DE1948752A1

DE1948752A1 - Finishing id of large pipes

Info

Publication number: DE1948752A1
Application number: DE19691948752
Authority: DE
Inventors: Eugen Siempelkamp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-09-26
Filing date: 1969-09-26
Publication date: 1971-04-01

Abstract

Machine for finsihing/correcting the internal bore of large pipes consists of a framework of two parallel pillars with crossbars on either end. On one crossbar is fitted a cage for the pipe and also roller for supporting it and a chuck for turning its, a second chuck being provided near the other end of the pipe. The mandrel consists fo a head fitted with a series of parallel ball races and is fed hydraulically into the rotating pipe thereby correcting its roundness.

Description

Vorrichtung zum Kalibrieren der Innendurchmesser von Rohren, insbesondere Großrohren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kalibrieren der Innendurchmesser von Rohren, insbesondere Großrohren, mit Rohreinspanneinrichtung Kalibriereinrichtung. - Rohre, vor allem Großrohre, werden durch U-O-Biegen und IEngsnahtschweißung, durch das Zusammensetzen und Schweißen einzelner Schalen oder durch spiralförmiges Wickeln und gleichzeitiges Schweißen der im Zuge des Wickelns entstehenden Stoßkanten hergestellt. Die so hergestellten Rohre sind sämtlich durch Rückfederung nicht exakt kreisrund, vielmehr mUssen die Rohre im allgemeinen mittels Kalibriereinrichtungen, auch Expander genannt, nachgerichtet werden. Das gilt insbesondere dann, wenn die Rohre als Großrohre für Pipeline-Verlegung eingesetzt werden . - Die bekannten Kalibriereinrichtungen bzw. Device for calibrating the inner diameter of pipes, in particular Large pipes The invention relates to a device for calibrating the inner diameter of pipes, in particular large pipes, with pipe clamping device, calibration device. - Pipes, especially large pipes, are made by U-O bending and internal seam welding the assembly and welding of individual shells or by spiral winding and simultaneous welding of the joint edges produced in the course of winding. The pipes produced in this way are all not exactly circular due to springback, Rather, the pipes generally have to be calibrated, including expanders called, be corrected. This is especially true if the pipes are used as large pipes for laying pipelines. - The known ones Calibration devices or

Expander bestehen im wesentlichen aus ringförmigen Keilgetriebes die schrittweise, also nicht kontinuierlich, durch das Rohrinnere geführt werden, um den Rohrinnendurchmesser zu kalibrieren. Schrittweiser Vorschub dieser Keilgetriebe erfordert relativ großen Zeitaufwand, so daß derartige Keilgetriebe schon aus diesem Grund nachteilig sind. Darüber hinaus lassen sich Funktionsstörungen häufig nicht vermeiden.Expanders consist essentially of the ring-shaped wedge gear step by step, so not continuously, to be passed through the inside of the pipe calibrate the inside diameter of the pipe. Step-by-step feed of this wedge gear requires a relatively large amount of time, so that such wedge gear already from this Reason are disadvantageous. In addition, malfunctions often cannot be avoided avoid.

Der im Zuge der Kalibrierung abplatzende Zunder setzt sich leicht in das Keilgetriebe, was nicht nur zu frühem Verschleiß führt, sondern häufig auch zur völligen Fur1-ktionsuntüchtigkeit.-Diese Nachteile will die Erfindung vermeiden, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kalibriervorrichtung zu schaffen, mit der Schnell und kontinuierlich die Kalibrierung der Innendurchmesser auf Kreisquerschnitt selbst von Großrohren durchgeführt werden kann, ohne daß Betriebsstörungen zu befürchten sind.The scale that flakes off during calibration settles easily into the wedge gear, which not only leads to early wear, but also often to the complete inability to act.-The invention aims to avoid these disadvantages, The invention is based on the object of creating a calibration device, with the fast and continuous calibration of the inner diameter to circular cross-section can even be carried out by large pipes without fear of malfunctions are.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer Vorrichtung zum Kalibrieren der Ininendurchmesser von Rohren, insbesondere Großrohren, der eingangs beschriebenen Art dadurch, daß die Rohreinspanneinrichtung zugleich als Drehantrieb für das etgespannte Rohr ein- und ausfahrbarer Kaaibrierdorm ausgebildet sind.-Nach Lehre der Erfindung kann also der Kalibrierdorn kontinüierlich unter Aufweitung des Innendurchmessers des Rohres auf einen echten Kreisquerschnitt in das rotierende Rohr eingeführt werden. Die Rotationsbewegung des Rohres sorgt dafür, daß gleichsam ein Festfressen des Kalibrierdornes in dem Rohr im Zuge der Vorschubbewegung ausgeschaltet wird.The invention solves this problem with a device for calibration the inside diameter of pipes, in particular large pipes, of the type described at the beginning Kind in that the pipe clamping device also acts as a rotary drive for the clamped Tube retractable and extendable Kaaibrierdorm are formed.-According to the teaching of the invention So the calibration mandrel can continuously expand the inside diameter of the tube can be inserted into the rotating tube to a true circular cross-section. The rotational movement of the pipe ensures that as it were a Seizing of the calibration mandrel in the pipe in the course of the feed movement is switched off will.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß die Rohreinspanneinrichtung ein Querhaupt mit Laufring für das Rohr und zumindest ein Spannfutter mit Zahnkranz und darauf arbeitendem Antrieb aus Ritzel, Getriebe und Motor aufweist. Regelmäßig wird man jedoch in Abhängigkeit von der Länge des zu kalibrierenden Rohres und seines Durchmessers bzw. Gewichtes mehrere Spannfutter vorsehen. Zum erleichterten Einführen des Rohres in die Rohreinspanneinrichtung sind vorzugsweise dem Spannfutter Transportrollen zugeordnet. - Der Kalibrierdorn besitzt erfindungsgemäß an seinem rohrfreien Ende eine dem Querhaupt gegenüberliegende und in Rohrlängsrichtung gegen das Querhaupt an Längsholmen der Kalibriereinrichtung verfahrbare Führungstraverse, so daß ein seitliches Ausweichen oder sogar Knicken des Kalibrierdornes mit Sicherheit vermieden wird.Further features essential to the invention are listed below. Thus, the invention provides that the pipe clamping device is a crosshead with a raceway for the pipe and at least one chuck with a toothed ring and working on it Has drive from pinion, gear and motor. However, one regularly becomes dependent on the length of the pipe to be calibrated and its diameter or weight provide several chucks. For easier insertion of the pipe into the pipe clamping device are preferably assigned to the chuck transport rollers. - The calibration mandrel has according to the invention at its tube-free end a crosshead opposite and in the longitudinal direction of the pipe against the crosshead on the longitudinal spars of the calibration device movable guiding traverse, so that a sideways evasion or even kinking of the calibration mandrel is definitely avoided.

Der Antrieb des Kalibrierdornes, d.h. die Erzeugung seiner Vorschub- und Rückzugsbewegung erfolgt in einfacher Weise so, daß nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung der Kalibrierdorn als Hohldorn und zugleich als Vorschub zylinder und/oder Rückzugzylinder mit darin angeordnetem ortsfesten Kolben mit Druckmittelbohrung ausgebildet ist. - Nach einem Vorschlag der Erfindung, dem selbständige Bedeutung zukommt, weist der Kalibrierdorn einen mit Kalibrierkugeln bestückten Kalibrierkopf auf. Dadurch wird erreicht, daß minimale Reibungskräfte zwischen Rohrinnenwandung und Kalibrierdorn im Zuge des Kalibrierens auftreten, insbesondere unter BerUcksichtigung der Tatsache, daß sich zwei Bewegungen überlagern, nämlich die Axialbewegung des Kalibrierdornes und die Rotationsbewegung des umlaufenden Rohres, wird mit erhöhter Sicherheit ein Festfressen des Kalibrierdornes bzw. seines Kopfes vermieden. In diesem Zusammenhang ist ebenfalls von selbständiger Bedeutung eine Ausführungsform der Erfindung, wonach der Kalibrierkopf konisch mit in Vorschubrichtung verjüngtem Kopfende ausgebildet-ist und auf seiner Mantelfläche hintereinander Kugellagerringe mit sich in an sich bekannter Weise auf schalenförmig angeordneten Tragkugeln abwälzenden Kalibrierkugeln angeordnet sind. Dadurch wirderreicht, daß der sich vorwärtsbewegende Kalibrierkopf entsprechend seiner Konizität den Innendurchmesser des zu kalibrierenden Rohres gleichsam stetig auf den gewünschten Kreisquerschnitt ausweitet. Um Druckerhöhungen im Zuge des Kalibrierens zu vermeiden, die zu Beschädigungen entweder des Kalibrierdornes oder des Rohres selbst führen könnten,- sieht die Erfindung vor, daß die Kugellagerringe zumindest im Bereich der maximalen konischen Erweiterung des Kalibrierkopfes gegen Rohrringe abgestützt und diese Rohrringe als dünnwandige hydraulisch beaufschlagte Hochdruckrohre ausgeführt sind. Solche Rohrringe erfüllen gleichsam die Punktion eines Stoßdämpfers für die jeweils zugeordneten Kugellagerringe.The drive of the calibration mandrel, i.e. the generation of its feed and withdrawal movement takes place in a simple manner so that according to a preferred embodiment the invention of the calibration mandrel as a hollow mandrel and at the same time as a feed cylinder and / or retraction cylinder with a stationary piston with a pressure medium bore arranged therein is trained. - According to a proposal of the invention, the independent meaning the calibration mandrel has a calibration head equipped with calibration balls on. This ensures that minimal frictional forces between the inner pipe wall and calibration mandrel occur in the course of calibration, especially taking into account the The fact that two movements are superimposed, namely the axial movement of the calibration mandrel and the rotational movement of the revolving pipe, becomes one with increased security Seizing of the calibration mandrel or its head avoided. In this context is also of independent importance an embodiment of the invention, according to which the calibration head is conical with the head end tapered in the feed direction and on its lateral surface one behind the other with ball bearing rings that are known per se Way arranged on shell-shaped support balls rolling calibration balls are. Thereby it is achieved that the advancing calibration head accordingly its conicity the inside diameter of the pipe to be calibrated steadily expands to the desired circular cross-section. About pressure increases in the course of calibration to avoid damaging either the calibration mandrel or the pipe could even lead, - the invention provides that the ball bearing rings at least in the area of the maximum conical expansion of the calibration head against pipe rings supported and these pipe rings as thin-walled, hydraulically loaded high-pressure pipes are executed. Such tubular rings fulfill the puncture of a shock absorber, so to speak for the respective assigned ball bearing rings.

Selbständige Bedeutung kommt auch dem Vorschlag der Erfindung zu, wonach die Kalibriervorrichtung zugleich als Rohrprüfpresse ausgebildet istund dazu einerseits das Querhaupt Einrichtungen zum Einführen von Prüfflüssigkeit in das zu prüfende Rohr sowie außer dem Laufring einen Dichtring aufweist, während andererseite die FUhrungetraverse zugleich als Einspanntraverse mit Dichtring für das zu pFfende Rohr ausgeführt'ist. Dadurch kann also unschwer eine Rohrpriifung nach dem Kalibriervorgang vorgenommen werden, mit dem Vorteil, daß bei der erfindungsgemäßen RohrprUfresse die Einspannkraft beachtlich reduziert ist, und zwar auf die Kraft, die durch die Druckbeaufschlagung des Ringraumes zwischen Kalibrierdorn und zu prüfendem Rohr definiert ist. Diese Kraft kann sehr gering gehalten werden. Dann kann auch mit verhältnismäßig kleiner Kraft eine Abdichtung der Stirnflächen des zu prüfenden Rohres an dem Querhaupt einerseits und an der Führungstraverse andererseits herbeigeführt werden, so daß man auf besondere I)ichtungsmaßnahmen verzichten kann. Jedenfalls läßt sich erreichen, daß die Einspannkraft beachtlich kleiner ist als die kritische Knickkraft für das zu prüfende Rohr. Vorzugsweise sind Laufring und Dichtring des Querhauptes als einstückiges oder getrennte Einb auelemente ausgebildet.The proposal of the invention is also of independent importance, after which the calibrating device is also designed as a pipe testing press and for this purpose on the one hand the crosshead facilities for introducing test liquid into the tube to be tested as well as a sealing ring in addition to the race ring, while the other side the guide traverse at the same time as a clamping traverse Sealing ring for the pipe to be peened. This means that a pipe test can easily be carried out be made after the calibration process, with the advantage that in the inventive Pipe test the clamping force is considerably reduced, namely to the force caused by the pressurization of the annulus between the calibration mandrel and the test item Pipe is defined. This force can be kept very low. Then also can with a relatively small force a seal of the end faces of the test Pipe brought about on the crosshead on the one hand and on the guide traverse on the other hand so that one can dispense with special I) ization measures. In any case it can be achieved that the clamping force is considerably smaller than the critical one Buckling force for the pipe to be tested. The raceway and sealing ring are preferably the Crosshead designed as a one-piece or separate installation elements.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß eine Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren der Innendurchmesser von Rohren, insbesondere Großrohren, auf Kreisquerschnitt verwirklicht wird, die sich nicht nur durch einfachen und funktionsaicheren Aufbau auszeichnet, sondern die darüber hinaus vor allem ein schnelles und kontinuierliches Kalibrieren ermöglicht, Hinzukommt, daß nach bevorzugter AusfUbrungsforn diese Kalibriervorrichtung zugleich als Rohrprüfpresse eingesetzt werden kann.The advantages achieved by the invention are essentially therein to see a calibration device for calibrating the inside diameter of Pipes, especially large pipes, is realized on a circular cross-section, which is Not only characterized by a simple and functionally reliable structure, but also the Above all, it also enables rapid and continuous calibration, In addition, according to a preferred embodiment, this calibration device is also used can be used as a pipe testing press.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausruugsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine Aufsicht aüf eine erfindungsgemäße Kalibriervorrichtung, teilweise geschnitten, Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 im Querschnitt, Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 3.In the following the invention is based on only one Ausruugsbeispiel illustrative drawing explained in more detail; show it: Fig. 1 a Top view of a calibration device according to the invention, partially in section, FIG. 2 shows the object according to FIG. 1 in cross section, FIG. 3 shows an enlarged detail A from the object according to FIG. 1, FIG. 4 shows a modified embodiment of the object according to Fig. 3.

In- den Figuren ist eine Vorrichtung zum Kalibrieren der Innendurchmesser von Rohren 1, insbesondere Großrohran, mit Rohreinspanneinrichtung 2 und Kalibriereinrichtung 3 dargestellt.The figures show a device for calibrating the inside diameter of pipes 1, in particular large pipes, with pipe clamping device 2 and calibration device 3 shown.

Die Rohreinspanneinrichtung 2 ist zugleich als Drehantrieb für das eingespannte Rohr 1 ausgebildet, während die Kalibriereinrichtung 3 als in das zu kalibrierende Rohr ein- und ausfahrbarer Kalibrierdorn 4 ausgeführt ist. Die Rohreinspanneinri ohtung 2 weist ein Querhaupt 5 mit Laufring 6 für das Rohr 1 und zumindest ein Spannfutter 7 mit Zahnkranz 8 und darauf arbeitendem Antrieb 9 aus Ritzel, Getriebe und Motor auf. Bei der dargestellten AusfUhrhgsform sind zwei Spannfutter 7 vorgesehen.The pipe clamping device 2 is also used as a rotary drive for the clamped tube 1 formed, while the calibration device 3 as in the too calibrating tube retractable and extendable calibration mandrel 4 is executed. The pipe clamping device ohtung 2 has a crosshead 5 with a raceway 6 for the pipe 1 and at least one chuck 7 with ring gear 8 and drive 9 working on it, comprising pinion, gear and motor on. In the embodiment shown, two chucks 7 are provided.

Dem Spannfutter 7 sind Transportrollen 10 zum Einführen des einzuspannenden Rohres 1 zugeordnet. Der Kalibrierdorn 4 besitzt an seinem rohrfreien Ende eine dem Querhaupt 5gegenüberliegende und in Rohrlängsriohtung gegen das Querhaupt 5 an Längsholmen 11 der Kalibriereinriohtung 3 verfahrbarer FUhrungstraverse 12. Ferner ist der Kalibrierdorfr 4 als Hohidorn und zugleich als Vorschub zylinder und/oder Rückzugzylinder mit darin angeordnetem ortsfesten Kolben 13 mit Druckmittelboh rung 14 ausgebildet. Der Kalibrierdorn 4 weist einen mit Kalibrierkugeln 15 bestückten Kalibrierkopf 16 auf, der demontierbar auf das dem zu kalibrierenden Rohr 1 zugeordnete Ende des Kalibrierdornes 4 aufgesetzt ist. Der Kalibrierkopf 16 ist mit in Vorschubrichtung verjüngtem Kopfende ausgebildet, während auf seiner Mantelfläche hintereinander Kugellagerringe 17 mit sich auf schalenförmige angeordneten Tragkugeln 18 abwälzenden Kalibrierkugeln 15 angeordnet sind. Die Kugellagerringe 17 können zumindest im Bereich der maximalen konischen Erweiterung des Kalibrierkopfes gegen Rohrringe 20 abgestützt und diese Rohrringe 20 als dünnwandige hydraulisch beaufschlagte Hochdruckrohre ausgeführt sein. Die Rohrringe 20 erfüllten dabei die Funktion von Stoßdämpfern und vermeiden überbeanspruchungen.The chuck 7 are transport rollers 10 for introducing the to be clamped Assigned to tube 1. The calibration mandrel 4 has a tube-free end the crosshead 5 opposite and in the longitudinal direction of the pipe against the crosshead 5 on the longitudinal spars 11 of the calibration device 3 movable guide traverse 12. Furthermore is the calibration village 4 as Hohidorn and at the same time as feed cylinder and / or retraction cylinder with stationary piston 13 arranged therein Druckmittelboh tion 14 formed. The calibration mandrel 4 has one with calibration balls 15 equipped calibration head 16, which can be dismantled on the to be calibrated Tube 1 associated end of the calibration mandrel 4 is placed. The calibration head 16 is formed with a tapered head end in the feed direction, while on his Casing surface one behind the other with ball bearing rings 17 arranged on shell-shaped Support balls 18 rolling calibration balls 15 are arranged. The ball bearing rings 17 can at least in the area of the maximum conical expansion of the calibration head supported against pipe rings 20 and these pipe rings 20 as thin-walled hydraulically pressurized high-pressure pipes. The pipe rings 20 fulfilled the Function of shock absorbers and avoid overstressing.

Die Kalibriereinrichtung 3 ist zugleich auch als Rohrprüfpresse ausgeführt. Dazu weist einerseits das Querhaupt 5 Einrichtungen zum Einführen von Prüfflüssigkeit in das zu prüfende Rohr 1 sowie außer dem Laufring 6 einen Dichtring auf, während andererseits die Ptlhrungstraverse zugleich als Einspanntraverse 12 mit Dichtring für das zu prüfende Rohr 1 ausgeführt ist, was im einzelnen nicht dargestellt ist. Der eforderliche Prüfraum 21 steht bei völlig durch das zu kali brierende Rohr 1 hindurchgeführtem Kalibrierdorn 4 zur Verfügung, nämlich wenn der Kalibrierkopf 16 nach erfolgter Kalibrierung durch das Rohr 1 hindurchgeführt und herausgetreten ist und die FUhrungstraverse 12 endseitig gegenüber dem Querhaupt 5 das Rohr 1 abdichtet. Der Prüfraum 21 wird also durch den Zwischenraum zwischen Kalibrierdorn 4 und zu prüfendem Rohr 1 gebildet. Laufring und Dichtring des Querhauptes 5 können als einstückiges oder als getrennte Einbauelemente 22 ausgebildet sein.The calibration device 3 is also designed as a pipe testing press. For this purpose, on the one hand, the crosshead 5 has devices for introducing test liquid in the pipe to be tested 1 and in addition to the race 6 on a sealing ring while on the other hand the Ptlhrungtraverse at the same time as a clamping traverse 12 with sealing ring is carried out for the pipe 1 to be tested, which is not shown in detail. The required test space 21 is completely through the pipe 1 to be calibrated calibrating mandrel 4 passed through is available, namely when the calibrating head 16 passed through the tube 1 after calibration and stepped out and the guide traverse 12 seals the tube 1 at the end with respect to the crosshead 5. The test room 21 is therefore through the space between the calibration mandrel 4 and tube 1 to be tested is formed. The raceway and sealing ring of the crosshead 5 can be designed as a one-piece or as separate built-in elements 22.

Ansprüche:Expectations:

Claims

Claims device for calibrating the inner diameter of pipes, in particular large pipes, with pipe clamping device and calibration device, thereby characterized in that the pipe clamping device (2) also serves as a rotary drive for the clamped pipe (1) and the calibration device (3) than in the to be calibrated Tube (1) retractable and extendable calibration mandrel (4) are formed.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in> that the Pipe clamping device (2) a crosshead (5) with a running ring (6) for the pipe (1) and at least one chuck (7) with a toothed ring (8) and a drive working on it (9) comprising pinion, gear and motor.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the chuck (7) transport rollers (10) for inserting the pipe to be clamped (1) are assigned.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the calibration mandrel (4) at its tube-free end is opposite to the crosshead (5) and in the longitudinal direction of the pipe against the crosshead (5) on the longitudinal spars (11) of the calibration device (3) has movable guide cross-member (12).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the caliber mandrel (4) as a hollow mandrel and at the same time as a feed cylinder and / or Retraction cylinder with stationary piston (13) and pressure medium bore arranged therein (14) is formed.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the calibration mandrel (4) has a calibration head equipped with calibration balls (15) > 6).

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the calibration head (16) is conical in shape with a head end tapered in the feed direction is and on its outer surface one behind the other ball bearing rings (17) with it in in a manner known per se on supporting balls (18) arranged in a shell shape Calibration balls (Q9) are arranged.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the ball bearing rings (17) at least in the area of the maximum conical expansion of the calibration head (16) is supported against pipe rings (20) and these pipe rings (2O) are designed as thin-walled, hydraulically loaded high-pressure pipes.

9. Device according to one of claims 1 to 8 and independently thereof, characterized in that the calibration device (3) also functions as a pipe testing press is executed and on the one hand the crosshead (5) means for insertion of test liquid into the pipe to be tested (1) and one in addition to the raceway (6) Has sealing ring, while on the other hand the guide cross member (12) at the same time as Clamping traverse is designed with a sealing ring for the pipe to be tested (1).

10. Device according to one of claims 1 to 90, characterized in that that the race (6) and sealing ring of the crosshead (5) as one-piece or separate Installation elements (22) are formed.