NO853267L

NO853267L - PROCEDURE AND DEVICE FOR CLEANING AND COVERING A METAL SURFACE UNDER WATER AND A CHANGING TOOL FOR THIS DEVICE

Info

Publication number: NO853267L
Application number: NO853267A
Authority: NO
Inventors: Ensi Viljo Tapio Niinviaara
Original assignee: Harju Leo Johannes
Priority date: 1983-12-20
Filing date: 1985-08-19
Publication date: 1985-08-19
Also published as: FR2556618A1; GB8614555D0; FI834686A0; SE8602771D0; DE3490620T1; FI862614A0; ZA849900B; WO1985002869A1; GB2182056A; DK371985A; SE8602771L; AU3832585A; JPS61500735A; SE451380B; DK371985D0; FI862614A

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ifølge den innledende del av krav 1 og en innretning ifølge den innledende del av krav 3 for rengjøring og overtrekking av en metalloverflate under vann, og et skiftende redskap ifølge den innledende del av krav 9 for nevnte type innretning. The invention relates to a method according to the introductory part of claim 1 and a device according to the introductory part of claim 3 for cleaning and coating a metal surface under water, and a changing tool according to the introductory part of claim 9 for said type of device.

Ved de tidligere kjente fremgangsmåter for ren-gjøring under vann, såsom f.eks. mekanisk maskinering og sandblåsing eller vannjet-rengjøring, krever oppretthold-else av den riktige retning av rengjøringsinnretningen med hensyn til arbeidsstykket store anstrengelser fra operatø-ren, og særlig ved feste på fjernstyrte innretninger såsom dykkerroboter, leder slike innretninger ikke til et ønsket resultat. In the previously known methods for cleaning under water, such as e.g. mechanical machining and sandblasting or water jet cleaning, maintaining the correct direction of the cleaning device with respect to the workpiece requires great effort from the operator, and especially when attached to remotely controlled devices such as diving robots, such devices do not lead to the desired result.

Inntil nå har undervannsovertrekking vært nesten umulig å utføre, fordi det med de tidligere kjente fremgangsmåter blir det igjen fuktighet mellom overtrekkingen og metallet slik at overtrekkingsresultatet ikke er varig. Until now, underwater coating has been almost impossible to carry out, because with the previously known methods moisture remains between the coating and the metal so that the coating result is not permanent.

Formålet med oppfinnelsen er derfor å fjerne ulem-pene og svakhetene for denne type av kjente fremgangsmåter og innretninger og vesentlig.lette og øke årbeidshastig-heten ved vanskelige forhold under vann. The purpose of the invention is therefore to remove the disadvantages and weaknesses of this type of known methods and devices and significantly facilitate and increase the speed of work in difficult conditions under water.

Disse formål oppnås ved hjelp av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, som erkarakterisert vedde særlige kjennetegn frembragt i det tilhørende krav 1, og ved hjelp av en innretning som erkarakterisert vedde særlige kjennetegn frembragt i det tilhørende krav 3. Formålene med oppfinnelsen kan også oppnås ved anvendelse av et skiftende redskap med innretningen, hvilket redskap erkarakterisert vedde særlige kjennetegn frembragt i den kjennetegnende del av krav 9. These purposes are achieved by means of a method according to the invention, which is characterized by the special characteristics produced in the associated claim 1, and by means of a device that is characterized by the special characteristics produced in the associated claim 3. The purposes of the invention can also be achieved by using a changing tool with the device, which tool is characterized by special features produced in the characterizing part of claim 9.

En fordel med oppfinnelsen er at innretningen er liten og har en lett oppbygging, slik at den lett kan hånd-teres og føres til arbeidsstykket. Fremfor alt må det nevnes som en driftsfordel at overtrekkingen hefter elektrisk til den rengjorte overflate som enda er i oppvarmet tilstand, slik at fuktighet ikke er istand til å danne noe som helst slag av ugunstig faktor og overtrekkingen blir derved varig. An advantage of the invention is that the device is small and has a light structure, so that it can be easily handled and taken to the workpiece. Above all, it must be mentioned as an operational advantage that the coating adheres electrically to the cleaned surface which is still in a heated state, so that moisture is not able to form any kind of unfavorable factor and the coating is thereby permanent.

I kraft av det skiftende redskap, kan den uforstyrrede arbeidstiden forlenges, og dessuten er innretningen passende for et stort antall av forskjellige arbeidsformål. By virtue of the changing tool, the undisturbed working time can be extended, and moreover the device is suitable for a large number of different working purposes.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgendeThe invention shall be described in more detail below

i forbindelse med noen utførelseseksempler og under hen-visning til tegningene, der fig. 1 er et sideriss av en innretning ifølge oppfinnelsen for rengjøring og overtrekking av en metalloverflate under vann, fig. 2 er et skjematisk riss av den elektriske forbindelse mellom innretningen ifølge oppfinnelsen og metalloverflaten som skal behandles, fig. 3 viser et tverrsnitt av en rammedel på en innretning ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen for rengjøring og overtrekking av en overflate under vann, idet nevnte del er forsynt med et redskap, fig. 4 er et sideriss av et skiftende redskap ifølge oppfinnelsen, fig. 5 viser et snittriss av et skivelignende skiftende redskap ifølge en annen utførelses-form av oppfinnelsen. in connection with some design examples and with reference to the drawings, where fig. 1 is a side view of a device according to the invention for cleaning and coating a metal surface under water, fig. 2 is a schematic view of the electrical connection between the device according to the invention and the metal surface to be treated, fig. 3 shows a cross-section of a frame part of a device according to an embodiment of the invention for cleaning and coating a surface under water, said part being provided with a tool, fig. 4 is a side view of a changing implement according to the invention, fig. 5 shows a sectional view of a disk-like changing tool according to another embodiment of the invention.

På fig. 1 som er et sideriss av innretningen ifølge oppfinnelsen, omfatter en rammedel vist med henvisningstall 1 en kraftenhet (2, fig. 3), fortrinnsvis i en hydraulisk motor som tilfører innretningen med drivkraft, en drivaksel 3, som i dette tilfelle er forbundet med nevnte hydrauliske motor ved hjelp av et planetgear (4, fig. 3). Som det frem-går av nevnte figur, omfatter innretningen videre et roterende redskap 5, som trykkes mot metalloverflaten som skal behandles og som er forskyvbar i metalloverflatens plan, idet redskapet i dette tilfelle er en skivelignende metallbørste, som er festet utskiftbar på drivakselen 3 ved hjelp av en tilpasningsring 10. In fig. 1 which is a side view of the device according to the invention, a frame part shown with reference number 1 comprises a power unit (2, fig. 3), preferably in a hydraulic motor which supplies the device with driving force, a drive shaft 3, which in this case is connected to said hydraulic motor using a planetary gear (4, fig. 3). As can be seen from the aforementioned figure, the device further comprises a rotating tool 5, which is pressed against the metal surface to be treated and which is displaceable in the plane of the metal surface, the tool in this case being a disc-like metal brush, which is fixed replaceably on the drive shaft 3 by using an adjustment ring 10.

For å skape en elektrisk potensialforskjell mellom redskapet 5 og metalloverflaten, omfatter innretningen utstyr 6, fortrinnsvis fjærbelastet kontaktutstyr som er anbragt mot den ytre omkrets på redskapets drivaksel, for å forbinde redskapet til en av polene på en kilde (ikke vist på tegningene) med elektrisk strøm såsom en akkumulator eller en elektrisk generator med likerettere. For frembringelse av elektrisk strøm mellom redskapet 5 og metalloverflaten, blir metalloverflaten som derved skal utsettes for behandling forbundet til den andre motsatt ladede pol på nevnte strøm-kilde. I utførelseseksemplet vist på fig. 2, er redskapet 5 forbundet til "+"-polen og metalloverflaten til "-"-polen. In order to create an electrical potential difference between the tool 5 and the metal surface, the device comprises equipment 6, preferably spring-loaded contact equipment which is placed against the outer circumference of the tool's drive shaft, to connect the tool to one of the poles of a source (not shown in the drawings) of electrical current such as an accumulator or an electric generator with rectifiers. In order to generate electric current between the tool 5 and the metal surface, the metal surface which is thereby to be subjected to treatment is connected to the other oppositely charged pole of said current source. In the embodiment shown in fig. 2, the tool 5 is connected to the "+" pole and the metal surface to the "-" pole.

For derved å forebygge elektrisk strøm fra å bli ledet til rammedelen av innretningen, omfatter utstyrets 5 drivaksel 3 en mellomliggende del 9 av plast av noe annet elektrisk ikke-ledende materiale. Nevnte mellomliggende del kan også være forsynt med ledd, slik at redskapet kan vendes til en vinkel med hensyn til redskapets rammedel 1. In order to thereby prevent electric current from being led to the frame part of the device, the drive shaft 3 of the equipment 5 comprises an intermediate part 9 made of plastic of some other electrically non-conductive material. Said intermediate part can also be provided with joints, so that the tool can be turned to an angle with respect to the tool's frame part 1.

Innretningen ifølge utførelseseksemplet vist på fig. 1 omfatter videre en beholder 7 for det elektrolytiske overtrekkingsmateriale. Nevnte beholder har forbindelse med metalloverflaten som skal behandles via drivakselen 3 på redskapet 5 ved hjelp av en matekanal 8 for overtrekkingsmaterialet. Overtrekkingsmaterialet mates til metalloverflaten, alt etter behovet for dens rengjøring, enten kontinuerlig gjennom hele behandlingsprosessen for nevnte metalloverflate eller, til en ønsket tid etter at den innledende rengjøringsoperasjon er utført ved hjelp av metallbørsten 5. For dette formål er innretningen forsynt med en totrinns koblingsanordning, eller den avtrekkerlignende bryter 11, slik at bare rotasjonsdriften av metallbørsten er på i det første trinn og matingen av overtrekkingsmaterialet, dessuten rotasjonsdriften i det andre trinn. Beholderen 7 med overtrekkingsmateriale kan være en adskilt beholder, som f.eks. kan være innrettet til å kunne bæres på ryggen av operatøren, og hvilken container har forbindelse med matekanalen 8 for overtrekkingsmateriale ved hjelp av et elas-tisk rør, eller som vist på fig. 1, en beholder 7 festet på rammedelen 1. The device according to the embodiment shown in fig. 1 further comprises a container 7 for the electrolytic coating material. Said container is connected to the metal surface to be treated via the drive shaft 3 of the tool 5 by means of a feed channel 8 for the coating material. The coating material is fed to the metal surface, depending on the need for its cleaning, either continuously throughout the treatment process for said metal surface or, at a desired time after the initial cleaning operation has been carried out by means of the metal brush 5. For this purpose, the device is provided with a two-stage coupling device, or the trigger-like switch 11, so that only the rotation operation of the metal brush is on in the first stage and the feeding of the coating material, moreover the rotation operation in the second stage. The container 7 with coating material can be a separate container, such as e.g. can be designed to be carried on the operator's back, and which container is connected to the feed channel 8 for coating material by means of an elastic tube, or as shown in fig. 1, a container 7 attached to the frame part 1.

Da elektrisk strøm ledes mellom skraperedskapet 5 og metalloverflaten under hele behandlingsprosessen av nevnte metalloverflate vil fuktighet, som tidligere har vært den største ulempe ved denne type av arbeidsformål under vann, ikke i noen fase være istand til å vanskeliggjøre eller hindre arbeidets fremdrift. Derfor er det tilførte overtrekkingsmateriale ved en rengjørings- og overtrekkings-prosess utført ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen festet til en ren, tørr og enda varm metalloverflate, som derved danner et meget varig lag. Since electric current is conducted between the scraper 5 and the metal surface during the entire treatment process of said metal surface, moisture, which has previously been the biggest disadvantage of this type of work purpose under water, will not at any stage be capable of making it difficult or hindering the progress of the work. Therefore, during a cleaning and coating process carried out using the method according to the invention, the applied coating material is attached to a clean, dry and still hot metal surface, which thereby forms a very durable layer.

Fig. 3 er et detaljert tverrsnitt av en rammedel 1 av oppfinnelsen ifølge den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen, hvilken del er forsynt med en roterende metallbørste 5.Innretningen omfatter en hydraulisk motor 2 som forsyner drivkraften, en kraftoverføringsaksel Fig. 3 is a detailed cross-section of a frame part 1 of the invention according to the preferred embodiment of the invention, which part is provided with a rotating metal brush 5. The device comprises a hydraulic motor 2 which supplies the driving force, a power transmission shaft

festet til denne, et planetgear 5 mellom nevnte kraftoverføringsaksel og metallbørstens 5 drivaksel 3, ved hjelp av hvilken innretningens oppbyg-gingsvekt kan opprettholdes lav til tross for at rotasjonshastigheten er innstillbar innenfor vide grenser, og videre en mellomliggende del 9 av et elektrisk ikke-ledende materiale som er anbragt ved enden av drivakselen 3 etter planetgearet 4, og ved hjelp av hvilken redskapet 5 og drivakselen 3 på denne er elektrisk isolert fra de andre deler av innretningen. Det må fremheves at anbringelsen av planetgearet i innretningen ikke er nødvendig med henblikk på driften av innretningen. Planetgearet er i virkeligheten nevnt og vist på tegningene av den grunn at det til- . later at det kan anvendes et større område av rotasjonshastighet sam-tidig som innretningens størrelse og vekt, av hvilken det meste er på grunn av den hydrauliske motor, kan opprettholdes små med hensyn til lettheten for behandlingsprosessen, og, som en følge av dette, blir ingen ekstra belastninger tilført operatøren i disse også ellers strev - somme arbeidsforhold under vann. attached to this, a planetary gear 5 between said power transmission shaft and the drive shaft 3 of the metal brush 5, by means of which the structural weight of the device can be kept low despite the fact that the rotation speed is adjustable within wide limits, and further an intermediate part 9 of an electrically non-conductive material which is placed at the end of the drive shaft 3 after the planetary gear 4, and by means of which the gear 5 and the drive shaft 3 on it are electrically isolated from the other parts of the device. It must be emphasized that the placement of the planetary gear in the device is not necessary for the operation of the device. The planetary gear is actually mentioned and shown in the drawings for the reason that it to- . allows a greater range of rotational speed to be used while the size and weight of the device, most of which is due to the hydraulic motor, can be kept small with regard to the ease of the treatment process, and, as a result, becomes no additional loads added to the operator in these otherwise strenuous working conditions under water.

Fig. 3 viser videre anordning 6 for føring av elektrisk strøm til redskapet 5. Som allerede nevnt, er nevnte anordning dannet av fjær-belastede kontaktanordninger 6 såsom karbonbørster, som er forbundet til "+"-polen på strømkilden ved hjelp av en strømleder innrettet til å Fig. 3 further shows device 6 for conducting electric current to the tool 5. As already mentioned, said device is formed by spring-loaded contact devices 6 such as carbon brushes, which are connected to the "+" pole of the power source by means of a current conductor arranged to

kunne festes i en bryterkontakt 12 tilveiebragt på siden av innretningens rammedel 1, hvilken anordning er anbragt rundt drivakselen 3 på redskapet 5 og trykket mot den ytre omkrets av nevnte aksel. Mating av det elektrolytiske overtrekkingsmateriale fra redskapet 5 til metalloverflaten ut-føres konsentrisk med hensyn til redskapets rotasjonsaksel. For dette could be fixed in a switch contact 12 provided on the side of the device's frame part 1, which device is placed around the drive shaft 3 of the tool 5 and pressed against the outer circumference of said shaft. Feeding of the electrolytic coating material from the tool 5 to the metal surface is carried out concentrically with respect to the tool's axis of rotation. For this

formål er drivakselen 3 forsynt med en konsentrisk passasje som strekker seg i lengderetningen av denne, hvilken passasje tjener som en matekanal 8 for overtrekkingsmaterialet. Matekanalens 8 innløpsende er forsynt med en tverrkanal som strekker seg i radiell retning fra matekanalen 8 til drivakselens 3 ytre periferi, idet overtrekkingsmaterialet mates gjennom nevnte tverrkanal fra et ringformet mellomliggende rom 14 rundt drivakselen 3, inn i den midtre matekanal 8. Det mellomliggende rom 14 har forbindelse med beholderen 7 med overtrekkingsmateriale. For passende strømning er det tilveiebragt reguleringsanordning 15 mellom beholderen for overtrekkingsmateriale og det mellomliggende rom 14 for styring av purpose, the drive shaft 3 is provided with a concentric passage which extends in its longitudinal direction, which passage serves as a feed channel 8 for the coating material. The inlet end of the feed channel 8 is provided with a transverse channel which extends in the radial direction from the feed channel 8 to the outer periphery of the drive shaft 3, the coating material being fed through said transverse channel from an annular intermediate space 14 around the drive shaft 3, into the central feed channel 8. The intermediate space 14 has a connection with the container 7 with coating material. For suitable flow, a regulation device 15 is provided between the container for coating material and the intermediate space 14 for controlling

matingen av overtrekkingsmateriale fra beholderen 7.the feeding of coating material from the container 7.

Ifølge den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen, er matekanalen 8 for overtekkingsmateriale delt i metallbørstens 5 rammedel 51 for å danne radielle matekanaler 81, som har utgang til metalloverflaten via metallbørstens 5 børstedel. According to the preferred embodiment of the invention, the feed channel 8 for covering material is divided in the frame part 51 of the metal brush 5 to form radial feed channels 81, which have an outlet to the metal surface via the brush part of the metal brush 5.

For optimalisering av mengden av overtrekkingsmateriale som forbrukes under fremskridelsen av overtrekkingsprosessen, har metallbørs-ten to deler, slik at den ytre del 52 kan innstilles i en retning vinkelrett mot metalloverflaten og slik at de radielle matekanaler 81 er tilveiebragt bare i den indre rammedel 51. Ved løfting av den ytre del ut av kontakt med metalloverflaten, kan metallbørstens 5 maksimale periferi-hastighet reduseres, slik at mengden av overtrekkingsmateriale som strøm-mer ut fra børstedelen under innflydelse av sentrifugalkraften blir til-svarende forminsket. To optimize the amount of coating material consumed during the progress of the coating process, the metal brush has two parts, so that the outer part 52 can be set in a direction perpendicular to the metal surface and so that the radial feed channels 81 are provided only in the inner frame part 51. By lifting the outer part out of contact with the metal surface, the maximum peripheral speed of the metal brush 5 can be reduced, so that the amount of coating material that flows out from the brush part under the influence of the centrifugal force is correspondingly reduced.

Fig. 4 og 5 viser skiftende redskaper ifølge visse foretrukne utførelsesformer,. hvis bruk tillater at formålet med oppfinnelsen oppnås. I utførelsesformene vist på nevnte figurer, er overtrekkingsmaterialet 23, 25 tilkoblet med redskapet som er en skivelignende vekt 20, med sin ytre periferi 21 tilsiktet å bli trykket mot metalloverflaten som skal behandles. Når slike redskaper anvendes, er den elektriske strøm på den samme måte som ovenfor kontinuerlig ledet fra redskapet 20 til metalloverflaten, slik at overtrekkingsmaterialet 23, 25 som er tilkoblet med redskapet 20, smelter og festes elektrisk til en form av varig lag på metalloverflaten, slik at fuktighet ikke på noen måte forhindrer eller svekker overtrekkingsresultatet. Figures 4 and 5 show changing tools according to certain preferred embodiments. the use of which allows the purpose of the invention to be achieved. In the embodiments shown in said figures, the coating material 23, 25 is connected with the tool which is a disk-like weight 20, with its outer periphery 21 intended to be pressed against the metal surface to be treated. When such tools are used, the electric current is continuously conducted from the tool 20 to the metal surface in the same way as above, so that the coating material 23, 25, which is connected to the tool 20, melts and is electrically attached to a form of permanent layer on the metal surface, as that moisture does not in any way prevent or weaken the coating result.

I eksemplet ifølge fig. 4, er den skivelignende vekt 20 formet av radielle eller tangensielle soner 24 med et elektrisk ikke-ledende materiale og av soner 25 med smeltende overtrekkingsmateriale tilveiebragt mellom nevnte soner 24. In the example according to fig. 4, the disk-like weight 20 is formed of radial or tangential zones 24 of an electrically non-conductive material and of zones 25 of fusible coating material provided between said zones 24.

I eksemplet ifølge fig. 5, er den skivelignende vekt 20 dannet av en ubrutt skive 22 av et elektrisk ledende materiale og et lag 23 av smeltet overtrekkingsmateriale, hvilket lag er tilveiebragt minst på én side av skiven 22. In the example according to fig. 5, the disk-like weight 20 is formed by an unbroken disk 22 of an electrically conductive material and a layer 23 of molten coating material, which layer is provided on at least one side of the disk 22.

Oppfinnelsen er beskrevet ovenfor bare ved hjelp av noen av dets foretrukne utførelseseksempler. Det vil være klart at intensjonen dermed ikke på noen måte har vært å begrense oppfinnelsen, men forskjellige modifikasjoner vil være åpenbare innenfor området for oppfinnelsen som er angitt i kravene. The invention has been described above only by way of some of its preferred embodiments. It will be clear that the intention has thus not been in any way to limit the invention, but various modifications will be obvious within the scope of the invention set forth in the claims.

Claims

1. Method for cleaning and coating a metal surface under water using a device that is pressed into contact with the metal surface and provided with a preferably scraping tool that is displaceable with respect to said metal surface, characterized in that an electrical potential difference is created between the tool and the metal surface during the cleaning and coating of said metal surface by connecting the tool to one pole of an electric current source and the metal surface to be treated to the other pole, and that an electrolytic coating material is fed between the tool and the metal surface at a desired time, the material being supplied and fixed electrically on the metal surface using the aforementioned tool.

2. Method according to claim 1, characterized in that the coating material is fed centrally via the rotating tool and applied to the metal surface by means of a rotational movement of the tool.

3.. Device for cleaning and coating a metal surface under water, which device comprises a frame part (1), a power unit (2) fitted in said frame part, a drive shaft (3) which is directly or by means of suitable power transmission devices (4) connected to said power unit, and a tool (5), which is pressed against the metal surface and which is displaceable substantially parallel to the plane of the metal surface and movable with respect to this, the tool preferably being replaceably attached to said drive shaft, characterized in that the device further comprises devices (6) for connecting the tool to a pole of an electric current source, a container (7) for the electrolytic coating material, and a feed channel (8) for feeding coating material from its container (7) between the tool (5) and the metal surface.

4. Device according to claim 3, characterized in that said devices for connecting the tool to an electric current source are formed by contact devices (6) pressed against the circumference of the tool's (5) drive shaft (3) and that said drive shaft (3) comprises a intermediate part (9) of an electrically non-conductive material, preferably of plastic, which is placed between the drive shaft's power unit (2) and the contact devices (6).

5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the feed channel (8, 13, 14) for coating material runs from the container (7) for coating material via the tool (5) between the tool and the metal surface.

6. Device according to claim 5, characterized in that the feed channel (8) for coating material extends concentrically in the tool's (5) drive shaft (3)

7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the tool is a metal brush (5), which rotates parallel to the plane of the metal surface, and that the feed channel (8) for coating material is divided in the frame part (51) of the metal brush to form radial channels (81) which has a connection with the metal surface.

8. Device according to claim 7, characterized in that the metal brush (5) comprises two parts in the radial direction, the radial feed channels (81) for coating material being arranged in the inner part (51), the outer part (52) being adjustable in a direction perpendicular to the plane of the metal surface.

9. Shifting tool for a device for cleaning and coating a metal surface under water, which device comprises a frame part (1), a power unit (2) adapted in said frame part, a drive shaft (3) which is directly or by means of suitable power transmission ring devices (4) connected to said power unit, and a tool (5), which is pressed against the metal surface and which is displaceable essentially parallel to the plane of the metal surface and movable with respect to this, which tool is preferably replaceably attached to said drive shaft, characterized by that the changing tool is a round disc-like weight (20), which can be connected to a pole of an electric current source, and whose circumference (21) is intended to be pressed against the metal surface which must be connected to another pole of an electric current source and is displaced on the metal surface when the weight (20) rotates around its axis.

10. Shifting device according to claim 9, characterized in that said weight (20) comprises a continuous round disk (22) of an electrically conductive material and a layer (23) of molten covering material at least on one side of said round disk (22 ).

11. Shifting device according to claim 9, characterized in that said weight (20) is provided with radial or tangential zones with an electrically conductive material and, between said zones, zones (25) of a molten coating material.