DE102015105006B3

DE102015105006B3 - Coating device for applying a support layer in the manufacture of a multi-layered large pipe

Info

Publication number: DE102015105006B3
Application number: DE102015105006.4A
Authority: DE
Inventors: Peter Scobel
Original assignee: Eisenbau Kramer GmbH
Current assignee: Eisenbau Kramer GmbH
Priority date: 2015-03-06
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-04-14
Anticipated expiration: 2035-04-01
Also published as: DE202015101441U1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen einer Auflageschicht auf der Innenseite einer Trägerschicht bei der Herstellung eines mehrlagigen Großrohres mit einer eine Kraftbeaufschlagungseinheit aufweisenden Andrückeinheit (22). Eine stabile Anbringung der Auflageschicht wird dadurch erreicht, dass die Beschichtungsvorrichtung ein Anrollwerkzeug (2) mit der Andrückeinheit (22) und der Kraftbeaufschlagungseinheit umfasst und dass die Andrückeinheit (22) mit mindestens einer Andrückrolle (20) geringeren Durchmessers als der Innendurchmesser des herzustellenden Großrohres sowie mit mindestens einem dieser im Betriebszustand mit einer Stützkraft diametral entgegenwirkenden Stützelement versehen ist, wobei die Andrückeinheit (22) einen Andrücklagerteil (23), an dem die Andrückrolle (20) drehbar gelagert ist, und einen Stützlagerteil (24) aufweist, an dem das Stützelement gelagert ist, die Kraftbeaufschlagungseinheit zumindest teilweise zwischen dem Andrücklagerteil (23) und dem Stützlagerteil (24) angeordnet ist, und wobei der Andrücklagerteil (23) und der Stützlagerteil (24) mittels der Kraftbeaufschlagungseinheit bezüglich einer Drehachse (231) der Andrückrolle (20) radial nach außen gegeneinander verstellbar sind.The invention relates to a coating device for applying a support layer on the inside of a carrier layer in the manufacture of a multi-layered large tube with a pressing unit (22) having a force application unit. A stable attachment of the support layer is achieved in that the coating device comprises a roll-on tool (2) with the pressure unit (22) and the Kraftbeaufschlagungseinheit and that the pressure unit (22) with at least one pressure roller (20) of smaller diameter than the inner diameter of the produced large pipe and is provided with at least one of these in the operating condition with a supporting force diametrically counteracting support member, wherein the pressing unit (22) has a Andrücklagerteil (23) on which the pressure roller (20) is rotatably mounted, and a support bearing part (24) on which the support element is mounted, the Kraftbeaufschlagungseinheit is at least partially disposed between the Andrücklagerteil (23) and the support bearing part (24), and wherein the Andrücklagerteil (23) and the support bearing part (24) by means of the Kraftbeaufschlagungseinheit with respect to a rotational axis (231) of the pressure roller (20) radially outwards against each other he is adjustable.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beschichtungsvorrichtung zum Aufbringen einer Auflageschicht auf der Innenseite einer Trägerschicht bei der Herstellung eines mehrlagigen Großrohres mit einer eine Kraftbeaufschlagungseinheit aufweisenden Andrückeinheit.The invention relates to a coating device for applying a coating layer on the inside of a carrier layer in the manufacture of a multilayer large tube with a pressing unit having a Kraftbeaufschlagungseinheit.

In der DE 10 2005 029 679 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Fügen von Rohrprofilen mit einem Innenrohrprofil in einem Außenrohrprofil durch Aufweiten mittels eines Wälzelements angegeben, welches zum Aufbringen der Walzkräfte mittels einer rotierenden Stützwelle abgestützt ist. Das Wälzelement bewegt sich planetenradartig um die Rotationsachse der Stützwelle, welche außermittig um die Mittenachse der Rohrprofile umläuft. Zum Verstellen des Wälzelements in radialer Richtung weist die Stützwelle einen konischen Abschnitt auf und kann in axialer Richtung verstellt werden. Auf dem Aufweitkopf ist ein beispielsweise als Stützrolle ausgebildetes Stützelement angeordnet, welches die an dem Wälzelement auftretenden Walzkräfte gegen die Innenfläche des Innenrohrprofils abstützt. Diese bekannte Vorrichtung ist insbesondere auch für das Fügen von Rohrprofilen bei kleineren Durchmessern ausgebildet.In the DE 10 2005 029 679 A1 are an apparatus and a method for joining tubular profiles with an inner tube profile in an outer tube profile indicated by expansion by means of a rolling element, which is supported for applying the rolling forces by means of a rotating support shaft. The rolling element moves planetary wheel-like about the axis of rotation of the support shaft, which rotates eccentrically about the center axis of the tube profiles. For adjusting the rolling element in the radial direction, the support shaft has a conical portion and can be adjusted in the axial direction. Arranged on the expander head, for example, as a support roller, is a supporting element which supports the rolling forces occurring on the rolling element against the inner surface of the inner tube profile. This known device is designed in particular for the joining of tubular profiles at smaller diameters.

Eine weitere Beschichtungsvorrichtung ist in der WO 2004/103603 A1 angegeben. Diese bekannte Beschichtungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, ein Außenrohr, das eine Trägerschicht bildet und auch als Trägerrohr bezeichnet wird, auf seiner Innenseite mit einer Auflageschicht zu versehen. Hierzu wird ein Innenrohr, auch als Linerrohr oder einfach als Liner bezeichnet, in das Außenrohr eingeschoben und danach mittels eines Expandierwerkzeuges radial bis zur Bindung mit dem Außenrohr expandiert wird, wobei das Innenrohr plastisch und das Außenrohr elastisch ausgedehnt wird, um ein mehrlagiges Großrohr herzustellen. Dieser Vorgang wird schrittweise wiederholt, bis die gesamte Länge des Großrohres expandiert ist. Das Expandierwerkzeug arbeitet hydraulisch und dabei trocken, so dass die Berührung des Innenrohres mit der Hydraulikflüssigkeit ausgeschlossen ist. Die kraftschlüssige mechanische Bindung zwischen den beiden Rohren wird dadurch erreicht, dass die elastische Rückfederung des Außenrohres größer ist als die Rückfederung des Innenrohres. Durch diese Art der Herstellung wird auch das Gefüge des stabilen Trägerrohres beeinflusst und die Kombination der Werkstoffe des Innenrohres und des Trägerrohres muss so gewählt werden, dass die Streckgrenze des Innenrohres niedriger liegt als die Streckgrenze des Außenrohres, womit entsprechende Einschränkungen und Nachteile verbunden sind.Another coating device is in the WO 2004/103603 A1 specified. This known coating device is designed to provide an outer tube, which forms a carrier layer and is also referred to as a carrier tube, on its inner side with a support layer. For this purpose, an inner tube, also referred to as a liner tube or simply as a liner, inserted into the outer tube and then expanded by means of an expanding tool radially to the bond with the outer tube, wherein the inner tube is plastic and the outer tube is elastically expanded to produce a multi-layered large tube. This process is repeated step by step until the entire length of the large pipe is expanded. The expansion tool works hydraulically and thereby dry, so that the contact of the inner tube is excluded with the hydraulic fluid. The frictional mechanical bond between the two tubes is achieved in that the elastic resilience of the outer tube is greater than the springback of the inner tube. By this type of production, the structure of the stable support tube is influenced and the combination of materials of the inner tube and the support tube must be chosen so that the yield strength of the inner tube is lower than the yield strength of the outer tube, which are associated with corresponding limitations and disadvantages.

Bei der Herstellung derartiger mehrlagiger Großrohre ist auch die Verwendung einer Beschichtungsvorrichtung bekannt, die eine sogenannte Hydroforming-Presse umfasst (z. B. Verfahren der Firma Butting). Dabei werden mittels Wasserdrucks das Innenrohr und das Außenrohr gemeinsam geringfügig expandiert, wobei Drücke eingesetzt werden, die das Außenrohr zum Fließen bringen, so dass ein Außengesenk notwendig ist, um das Großrohr vor unkontrollierter Ausdehnung und Bruch zu schützen.In the production of such multilayered large pipes, the use of a coating device is also known which comprises a so-called hydroforming press (for example, Butting's method). In this case, by means of water pressure, the inner tube and the outer tube together are slightly expanded, with pressures are used, which make the outer tube to flow, so that an outer die is necessary to protect the large tube from uncontrolled expansion and breakage.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtungsvorrichtung für Großrohre bereitzustellen, mittels deren ein stabiles Aufbringen auch bei unterschiedlichen Auflageschichten erreicht wird.The present invention has for its object to provide a coating device for large pipes, by means of which a stable application is achieved even with different layers of support.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Beschichtungsvorrichtung ein Anrollwerkzeug mit der Andrückeinheit und der Kraftbeaufschlagungseinheit umfasst und dass die Andrückeinheit mit mindestens einer Andrückrolle geringeren Durchmessers als der Innendurchmesser des herzustellenden Großrohres sowie mit mindestens einem dieser im Betriebszustand mit einer Stützkraft diametral entgegenwirkenden Stützelement versehen ist. Die Andrückeinheit weist einen Andrücklagerteil, an dem die Andrückrolle gelagert ist, und einen Stützlagerteil auf, an dem das Stützelement gelagert ist, wobei die Kraftbeaufschlagungseinheit zumindest teilweise zwischen dem Andrücklagerteil und dem Stützlagerteil angeordnet ist, und wobei der Andrücklagerteil und der Stützlagerteil mittels der Kraftbeaufschlagungseinheit bezüglich einer Drehachse der Andrückrolle radial nach außen gegeneinander verstellbar sind.This object is achieved with the features of claim 1. It is provided that the coating device comprises a Anrollwerkzeug with the pressure unit and the Kraftbeaufschlagungseinheit and that the pressure unit is provided with at least one pressure roller smaller diameter than the inner diameter of the produced large tube and at least one of these in the operating state with a supporting force diametrically counteracting support member. The pressing unit has a Andrücklagerteil on which the pressure roller is mounted, and a support bearing part on which the support member is mounted, wherein the Kraftbeaufschlagungseinheit is at least partially disposed between the Andrücklagerteil and the support bearing part, and wherein the Andrücklagerteil and the support bearing part by means of Kraftbeaufschlagungseinheit respect a rotational axis of the pressure roller are radially outwardly mutually adjustable.

Dieser Aufbau der Beschichtungsvorrichtung ermöglicht ein fortlaufendes Auftragen der Auflageschicht bei Großrohren, insbesondere eines in ein Außenrohr als stabile Trägerschicht eingesetzten Innenrohres als Auflageschicht durch Anrollen. Durch den Anrollvorgang wird das Innenrohr fortlaufend unter plastischer Verformung gedehnt und dadurch stabil und dauerhaft an die Innenseite des Außenrohres angedrückt, ohne das Außenrohr dehnen zu müssen, so dass dessen Materialgefüge unbeeinflusst bleiben kann. Hierdurch können auch praktisch beliebige metallische Materialkombinationen von Innenrohr und Außenrohr gewählt werden. Durch den angegebenen Aufbau der Beschichtungsvorrichtung wird bei hohem Anpressdruck mittels der Andrückrolle eine plastische Verformung des Innenrohres zum Bilden der Auflageschicht bewirkt. Durch den Aufbau ist die Andrückrolle im Betriebszustand zum Anrollen der Auflageschicht entgegen der Stützkraft mit der erforderlichen Andrückkraft auf die Innenseite der Auflageschicht bzw. des Innenrohres drückbar.This structure of the coating apparatus allows a continuous application of the support layer in large pipes, in particular of an inner tube used as a stable support layer in an outer tube as a support layer by rolling. By the Anrollvorgang the inner tube is continuously stretched under plastic deformation and thereby stably and permanently pressed against the inside of the outer tube, without having to stretch the outer tube, so that the material structure can remain unaffected. As a result, virtually any desired metallic material combinations of inner tube and outer tube can be selected. Due to the stated structure of the coating device, a plastic deformation of the inner tube for forming the support layer is effected at high contact pressure by means of the pressure roller. Due to the structure of the pressure roller in the operating condition for rolling the support layer against the supporting force with the required pressing force on the inside of the support layer and the inner tube can be pressed.

Zu einer guten Funktion bei vorteilhaftem Aufbau tragen des Weiteren die Maßnahmen bei, dass das mindestens eine Stützelement als mindestens eine Stützrolle ausgebildet ist.To a good function in an advantageous structure also contribute to the measures that the at least one support element is designed as at least one support roller.

Verschiedene Ausgestaltungsvarianten zum Aufbringen der radial gerichteten, über die Andrückrolle auf das Innenrohr zum Verformen der Auflageschicht übertragenen Andruckkräfte bestehen darin, dass die Kraftbeaufschlagungseinheit eine hydraulisch oder mittels fester, mechanisch zusammenwirkender Spreizteile arbeitende Verstelleinheit aufweist.Various design variants for applying the radially directed, transmitted via the pressure roller on the inner tube for deforming the support pressure forces are that the Kraftbeaufschlagungseinheit has a hydraulically or by means of fixed, mechanically cooperating expansion parts working adjustment.

Eine für den Aufbau und die Funktion weitere vorteilhafte Maßnahme besteht darin, dass die Andrückrolle mittels der Drehachse in dem Andrücklagerteil gelagert ist.A further advantageous measure for the construction and the function is that the pressure roller is mounted by means of the axis of rotation in the Andrücklagerteil.

Des Weiteren ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Stützrolle mittels einer Lagerachse in dem Stützlagerteil drehbar gelagert ist.Furthermore, it is advantageously provided that the support roller is rotatably mounted in the support bearing part by means of a bearing axis.

Die Verformung des Innenrohres zum Bilden der Auflageschicht kann in verschiedener Weise dadurch beeinflusst werden, dass die Andrückrolle eine im Querschnitt ebene, schräge oder nach außen konische oder konvexe Andruckfläche besitzt. Beispielsweise kann dadurch je nach Material der Auflageschicht beim umlaufenden Andrücken unter geringem axialem Vorschub sichergestellt werden, dass die sich schraubenlinienförmig aneinander reihenden Andrückbereiche mehr oder weniger breit sind und/oder sich mehr oder weniger stark überlappen, um eine möglichst homogene, glatte Innenfläche de angedrückten Auflageschicht zu erhalten.The deformation of the inner tube for forming the support layer can be influenced in various ways by the pressure roller having a flat, oblique or outwardly conical or convex contact surface. For example, depending on the material of the support layer during the circumferential pressing with low axial feed can be ensured that the spiraling adjoining Andrückbereiche are more or less wide and / or overlap more or less strongly, as homogeneous as possible, smooth inner surface de depressed support layer to obtain.

Für die Verbindung mit einer zentralen Führungsachse bzw. der zentralen Antriebswelle sind des Weiteren die Maßnahmen von Vorteil, dass die Andrückeinheit mit einem Verbindungsabschnitt mit einem Koppelteil zum Ankoppeln der zentralen Antriebswelle versehen ist. Mittels der zentralen Antriebswelle kann die Andrückeinheit relativ zu der Innenfläche des mehrlagigen Großrohres gedreht werden, wobei die Andrückeinheit bei ruhendem Großrohr oder das Großrohr bei nicht rotierender Andrückeinheit oder das Großrohr und die Andrückeinheit mit unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeit gedreht werden können, wobei die Andrückrolle auf der Innenfläche abrollt. Gleichzeitig kann der relative Vorschub zwischen Großrohr und Andrückeinheit zum Erzeugen des axialen Vorschubs während der schraubenlinienförmigen Andrückbewegung ausgeführt werden.Furthermore, for the connection to a central guide shaft or the central drive shaft, the measures are advantageous in that the pressure unit is provided with a connecting portion with a coupling part for coupling the central drive shaft. By means of the central drive shaft, the pressing unit can be rotated relative to the inner surface of the multi-layered large tube, the pressure unit can be rotated at rest large tube or large tube with non-rotating pressure unit or the large tube and the pressure unit with different rotational speed, wherein the pressure roller rolls on the inner surface , At the same time, the relative feed between the large tube and pressing unit for generating the axial feed during the helical pressing movement can be performed.

Hierbei ist des Weiteren vorteilhaft vorgesehen, dass der Verbindungsabschnitt über einen Zwischenteil radial verschiebbar mit dem Koppelteil verbunden ist, so dass die Andrückeinheit bezüglich der Antriebswelle in radialer Richtung schwimmend gelagert ist.In this case, it is further advantageously provided that the connecting portion is connected via an intermediate part radially displaceable with the coupling part, so that the pressure unit is mounted floating with respect to the drive shaft in the radial direction.

Weitere Vorteile für den Aufbau und die Funktion ergeben sich dadurch, dass die Andrückeinheit einen gehäuseartigen Aufbau mit zwei Gehäuseteilen aufweist, wobei der Stützlagerteil in einer Gehäusebasis und der Andrücklagerteil in einem Gehäuseaufsatz ausgebildet sind, und dass die Gehäusebasis und der Gehäuseaufsatz über die Kraftbeaufschlagungseinheit radial zueinander verstellbar gekoppelt sind.Further advantages for the structure and function result from the fact that the pressing unit has a housing-like construction with two housing parts, wherein the support bearing part are formed in a housing base and the Andrücklagerteil in a housing attachment, and that the housing base and the housing attachment over the Kraftbeaufschlagungseinheit radially to each other are adjustably coupled.

Für den Aufbau und die Funktion weitere vorteilhafte Maßnahmen bestehen darin, dass auf dem Gehäuseaufsatz ein Gehäuseabdeckteil aufgebracht ist und dass in dem Gehäuseaufsatz ein Drehlager für die Drehachse der Andrückrolle ausgebildet ist.For the structure and function further advantageous measures are that on the housing attachment a Gehäuseabdeckteil is applied and that in the housing attachment a rotary bearing for the axis of rotation of the pressure roller is formed.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Rohreinheit aus Außenrohr und Innenrohr mit einer eingesetzten Andrückeinheit in stirnseitiger Ansicht, 1 a schematic representation of a tube unit of outer tube and inner tube with an inserted Andrückeinheit in frontal view,

2 eine Andrückeinheit in perspektivischer Ansicht, 2 a pressing unit in perspective view,

3 eine teilweise geöffnete Andrückeinheit in perspektivischer Ansicht, 3 a partially opened pressure unit in perspective view,

4 eine noch weiter teilweise geöffnete Andrückeinheit in einer anderen perspektivischen Ansicht und 4 a still partially open Andrückeinheit in another perspective view and

5A, 5B und 5C eine durchsichtige Darstellung der Andrückeinheit in seitlicher Ansicht, rückseitiger Ansicht und in Draufsicht. 5A . 5B and 5C a transparent representation of the pressure unit in side view, back view and in plan view.

1 zeigt eine Rohreinheit 1 aus einem Außenrohr 10, das eine stabile, außenliegende metallische Trägerschicht 10 bildet, und einem Innenrohr 11, das eine im Vergleich zur Trägerschicht relativ dünne, innenliegende metallische Auflageschicht 11 bildet, sowie eine in das Innere der Rohreinheit 1 eingesetzte (schematisch dargestellte) Andrückeinheit 22, um das Innenrohr 11 in einem Einrollvorgang kraftschlüssig und dauerhaft stabil an die Innenfläche des Außenrohrs 10 anzudrücken und ein mehrlagiges, innen beschichtetes Großrohr zu erhalten. Unter dem Begriff des Großrohres sollen Rohre mit Durchmessern von mindestens 150 mm und einer Gesamtwandstärke von mindestens 5 mm verstanden werden, wobei die Dicke der Trägerschicht ein Vielfaches der Dicke der Auflageschicht betragen soll. Die Materialeigenschaften der Auflageschicht sind so gewählt, dass sie mechanischen, physikalischen und/oder chemischen Einwirkungen eines zu befördernden Gutes möglichst gut und dauerhaft wiederstehen. Hierzu ist es von erheblichem Vorteil, wenn die Materialauswahl durch das Fertigungsverfahren möglichst wenig eingeschränkt ist, was durch den Einroll- bzw. Anrollvorgang erreicht wird. 1 shows a pipe unit 1 from an outer tube 10 , which is a stable, external metallic carrier layer 10 forms, and an inner tube 11 , which is a relatively thin inner metal coating layer compared to the carrier layer 11 forms, as well as one in the interior of the pipe unit 1 used (schematically shown) Andrückeinheit 22 to the inner tube 11 non-positively and permanently stable in a curl process to the inner surface of the outer tube 10 to press and obtain a multilayer, internally coated large tube. The term "large pipe" should be understood to mean pipes with diameters of at least 150 mm and a total wall thickness of at least 5 mm, the thickness of the support layer being intended to be a multiple of the thickness of the support layer. The material properties of the support layer are chosen so that they resist mechanical, physical and / or chemical effects of a good to be transported as well as possible and permanently. For this purpose, it is of considerable advantage if the material selection by the manufacturing process as possible is little limited, which is achieved by the rolling or Anrollvorgang.

Die in das Rohrinnere eingebrachte Andrückeinheit 22 ist Teil eines Anrollwerkzeugs 2 und weist eine Andrückrolle 20 mit wesentlich geringerem Durchmesser als der Innendurchmesser des Innenrohres 11 auf. Die Andrückrolle 20 ist im Betriebszustand um eine parallel zur Rohrachse gerichtete Drehachse 231 in einem Andrücklagerteil 23 drehbar gelagert. Der Andrückrolle 20 bezüglich der Rohrachse beim Anrollvorgang diametral gegenüberliegend ist eine Stützrolle 21 angeordnet, die sich auf der Innenfläche des Innenrohres 11 beim Einrollvorgang abstützt, um eine genügende Stützkraft zum Andrücken der Andrückrolle 20 beim Einrollvorgang zu bieten. Die Stützrolle 21 ist um eine zur Längsachse der Rohreinheit 1 parallele Lagerachse 210 drehbar gelagert und in einem Stützlagerteil 24 der Andrückeinheit 22, und zwar in einer Stützeinheit 28, aufgenommen. Der Andrücklagerteil 23 und der Stützlagerteil 24 sind in der Andrückeinheit 22 diametral (in radialer Richtung) bezüglich der Rohrachse gegeneinander z. B. hydraulisch oder mittels eines mechanischen Verstellmechanismus verstellbar gelagert, wie der in 1 eingetragene Doppelpfeil zeigt. Anstelle nur einer Stützrolle können auch mehrere, vorzugsweise in gleichem Winkelabstand zur Diagonalen des Innenrohres durch die Drehachse 231 der Andrückrolle 20 angeordnete Stützrollen 21 und/oder mehrere in Richtung der Rohrachse voneinander beabstandete Stützrollen 21 vorhanden sein. Auch können anstelle nur einer Andrückrolle 20 mehrere vorhanden sein.The introduced into the tube interior Andrückeinheit 22 is part of a rolling tool 2 and has a pressure roller 20 with a much smaller diameter than the inner diameter of the inner tube 11 on. The pressure roller 20 is in the operating state about an axis of rotation directed parallel to the tube axis 231 in a pressure bearing part 23 rotatably mounted. The pressure roller 20 with respect to the tube axis during the rolling diametrically opposite is a support role 21 arranged on the inner surface of the inner tube 11 supported during rolling process to a sufficient support force for pressing the pressure roller 20 to provide during the rolling process. The support roller 21 is one to the longitudinal axis of the tube unit 1 parallel bearing axis 210 rotatably mounted and in a support bearing part 24 the pressing unit 22 , in a support unit 28 , added. The Andrücklagerteil 23 and the support bearing part 24 are in the pressure unit 22 diametrically (in the radial direction) with respect to the tube axis against each other z. B. hydraulically or by means of a mechanical adjustment adjustable, such as in 1 indicated double arrow indicates. Instead of only one support roller can also several, preferably at the same angular distance to the diagonal of the inner tube through the axis of rotation 231 the pressure roller 20 arranged support rollers 21 and / or a plurality of spaced apart in the direction of the tube axis support rollers 21 to be available. Also, instead of just a pressure roller 20 several be present.

Bei dem in 2 perspektivisch gezeigten Ausführungsbeispiel eines Anrollwerkzeugs 2 mit einer Andrückeinheit 22 weist der Stützlagerteil 24 beispielsweise zwei-Stützrollen 21 auf, die im eingesetzten Zustand der Andrückeinheit 22 bezüglich der Diagonalen des Innenrohres 11 durch die Drehachse 231 der Andrückrolle 20 in gleichen Winkelabständen (symmetrisch) versetzt angeordnet sind, wobei in 2 nur eine der beiden Stützrollen 21 sichtbar ist. Zum rotierenden Antrieb der Andrückeinheit 22 um eine zur Rohrachse konzentrische Rotationsachse wird diese über einen Verbindungsabschnitt 25 mit einem Zwischenteil 27 und einem Koppelteil 26 an eine (nicht gezeigte) stabile Achse bzw. Antriebswelle angeschlossen und über diese mittels einer außerhalb oder innerhalb der Rohreinheit 1 angeordneten (ebenfalls nicht dargestellten) Antriebseinheit rotierend angetrieben um die Andrückrolle 20 in Umlaufrichtung über die Innenfläche des Innenrohres 11 abzurollen und so den Einrollvorgang zum Aufbringen der Auflageschicht durchzuführen. Der Koppelteil 26 und der Zwischenteil 27 des Verbindungsabschnitts 25 sind zur schwimmenden Lagerung und gegebenenfalls zum Zentrieren der Andrückeinheit 22 in dem Rohrinnern gegeneinander in radialer Richtung verstellbar und der Koppelteil 26 ist flanschartig ausgestaltet, um eine stabile Verbindung mit der Stirnseite bzw. einem Gegenflansch der Achse oder Antriebswelle herzustellen.At the in 2 in perspective shown embodiment of a Anrollwerkzeugs 2 with a pressure unit 22 has the support bearing part 24 for example, two support rollers 21 on, in the inserted state of the pressure unit 22 with respect to the diagonal of the inner tube 11 through the axis of rotation 231 the pressure roller 20 are arranged offset at equal angular intervals (symmetrical), wherein in 2 only one of the two support rollers 21 is visible. For rotating drive of the pressure unit 22 around an axis of rotation concentric to the axis of rotation this is via a connecting portion 25 with an intermediate part 27 and a coupling part 26 connected to a stable shaft or drive shaft (not shown) and via this by means of an outside or inside the tube unit 1 arranged (also not shown) drive unit driven in rotation around the pressure roller 20 in the circumferential direction over the inner surface of the inner tube 11 unroll and so perform the curl process for applying the pad layer. The coupling part 26 and the intermediate part 27 of the connection section 25 are for floating storage and optionally for centering the pressure unit 22 in the tube inside against each other in the radial direction adjustable and the coupling part 26 is designed flange to produce a stable connection with the end face or a counter flange of the axle or drive shaft.

Wie 2 weiter zeigt, ist die Andrückeinheit 22 gehäuseartig aus zwei Gehäuseteilen, nämlich einer Gehäusebasis 221, in dem der Stützlagerteil ausgebildet ist, und einem Gehäuseaufsatz 223 ausgestaltet, in dem der Andrücklagerteil 23 ausgebildet ist. Die Gehäusebasis 221 mit dem Stützlagerteil 24 und der Gehäuseaufsatz 223 mit dem Andrücklagerteil 23 sind über eine Kraftbeaufschlagungseinheit verstellbar miteinander in der Weise gekoppelt, dass sie radial zur Drehachse 231 bzw. zur Lagerachse 210 und damit auch zur Achse oder Antriebswelle bzw. zur Achse des Großrohres radial nach außen auseinander drückbar und nach innen gegeneinander verstellbar sind. Hierzu ist zwischen den beiden Gehäuseteilen eine Verstelleinheit angeordnet, die eine stabile Führung in radialer Richtung sicherstellt. Die Kraftbeaufschlagungseinheit ist beispielsweise als hydraulisch arbeitende Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet, über die die erforderliche Druckkraft zum Anpressen der Andrückrolle 20 gut steuerbar oder regelbar aufgebracht werden kann. Der Gehäuseaufsatz 223 ist nach außen mit einem Gehäuseabdeckteil 222 abgedeckt, in dem eine schlitzartige, quer zur Drehachse 231 verlaufende Öffnung eingebracht ist, durch die ein Abschnitt der Andrückrolle 20 nach außen vorsteht, um beim Anrollen des Innenrohres zur Herstellung der Auflageschicht auf deren Innenseite abzurollen. Die Außenkontur des Gehäuseabdeckteils 222 und auch der übrigen Teile des Gehäuses 220 sind dabei so dimensioniert und geformt, dass eine Drehung innerhalb des Innenrohres beim Anrollvorgang ungehindert vonstatten gehen kann, wobei die Stützrollen 21 ebenfalls auf der Innenseite des Innenrohres abgestützt sind.As 2 further shows, is the pressure unit 22 housing-like from two housing parts, namely a housing base 221 in which the support bearing part is formed, and a housing attachment 223 designed in which the Andrücklagerteil 23 is trained. The case base 221 with the support bearing part 24 and the housing attachment 223 with the Andrücklagerteil 23 are adjustably coupled via a Kraftbeaufschlagungseinheit with each other in such a way that they are radial to the axis of rotation 231 or to the bearing axis 210 and thus also to the axis or drive shaft or to the axis of the large tube radially outwardly pressed apart and inwardly against each other are adjustable. For this purpose, an adjusting unit is arranged between the two housing parts, which ensures a stable guidance in the radial direction. The Kraftbeaufschlagungseinheit is formed for example as a hydraulically operating piston / cylinder unit, via which the required pressure force for pressing the pressure roller 20 can be applied well controllable or adjustable. The housing attachment 223 is outward with a Gehäuseabdeckteil 222 covered, in which a slot-like, transverse to the axis of rotation 231 extending opening is introduced, through which a portion of the pressure roller 20 protrudes outwardly to unroll when rolling the inner tube for the production of the support layer on the inside. The outer contour of the Gehäuseabdeckteils 222 and also the remaining parts of the housing 220 are dimensioned and shaped so that a rotation within the inner tube during Anrollvorgang can proceed unhindered, the support rollers 21 are also supported on the inside of the inner tube.

Die 3 und 4 zeigen das Gehäuse 220 in teilweise geöffnetem Zustand, wobei in 3 der Gehäuseabdeckteil 222 abgehoben ist und in 4 zusätzlich eine Seitenwand der Gehäusebasis 221 entfernt ist. Der Gehäuseabdeckteil 222 wird mittels Schrauben an seitlichen Wandabschnitten des Gehäuseaufsatzes 223 stabil festgespannt. In dem Gehäuseaufsatz 223 ist ein Drehlager 230 mit der Drehachse 231 ausgebildet, wobei die Drehachse 231 mittels Rollen- oder Wälzlagern im Innern des Gehäuseaufsatzes 223 stabil gehalten ist, um auch bei hohen Andruckkräften einen sicheren Abrollvorgang und eine eindeutige Führung sicherzustellen. Wie aus den 5A und 5C ersichtlich, besitzt das Drehlager 230 einen zentrierenden Aufbau mit Schräganordnung der Rollen oder Walzen, so dass die Abrolllinie de Andrückrolle 20 genau eingehalten und ein Verkippen derselben verhindert wird. Die Innenflächen des Gehäuseaufsatzes 223 sind mit an die Lagerelemente des Drehlagers 230 angepassten Aufnahmen versehen. Wie auch aus 4 ersichtlich ist, wird der Gehäuseaufsatz 223 außer von der in diesem Ausführungsbeispiel durch die Kolben-/Zylindereinheit gebildeten Kraftbeaufschlagungseinheit zwischen einer dem Verbindungsabschnitt 25 zugekehrten vorderen Gehäusewand und einer von diesem abgelegenen hinteren Gehäusewand geführt, wobei in der vorderen und hinteren Gehäusewand Führungsstrukturen für daran angepasste Gegen-Führungsstrukturen in den Seitenwänden des Gehäuseaufsatzes 223 ausgebildet sind. Die Lagerachsen 210 der Stützrollen 21 sind in dem unteren Bereich der vorderen und hinteren Gehäusewand sowie in einer bodenseitigen Gehäusewand der Gehäusebasis 221 gelagert, wobei die Stützrollen 21 mit ihrer Außenkontur im unteren Kantenbereich des Gehäuses 221 sowie auf der Unterseite und der betreffenden Außenseite der Gehäusewände vorstehen, um ein ungehindertes Abrollen zu gewährleisten. Die vorstehenden Stützrollen 21 und die diesen gegenüberliegende, über den Gehäuseabdeckteil 222 vorstehende Andrückrolle 20 sind insbesondere auch in 5B ersichtlich.The 3 and 4 show the case 220 in partially open condition, with in 3 the Gehäuseabdeckteil 222 is lifted off and in 4 In addition, a side wall of the housing base 221 is removed. The housing cover part 222 is by means of screws on lateral wall sections of the housing attachment 223 firmly clamped. In the housing attachment 223 is a pivot bearing 230 with the rotation axis 231 formed, wherein the axis of rotation 231 by means of roller or roller bearings inside the housing attachment 223 is held stable to ensure a safe rolling and clear guidance even with high pressure forces. Like from the 5A and 5C visible, has the pivot bearing 230 a centering structure with an inclined arrangement of the rollers or rollers, so that the rolling line de pressure roller 20 exactly adhered to and tilting the same is prevented. The inner surfaces of the housing attachment 223 are with to the bearing elements of the pivot bearing 230 custom Provided shots. As well as out 4 it can be seen, the housing attachment 223 except from the force applying unit formed by the piston / cylinder unit in this embodiment between a connecting portion 25 directed front housing wall and a remote from this rear housing wall, wherein in the front and rear housing wall guide structures for adapted counter-guide structures in the side walls of the housing attachment 223 are formed. The bearing axes 210 the support rollers 21 are in the lower region of the front and rear housing walls and in a bottom housing wall of the housing base 221 stored, with the support rollers 21 with its outer contour in the lower edge region of the housing 221 and protrude on the bottom and the respective outside of the housing walls to ensure unimpeded unwinding. The protruding support rollers 21 and the opposite, over the Gehäuseabdeckteil 222 projecting pressure roller 20 are especially in 5B seen.

Zum Einführen der Andrückeinheit 22 bzw. des Andrückkopfs des Anrollwerkzeugs 2 in die Rohreinheit 1 können der Andrücklagerteil 23 und der Stützlagerteil 24 genügend weit diametral zusammengefahren werden, um sie anschließend in der gewünschten axialen Position auseinander zu bewegen und die Andrückrolle 20 unter Abstützung gegen die Stützrolle(n) 21 zum Einrollen des Innenrohres 11 und Bilden der Auflageschlicht mit der erforderlichen Druckkraft hydraulisch oder mittels einer Verstellmechanik zu beaufschlagen. Beim Einrollvorgang wird die Andruckkraft auf die Andrückrolle 20 soweit erhöht, dass beim Abrollen in Umfangsrichtung auf der Innenfläche des Innenrohres 11 dieses gegen die Innenfläche des Außenrohres 10 gepresst und örtlich plastisch so weit verformt wird, dass die gebildete Auflageschicht stabil kraftschlüssig an der Innenfläche des Außenrohres in Anlage bleibt.For inserting the pressure unit 22 or the pressure head of the rolling tool 2 into the tube unit 1 can the Andrücklagerteil 23 and the support bearing part 24 be moved far enough diametrically, then move them apart in the desired axial position and the pressure roller 20 under support against the support roller (s) 21 for rolling in the inner tube 11 and forming the Auflageanlicht with the required pressure force to apply hydraulically or by means of an adjustment mechanism. During the rolling process, the pressing force on the pressure roller 20 so far increased that when rolling in the circumferential direction on the inner surface of the inner tube 11 this against the inner surface of the outer tube 10 pressed and locally plastically deformed so far that the formed support layer remains stable frictionally on the inner surface of the outer tube in Appendix.

Gleichzeitig während der Drehung der Andrückeinheit 22 und damit des Abrollens der Andrückrolle 20 in Umfangsrichtung über die Innenfläche des Innenrohres 11 wird die Andrückeinheit 22 mit der Antriebswelle vorgeschoben. Die Vorschubgeschwindigkeit ist dabei so gewählt, dass der während eines Umlaufs mittels der Andrückrolle 20 plastisch verformte, schraubenlinienförmig mit geringer Steigung umlaufende Streifen von mindestens dem nächsten plastisch verformten, ebenfallsschraubenlinienförmig umlaufenden Streifen überlappt wird und so fort, bis die Auflageschicht über die gewünschte Länge in dem Außenrohr 10 angerollt ist. Durch die mindestens einfache Überlappung der umlaufenden plastisch verformten Streifen wird eine praktisch sehr glatte Struktur der Innenfläche der Auflageschicht erhalten, wie Untersuchungen der Erfinder gezeigt haben.At the same time during the rotation of the pressing unit 22 and thus the rolling of the pressure roller 20 in the circumferential direction over the inner surface of the inner tube 11 becomes the pressure unit 22 advanced with the drive shaft. The feed rate is chosen so that during a rotation by means of the pressure roller 20 plastically deformed, helically revolving at low pitch strip of at least the next plastically deformed, also screw-line circumferential strip is overlapped and so on until the overlay layer over the desired length in the outer tube 10 is rolled. As a result of the at least simple overlapping of the circulating plastically deformed strips, a virtually very smooth structure of the inner surface of the support layer is obtained, as investigations of the inventors have shown.

Bei dem Einrollvorgang können die Umlaufgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl und der Vorschub je nach geometrischen und metallurgischen Eigenschaften auf das jeweilige Material des Innenrohres 11 optimal abgestimmt werden. Auch die Querschnittskontur (z. B. flach, konisch oder nach außen konvex) und/oder der Durchmesser der vorzugsweise gehärteten Andrückrolle 20 sowie auch deren Material können geeignet gewählt werden.During the rolling process, the rotational speed or the rotational speed and the feed, depending on the geometric and metallurgical properties of the respective material of the inner tube 11 be optimally coordinated. Also the cross-sectional contour (eg flat, conical or outwardly convex) and / or the diameter of the preferably hardened pressure roller 20 as well as their material can be suitably chosen.

Die Andrückkraft der Andrückrolle 20 ist vorzugsweise so gewählt, dass das Außenrohr 10 zumindest im Wesentlichen nicht verformt wird. Dadurch wird die Gefügestruktur der Trägerschicht durch den Beschichtungsvorgang nicht negativ beeinflusst. Jedoch kann, falls erwünscht, auch eine geringe Dehnung des Außenrohres 10 innerhalb der Streckgrenze der Trägerschicht zugelassen werden.The pressure force of the pressure roller 20 is preferably chosen so that the outer tube 10 at least substantially not deformed. As a result, the microstructure of the carrier layer is not adversely affected by the coating process. However, if desired, also a small elongation of the outer tube 10 be allowed within the yield strength of the carrier layer.

Als Material für das Innenrohr 11 (Schutzrohr, Linerrohr, Inliner, Liner) können alle schweißbaren, korrosionsbeständigen Stähle, Nickel, Nickellegierungen und Titan u. a. eingesetzt werden. Für das dickwandige Außenrohr (Trägerrohr) kommt bevorzugt Kohlenstoffstahl in Betracht.As material for the inner tube 11 (Thermowell, liner tube, inliner, liner) all weldable, corrosion resistant steels, nickel, nickel alloys and titanium can be used. For the thick-walled outer tube (support tube) is preferably carbon steel into consideration.

Anstelle oder zusätzlich zur Drehung der Andrückeinheit 22 beim Einrollvorgang kann die Rohreinheit 1 relativ zu der Andrückeinheit 22 gedreht werden, um den Einrollvorgang zu bewirken.Instead of or in addition to the rotation of the pressure unit 22 during the rolling process, the tube unit 1 relative to the pressure unit 22 be rotated to effect the curling operation.

Das beschriebene Verfahren kann auch zu einer örtlich begrenzten Herstellung oder Wiederherstellung einer mechanischen Bindung eines Rohr-in-Rohr-Systems der genannten Art eingesetzt werden. Auch mehrere aufeinander abgestimmte Innenrohre können in einem Außenrohr 10 eingesetzt und zu einer mehrlagigen Auflageschicht in der beschriebenen Weise eingerollt werden.The method described can also be used for a local production or restoration of a mechanical bond of a pipe-in-pipe system of the type mentioned. Also several coordinated inner tubes can in an outer tube 10 used and rolled into a multilayer overlay in the manner described.

Der Einrollvorgang mit der Andrückeinheit 22 lässt einen weiten Steuerungs- bzw. Regelbereich der Einrollkraft und somit des örtlichen Verformungsgrades der Auflageschicht (Inliners) zu. Die maximal mögliche kraftschlüssige Verbindung des Außenrohres 10 und des Innenrohres 11 (Rohrpartner) ist abhängig von der Dicke des Innenrohres 10, den mechanischen Eigenschaften, dem örtlichen Verformungsgrad beim Einrollen und auch von den Reibeigenschaften.The rolling-in process with the pressure unit 22 allows a wide control range of the rolling force and thus the local degree of deformation of the support layer (inliner). The maximum possible frictional connection of the outer tube 10 and the inner tube 11 (Pipe partner) depends on the thickness of the inner pipe 10 , the mechanical properties, the local degree of deformation during rolling and also the friction properties.

Das beschriebene Verfahren ermöglicht es, Werkstoffe des Innenrohres 11 bzw. der Auflageschicht mit einer höheren Streckgrenze im Vergleich zu dem Werkstoff des Außenrohres 10 bei der Herstellung mehrlagiger Großrohre zu verwenden. Dies bietet neben der vorteilhaften Herstellungsweise einen weiteren Vorteil gegenüber den in bekannter Weise hergestellten innen beschichteten Mehrlagenrohren z. B. mittels Hydroforming, bei denen der Werkstoff der Auflageschicht eine niedrigere Streckgrenze haben müssen, damit nach der Ausdehnung des Innen- und Außenrohres und der anschließenden gemeinsamen Schrumpfung der beiden Rohre eine kraftschlüssige Verbindung entsteht.The method described allows materials of the inner tube 11 or the support layer with a higher yield strength compared to the material of the outer tube 10 to use in the manufacture of multi-layered large pipes. This offers, in addition to the advantageous method of preparation, a further advantage over the internally coated multi-layer tubes produced in a known manner, for. Example by means of hydroforming, in which the material of the support layer must have a lower yield strength, so that after the expansion of the inner and outer tubes and the subsequent common shrinkage of the two tubes, a frictional connection is formed.

Claims

Coating device for applying a coating layer on the inside of a carrier layer in the production of a multi-layered large tube with a pressing unit having a force application unit (US Pat. 22 ), - wherein the coating device is a roll-on tool ( 2 ) with the pressure unit ( 22 ) and the Kraftbeaufschlagungseinheit, - wherein the pressure unit ( 22 ) with at least one pressure roller ( 20 ) of smaller diameter than the inner diameter of the large pipe to be produced and with at least one of these in the operating state with a supporting force diametrically counteracting support element is provided and the pressure unit ( 22 ) a Andrücklagerteil ( 23 ), on which the pressure roller ( 20 ) is rotatably mounted, and a support bearing part ( 24 ), on which the support element is mounted, - wherein the Kraftbeaufschlagungseinheit at least partially between the Andrücklagerteil ( 23 ) and the support bearing part ( 24 ), and - wherein the Andrücklagerteil ( 23 ) and the support bearing part ( 24 ) by means of the force application unit with respect to a rotation axis ( 231 ) of the pressure roller ( 20 ) are radially adjustable against each other.

Coating device according to claim 1, characterized in that the at least one support element as at least one support roller ( 21 ) is trained.

Coating device according to one of the preceding claims, characterized in that the Kraftbeaufschlagungseinheit has a hydraulically or by means of mechanical expansion parts working adjustment.

Coating device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure roller ( 20 ) by means of the axis of rotation ( 231 ) in the pressure bearing part ( 23 ) is stored.

Coating device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the support roller ( 21 ) by means of a bearing axle ( 210 ) in the support bearing part ( 23 ) is rotatably mounted.

Coating device according to one of the preceding claims, that the pressure roller ( 20 ) has a cross-sectionally flat, oblique or outwardly conical or convex contact surface.

Coating device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressing unit ( 22 ) with a connecting section ( 25 ) with a coupling part ( 26 ) is provided for coupling a central drive shaft.

Coating device according to claim 7, characterized in that the connecting portion ( 25 ) via an intermediate part ( 27 ) radially displaceable with a coupling part ( 26 ), so that the pressure unit ( 22 ) is floatingly mounted with respect to the drive shaft.

Coating device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressing unit ( 22 ) has a housing-like structure with two housing parts, wherein the support bearing part ( 24 ) in a housing base ( 221 ) and the Andrücklagerteil ( 23 ) in a housing attachment ( 223 ) are formed, and that the housing base ( 221 ) and the housing attachment ( 223 ) are coupled radially adjustable to each other via the Kraftbeaufschlagungseinheit.

Coating device according to claim 9, characterized in that on the housing attachment ( 223 ) a housing cover part ( 222 ) is applied and that in the housing attachment ( 223 ) a pivot bearing ( 230 ) for the axis of rotation ( 231 ) of the pressure roller ( 20 ) is trained.