DE1922344A1

DE1922344A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten und Festklemmen von Rohren und roehrenfoermigen Koerpern

Info

Publication number: DE1922344A1
Application number: DE19691922344
Authority: DE
Inventors: Sims Eugene F; Nelson Jerone William
Original assignee: CRC Crose International Inc
Current assignee: CRC Crose International Inc
Priority date: 1968-05-03
Filing date: 1969-05-02
Publication date: 1969-11-27
Also published as: FR2009851A1; NL6906730A; US3561320A; DE1922344B2; GB1245074A; DE1922344C3; JPS5027208B1

Description

CRC-Crose International, Inc. Houston, Texas 77001, V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten und Festklemmen von Rohren und röhrenförmigen Körpern

Für diese Anmeldung wird die Priorität vom 3· Mai 1968 aus der amerikanischen Anmeldung U.S.Ser.No. 726,358 in Anspruch genommen·

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Gerät zum Ausrichten und Festklemmen eines röhrenförmigen Körpers wie beispielsweise eiiiRohr von großem Durchmesser oder ähnlichem· Sie bezieht sich weiterhin auf eine innere Klammervorrichtung zum Halten aneinanderstoßender oder angrenzender Enden von großen röhrenförmigen Körpern in einer genauen und sicheren Weise zwecks weiterer Arbeitsvorgänge wie z.B. das Schweißen einer ümfangsnaht, um die Enden miteinander zu verbinden. Ein besonderer Gesichtspunkt ist der, eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestattet, eine Klammeranordnung genau innerhalb eines Eohres,an dessen Ende anzubringen, worauf ein zweites Bohr in eine entsprechende Lage gebracht werden kann und von der Klammer in dieser Lage gehalten wird, so daß die Bildung einer einwandfreien und sicheren Schweißnaht zur Verbindung der beiden Teile erleichtert wird.

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Obwohl die Verwendung des Gerätes nicht auf Schweißen beschränkt ist, so ist dies doch ein wichtiges Anwendungsgebiet. Vor allem ist das Gerät besonders geeignet, zwei gegeneinanderstoßende, röhrenförmige Körper feat und genau in ihrer Lage zu halten, , während eine innere Schweißnaht angebracht wird, um die Bohre miteinander zu verbinden. : .

Ob nun die Schweißung mechanisch durchgeführt wird, sei es durch eine automatische oder halbautomatische Vorrichtung, oder ob sie von Hand ausgeführt wird, oder ob auch die geklammerten rohr- oder ringförmigen Körper in irgendeiner anderen Art und Weise miteinander verbunden werden, oder ob 3ie gar zu irgendeinem anderen Zweck zusammengehalten werden. Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung wurden geschaffen um sicherzustellen, 1. daß die Klammervorrichtung selbst in der richtigen Lage in Bezug auf die ringförmigen Teile sitzt und 2. daß die aneinander grenzenden Enden oder Mächen der ringförmigen Körper in Bezug aufeinander in die richtige Lage gebracht werden. So ist es erforderlich, während der Fertigung einer einwandfreien und sicheren Schweißnaht an den voreinanderstoßenden Enden zwischen den Abschnitten von Bohren großen Durchmessers, wie z.B. beim Bau einer Pipeline,die angrenzenden oder voreinanderstoßenden Bohrenden in guter Ausrichtung in Bezug aufeinander um den gesamten umfang der Verbindung zu halten. ,

Obgleich dieses auch bis zu einem gewissen Grad für den fall gilt, wenn die Verbindung von Sand geschweißt wird, so ist eine genaue Ausrichtung noch zwingender notwendig, wenn die Verbindung mechanisch durch automatische oder halbautomatische Geräte geschweißt wird.

Bei einem großen Bohr von beispielsweise 105 cm Durchmesser führt schon ein ganz geringes fehlerhaftes Ausrichten der Schweißvorrichtung,auch wann es nur wenige Bogenaekunden zwischen der ELäche der Schweißdurchführung und derjenigen der

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Endflächen ausmacht, offensichtlich zu einem Mißlingen der Verbindung. Ebenso wird jede seitliche oder Längsabweichung der Schweißvorrichtung von der genauen Ausrichtung in Bezug auf die Verbindung oder eines Teiles davon nicht zum Erfolg führen. Eine Verschiebung um wenige Hundertstel Millimeter ist schon sehr verwerflich. Größere Verschiebungen können nicht geduldet werden.

Es sind in der Vergangenheit schon verschiedene Vorschläge gemacht worden, die gewünschte Ausrichtung durch mechanische Vorrichtungen zu sichern. Im allgemeinen fehlt es diesen jedoch an der erforderlichen Genauigkeit, ihre Lage einzuhalten, oder an der erforderlichen mechanischen Kraft, ihre Funktionen zu erfüllen. In einigen lallen wurde die Aufmerksamkeit der Längsausrichtung geschenkt, ohne entsprechende Rücksicht auf die Zentrierung der Anordnung zu nehmen, die natürlich zwingend notwendig ist.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Verbindung einer inrneren Klammervorrichtung und eines umlaufenden Schweißgerätes, welche im inneren der Rohrleitung angebracht sind, zur Bildung zumindest einer ersten oder inneren Heftschweißnaht zu verwenden, im besonderen bei Rohren mit großen Durchmessern, wo es von beachtlichem wirtschaftlichen Vorteil ist, wenn man die Umfangsschweißung automatisch oder mechanisch durchführen kann. Bei einer derartigen Anordnung wirft das Einsetzen, Halten und !Führen des Sehweißmechanismus mit der erforderlichen Genauigkeit akute Probleme auf.

Die vorliegende Erfindung ist im besonderen zur Zentrierung und Ausrichtung einer Verbindung einer inneren Klemmvorrichtung und eines inneren automatischen Schweißgerätes^,⁶⁶^³^^ bei der Verbindung der Enden von Rohren großen Durchmessers Verwendung finden. Das Verwendungsgebiet beschränkt sich jedoch nicht nur hierauf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch zum Zentrieren verwendet werden oder zum Halten und/oder Ausrichten

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anderer rohrförmiger oder zylindrischer Teile für..verschiedene Zwecke* wie z«Bo zur Endbearbeitung oder zum Anbringen: anderer Teile verschieden in Form oder Punktion usw« Obwohl die dungsgemäße Vorrichtung im besonderen für sich im Inneren dehnende Klammern entworfen wurde, ist sie 3edoeh. nicht hierauf beschränkt. . . ' . ' -.■■ · ·; . .■ ·- -^;

Große Rohre werden oft.auf Grund von äußeren oder inneren ten unrund. Dabei kann die Vorrichtung: gemäß der. vorliegenden Erfindung diesen Zustand korrigieren. Sie kam ebenso verwen«?· det werden, eine Klammer oder Haltevorrichtung auszurichten ■■ und sie in einer geeigneten Jiage in Beziehung auf die Endf eines Rohres zwecks Schweifung oder zu einem anderen ,Zweck halten. . .-.-"- , ■.-. ...-..:

Himmt man an, daß die Endfläche eines. JBohres· in einer' Ebene liegt, die normalerweise Bankrecht zur Achse steht*· so .feestim?-: men drei Punkte auf dieser Endfläche diese Ebene,-Indem diese . Punkte durch äußerst genau auf die 0berflache aufgeferaphte Fühler eingenommen werden, und indem die klammer und. ;anäer.e Vo■&■*■ richtungen exakt in Bezug auf diese fühler befestigt w kann eine exakte Parallelausrichtung ,erreicht werden* se Schritte sind Gegenstand der vorliegenden

Eine Klammervorrichtung für ein.Rohr vojd. großem JQurchmesse.r · . ist notwendigerweise recht schwer» Sie wisd netyrlioh umso . schwerer, wenn der Sehweißmeehanismus hinzukommt οd#r ■ eingeh baut ist, wie weiter oben vorgesehlagen wurde. Aus diesem Ifrun de kann es erstrebenswert sein, eine solche Elam nicht nur mit Rädern oder Walzen zur Erleiohte^mg Ihrerr bewegung durch das Rohr zu verseheii, sojadern darüber mit einer Antriebsvorrichtung. Biese kann aus ,£ineja getriebe zur fortbewegung bestehen, welehes durch ei^teja geeigneten mittels Elektrizität oder komprimierter luft u\.ä« get riebe*}. -.-'". wird. Dieser kann in eine Tand§m-Zugeinheit eiiige-baBt sein, die die Hammer anordnung durch das Bohr ^,ehi^b* odejr zieht. 1?enm djie

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Antriebseinheit in dieser Tfeise angebaut wird, so soll sie genügend ilexibilität aufweisen, um die Durchführung der gesamten Anordnung durch gebogene ""ohrteile zu gestatten. In einem solchen Pail kann eine Gelenkverbindung die Beweglichkeit gestatten. Eine solche Beweglichkeit bzw. die Vorrichtung, die sie gestattet, kann zu einer fehlerhaften Ausrichtung führen oder ein genaues Ausrichten der Klammeranordnung in bezug auf das Rohrende stören. Es ist daher ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine steife und elastische Kontrolle über eine Gelenkverbindung zu schaffen, wobei ein genaues Ausrichten der Anordnung in bezug auf die Endfläche eines Rohres ermöglicht wird.

Obwohl die Erfindung im besonderen auf die Verbindung der Enden zweier rohrförmiger Körper durch Schweißen gerichtet ist, kann sie auch für andere Arbeitsgänge am Rohr Verwendung finden. So kann es beispielsweise erwünscht sein, ein Rohr zu klammern und zu halten, so daß seine Endflächen besser geschlichtet oder geschliffen werden können, oder daß sie zu einem bestimmten Zweck in eine andere ibrm gebracht werden sollen. Eine Schneide- oder Schleifvorrichtung kann dann an der Klammer angebracht und von ihr geführt werden, um den Arbeitsgang mit der gewünschten Genauigkeit durchzuführen.

Die Klemmvorrichtung kann eine besondere Ausrichtanordnung, Halte- oder Schweißklammern, Arme, SpezialVerbindungsstücke usw. an den Bohrenden tragen, im besonderen, wo ein genaues Ausrichten und ein exaktes Halten unbedingt notwendig sind.

Ein weiterer Gesichtspunkt ist der, daß die vorliegende Anordnung sich, auch für Schweiß- und andere Bearbeitungsvorrichtungen eignet, die ihre Arbeitsvorgänge statt innerhalb außerhalb der Bohre durchführen.

Die vorliegende Erfindung soll im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.

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Dabei zeigt: /

Fig. 1 einen Seitenriß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welchem einige Seile weggelassen, aufgeschnitten und einige nur im Teil gezeigt werden,

Fig. 2 eine vergrößerte Endansicht einer Ausrichtanordnung mit den dazugehörigen Teilen, wie man sie von der oberen rechten Seite der Pig. 1 aus sehen würde,

Fig. 3 einen Ausschnitt au3 der Draufsicht auf die in Fig. 2 dargestellte Ausriehtanordnung,

Fig. 4 einen Schnitt senkreoht zur Achse, der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 5 eine vergrößerte Einzelheit eines die Bewegung einschränkenden Spannelenentes, etwa entlang der Linie 5-5 der Fig. 4 geschnitten,

Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht eines der Zentrierelemente,

Fig. 7 eine andere Ausführungsform der Anordnung zum Ausrichten der Klemm- und Schweißvorrichtungl.

Die vorliegende Erfindung soll zunächst an Hand einer Hohrverbindungs- oder Schweiß vor richtung erläutert 7/erden, wie sie allgemein in Fig. 1 dargestellt ist. Wie in der Abbildung gezeigt wird, soll ein bestimmtes Hohrstück 11 mit einem weiteren Stück 13ι welches auf der rechten Seite in einer unterbrochenen linie dargestellt ist, verbunden werden, wie das zum Bau einer Pipeline geschehen würde. Die Klemmvorrichtung, bei welcher auch eine Führung für eine hier nicht dargestellte Schweißvorrichtung vorgesehen ist, weist einen Hauptklemmkörper 15 auf der rechten Seite der Ebene χ—χ mit zwei kegelstumpfförmigen Teilen 17E und 17 L auf der linken Seite eines zylindrischen Mittelteiles 21 auf, welches aus den Teilen 19 R und 19 L und einem mit Nuten versehenen Zentralstück 19 besteht. Diese-Teile werden durch kreisförmig^ angeordnete und durch unterbrochene Linien dargestellte Schrauben -34. zusammengelialtajn.. Das genutete Zentralstück 19 stellt eine Halterung für die

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Sehweifivorrichtung oder andere Bearbeitungsvorrichtungen dar, die.rings um. die KleHU'iVorrichtung herumlaufen» Ss dient auch, daaujr die Teile I^ L .und 29 B auseinanderzuhalten,. An den kegelstumpffarnigen Teilen 17.B und 17 1 sind jeweils, zylindrische Teile 65 B und 65 1 angebracht» Jedes dieser Teile weirt Bet iltigungs glieder wie z.B.» ^olben auf zur Bewegung von . Kniehebeleier.enten, welche v/i ede rum mehrere Klemmschuhe 25» auf bekannte Art und Tfe-i.se in KlenReingriff bringen und lösen können«, Sieire Klemm schuhe 25 und 25 werden mittels Stangen oder Schienen bewegbar gehalten, so daß sie aus JPührungsringen heraus— und· in diese hineingleiten können,- wobei die iübrungsringe an den Zentralstückteilen 19 I> lind .19 R. befestigt sind oder aus dem gleichen Werkstück bestehen. In der in Pig· I geaeigten läge sind die Kleitmischuhe .".23 ausgefahren, um das feste linde des " Bohrstückes 11 zu halten, während die Klemmschuh« 25 zurückgezogen sind, da das Bohr 13, welches rechts in •imtsrbrO'.eteemen linien, gezeigt ist, noch nicht in seine endgültige J»age gebracht.worden ist..

!Eine Schwierigkeit in TTerbindiing mit dem Sehweißen großer Bohre ist es., die Klemm- und. führungsvorrichtung in die erforderliehe Lage zu. bringen, um die Teile während des Sehweißens zu kalten* '3Xe rechte Endflache 30 des Bohrteiles 11, der in Mg, 2. geneigt wird, ist normalerweise oder kann leicht so bearbeiibet werden, tlaß er eine irerhältnismäßig gerade Ebene biiäet· Beliebige ärei innkte auf dieser jELäehe bestimmen dann Sie J5bene, Sie die längs achse des Bohres sehneidet unä in etwa uat in laänelien Pälleaa genau senkreehl; zu ihr verläuft. Wo das Bohr gerade ist, wird idle Endfläcne normalerweise senkreeiii;. ztir JLehse seinj im gebogenen .ibselmitt kann die Endiläclie etwas von äiesex SenkreiEiiten abweienea,

Ίίϊέ ElemmvorriciitTang for ein großes Bohr ist ein τβχΜ± Behwe- TBB' ό&¥&% 'laiiiä ist vorzugsweise mit einem Aiitrieismecliaenismus war ■Miio'iheyi&E^ng ausgeiri^tet. iüeser ist soiiematiscii in Ibim in moe3ceiatoeii 31 aiitf jScp Hnkem .Seite äer ibene x~x In

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Pig, 1 dargestellt und mit einem Stützrad 32 versehene Die Antriebsr.--.der 33 werden jeweils von Armen 35 gehalten und durch einen geeigneten, nicht dargestellten Motor über eine Kette 36 angetrieben ., wobei die Kette mit einem Zahnrad 37 im Eingriff steht, weiches auf einer Welle 38 sitzt, die an jeweils einen der Antriebsrader befestigt ist. Die Arme 35 können mittels Kniehebeln oder anderen Vorrichtungen auseinandergedrückt Vverlen, um zwischen den Antriebsrädern 33 und der inneren Oberflache des Rohres die zum Antrieb erforderliche Reibung su schaffen. Die Antriebskraft kann durch einen innerhalb des Antriebsmechanismus 31 vorgesehenen, nicht dargestellten Elektromotor oder auch durch einen Luftmotor¹ 'erzeugt werden» In jeder. Fall drücken die Antriebsräder 33 fest 'genug gegen die Wand, um ein Fortbewegen der Einheit innerhalb des Rohres, wenn es sein nuir, auchjbergauf zu ermöglichen. Eine nicht gezeigte, jedoch herkömmliche Bremsanordnung kann vorgesehen sein, um ein Abwärtsrollen der Einheit zu verhindern, oder die Einheit festzuhalten, wenn die Klemmlage eingenommen wird. Wie in ^ig. 5 dargestellt wird, ist die Antriebseinheit 31 nit dem Klemmkörper 15 über eine feste, eine begrenzte Bewegung zulassende, elastische Überbrückung verbunden, bei welcher eine Ausgleichsplatte 40 zwischen den Ohrlaschen 41 an dem Hauptklemmkörxjer und einem weiteren Satz Ohrlaschen 42 an der Antriebseinheit eingelegt wird»

Steife Spiralfedern 43 und 44 werden in ihrer Bewegungsmöglichkeit durch röhrenförmige Hülsen 45 und 46 begrenzt, während sie durch die Spannungsbolzen 47 zusammengedrückt werden, wobei jeweils einer dieser Bolzen sowohl durch die beiden Federn als auch durch die Ohrlaschen 41, 42 hindurchgeht. Diese Bolzen tragen an jeder Seite Muttern 48, 49, deren Lage verändert werden kann, um die geeignete Spannung auf die Feder aufzubringen. Ein schmaler Spalt 50 ist zwischen der Hülse 45 und der Ohrlasche 41 und ein ähnlicher Spalt 51 auf der anderen Seite an den Ohrlaschen vorgesehen. Durch diese Anordnung wird eine Begrenzung für die an jedem Paar Ohrlaschen vorgesehene, steife, ela-

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stische Bewegungsmöglichkeit geschaffen,, Bei der in JB¹Ig. 4 dargestellten Ä_usführungsform sind vier derartige Ohrlaschenpaare vorgesehen, obwohl die Anzahl natürlich größer oder 'kleiner sein kann. Dadurch wird eine begrenzte Winkelverschiebung des Klemmkörpers 15 in bezug auf die Rohrachse und in bezug auf die Antriebseinheit 31 gestattet, wie z.B. dort, wo ein Stück Bohr gebogen ist oder sonstige Unregelmäßigkeiten an der inneren Oberfläche aufweist.

Am vorderen Ende des Hs-uptklenimkorpers 15» welches auf der rechten Seite der ^ig. 1 dargestellt ist, sind Stützschienen 56 fest mit dem kegeistumpfförmigen Glied 17R verbunden. Sie können ebenso an der rechten, ringförmigen Fläche 15R des zylindrischen Klemmkörpers 15 befestigt sein. Vorzugsweise sind drei Stützschienen 56 etwa im Winkel von 120° voneinander um den Umfang der Klemmvorrichtung angeordnet, wobei jede Schiene ein Paar Bohrungen 61 und 62 aufweist. Zwei dieser Schienen sind in Figo 1 sichtbar dargestellt» An jeder der Bohrungen 61 und 62 sind Paare paralleler Stangen 66 und 67 drehbar angebracht, wobei jedoch nur eine Stange eines jeden Paares in Pig. 1 zu sehen ist. An den oberen oder äußeren Enden dieser parallelen Stangen sind Stifte 63 und 69 befestigt, welche in eine Ausricht- oder Placierungsvorrichtung 70 eingreifen. Jede dieser Ausrichtanordnungen trägt eine Stirnplatte 71 aus hartem Stahl mit einer glatt und genau gefertigten Oberfläche, s« ELg. 3. Diese Fläche kann mit der Endfläche 72 des Rohres 11 in Berührung gebracht werden. Jede dieser Stützschienen 56 trägt eine gehärtete Stahlplatte 57» die als Begrenzung für eine ähnliche gehärtete Platte 58, die an einem Absatz 59 der Ausrichtanordnung 70 befestigt ist, dient. Die , Stahlplatten 58 werden durch Schrauben gehalten und sind durch Unterlegbleehe abgestützt, die entfernt oder verstärkt werden können, um ein gutes Ausrichten der Ausricht- oder Placierungsvorrichtung zu gewährleisten, wenn diese in die Baltelage gebracht wird, um sie auf die Endfläche des Rohres 11 einzustellen.

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Die Paare paralleler Arme 66, 67, die für jede Ausriehtanordnung 70 vorgesehen sind, sind mit großer Genauigkeit gelagert, so dai3 die Aus rieht anordnung in jedem Fall gut befestigt ist. Die Stifte 69 sind an einem Hydraulik- oder Pneumatikzylinder 80 befestigt. Jeder Zylinder δθ besitzt einen beweglichen Kolben, der an einer Kolbenstange Sl befestigt ist. -^i e letztere ist drehbar mit einer Ohrlasohe 82 verbunden, welche an der bereits beschriebenen Stützschiene 56 gebildet oder befestigt wird.

Die Stirnplatte 71 jeder der auch als Minier zu bezeichnenden Aus rieht Vorrichtungen 70 kann zwischen den Klemmschuhen 25 bewegt werden, bis sie gegen das Ende deB Bohres gedrückt wird. Dieses wird dadurch erreicht, indem der Kolben 80 bis in eine Lage ausgefahren wird, in welcher die genau bestimmte Lage der Anstoßflache einer jeden Ausriehtanordnung 70 auf die exakt ausgebildete fläche 57 auf der entsprechenden Stützschiene auftrifft. Dies bestimmt genau die Lage der Klammeranordnung in bezug auf das Ende des Bohres und gewährleistet, dag die Ausrüstung exakt auf die Endfläche des Rohres 11 ausgerichtet wird«

Wie bereits angedeutet wurde, dient das im Querschnitt rinnen.— förmig ausgebildete Zentralstück 19 dazu, die beiden Teile 19L und 19H in einem Abstand auseinanderzuhalten. Es dient ebenso als IHihrung und Halterung für einen oder mehrere Schweißköpfe, die umlaufen können, um eine innere Schweißnaht zwischen den Enden der Eohrstücke 11 und 13 herzustellen. Auf diese Weise wird für dine Sehweißvorrichtung Platz geschaffen, die sich auf einer umlaufenden Bahn zwischen den Klemmschuhen 23 und 25 hindurch bewegt. Die Einzelheiten der Schweißvorrichtung sind hier nicht gezeigt, da sie keinen Teil der vorliegenden Erfindung ausmachen.

Jede der Ausrichtanordnungen 70 wird unabhängig durch ihre eigene Kolbenzylinderanordnung betrieben» Diese Anordnungen-besitzen genügend ^raft, daß sie den Klemmkörper in die genau aus-

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gerichtete La^e zu ziehen vermögen auch gegen den Bremseffekt der Antriebsräder 33 und gegen andere Kräfte wie z.E« die Erdschwere. Für den Fall, daß es die Antriebseinheit im Bohr erfordert, gibt die biegsam ausgebildete Verbindung über die Glieder 4Ό, 41, 42 ausreichend nach, uiu die notwendige Ausrichtung au gestatten. Llit anderen Worten, die von den Kolbenzylindereinheiten aO, öl aufgebrachte Kraft ist so stark, dai; sie die Kraft der F-Jdem 45, 44 überwinden kann, wenn es notwendig ist, um ein genaues und exaktes Ausrichten der Banmerano.-'dnung in bezug auf die Endfläche des Jahres zu erreichen. Dieses ist von großer Wichtigkeit im besonderen beim Scir.veiiren von üohren großen Durchmessers, da bereits eine gerinne Abweichung im Winkel zu einem Lliiilingen der Schweißnaht führen kann, wenn nämlich der Schweiübogen nicht auf die Verbindung zwischen den beiden Rohrenden, die zusammengeschweißt werden sollen, gerichtet wirdc

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, werden drei Ausrichtanordnungen 100, 101, 102 im Abstand von 120° voneinander um den inneren· Umfang des Bohres an dem Rahmen der IClemuanordnung befestigt. Jede dieser Anordnungen besitzt, wie in Figo 1 dargestellt ist, einen Arm 10 5, der um einen Drehpunkt 10 6 schwenkbar auf einer Klammer 107 fest, jedoch verstellbar an dem Klemmrahmen angebracht ist. Der Arm trägt an seinem äußeren Ende ein frei drehbares Rad 109, welches auf einer Achse 110 gelagert ist» Diese Teile werden in einem größeren Maßstab in Fig. 6 gezeigt. Die verstellbare Klammer 107 weist längliche Aussparungen 113, 114 zur Aufnahme von Schrauben 115 auf, mittels welcher sie an einer Halterung 116, welche an dem Hauptklemmkörper angebracht ist oder ein Teil davon bildet, befestigt ist. Um eine Einstellung vorzunehmen, werden die Schrauben 115 gelöst und eine Stellschraube 150 wird durch die Halterung 116, die an dem Rahmen befestigt ist oder ein Teil von diesem bildet, hindurchgeschraubt, wodurch die Klammer 107 in die gewünschte lage gebracht werden kann. Daraufhin werden die Schrauben 150 angezogen. Der Hebel 10 5 ist derart befestigt, daß er in einem Kreisbogen um den

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Drehbolzen 106 geschwenkt werden kann. Diese Anordnung wird von einer Kolbenstange 119 betrieben, die vom Flüssigkeitsdruck in einen Zylinder 120 bewegt wird. Der letztere weist ein Paar Drehzapfen 121 auf, welche in einem Paar Seitenblechen 122, 123, welche an der Klammer 107 befestigt sind, gelagert cind| s. Fig. 4· Dadurch wird eine schwingende Bewegung des Zylinders ermöglicht, während der Kolben ausgefahren oder zurückgezogen wird, wobei der Hebel 105 um seinen Drehpunkt 106 von der Lage, die Pig. 6 mit vollen Linien gezeichnet ist, bis in die Lage, die durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist, schwingt. Jede der drei Ausrichtanordnungen 1Oo, 101, 102, in Fig. 4 dargestellt* wird durch ihre eigene Kolben- und Zylinderkombination betrieben. Die Klammer 107 ist in federn Fall in bezug auf die Halterung 116 ausgerichtet, so da£, wenn die Bäder 109 gegen die Innenseite des Rohres 11 gedrückt werden, die Klemmeinrichtung in bezug auf diese zentriert ist. Wenn es erwünscht ist, können die Kider 109 durch Schuhe ersetzt werden, die Ähnlichkeit mit 3remsschuhen haben,um zu helfen, die Vorrichtung an ihrem Platz zu halten.

Die typische Arbeitsweise der soeben beschriebenen Anordnung ist wie folgti

Die Vorrichtung wird durch das Rohr 11 bis zu seinem vorderen Ende 72 bzw. fast in diese Lage bewegt, worauf Bremsen betätigt werden, um die Antriebsräder 33 mit ausreichender Stärke an ihrem Platz zu halten. Wenn die Klammer so ausgebildet ist, daß sie von Hand mittels einer Lasche oder einer Griffstange 130 (Fig. 1) gezogen werden kann, sollte jedoch trotzdem irgendeine Bremse betätigt werden, um eine freie Bewegung der Klemmvorrichtung innerhalb des Rohres zu verhindern. Die einfache Griffstange, die auch dazu dient, die Hilfsmittel, wie Schweißstrom, Schutzglas usw., zu führen, kann auch mit einem Fühler ausgerüstet sein, der die Zentrier- und/oder Ausrichtvorrichtung betätigt, wenn die Stange bis zu einem vorbestimmten Punkt aus dem Rohrstück 13 herausragt, wie dem Fachmann

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klar "sein wird. Daraufhin werden die Zentrierräder 109 in die Zentrierlage gebracht, indem Flüssigkeitsdruck auf ihre Arbeitskolben aufgebracht wird, um sie in die in der Fig. 6 durch eine unterbrochene Linie dargestellte Lage su bringen. Diese Bäder zentrieren daraufhin die Klemmvorrichtung genau innerhalb des Rohres. Auch wenn das HoLr aus irgend Hinein Grund ein wöKig unrund ist, wird die Klammervorrichtung, nachdem sie r.i ttels der Einzelteile wie Räder 109 usw. zentriert worden ict, es wieder zurück auf die kreisrunde Form bringen«

Als nächstes werden die Placierungsvorrichtungen 70 in die Ausrichtlage mit den Oberflächen gegen das Ende 30 des Rohres gebracht} wie in -Figo 1 gezeigt wird» Dies geschieht, indem Druck innerhalb eines jeden Zylinders 80 gebracht wird, um den Zylinder selbst in Richtung auf das Rohr 11 zu ziehen, da die Kolbenstange am Rahmen über die Ohrlasche 82 angebracht ist. Die Ausriehtanordnung 70 wird so weit wie möglich nach vorne gedrückt, wodurch ihre genau gefertigte Oberfläche 58 gegen die Platte 57 gebracht wird. Soweit es notwendig ist, vermag diesel· Arbeitsgang genug Kraft aufzubringen, un die Klunus.er weiter aus dem Rohr 11 herauszuziehen, obwohl die Vorrichtung abgebremst wird. Da die Vorrichtung abgebremst wird und auch, weil die Zentriex'räder einige Reibung verursachen, wird die Klammervorrichtung nicht über die erstrebte Ausrichtlage hinausgleiten« Sollte jedoch die gesamte Vorrichtung an dieser Lage vorbeigleiten, bevor die Bremsen eingesetzt v/erden, izön- nen natürlich die Ausrichtanordnungen zurückgezogen v/erden, indem die Zylinder in die in der Fig. 1 durch die unterbrochene Linie dargestellte Lage gebracht werden«, daraufhin kann die Klemmvorrichtung in das Rohr 11 für einen neuen Ausrichtvorgang anrückgedrückt oder getrieben werden. 7/enn eine ausreichende Antriebskraft verfügbar ist, so kann man auch so verfahren, dais man zunächst die Ausrichtvorrichtungen in die Ausrichtlage bringt und darauf die gesamte Anordnung gemäß D¹Ig. 1 nach links be .ve ;· i., bis die genaue Ausrichtung erreicht ist«

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Die Befestigung der parallelen Stangen 66 und 67 und ihre Beziehung zn dem Ai-beitdiäj linder BO wird näher in ?ig. 2 darge-Dtelit. 3s wird hi-r auch ein Ring 7ο geseilt, durch v.eichen" die vorötenenaei. ouhienen oder Kler-Uiischuiie 25 ^-jfuhrt v/eruen₀ Bei der aarges teilten ^.usi'^irrungsform bestehen iiese Klennschuhe aus einer f-.;üv;-r. 3chiui-e, die auf <:ir-er Jt-.-a.^e 14-2 befrfj⁺i_i;;t ist, welche v;ie liruiii Ir₁ Lungarichtung i'rei ver^juiebbar iiinernalb der öffnungen 14-5 in dem Ring 76 und anderen Teilen der Kien::.-vorrichtung angebracht i.st₀

ITachdem die Klemmvorrichtung ausgerichtet ist, wird der in Fig. 1 dargestellte linke oder innere Satz von Kiemu schuheη fest gegen die irmcre Oberfläche des Rohres 11 gepreßt» ~&v hält sz- fest genug, so daä die Kl er.12. vor richtung sich irine rhalb des Ro lire s nicht versuhi^ben kann. Daraufhin können die einzelnen Zentrieranordnur»_fcen in die ii i'ig· 6 durch eine voll ausgezogene Linie dargü^elite Lage zurückgebracht v;erien. Auch die Ausi'icihtvcrriohtungen v/erden in die in der Pig» 1 durch unterbrochene Linien dargestellte Lage zurückgezogene In dieser Lage stellen die Ausrichtanordnunger. 70 kein Hiriiernis mehr dar» Dadurch v.'ird gesittet, dai der neue FuOhr ab schnitt 13 frei darüber hinausgestreift v/arden k-.-.rai, bis er auf 5ie Endfläche 30 de3 Hohres 11 stöist. Daraufhin werden die KleKJuS'jhuhe 25 auseinandergedrückt, mn den neuen Rohrabschnitt 13 für den S vorgang fest an seinen rlatz zu halten»

Die Befestigung der Av.srichtanoi-dnungen 70 -.n aeri parallelen Schienen ist vor3ugs;veise derart ausgeführt, da£ diese Schienen in einem Bogen von der voll zurückgezogenen Lage, die in einer unterbrochenen Linie in Fig, 1 dargestellt ist, in die Ausrichtlage, die in der gleichen .?igur durch eine iuror.gezogene Linie gezeigt ist, schv/ingen, Auf diese 7/eise schwingen ;rie zurück, ur.i den Raun zvviaohen den Kleiurischuhen 23, 25 unl av/ischen den Führimgaringen 76 unl 90 freizumachen,, Dieser Raum isfc, wie beraitB Le-L'-3riet, ro rgä^^ueu für umlaufendö 3ch',v«i.;vorrichtungen»""

Statt der Verwendung einer Schweißvorrichtung in Verbindung mit der vorliegenden Anordnung können in manchen fällen auch andere Geräte Verwendung finden. So kann eine Schleifmaschine, die um den Hauptkler>mkÖrper 15 und vor der Ring 76 herumläuft, zur Anwendung kommen, um eine neue Oberfläche, eine Hohlkehle oder irgendeine gmdere Form am -^nde des Rohres fertigzustellen, wenn es erwünscht ist. Andere Arbeitsgänge können in ähnlicher Y/eise durchgeführt werden«

7 zeigt eine weitere Ausführungsfοrm, bei welcher der Antriebs 501 mit der Klemmvorrichtung über eine Kolbenzylinderanordnung 502, 505 verbunden ist, durch welche der Abstand zwischen dem Anhänger und der Klemmvorrichtung 15 verändert werden kann. Wenn, wie in Fij. 1 gezeigt ist, die Stirnplatte der Ausrichtanordnung 71 mit der Endfläche 72 des Hohres 11 in Berührung gebracht worden ist, und wenn die Antriebsräder 55 fest abgebremst sind, wird der flüssigkeitsbetriebene Kolben 502 bewegt, um die Klammeranordnung in Richtung auf den Anhänger zu ziehen. Es wird eine ausreichende Kraft angewendet, die das Gewicht der Kammer und irgendwelche anderen Kräfte einschließlich der Reibung der Zentrieranordnung 109 (Fig* I) uaw. übersteigt, um die Klammeranordnung sowohl in eine genau zentrierte Lage als auch in eine exakte Ausrichtung mit der Endfläche 72 zu bringen»

Bei einer sorgfältigen Konstruktion der Klemmschuhe 25 und/oder 25 und ihrer Antriebsvorrichtungen können diese so ausgebildet werden, daß sie bis zu einem gewissen Grad einen Zentriervorgang durchführen. Im allgemeinen können jedoch die Klemmschuhe wegen der notwendigen Herstellungstoleranz und der Beweglichkeit einiger Teile nicht mit ausreichender Genauigkeit arbeiten, um die erstrebte Zentrierungsgenauigkeit zu erreichen. Es wird daher für besser gehalten, die Zentriervorrichtungen 100, 101 und 102,wie vorher beschrieben, zu verwenden. Diese können mit einem hohen Grad von Genauigkeit eingestellt werden, indem die Schraube 150 (Fig. 6) als Begrenzung betätigt wird. Die Räder !109

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die vorzugsweise aus Hartmetall wie beispielsweise Stahl her- ~ -■"-.'· gestellt Bind, und die nicht nachgeben, sind vorgesehen, um die erstrebte genaue Zentrierung zu erreichen. Sie können auch durch Schuhe, wie oben bereits ausgeführt, ersetzt werden.

Ee können auch mehr als drei Ausriehtanordnungen 70 verwendet werden, wenn dies erstrebenswert ist. In gleicher T/eise können auch mehr als drei Zentrieranordnungen 100, 101 usw. Verwendung finden. Im allgemeinen wurden jedoch drei Punkt-Placierungssysteme als vollständig zufriedenstellend empfunden. Sie sind auch vei'hältnismü-Lig einfach« Sie sind imstande, groise Drucke aufzubringen, die ausreichen, in Verbindung mit einer Klammer ein deformiertes Rohr wieder auf seine normale kreisrunde Form zu bringen. Dieses wird In wesentlichen dadurch erreicht, indem die schwere Klemmvorrichtung in die exakte Zentrier- und Ausrichtlage gebracht wird trotz der Schwerkraft oder anderer Kräfte, die dazu neigen, dieser Zentrierung und Ausrichtung entgegenzuwirken»

Auch andere Arten von Placierungsschuhen, Fühlern, Zentrieranordnungen usv/. können Verwendung finden,. Die beschriebenen sind nur beispielhaft, Ss ist jedoch offensichtlich erstre- ' benswert, daß die Placierungs- und Ausrichtungsteile oder -vorrichtungen zwangsgefi-hrt werden, und daß sie feste Anschläge haben, so daß die Endeinstellung der Klemmvorrichtung und der Einheiten, welche sie trägt, wie beispielsweise eine Schweißvorrichtung usw., präzise und genau genug ist, um die erstrebten Resultate zu erreichen»

Die in Fig. 1 dargestellte parallele Schienenanordnung, mittels welcher die Ausriehtanordnungen 10 in die Betriebslage und aus ihr heraus geschwenkt werden, ist wegen ihres festen Anschlags und der Einstellungsmöglichkeiten, die sie erlaubt, besonders zweckmäßige Es ist außerdem besonders vorteilhaft, daß diese Anordnungen zunächst nach außen und zurück und dann nach innen schwingen, um in Verbindung mit der Klemmvorrichtung verwendeten

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Gerüten und dem neu. anzubringenden Rohr 13 Platz zu achaffen« MeüG Anordnungen können sehr schnell und vollständig zurückger-vo^en warden, so „dal; sie in keiner 'tfeise mit dem Aufbringen des neuen, itoimabschnittes in Konflikt geratene

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Claims

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a t e η t μ η a u ν α c U e

Cl

1, Vorrichtung sun Ausrichten und Festkler.mer: von. Rohren und röhrenförmigen Körpern, gekennzeichnet durch einen Klemnicüru-r (15) mit Klemmelement en (23) , die über eine Anord— ■ nung 143, 76) be'jü";l£o:-*r 3ind, '.v\lhrend Auo rieht vor rieht ungen (70) vorgedühen sind, die mit der 3rid."luone (72) des rchi'rjiifömigen Körpers (11) in Berührung bringb-^r sind, wobei der Kleiraarzorper (15) über die Ausrichtvorrichtung (7 mittels Antriebseinheiten (c3>3, Bl) in eine ausgerichtete Lage in bezug auf die Endfläche (72) des röhrenförmigen Körpers (11) ziehba.r isu„ ■ ' "

2ο Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem Zäntriervorrichtungen (100, -101, 102) für den Klemcilcörper (15) innerhalb des röhrenförmigen Körpers (11) vorgesehen id

Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtvorrichtung aus drei Bügeln (70) besteht, wobei jeder Bürel (7C) mittels paralleler Stangen (76, 77) schwenkbar ist und durch eine Antriebseinheit (&3 ■, 31) gegen die Endfläche (72) des röhrenfcrmigen Körpers (11) andrückbar ist»

Vorrichtung nach einem der Ansiirüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daj.: jede der Ausrichtvorrichtungen (70) einen Anschlag (58) aufweist, der mit einem entsprechenden Anschlag (57) » v/elcher an dem Klemmkörper (15) sitzt, in Berührung bringbar ist.

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υ« Vorriohtuii._; inch einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekonnz·.-i-jJiii-t, da.·. Kieirunelenente (25) vordre ο ehen sind, mittels welcher ein zweiter r hren^ormi^er Körper (13) in einer bea tiiar.t jii L-i^e sun ersten (11) £ect^teilbar ist«

bo Vorrijhtunj iuc:i einem der .Anspräche 1 bis 5> dadurch gekennaeichijrit,- dau- die Tjefeati_.ung einer weiteren' Einheit (31) an dem Kler-unküive-r (16) über eine hart federnde Gelenkverbindung (40, -151 44) erfolgte

7. Vorriuiitun^ nach !en Ana: rüchen 1 bis G, dadurch gekennzeichnet, da,.- 3\viöohen den Klemmelementen (23) des einen Hohres (j κ) und denen (<--3) dea zweiten Ro-irwG (iji) ein abstund vorge.ieaen i-Jt, der :las Unlaufen eineo 3earbei"lun«sgearätes in einer Pühruiig (19) g^stutbet«

"B-r Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daij für die Zentrieranordnung (100, 101, 102) jeweils besondere Antriebsanordnungen (119, 120) vorgedenen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsanordnung für die Ausricht-(70) bzw. Zentrieranordnungen (100, 101, 102) als flüssigkeitsbetriebene Kolbenzylindereinheiten (80, Sl bzw» 119, 120) ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Griffstange (130) vorgesehen ist, die in das zweite Rohr (13) hineinragt und die Betätigung der Antriebsanordnungen (80, 81) für die Ausrichtvorrichtungen (70) betätigt»

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmechanismus (31) vorgesehen ist, durch welchen die Klemmvorrichtung (15) zwangsführbar ist ο

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Zentrieranordnungen (100, 101, 102) innerhalb des Rohres (11) vorgesehen sind»

13o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis .12, dadurch gekennz'iichnet, daß die Zentrieranordnungen (100, 101, 102) schwenkbar an dem Klemmkörper (15) befestigt sind»

14ο Verfahren zum Ausrichten und Festklemmen von röhrenförmigen Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Klemmkörper (15) in die ITähe der Endfläche (72) "des röhrenförmigen Körpers (11) gebracht wird, worauf diß.Ausrichtanordnungen (100, 101, 102), mit der Endfläche (72) des röhrenförmigen Körpers (11) in Berührung gesetzt werden, wobei die Klemmvorrichtung (15) in eine ausgerichtete Lage gezogen wird, woran.' anschließend die Klemmelemente (23) zum Blockieren der Klemmvorrichtung (15) mit dem !führungsring (19) für Bearbeitungsgeräte betätigt werden»

15ο Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß vor Betätigung der Klemmelemente (23) die Klemmvorrichtung (15) mittels der Zentrieranordnungen (100, 101, 102) zentriert wird. -

16. Verfahren nach den Ansprüchen 14 oder 15»" dadurch gekennzeichnet, daß beide Rohrabschnitte (11, 13) mit Hilfe von Klemmelernenten (23, 25) in ausgerichteter Lage festgehalten werden»

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16₅ dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Ausrichtvorrichtung (70) mit der Endfläche (72) des Rohres (11) in Berührung gebracht wird, worauf der Klemmkörper (15) in der dem Ende des Rohres (11) entgegengesetzten Richtung gezogen wird»

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