NO343854B1 - Styreanordning, spesielt for bruk ved sveising - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en styreanordning for anvendelse ved behandling, spesielt sveising, av krumme flater, spesielt rørflater, og mer spesielt rørledninger. Slike styreanordninger omfatter generelt et fleksibelt, langstrakt legeme forsynt med en styreanordning for behandlingsanordninger, og forspenningsanordninger for å strekke det fleksible legeme rundt den krumme flate. Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for sveising av en rørledning i et antall sveisepasseringer ved anvendelse av en slik styreanordning.

Ved sveising av rørledninger er det kjent å anvende et styrebånd langs hvilket en vogn med én eller flere sveisebrennere styres. Ved legning av rørledninger til sjøs må hovedsakelig flere sveisetrinn finne sted om bord i skip, hvor disse sveisetrinn finner sted i forskjellige sveisestasjoner. Ifølge kjente systemer vil en funksjon av en sveisestasjon indikere det punkt på røret, f.eks. ved anvendelse av kritt som indikator, hvor sveisesjiktet er avsatt. Funksjonen av en etterfølgende sveisestasjon må da søke etter denne plassering og gjennomføre et påfølgende sveisetrinn i hvilket et påfølgende sveisesjikt plasseres fra dette sted. En slik arbeidsmetode sinker sveiseprosessen og hemmer automatisering av denne.

GB 2316903 A viser en styreanordning som omfatter et båndlignende fleksibelt legeme som spennes rundt en rørende, og en styring for behandlingsorganer. US 4250813 og US 4726300 viser videre styrebånd med avstandsstykker mellom styrebåndet og røroverflaten.. US 5323962 viser et fleksibelt styrespor som utgjøres av en bladfjær utformet av en flerhet stablede, elastisk bøyelige blader. WO 02/36297 A1 viser et automatisert system for innretting og styring av et sveisehode, omfattende en kjøremekanisme anordnet til å bevege sveisehodet langs en fast bane, sammen med en posisjonsbestemmende anordning for å etablere kjøremekanismens posisjon.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en styreanordning av den type som er angitt i innledningen hvormed en lokalisering langs styreanordningen på enkel måte vil kunne bestemmes og automatiseres. Styreanordningen utmerker seg for dette formål ved at det fleksible legeme langs sin lengde er forsynt med indikatorer som er anordnet i henhold til et fastlagt mønster, hvor dette mønster er slik at en bestemt posisjon langs det fleksible legeme kan bestemmes på basis av indikatorenes påvisning.

På denne måte kan således en plassering på det fleksible legeme bestemmes med tilstrekkelig nøyaktighet på basis av mønsteret av indikatorer som er anordnet på det fleksible legeme. Plasseringen vil således kunne bestemmes nøyaktig ved slutten av et sveisetrinn, og denne plassering vil igjen kunne søkes før et etterfølgende sveisetrinn.

I henhold til oppfinnelsen er det anordnet en føler innrettet til å påvise disse indikatorer, og en signalbehandlingsenhet forbundet med føleren for å bestemme en plassering langs styrebåndet på basis av de påviste indikatorer. På denne måte kan et bestemt sted langs styrebåndet lokaliseres for videre anvendelse på en måte som er enkel og kan automatiseres.

Ifølge den foretrukne utførelse er indikatorene huller. Mønsteret kan f.eks. bestå av i det minste én ramme av indikatorer anordnet i lengderetningen av det fleksible legeme, hvor den innbyrdes avstand mellom tilgrensende indikatorer øker gradvis. Dette er et enkelt mønster som er lett å påvise.

Ifølge den foretrukne utførelse omfatter mønsteret en første rekke av indikatorer og en andre rekke av indikatorer parallelt med denne, hvor den innbyrdes avstand mellom tilgrensende indikatorer i den første og den andre rekke øker i motsatte retninger. På denne måte ses det samme mønster av føleren uavhengig av på hvilken måte styreanordningen er anordnet på den krumme flate (f.eks. med urviseren eller mot urviseren i tilfelle av en røroverflate).

Det fleksible legeme er videre fortrinnsvis et metallbånd og indikatorene er fortrinnsvis utformet ved utstansing av hull.

Ifølge en mulig utførelse har metallbåndet en fortannet kant. En slik kant muliggjør at behandlingsanordningens vogn kan drives ved hjelp av et drivhjul som griper inn med denne kant.

I tilfelle av et styrebånd som er anordnet rundt en røroverflate kan det være av ytterligere betydning at det er riktig sentrert og kan anordnes med en fast periferisk lengde rundt røroverflaten. Denne faste periferiske lengde er spesielt anvendelig når driften finner sted med indikatorer for alltid å muliggjøre påvisning av det samme mønster langs periferien.

Det eksisterer styrebånd hvor det er anordnet avstandsstykker mellom styrebåndet og røroverflaten. Fjæranordninger vil kunne anordnes i disse. Imidlertid strekker slike avstandsstykker seg typisk over hele bredden av styrebåndet. Dette innebærer den ulempe at friksjonen mellom avstandsstykkene og røroverflaten på hvilken styrebåndet er montert er nokså stor, noe som kan resultere i en asymmetrisk, usentrert anordning av styrebåndet rundt røroverflaten, hvor fjærene er mer trykket sammen på den ene side enn på den andre.

Ifølge en fordelaktig utførelse omfatter hvert avstandsstykke en fjærbærer som er forbundet med styrebåndet og en fjærholder som er anordnet på fjærmontert måte rundt denne, idet fjæranordningene fortrinnsvis er tallerkenfjærer som virker mellom fjærbæreren og fjærholderen. Denne utførelse vil bli beskrevet nærmere under henvisning til figurene.

Foreliggende oppfinnelse vedrører også en fremgangsmåte for sveising av en rørledning i flere sveisepasseringer ved anvendelse av en anordning ifølge oppfinnelsen, hvor et første sjikt avsettes under en første sveisepassering og et andre sjikt avsettes i en etterfølgende sveisepassering. Fremgangsmåten utmerker seg ved at

– den siste plassering av sveisesjiktet bestemmes på basis av indikatorene etter avsetningen av det første sjikt;

- denne siste plassering søkes på basis av indikatorene på styrebåndet før avsetningen av det andre sjikt.

En slik fremgangsmåte muliggjør således ytterligere automatisering av sveiseprosessen.

Ovennevnte og andre trekk vil bli ytterligere belyst nedenfor på basis av et utførelseseksempel på styreanordningen ifølge oppfinnelsen, som er beskrevet under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor

fig. 1 viser en detalj ved en utførelse av styrebåndet ifølge oppfinnelsen, anordnet rundt en røroverflate, med en sveisebrenner som behandlingsorgan,

fig. 2 er et perspektivriss av en utførelse av styrebåndet ifølge oppfinnelsen,

fig. 3A er et riss, sett ovenfra, av forspenningsanordningen for styrebåndet på fig.2,

fig. 3B viser tverrsnitt etter linjen B - B på fig.3A,

fig. 3C viser tverrsnitt etter linjen C – C på fig.3A,

fig. 3D viser tverrsnitt etter linjen D – D på fig.3A,

fig. 4 viser riss, sett ovenfra, av utførelsen av styrebåndet på fig.3 i demontert tilstand,

fig. 5 viser en detalj av kanten av styrebåndet på fig.4,

fig. 6A og 6B viser hhv. riss, sett ovenfra, og tverrsnitt etter linjen VI – VI på fig.6A av et første parti av et avstandsstykke, og

fig. 7A og 7B viser hhv. riss, sett ovenfra, og tverrsnitt etter linjen VII – VII på fig.7A av et andre parti av et avstandsstykke.

Fig. 1 viser skjematisk en anordning for sammensveising av rør B som må sveises sammen ved sine endekanter. Endekantene er typisk utformet slik at det dannes et sveisespor L når rørene er plassert mot hverandre.

Slike sveisespor fylles hovedsakelig i mange passeringer av sveisebrenneren, hvor ett sjikt av sveisemateriale ad gangen avsettes i sporet. Én eller flere sveisebrennere 1 kan anvendes for dette formål. Sveiseanordningen bæres av en vogn 2 som styres langs et styrebånd som er festet rundt én av rørendene. I den viste utførelse er sveiseanordningen 1 forbundet med et fleksibelt materør 5 for en beskyttende gass, skjønt dette er ikke en forutsetning og avhenger av den sveiseteknikk som anvendes. Sveiseanordningen er antatt i og for seg kjent og utgjør ikke en del av oppfinnelsen.

Vognen 2 er forsynt med fire styrehjul 22 som har en U-formet periferiflate hvori styrebåndets 3 styrekant 24 opptas. Ved forspenning av de motstående styrehjul 22 mot hverandre, f.eks. med en spiralfjærsammenstilling 25, holdes og presses hjulparet fast mot sidene av styrebåndet 3. Driften av vognen 2 langs styrebåndet 3 finner sted på vilkårlig måte. Ved den viste utførelse gjennomføres driften ved hjelp av et drivhjul 26 som griper inn med sidekanten av styrebåndet og drives via en drivanordning (ikke vist). En slik vogn er ansett kjent og vil ikke bli mer detaljert belyst her.

Fig. 2 er et perspektivriss som viser en utførelse av styrebåndet ifølge oppfinnelsen i en situasjon hvor det er formet som en ring. Fig.4 viser et riss, sett ovenfra, av styrebåndet i utstrakt tilstand. Styrebåndet er på sin innside forsynt med avstandsstykker 7 hvori fjæranordninger 10 er anordnet. Forspenningsanordninger er anbrakt mellom de ytre ender 5, 6 og styrebåndet 3 for forspenning som en ring rundt røroverflaten.

Forspenningsanordningen 4 er vist mer detaljert på fig.3A – 3D. Et første organ 13 av forspenningsanordningen er festet til den ytre ende 6 ved anvendelse av fire skruer 16. Dette første organ 13 er forsynt med en gjenget boring 14. Det andre organ 15 er festet til den ytre ende 5 ved anvendelse av fire skruer 16. Dette organ er forsynt med et langstrakt hulrom 17 for anbringelse av en gjennomgående skrue som er trukket til i den gjengede boring 14.

Styrebåndet 3 er videre forsynt med indikatorer som er anordnet i overensstemmelse med et fastlagt mønster og som her har form av hull 8, 8'. Mønsteret består her av to rekker av kvadratiske hull. Den første rekke omfatter et antall kvadratiske hull 8 som er anordnet på en periferilinje, idet den innbyrdes avstand mellom to tilgrensende hull øker gradvis forløpende fra den ytre ende 6 til den ytre ende 5. Den andre rekke er likeledes dannet av et antall kvadratiske hull 8' som er anordnet på en periferilinje, idet den innbyrdes avstand mellom to tilgrensende hull avtar gradvis forløpende fra den ytre ende 6 til den ytre ende 5. Denne gradvise økning/reduksjon er identisk for begge rekker slik at det i tilfelle av en omvendt anordning av styrebåndet, dvs. når de ytre ender 5 og 6 veksles innbyrdes, oppnås et identisk mønster.

En føler (ikke vist) for påvisning av dette mønster er anordnet i vognen 2. Denne føler er koblet til en signalbehandlingsenhet innrettet til å bestemme plasseringen langs styrebåndet på basis av hullene vognen passerer langs og som påvises av føleren.

Under legning av rørledninger må det hovedsakelig finne sted fire eller fem sveisetrinn på skipet, hvor skipet etter hvert sveisetrinn seiler en bestemt strekning hvorved sveisen forflyttes til den påfølgende sveisestasjon hvor det påfølgende sveisetrinn kan gjennomføres. Ved anvendelse av indikatorene på styrebåndet og føleren bestemmes plasseringen av sveisen etter hvert sveisetrinn og overføres til den etterfølgende sveisestasjon. I den påfølgende sveisestasjon bringes sveisebrenneren igjen til dette sted ved anvendelse av indikatorene og føleren, slik at sveisetrinnet begynner nøyaktig i den posisjon hvor det forrige sveisetrinn endte. Meget nøyaktig sveising vil således kunne gjennomføres på denne måte.

En mulig utførelse av avstandsstykket med fjæranordninger vil nå bli beskrevet detaljert under henvisning til fig.3A – 3D og fig.6A-6B og 7A-7B. Avstandsstykket 7 omfatter en fjærholder 31 og en fjærbærer 30 anordnet i denne. Fjærbæreren 30 er forbundet med styrebåndet ved anvendelse av en skrue 38. Fjærholderen 31 har en begrenset bevegelse i retning av styrebåndet. Dette er realisert ved å forsyne fjærholderen 31 med en åpning 35 med dimensjoner som er slik at fjærholderen 31 kan bevege seg langs periferien av fjærbæreren 30 i retning av styrebåndet. Bevegelsesfriheten er her justerbar ved hjelp av en skrue 37 (se fig.3B) som rager gjennom fjærholderens 31 åpning 35 og skrus fast i en gjenget boring 36 i fjærbæreren 30. Tallerkenfjærer 10 virker mellom fjærbæreren 30 og fjærholderen 31. Formen av fjærbæreren 30 og av fjærholderen 31 må derfor være tilpasset hverandre slik at på den ene side fjæranordninger kan opptas i fjærholderen 31, og på den annen side at fjærholderen 31 har begrenset bevegelse i forhold til fjærbæreren 30. Ved den viste utførelse er fjærholderen 31 hovedsakelig tallerkenformet med en bunn 32 forsynt med en åpning 35 og med en sylindrisk vegg 34. Fjærbæreren 30 har her form av en hulsylinder 32 hvori det er anordnet skruegjenger og hvis øvre ende er forsynt med en radialt orientert krave 33. En fagmann vil imidlertid være klar over at andre former av fjærholderen 31 og fjærbæreren 30 vil være mulig.

Dessuten må kontaktflaten mellom fjærholderen og den krumme overflate som styrebåndet er montert på fortrinnsvis være så liten som mulig for å begrense friksjonen med den krumme overflate. For dette formål har fjærholderen 31 fortrinnsvis en avrundet bunn, som det best ses på fig.7B, og overflatearealet av den ringformede støtteflate er fortrinnsvis så lite som mulig.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til den ovenfor beskrevne utførelse og bestemt ikke til behandling av rørledninger. Enhver overflate på hvilken det på egnet måte kan monteres et fleksibelt styrebånd faller innenfor rammen av oppfinnelsen. Fagmannen vil videre forstå at mange forskjellige mønstre av indikatorer er mulig. Foreliggende oppfinnelses beskyttelsesområde er derfor bare begrenset ved de vedføyde krav.

Claims (15)

Patentkrav

1. Styreanordning for anvendelse ved behandling, spesielt sveising, av krumme overflater, spesielt rørflater, omfattende:

- et fleksibelt langstrakt legeme (3) forsynt med en styring for behandlingsanordninger; - forspenningsanordninger (4) for forspenning av det fleksible legeme rundt den krumme overflate;

k a r a k t e r i s e r t v e d at det fleksible legeme langs sin lengde er forsynt med indikatorer (8, 8’) anordnet i henhold til et fastlagt mønster og dette mønster er slik at en bestemt posisjon langs det fleksible legeme kan utledes på basis av indikatorenes påvisning, hvor styreanordningen videre omfatter en føler som er innrettet til å påvise disse indikatorer, og en signalbehandlingsenhet som er forbundet med føleren for å utlede en posisjon langs det fleksible legeme på basis av de påviste indikatorer.

2. Styreanordning ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d at indikatorene (8, 8’) er hull.

3. Styreanordning ifølge et av de foregående krav,

k a r a k t e r i s e r t v e d at mønsteret består av i det minste én rekke av indikatorer (8, 8’), hvor den innbyrdes avstand mellom tilgrensende indikatorer øker gradvis.

4. Styreanordning ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d at mønsteret består av en første rekke av indikatorer (8) og en andre rekke av indikatorer (8’) parallelt med denne, hvor den innbyrdes avstand mellom tilgrensende indikatorer av den første og den andre rekke øker i motsatte retninger.

5. Styreanordning ifølge et av de foregående krav,

k a r a k t e r i s e r t v e d at det fleksible legeme (3) er et metallbånd.

6. Styreanordning ifølge krav 5,

k a r a k t e r i s e r t v e d at indikatorene (8, 8’)som er anordnet i henhold til et bestemt mønster, er dannet ved stansing av hull i henhold til dette mønster.

7. Styreanordning ifølge et av de foregående krav,

k a r a k t e r i s e r t v e d at undersiden av det langstrakte fleksible legeme (3) er forsynt med avstandsstykker (7).

8. Styreanordning ifølge krav 7,

k a r a k t e r i s e r t v e d at avstandsstykkene (7) er forsynt med fjæranordninger (10).

9. Styreanordning ifølge krav 8),

k a r a k t e r i s e r t v e d at fjæranordningene (10) er tallerkenfjærer.

10. Styreanordning ifølge krav 9,

k a r a k t e r i s e r t v e d at bredde- og lengdedimensjonene av kontaktflaten mellom hvert avstandsstykke (7) og den krumme overflate er liten i forhold til bredde- og lengdedimensjonene av styrebåndet.

11. Styreanordning ifølge et av de foregående krav,

k a r a k t e r i s e r t v e d at det fleksible langstrakte legeme har en fortannet kant med det formål å danne styring for behandlingsanordningen.

12. Fremgangsmåte for sveising av en rørledning i et antall sveisetrinn ved anvendelse av en anordning ifølge et av de foregående krav, hvor et første sjikt avsettes under et første sveisetrinn og et andre sjikt avsettes i et påfølgende sveisetrinn k a r a k t e r i s e r t v e d at den endelige plassering av et sveisesjikt bestemmes på basis av indikatorene etter avsetning av det første sjikt, idet denne endelige plassering søkes etter på basis av indikatorene på styrebåndet før avsetningen av det andre sjikt.

13. Styreanordning ifølge krav 10,

k a r a k t e r i s e r t v e d at avstandsstykket (7) omfatter en fjærholder (31) som har en ringformet understøttelsesfot (37) på enden fjernt fra styrebåndet.

14. Styreanordning ifølge krav 10,

k a r a k t e r i s e r t v e d at fjærholderen (31) er montert for begrenset bevegelse i forhold til styrebåndet og fjæranordningene (10) virker mellom fjærholderen og styrebåndet.

15. Styreanordning ifølge krav 13 eller 14,

k a r a k t e r i s e r t v e d at en fjærbærer (30) som passer inn i fjærholderen (31), er fast forbundet med styrebåndet, idet fjærholderen er forbundet med fjærbæreren for begrenset bevegelse og fjæranordningene (10) griper inn mellom fjærholderen og fjærbæreren.