EP0398457A1 - Method of and device for machining of inner surfaces of hollow bodies - Google Patents

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Publication number
EP0398457A1
EP0398457A1 EP90250116A EP90250116A EP0398457A1 EP 0398457 A1 EP0398457 A1 EP 0398457A1 EP 90250116 A EP90250116 A EP 90250116A EP 90250116 A EP90250116 A EP 90250116A EP 0398457 A1 EP0398457 A1 EP 0398457A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cutting tool
pendulum
hollow body
designed
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP90250116A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Dipl.-Ing. Lehmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vodafone GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann AG filed Critical Mannesmann AG
Publication of EP0398457A1 publication Critical patent/EP0398457A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/36—Single-purpose machines or devices
    • B24B5/40—Single-purpose machines or devices for grinding tubes internally

Definitions

  • the invention relates to a method for machining the inner surface of hollow bodies according to the preamble of claim 1 and a device for carrying it out.
  • a method and a device for grinding the inner surface of pipes is known, with the help of which the root layers of circular weld seams on already laid pipes can also be processed.
  • This device comprises a chassis from distributed over the pipe circumference and around 120 o staggered wheels which are in radial direction against the pipe inner surface adjustably hydraulically or pneumatically and enable centering of the device with respect to the tube axis.
  • On the outside of the device a plurality of radially outwardly adjustable motor-driven grinding devices with radially directed axes of rotation and cup-shaped grinding bodies are arranged.
  • special drive wheels are provided which are supported on the inner surface of the tube and set the entire device in rotation.
  • the rotation axis of the landing gear wheels which would otherwise allow the movement in the direction of the tube axis, o pivoted at 90, so that they can run in the circumferential direction.
  • a disadvantage of this known device is that sheet metal processing e.g. the root positions of circular welds is hardly possible. This requires an exact adjustment of the grinding wheel to the inner surface of the pipe at all times. If the grinding wheel is set too low, part of the material to be removed remains, while if the radial setting is too strong, a groove-shaped recess is formed on the inner surface of the pipe, which has an undesirable notch effect and also adversely affects the flow properties of the pipeline. Deviations in the pipe cross-sectional geometry from the ideal circular shape also lead to corresponding local material removals that are too low or too strong.
  • the object of the invention is therefore to improve the generic method in such a way that these disadvantages no longer occur and to provide an apparatus for carrying out this method.
  • a device according to the invention is characterized by the features of patent claim 2 and can be configured in an advantageous manner by the features of subclaims 2 to 11.
  • the device according to the invention has an equipment carrier 1, which is equipped with trolleys 13, so that the pipeline 3 can be traversed in the axial direction to the processing location (for example a welded seam or welded socket). Reaching the processing location can be monitored from the outside, for example, with the help of a video camera (not shown) or with a radioactive positioning lamp.
  • a clamping device which preferably consists of three offset by 120 o, hydraulically or pneumatically operated radially outwardly movable pressing dies 2 consists, the device carrier 1 can be rigidly fixed in the tube. 3
  • extensive centering of the device carrier 1 with respect to the pipe axis is also connected, although this centering is not a prerequisite for satisfactory operation of the device according to the invention.
  • the swivel axis 7 of the swivel drive 4 is aligned sufficiently parallel to the pipe axis.
  • this swivel drive 4 executes the feed movement of the cutting tool 6, which can be, for example, a grinding wheel or a milling cutter, in the form of a rotation.
  • a suspension 14 is rigidly attached to the rotatable part of the swivel drive 4.
  • the tool holder 5 with its drive motor is rotatably mounted with the pendulum axis 8.
  • the pendulum axis 8 is perpendicular to the pivot axis 7.
  • the tool holder 5 and thus the cutting tool 6 clamped therein can perform oscillating circular movements around the pendulum axis 8. These pendulum movements thus take place transversely to the feed direction (rotation about the pivot axis 7) of the cutting tool 6, that is to say in the case of machining a circular weld seam 12 transversely to the seam direction (FIG. 3).
  • a corresponding adjusting device 11 shown schematically in FIG. 1 is provided, which can be adjusted remotely and is preferably designed as a pneumatic or hydraulic double-piston system.
  • the distance sensor 10 which is preferably designed as a stylus with a wheel or ball head, is connected to the suspension 14 and therefore makes every pivoting movement of the tool holder 5. It is supported by spring force against the inner surface of the tube 3. If the stylus 10 is deflected or rebounded relative to a defined zero position, for example by closing electrical contacts or directly actuating hydraulic or pneumatic valves, the adjusting device 11 is caused to retract or extend the tool holder 5 with the cutting tool 6 in the radial direction until the zero position is reached again. In this way it can be ensured that the pivot axis 7 always maintains a constant vertical distance from the inner surface of the pipe, so that the tool 6 with its working surface thus always remains precisely adjusted to the inner surface of the pipe.
  • the cutting tool 6 can still exactly follow the inside surface of the pipe if the pipe geometry deviates from the ideal circular shape (for example in the case of pipe flattening).
  • the stylus 10 is variable in length (for example as a turning spindle).
  • An essential characteristic of the invention is the pendulum drive for the tool holder 5, which oscillates the cutting tool 6 e.g. generated during the feed along a circular weld.
  • the working surface of the cutting tool 6 constantly approaches the surface of the tube 3 in a circular path, "plunges" into it and moves away from it again.
  • a smooth transition between the unprocessed inner pipe surface and the machined area is always produced, even if the cutting tool 6 should be set a little too deep against the inner pipe surface. In such cases, it is practically possible to process e.g. Welding beads are ensured.
  • the device according to the invention can, however, not only be used in the manner described for machining root layers on circular weld seams, but is also suitable for other types of machining tasks in pipelines and containers.
  • the pendulum drive 9 can also be fixed in a desired angular position in order to be able to mill off an oblique surface using a correspondingly inclined milling tool.
  • FIGS. 1 to 3 Numerous modifications of the invention to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 are possible.
  • the swivel device 4 which have mutually independent adjustment and pendulum devices.
  • sensors can be used which work according to other physical principles (eg laser optics, ultrasound, capacitive or inductive displacement sensors, etc.).
  • the clamping device can also be operated electrically, magnetically or mechanically.
  • electric drives can also be used for the various drives.
  • a self-drive for the chassis 13 e.g. it can also be attached to a self-propelled access device or be moved using push rods. In these cases, skids can be used instead of a chassis. Further modifications are conceivable.
  • the method according to the invention can be carried out in a particularly advantageous manner if the functions of the device shown in the exemplary embodiment are operated largely automatically by means of a computer control, the individual drives being able to be optimally coordinated with one another.

Abstract

A method of and a device for machining the inner surface of circumferential welded joints in pipes (3) and containers with the use of a rotating cutting tool (6) which is guided across the inner surface. During the cutting operation, the cutting tool (6) performs circular-arc-shaped pendulum movements about a pendulum axis parallel to the respective feed direction. The perpendicular distance of the pendulum axis (8) from the inner surface of the hollow body is kept constant during a revolution about the area to be cut by continuous sensing of the inner surface. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zerspanenden Bearbeitung der Innenoberfläche von Hohlkörpern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zu dessen Durchführung.The invention relates to a method for machining the inner surface of hollow bodies according to the preamble of claim 1 and a device for carrying it out.

Aus der DE 34 46 055 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schleifen der Innenoberfläche von Rohren bekannt, mit deren Hilfe auch die Wurzellagen von Rundschweißnähten an bereits verlegten Rohrleitungen bearbeitbar sind. Diese Vorrichtung weist ein Fahrwerk aus über den Rohrumfang verteilten und um 120o gegeneinander versetzten Rädern auf, die hydraulisch oder pneumatisch in radialer Richtung gegen die Rohrinnenoberfläche anstellbar sind und eine Zentrierung der Vorrichtung bezüglich der Rohrachse ermöglichen. Außen an der Vorrichtung sind mehrere radial nach außen anstellbare motorisch angetriebene Schleifvorrichtungen mit radial gerichteten Drehachsen und topfförmigen Schleifkörpern angeordnet. Um z.B. für die Bearbeitung von Schweißnähten einen Vorschub in Umfangsrichtung des Rohres zu erzeugen, sind spezielle Antriebsräder vorgesehen, die sich auf der Rohrinnenoberfläche abstützen und die gesamte Vorrichtung in Rotation versetzen.From DE 34 46 055 A1 a method and a device for grinding the inner surface of pipes is known, with the help of which the root layers of circular weld seams on already laid pipes can also be processed. This device comprises a chassis from distributed over the pipe circumference and around 120 o staggered wheels which are in radial direction against the pipe inner surface adjustably hydraulically or pneumatically and enable centering of the device with respect to the tube axis. On the outside of the device, a plurality of radially outwardly adjustable motor-driven grinding devices with radially directed axes of rotation and cup-shaped grinding bodies are arranged. In order to generate a feed in the circumferential direction of the tube, for example for the machining of weld seams, special drive wheels are provided which are supported on the inner surface of the tube and set the entire device in rotation.

Dabei wird die Drehachse der Fahrwerksräder, die sonst die Bewegung in Richtung der Rohrachse ermöglichen, um 90o geschwenkt, so daß sie in Umfangsrichtung laufen können.Here, the rotation axis of the landing gear wheels, which would otherwise allow the movement in the direction of the tube axis, o pivoted at 90, so that they can run in the circumferential direction.

Nachteilig an dieser bekannten Vorrichtung ist es, daß eine blechebene Bearbeitung z.B. der Wurzellagen von Rundschweißnähten damit kaum möglich ist. Diese erfordert nämlich jederzeit eine exakte Anstellung des Schleifkörpers an die Rohrinnenoberfläche. Bei einer zu geringen Anstellung des Schleifkörpers bleibt ein Teil des abzutragenden Materials stehen, während im Falle einer zu starken radialen Anstellung nach außen eine nutförmige Ausnehmung auf der Rohrinnenoberfläche entsteht, die unerwünschte Kerbwirkung mit sich bringt und auch die strömungstechnischen Eigenschaften der Rohrleitung nachteilig beeinflußt. Abweichungen der Rohrquerschnittsgeometrie von der idealen Kreisform führen ebenfalls zu entsprechenden örtlich zu geringen oder zu starken Werkstoffabtragungen.A disadvantage of this known device is that sheet metal processing e.g. the root positions of circular welds is hardly possible. This requires an exact adjustment of the grinding wheel to the inner surface of the pipe at all times. If the grinding wheel is set too low, part of the material to be removed remains, while if the radial setting is too strong, a groove-shaped recess is formed on the inner surface of the pipe, which has an undesirable notch effect and also adversely affects the flow properties of the pipeline. Deviations in the pipe cross-sectional geometry from the ideal circular shape also lead to corresponding local material removals that are too low or too strong.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das gattungsgemäße Verfahren dahingehend zu verbessern, daß diese Nachteile nicht mehr auftreten, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.The object of the invention is therefore to improve the generic method in such a way that these disadvantages no longer occur and to provide an apparatus for carrying out this method.

Gelöst wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 2 gekennzeichnet und durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 11 in vorteilhafter Weise ausgestaltbar.This object is achieved with regard to the method with the characterizing features of patent claim 1. A device according to the invention is characterized by the features of patent claim 2 and can be configured in an advantageous manner by the features of subclaims 2 to 11.

Anhand der Prinzipdarstellungen in den Figuren 1 bis 3 wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen schematisch:

  • Figur 1 einen axialen Querschnitt durch eine in einem Rohr befindliche erfindungsgemäße Vorrichtung,
  • Figur 2 einen axialen Längsschnitt durch die Rohrleitung gemäß Figur 1 und
  • Figur 3 einen axialen Längsschnitt im Bereich einer Rundschweißnaht.
The invention is explained in more detail below on the basis of the basic representations in FIGS. They show schematically:
  • FIG. 1 shows an axial cross section through a device according to the invention located in a tube,
  • 2 shows an axial longitudinal section through the pipeline according to FIG. 1 and
  • Figure 3 shows an axial longitudinal section in the region of a circular weld.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Geräteträger 1 auf, der mit Fahrwerken 13 ausgerüstet ist, so daß die Rohrleitung 3 in axialer Richtung bis zum Bearbeitungsort (z.B. Rundschweißnaht oder Einschweißstutzen) durchfahren werden kann. Das Erreichen des Bearbeitungsortes kann z.B. mit Hilfe einer nicht dargestellten Videokamera oder auch mit einem radioaktiven Positionierstrahler von außen überwacht werden. Durch eine Klemmvorrichtung, die vorzugsweise aus drei um 120o versetzten, hydraulisch oder pneumatisch betätigten radial nach außen verfahrbaren Preßstempeln 2 besteht, kann der Geräteträger 1 im Rohr 3 starr fixiert werden. Gleichzeitig ist damit auch eine weitgehende Zentrierung des Geräteträgers 1 bezüglich der Rohrachse verbunden, wenngleich diese Zentrierung keine Voraussetzung für eine zufriedenstellende Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist. Es sollte lediglich sichergestellt sein, daß die Schwenkachse 7 des Schwenkantriebs 4 hinreichend parallel zur Rohrachse ausgerichtet ist. Dieser Schwenkantrieb 4 führt bei stillstehendem Geräteträger 1 die Vorschubbewegung des Zerspanungswerkzeugs 6, das z.B. ein Schleifkörper oder ein Fräser sein kann, in Form einer Rotation aus. An dem drehbaren Teil des Schwenkantriebs 4 ist eine Aufhängung 14 starr befestigt. In der Aufhängung 14 ist mit der Pendelachse 8 die Werkzeugaufnahme 5 mit ihrem Antriebsmotor drehbar gelagert. Die Pendelachse 8 steht senkrecht zur Schwenkachse 7.The device according to the invention has an equipment carrier 1, which is equipped with trolleys 13, so that the pipeline 3 can be traversed in the axial direction to the processing location (for example a welded seam or welded socket). Reaching the processing location can be monitored from the outside, for example, with the help of a video camera (not shown) or with a radioactive positioning lamp. By a clamping device, which preferably consists of three offset by 120 o, hydraulically or pneumatically operated radially outwardly movable pressing dies 2 consists, the device carrier 1 can be rigidly fixed in the tube. 3 At the same time, extensive centering of the device carrier 1 with respect to the pipe axis is also connected, although this centering is not a prerequisite for satisfactory operation of the device according to the invention. It should only be ensured that the swivel axis 7 of the swivel drive 4 is aligned sufficiently parallel to the pipe axis. When the tool carrier 1 is at a standstill, this swivel drive 4 executes the feed movement of the cutting tool 6, which can be, for example, a grinding wheel or a milling cutter, in the form of a rotation. A suspension 14 is rigidly attached to the rotatable part of the swivel drive 4. In the suspension 14, the tool holder 5 with its drive motor is rotatably mounted with the pendulum axis 8. The pendulum axis 8 is perpendicular to the pivot axis 7.

Mit Hilfe des schematisch angedeuteten Pendelantriebs 9 kann die Werkzeugaufnahme 5 und damit das darin eingespannte Zerspanungswerkzeug 6 oszillierende kreisbogenförmige Bewegungen um die Pendelachse 8 ausführen. Diese Pendelbewegungen erfolgen somit quer zur Vorschubrichtung (Drehung um die Schwenkachse 7) des Zerspanungswerkzeugs 6, also im Falle der Bearbeitung einer Rundschweißnaht 12 quer zur Nahtrichtung (Figur 3). Um die Zerspanungstiefe des Zerspanungswerkzeugs 6 verändern zu können, ist eine entsprechende Anstellvorrichtung 11 (schematisch in Figur 1 dargestellt) vorgesehen, die fernbetätigt einstellbar ist und vorzugsweise als pneumatisches oder hydraulisches Doppelkolbensystem ausgebildet ist. Der Abstandssensor 10, der vorzugsweise als Taststift mit Rad- oder Kugelkopf ausgebildet ist, ist mit der Aufhängung 14 verbunden und macht daher jede Schwenkbewegung der Werkzeugaufnahme 5 mit. Er stützt sich durch Federkraft gegen die Innenoberfläche des Rohres 3 ab. Bei einem Einfedern oder Ausfedern des Taststiftes 10 relativ zu einer definierten Nullposition wird z.B. durch Schließen elektrischer Kontakte oder unmittelbares Betätigen hydraulischer oder pneumatischer Ventile die Anstellvorrichtung 11 veranlaßt, die Werkzeugaufnahme 5 mit dem Zerspanungswerkzeug 6 in radialer Richtung ein- bzw. auszufahren, bis die Nullposition wieder erreicht ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß die Schwenkachse 7 stets einen gleichbleibenden senkrechten Abstand von der Rohrinnenoberfläche behält, daß damit also das Werkzeug 6 mit seiner Arbeitsfläche stets exakt auf die Rohrinnenoberfläche eingestellt bleibt. Damit kann das Zerspanungswerkzeug 6 auch dann noch exakt der Rohrinnenoberfläche folgen, wenn die Rohrgeometrie von der idealen Kreisform abweicht (z.B. bei Rohrabflachungen). Zur Anpassung an unterschiedliche Rohrdurchmesser und Einstellung der gewünschten Zerspanungstiefe ist der Taststift 10 längenveränderlich (z.B. als Drehspindel) ausgeführt.With the aid of the schematically indicated pendulum drive 9, the tool holder 5 and thus the cutting tool 6 clamped therein can perform oscillating circular movements around the pendulum axis 8. These pendulum movements thus take place transversely to the feed direction (rotation about the pivot axis 7) of the cutting tool 6, that is to say in the case of machining a circular weld seam 12 transversely to the seam direction (FIG. 3). In order to be able to change the cutting depth of the cutting tool 6, a corresponding adjusting device 11 (shown schematically in FIG. 1) is provided, which can be adjusted remotely and is preferably designed as a pneumatic or hydraulic double-piston system. The distance sensor 10, which is preferably designed as a stylus with a wheel or ball head, is connected to the suspension 14 and therefore makes every pivoting movement of the tool holder 5. It is supported by spring force against the inner surface of the tube 3. If the stylus 10 is deflected or rebounded relative to a defined zero position, for example by closing electrical contacts or directly actuating hydraulic or pneumatic valves, the adjusting device 11 is caused to retract or extend the tool holder 5 with the cutting tool 6 in the radial direction until the zero position is reached again. In this way it can be ensured that the pivot axis 7 always maintains a constant vertical distance from the inner surface of the pipe, so that the tool 6 with its working surface thus always remains precisely adjusted to the inner surface of the pipe. This means that the cutting tool 6 can still exactly follow the inside surface of the pipe if the pipe geometry deviates from the ideal circular shape (for example in the case of pipe flattening). In order to adapt to different pipe diameters and to set the desired cutting depth, the stylus 10 is variable in length (for example as a turning spindle).

Wesentliches Kennzeichen der Erfindung ist der Pendelantrieb für die Werkzeugaufnahme 5, der eine oszillierende Bewegung des Zerspanungswerkzeugs 6 z.B. während des Vorschubs entlang einer Rundschweißnaht erzeugt. Die Arbeitsfläche des Zerspanungswerkzeugs 6 nähert sich dadurch ständig auf einer Kreisbahn der Oberfläche des Rohres 3, "taucht" quasi in diese ein und entfernt sich wieder von ihr. Auf diese Weise wird stets ein sanfter Übergang zwischen der unbearbeiteten Rohrinnenoberfläche und dem bearbeiteten Bereich erzeugt und zwar auch dann, wenn das Zerspanungswerkzeug 6 einmal etwas zu tief an die Rohrinnenoberfläche angestellt werden sollte. Es kann also auch in solchen Fällen praktisch eine blechebene Abarbeitung von z.B. Schweißwülsten sichergestellt werden.An essential characteristic of the invention is the pendulum drive for the tool holder 5, which oscillates the cutting tool 6 e.g. generated during the feed along a circular weld. As a result, the working surface of the cutting tool 6 constantly approaches the surface of the tube 3 in a circular path, "plunges" into it and moves away from it again. In this way, a smooth transition between the unprocessed inner pipe surface and the machined area is always produced, even if the cutting tool 6 should be set a little too deep against the inner pipe surface. In such cases, it is practically possible to process e.g. Welding beads are ensured.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich aber nicht nur in der beschriebenen Weise zur Bearbeitung von Wurzellagen an Rundschweißnähten verwenden, sondern ist auch für andersartige Bearbeitungsaufgaben in Rohrleitungen und Behältern geeignet. So kann der Pendelantrieb 9 beispielsweise auch in einer gewünschten Winkelstellung fixiert werden, um mit einem entsprechend schräggestellten Fräswerkzeug eine schräge Fläche abfräsen zu können.The device according to the invention can, however, not only be used in the manner described for machining root layers on circular weld seams, but is also suitable for other types of machining tasks in pipelines and containers. For example, the pendulum drive 9 can also be fixed in a desired angular position in order to be able to mill off an oblique surface using a correspondingly inclined milling tool.

Es sind zahlreiche Abwandlungen der Erfindung von der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführung möglich. So können beispielsweise anstelle einer Werkzeugaufnahme 5 auch mehrere an der Schwenkvorrichtung 4 vorgesehen sein, die voneinander unabhängige Anstell- und Pendelvorrichtungen aufweisen. Zur Bestimmung des Abstandes zwischen der Rohrinnenoberfläche und der Schwenkachse 7 können Sensoren eingesetzt werden, die nach anderen physikalischen Prinzipien arbeiten (z.B. Laser-Optik, Ultraschall, kapazitive oder induktive Wegaufnehmer usw.). Die Klemmvorrichtung kann auch elektrisch, magnetisch oder mechanisch betätigt werden.Numerous modifications of the invention to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 are possible. For example, instead of one tool holder 5, several can also be provided on the swivel device 4, which have mutually independent adjustment and pendulum devices. To determine the distance between the inner surface of the pipe and the swivel axis 7, sensors can be used which work according to other physical principles (eg laser optics, ultrasound, capacitive or inductive displacement sensors, etc.). The clamping device can also be operated electrically, magnetically or mechanically.

Für die verschiedenen Antriebe kommen neben pneumatischen und hydraulischen insbesondere auch elektrische Antriebe in Frage. Für die Bewegung der Vorrichtung in einer Rohrleitung kann neben einem Eigenantrieb für das Fahrwerk 13 z.B. auch das Anhängen an eine selbstangetriebene Befahreinrichtung oder die Bewegung mittels Schiebestangen vorgesehen sein. In diesen Fällen können anstelle eines Fahrwerks auch Gleitkufen verwendet werden. Weitere Abwandlungen sind denkbar.In addition to pneumatic and hydraulic drives, electric drives can also be used for the various drives. For the movement of the device in a pipeline, in addition to a self-drive for the chassis 13, e.g. it can also be attached to a self-propelled access device or be moved using push rods. In these cases, skids can be used instead of a chassis. Further modifications are conceivable.

In ganz besonders vorteilhafter Weise läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren ausführen, wenn das im Ausführungsbeispiel dargestellte Gerät in seinen Funktionen mittels einer Rechnersteuerung weitgehend automatisch betrieben wird, wobei die einzelnen Antriebe in optimaler Weise aufeinander abgestimmt werden können.The method according to the invention can be carried out in a particularly advantageous manner if the functions of the device shown in the exemplary embodiment are operated largely automatically by means of a computer control, the individual drives being able to be optimally coordinated with one another.

Claims (11)

1. Verfahren zur zerspanenden Bearbeitung der Innenoberfläche von Hohlkörpern, insbesondere zur Bearbeitung der Wurzellagen von Rundschweißnähten in Rohren und Behältern, unter Verwendung mindestens eines rotierenden Schneidwerkzeugs, das über die Innenoberfläche geführt wird (Vorschubbewegung),
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schneidwerkzeug während der Zerspanung um eine zur jeweiligen Vorschubrichtung parallele Pendelachse kreisbogenförmige Pendelbewegungen ausführt und daß der senkrechte Abstand der Pendelachse zur Innenoberfläche des Hohlkörpers während eines Umlaufs um den zu zerspanenden Bereich durch fortlaufende Abtastung der Innenoberfläche konstant gehalten wird.1. Method for machining the inner surface of hollow bodies, in particular for machining the root layers of circular weld seams in pipes and containers, using at least one rotating cutting tool that is guided over the inner surface (feed movement),
characterized,
that the cutting tool executes circular pendulum movements during machining about a pendulum axis parallel to the respective feed direction and that the vertical distance of the pendulum axis to the inner surface of the hollow body is kept constant during a revolution around the area to be machined by continuous scanning of the inner surface. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Geräteträger, an dem mindestens eine mit motorischem Drehantrieb ausgerüstete Werkzeugaufnahme für ein Zerspanungswerkzeug befestigt ist, mit einer Vorrichtung zur Abstützung und axialen Ausrichtung des Geräteträgers im Inneren eines Hohlkörpers, mit einer motorischen Antriebsvorrichtung zur Erzeugung einer Vorschubbewegung für die Werkzeugaufnahme und mit einer fernbetätigbaren Anstellvorrichtung zur radialen Verstellung der Werkzeugaufnahme bezüglich der Innenoberfläche des Hohlkörpers,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung zur Abstützung und axialen Ausrichtung des Geräteträgers (1) als fernbetätigbare Klemmvorrichtung (2), mit der der Geräteträger (1) in dem Hohlkörper (3) starr fixiert werden kann, ausgebildet ist,
daß die Antriebsvorrichtung zur Erzeugung der Vorschubbewegung als in den Geräteträger (1) eingebauter Schwenkantrieb (4) ausgebildet ist, mit dessen drehbarem Teil die Werkzeugaufnahme(n) (5) verbunden ist (sind), daß die Werkzeugaufnahme (5) um eine zur Schwenkachse (7) des Schwenkantriebs (4) und zur Anstellrichtung (11) des Zerspanungswerkzeugs (6) senkrechte Pendelachse (8) mittels eines motorischen Pendelantriebs (9) in oszillierender Bewegung drehbar oder auf einen festen Winkel einstellbar ist und daß der senkrechte Abstand der Pendelachse (8) von der Innenoberfläche des Hohlkörpers (3) während der Schwenkbewegung mit Hilfe eines die Schwenkbewegung mitmachenden Abstandssensors (10), der auf die radiale Anstellvorrichtung (11) für das Zerspanungswerkzeug (6) wirkt, konstant haltbar ist.2. Device for carrying out the method according to claim 1 with a device carrier, to which at least one tool holder equipped with a motorized rotary drive for a cutting tool is fastened, with a device for supporting and axially aligning the device carrier inside a hollow body, with a motor drive device for generating a feed movement for the tool holder and with a remotely operable adjusting device for radial adjustment of the tool holder with respect to the inner surface of the hollow body,
characterized,
that the device for supporting and axially aligning the device carrier (1) is designed as a remotely operable clamping device (2) with which the device carrier (1) can be rigidly fixed in the hollow body (3),
that the drive device for generating the feed movement is designed as a swivel drive (4) built into the equipment carrier (1), with the rotatable part of which the tool holder (s) (5) is (are) connected so that the tool holder (5) is about a pivot axis (7) of the swivel drive (4) and pendulum axis (8) perpendicular to the setting direction (11) of the cutting tool (6) can be rotated in an oscillating motion by means of a motorized pendulum drive (9) or can be adjusted to a fixed angle and that the vertical distance of the pendulum axis ( 8) from the inner surface of the hollow body (3) during the pivoting movement with the aid of a distance sensor (10), which acts on the radial adjusting device (11) for the cutting tool (6), is constantly stable. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die radiale Anstellvorrichtung (11) für das Zerspanungswerkzeug (6) als pneumatisches Doppelkolbensystem ausgebildet ist.3. Device according to claim 2,
characterized,
that the radial adjusting device (11) for the cutting tool (6) is designed as a pneumatic double-piston system. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstandssensor als Taststift (10) ausgebildet ist.4. Apparatus according to claim 2 or 3,
characterized,
that the distance sensor is designed as a stylus (10). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kopf des Taststiftes (10) als Rad- oder drehbarer Kugelkopf gestaltet ist.5. The device according to claim 4,
characterized,
that the head of the stylus (10) is designed as a wheel or rotatable ball head. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge des Taststiftes (10) fernbetätigt einstellbar ist.6. The device according to claim 4 or 5,
characterized,
that the length of the stylus (10) is remotely adjustable. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Längeneinstellung des Taststiftes (10) als Drehspindel ausgeführt ist.7. The device according to claim 6,
characterized,
that the length adjustment of the stylus (10) is designed as a rotating spindle. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (1) in der Art eines Rohrmolchs ausgebildet ist und die Anklemmvorrichtung (2) fernbetätigbar ist.8. Device according to one of claims 2 to 7,
characterized,
that the base body (1) is designed in the manner of a tubular pig and the clamping device (2) can be operated remotely. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (1) mit einem motorisch antreibbaren Fahrwerk (13) ausgerüstet ist.9. The device according to claim 8,
characterized,
that the base body (1) is equipped with a motor-driven undercarriage (13). 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehachse des oder der Zerspanungswerkzeuge (6) jeweils koaxial zur Anstellrichtung (11) liegt.10. The device according to one of claims 2 to 9,
characterized,
that the axis of rotation of the cutting tool or tools (6) is coaxial to the direction of attack (11). 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Rechnersteuerung vorgesehen ist, mit deren Hilfe in Abhängigkeit vom Werkstoff des Hohlkörpers (3), dessen Geometrie und von der Art des eingesetzten Zerspanungswerkzeugs (6) eine geeignete Kombination von Anstellwinkel bzw. Pendelfrequenz und -amplitude sowie von Antriebsdrehzahl des Zerspanungswerkzeugs (6), Vorschub der Schwenkvorrichtung (4) und Anstellung des Zerspanungswerkzeugs (6) an die Oberfläche des Hohlkörpers (3) (Schnittiefe) anhand vorgegebener Grenz- und Sollwerte ermittelbar und einstellbar ist.11. The device according to one of claims 2 to 10,
characterized,
that a computer control is provided, with the aid of which, depending on the material of the hollow body (3), its geometry and the type of cutting tool (6) used, a suitable combination of the angle of attack or pendulum frequency and amplitude as well as the drive speed of the cutting tool (6) , Advance of the swiveling device (4) and adjustment of the cutting tool (6) to the surface of the hollow body (3) (depth of cut) can be determined and set on the basis of predetermined limit and target values.
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