen strekker seg gjennom er større enn den utvendige diameter på mellomakselen (24), og låst mot rotasjon i forhold til huset (6) med radialt forløpende elementer (27), som fortrinnsvis strekker seg via åpninger (26) i husveggen ut av huset (6), idet åpningene (26) strekker seg slik at de utragende elementene (27) kan beveges aksialt i retning av mellomakselen, for å posisjonere det første organet (10) og det andre organet (11) i forhold til hverandre, for å tillate kontinuerlig fram og tilbakebevegelse bevegelse, bort fra hverandre, idet det ikke er noen fram og tibakebevegelse i en mellomstilling, idet bevegelsen er diskontinuerlig, dvs. pulserende fram og tilbakebevegelse.

31. Anordning i samsvar med krav 30, karakterisert ved at ei posisjoneringshylse (25) er anordnet på utsida av huset (6), for å bevege de utragende elementene (27) aksialt.

32. Anordning i samsvar med krav 31, karakterisert ved at posisjoneringshylsa (25) kan skyves og/eller vris i forhold til huset (6) for posisjonering av det utragende elementet (27).