DE2613029A1

DE2613029A1 - Vorrichtung zum handhaben von rohren

Info

Publication number: DE2613029A1
Application number: DE19762613029
Authority: DE
Inventors: Fausto Meli
Original assignee: Saipem SpA
Current assignee: Saipem SpA
Priority date: 1975-03-28
Filing date: 1976-03-26
Publication date: 1976-10-14
Also published as: AU1240176A; BE840104A; IE43707L; IE43707B1; CA1038660A; JPS5921719B2; OA05291A; FR2305268B1; FR2305268A1; SE428655B; DK140032C; NZ180390A; NO143731B; GB1537149A; NL162321C; PT64954A; IT1034673B; EG12303A; NL162321B; NL7603278A

Description

Vorrichtung zum Handhaben von Rohren

Die Erfindung betrifft eine im folgenden auch als "Kuppelvorrichtung" bezeichnete Vorrichtung, die es ermöglicht, zwei stumpf miteinander zu verschweißende Rohre von innen her einzuspannen, sie aufeinander auszurichten, sie zusammenzubringen und sie während des Verschweißens zusammenzuhalten, und die insbesondere, jedoch nicht ausschließlich bei Rohren benutzbar ist, die relativen Längsbewegungen ausgesetzt sind, wie es z.B_e bei Schweißarbeiten vorkommt, die an Bord von Wasserfahrzeugen zum Verlegen von Rohrleitungen ausgeführt werden.

Eine solche Vorrichtung ermöglicht eine Beschleunigung und Verbilligung der Arbeiten zum Verschweißen von Rohren zu einer auf dem Meeresboden zu verlegenden Rohrleitung selbst dann, wenn die Rohrleitung einen großen Durchmesser hat₀

Beim Verlegen einer Unterwasser-Rohrleitung wird das Schwimmfähige Fahrzeug, das hierbei benutzt wird, bekanntlich längs der Rohrleitung schrittweise in der Vorwärtsrichtung jeweils längs einer Strecke bewegt, die annähernd gleich der Länge ■ eines Rohrabschnitts ist, der mit der schon verlegten Rohrleitung verschweißt werden soll, und nach jeder solchen Vor-

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wärtsbewegung bewegt sich das Verlegungsfahrzeug über eine Gleichgewichtslage hinaus, die am Ende der Bewegung erreicht werden müßte; hierbei ist das Verlegungsfahrzeug in Richtung seiner Längsachse einer nach hinten wirkenden elastischen Kraft ausgesetzt, die proportional zum Unterschied zwischen der in der Vorwärtsrichtung wirkenden Zugkraft und der in der Rückwärtsrichtung wirkenden Zugkraft der Halteseile oder Ketten ist, welche mit den Trommeln von auf dem Verlegungsfahrzeug angeordneten Winden verbunden sind₀ Diese elastische Kraft richtet sich nach der maximalen Bewegung des Verlegungsfahrzeugs sowie nach der Tiefe des Gewässers im Bereich des Verlegungsfahrzeugs.

Somit ist das verankerte Verlegungsfahrzeug einer gedämpften Hin- und Herbewegung um die statische Gleichgewichtslage ausgesetzt, die am Ende der Verlegung des angeschweißten Rohrabschnitts zu erwarten ist«.

Außerdem ruft die Längskomponente äußerer Kräfte, z„B_e von Windkräften und Wasserströmungen, die auf das Verlegungsfahrzeug wirken, eine Bewegung in der Längsrichtung hervor, die sich der vorstehend behandelten Längsbewegung überlagert.

Zwar wird die zu verlegende Rohrleitung durch eine auf dem Verlegungsfahrzeug angeordnete Spannmaschine festgehalten, doch wenn die durch die Rohrleitung auf das Verlegungsfahrzeug ausgeübte Zugkraft einen vorbestimmten Wert überschreitet, gibt die Spannmaschine die Rohrleitung frei, so daß eine relative Längsbewegung zwischen der Rohrleitung und dem Verlegungsfahrzeug auftritt, was zur Folge hat, daß sich das an Bord des Verlegungsfahrzeugs befindliche Ende der Rohrleitung gegenüber dem damit zu verschweißenden Rohrabschnitt bewegt«

Es liegt somit auf der Hand, daß das Verschweißen eines neuen Rohrabschnitts mit der schon verlegten Rohrleitung erheblich erschwert werden kann, und zwar entweder durch den Zeitaufwand

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zum Vereinigen der zu verschweißenden Rohrenden oder da es schwierig ist, die einen stumpfen Stoß bildenden Rohrenden während der Schweißarbeiten zusammenzuhalten; dies gilt insbesondere für Rohrleitungen von großem Durchmesser,

Bei den bis jetzt bekannten innenliegenden Kupplungsvorrichtungen, die beim Verschweißen von Rohren großen Durchmessers gegenüber außenliegenden Kupplungsvorrichtungen bevorzugt werden, sind keine Maßnahmen getroffen, um die Enden der beiden zu verschweißenden Rohre zusammenzubringen^ vielmehr kommen diese bekannten Vorrichtungen erst zur Wirkung, nachdem die Rohrenden zusammengebracht worden sind, und ihre einzige Aufgabe besteht darin, die Achsen der zu .verschweißenden Rohre in Fluchtung miteinander zu halten«, Daher ist es bei den bekannten Vorrichtungen erforderlich, entweder die Rohrleitung, mit der ein weiterer Rohrabschnitt verbunden werden soll, unbeweglich festzulegen, oder bei Benutzung eines Verlegungsfahrzeugs eine schwere, komplizierte und unhandliche Rahmenoder Gestellkonstruktion zu benutzen, die mit der zu verlegenden Rohrleitung gekuppelt ist, und der der anzuschweißende Rohrabschnitt zugeführt werden kann, damit es möglich ist, das betreffende Ende dieses Rohrabschnitts in einem konstanten Abstand von dem Ende der Verlegten Rohrleitung zu halten, mit dem der Rohrabschnitt verschweißt werden solle

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsvorrichtung für den eingangs genannten Zweck zu schaffern, bei der die geschilderten Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermieden sind_o

Zur Lösung dieser Aufgabe ist durch die Erfindung eine Vorrichtung geschaffen worden, die es ermöglicht, zwei stumpf miteinander zu verschweißende Rohre miteinander zu verbinden, sie aufeinander auszurichten und sie zusammenzuhalten, und die ein langgestrecktes Gehäuse mit einem ersten und einem zweiten Abschnitt aufweist, ferner eine dem e'rsten Gehäuseabschhitt.

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zugeordnete erste Befestigungseinrichtung, die sich betätigen läßt, um in einem ersten Rohr symmetrisch dazu angeordnet und mit ihm verbunden zu werden, eine dem zweiten Gehäuseabschnitt zugeordnete zweite Befestigungseinrichtung, die sich betätigen läßt, um in einem zweiten Rohr symmetrisch dazu angeordnet und daran befestigt zu werden, eine im Bereich des ersten Gehäuseabschnitts angeordnete verschiebbare Einrichtung, durch die die erste Befestigungseinrichtung unmittelbar oder mittelbar unterstützt wird, und die gegenüber dem ersten Gehäuseabschnitt in der Längsrichtung bewegbar ist, Einrichtungen, die es ermöglichen, die erste und die zweite Befestigungseinrichtung unabhängig voneinander oder auf andere Weise zu betätigen, sowie eine Antriebseinrichtung zum Bewegen der verschiebbaren Einrichtung in der Längsrichtung5 hierbei ist die Anordnung derart, daß es möglich ist, den ersten Gehäuseabschnitt in dem ersten Rohr und den zweiten Gehäuseabschnitt in dem zweiten Rohr anzuordnen, wobei das zweite Rohr durch einen Abstand von dem ersten Rohr getrennt ist, dann die Betätigungseinrichtungen zur Wirkung zu bringen, damit sich die erste und die zweite Befestigungseinrichtung an dem ersten bzw«, dem zweiten Rohr verankern, und dann die Antriebseinrichtung zu betätigen, die verschiebbare Einrichtung auf den zweiten Gehäuseabschnitt zu zu bewegen und hierdurch das erste und das zweite Rohr einander zu näherno

Die Vorrichtung nach derEErfindung ermöglicht es nicht nur, die Rohre von innen her einzuspannen und sie in einer gleichachsigen Lage zu halten, sondern sie ermöglicht es auch, die Enden der Rohre mit hoher Genauigkeit zusammenzubringen und sie während des Verschweißens zusammenzuhalten, und zwar auch dann, wenn eines der Rohre einer Längsbewegung ausgesetzt ist, wie es insbesondere an Bord eines Wasserfahrzeugs zum Verlegen von Rohrleitungen geschehen kann_e

Die Kupplungsvorrichtung nach der Erfindung läßt sich auch an Land vorteilhaft benutzen, wenn Rohre von großem Durchmesser verschweißt werden sollen_o

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Das langgestreckte Gehäuse der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung kann mindestens über den größten Teil seiner Länge eine allgemein zylindrische Form haben und sich an seinen beiden Enden verjüngen, und es ist in zwei Abschnitte oder Teile unterteilt; das zweite bzw_o hintere Gehäuseteil ist in einem der zu verschweißenden Rohre, und zwar insbesondere in der zu verlegenden Rohrleitung, srinschiebbar und kann zwei Paare von aus dem unteren Teil des zylindrischen Gehäuseteils herausragenden Antriebsrädern sowie zwei Paare von aus dem oberen Teil herausragendenFührungsrädern aufweisen© Zum Einspannen des Rohrs dienende Druckstücke können zvon zugehörigen, hin- und herbewegbaren, sich in radialer Richtung erstekkenden Verbindungsgliedern getragen werden, die in Verbindung mit keilförmigen Bauteilen stehen, welche in axialer Richtung bewegbar sind, so daß eine Bewegung der keilförmigen Bauteile in der einen Richtung eine radiale Auswärtsbewegung der Verbindungsglieder und der Drückstücke herbeiführt, während eine Bewegung in der entgegengesetzten axialen Richtung eine radiale Einwärtsbewegung der Verbindungsglieder mit den Druckstücken hervorruftο

Im zweiten Teil des zylindrischen Gehäuses können zwei Gruppen von radial bewegbaren Druckstücken vorhanden sein, die sich Z₀B₀ mit Hilfe von in dem zylindrischen Gehäuse untergebrachten hydraulischen und mechanischen Einrichtungen betätigen lassen, um gegenüber dem Gehäuse nach außen bewegt zu werden, das Rohr von innen her zu erfassen und das zweite Gehäuseteil auf das Rohr auszurichten,,

Das erste bzw_o vordere Teil des zylindrischen Gehäuses kann mit dem hinteren Teil durch eine hohle Stange verbunden sein, die gleichachsig mit dem zylindrischen Gehäuse angeordnet ist«,

Das vordere Gehäuseteil kann mit radial bewegbaren Druckstükken versehen sein, die den bei dem hinteren Gehäuseteil vorhandenen ahneInο

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Die verschiebbare Einrichtung im vorderen Gehäuseteil kann durch zwei Elemente gebildet sein, und zwar einen zylindri- . sehen, im folgenden als "Schlitten" bezeichneten, gleichachsig mit der hohlen Stange angeordneten, auf ihr verschiebbaren Teil und einen zweiten, allgemein zylindrischen, im folgenden als "Schieber" bezeichneten Teil, der ebenfalls gleichachsig mit der hohlen Stange angeordnet und auf dem Schlitten verschiebbar gelagert ist₀

Auf dem Schieber können die Druckstücke angeordnet sein, die sich mit Hilfe der gleichen mechanischen Einrichtungen radial nach außen bewegen lassen, von denen bei dem zweiten oder hinteren Gehäuseteil Gebrauch gemacht wird, um den vorderen Teil des zylindrischen Gehäuses in dem Rohr festzulegen und ihn gleichachsig mit diesem Rohr anzuordnen, das mit dem schon durch den hinteren Teil der Vorrichtung eingespannten Rohr zusammengebracht und verschweißt werden soll.

Nachdem die beiden Teile des zylindrischen Gehäuses in den beiden zu verschweißenden Rohren festgelegt worden sind, wobei die Achsen der Rohre mit der Achse des zylindrischen Gehäuses zusammenfallen, kann man die benachbarten Enden der Rohre dadurch zusammenbringen, daß man z.B₀ mit Hilfe eines Druckmittels den im vorderen Teil der Kupplungsvorrichtung auf der hohlen Stange gleitend geführten Schlitten betätigt»

Der Schlitten, auf dem der mit dem anzuschweißenden Rohr verspannte Schieber gleitend geführt ist, kann dann nach dem Zurücklegen einer bestimmten Strecke den Schieber in Richtung auf das hintere Gehäuseteil bewegen, um die Rohre bis auf den erforderlichen Abstand zusammenzubringen«»

Zwischen der Außenfläche des Schlittens und der mit ihr zusammenarbeitenden Fläche des Schiebers können mehrere Lagerkugeln angeordnet sein, um den Schieber leichter verschiebbar zu machen, so daß sich der Schieber mit der Hand oder mittels

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eines Elektromotors bewegen läßt, um ihn in eine für die Schweißarbeiten günstigere Stellung zu bringen, bevor er mit dem zu bewegenden Rohr verspannt wird_c

Die Druckstücke sind vorzugsweise so angeordnet, daß sich ihre längste Abmessung parallel zur Längsachse der Kupplungsvorrichtung erstreckt, sie sind auf den sie tragenden Verbindungsgliedern vorzugsweise um ihre quer verlaufenden Mittellinien schwenkbar gelagert, und sie sind vorzugsweise mit Anlageflächen zum Zusammenarbeiten mit der Innenfläche des betreffenden Rohrs versehen, die so ausgebildet sind, daß sie sich in festen Eingriff mit dem Rohr bringen lassen«

Die Kabel zum Zuführen von Strom und für die elektrische Steuerung der Motoren und Ventile der Kupplungsvorrichtung können in einem tragbaren äußeren Kasten vereinigt sein, der mit dem Kopfende der Vorrichtung mittels eines Ansehlußstekkers verbindbar ist»

Die Erfindung wird im folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels erläuterte Es zeigen:

Fig* 1 bis 6 eine in einer Rohrleitung angeordnete Kupplungsvorrichtung nach der Erfindung in verschiedenen Betriebsstadien, und zwar gemäß Fig, 1 und 2 das Vorschieben der Kupplungsvorrichtung gegenüber einer Schweißstelle zwischen einer Rohrleitung und einem an sie angeschweißten Rohr, gemäß Fig. 3 das Einführen eines Teils der Kupplungsvorrichtung in ein mit der Rohrleitung zu verschweißendes weiteres Rohr, gemäß Figo 4 das Festlegen der Kupplungsvorrichtung gegenüber der Rohrleitung, gemäß FIg₀ 5 das Festlegen der Kupplungsvorrichtung gegenüber dem anzuschweißenden Rohr und gemäß Figo 6 das Zusammenbringen des anzuweißenden Rohrs mit der Rohrleitung; und

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Fig. 7 einen Längsschnitt durch die in einer Rohrleitung und einem damit zu verbindenden Rohrabschnitt angeordnete Kupplungsvorrichtung,,

In Fige 1 ist eine zu verlegende Rohrleitung 1 dargestellt, mit der ein Rohrabschnitt 3 durch eine Schweißstelle 2 verbunden worden ist_o

Die Rohrleitung 1 ist Hin- und Herbewegungen in der Längsrichtung entsprechend dem Doppelpfeil 4 ausgesetzt, so daß natürlich der Rohrabschnitt 3 gleichartige Bewegungen längs des Doppelpfeils 5 ausführt«, Zwischen der Rohrleitung 1 und dem Rohrabschnitt 3 wird eine Brücke durch die Kupplungsvorrichtung 6 gebildet, zu der ein vorderer Teil 15 und ein hinterer Teil 16 gehören«,

Der hintere Teil 16 der Vorrichtung weist zwei Sätze von auf radialen Achsen angeordneten, hydraulisch betätigbaren Druckstücken 7 auf, die sich radial nach außen vorschieben bzw, radial nach innen zurückziehen lassen, und es sind ein Satz von Antriebsrädern 9 sowie ein Satz von Führungsrädern 10 vorhanden« Der vordere Teil 15 der Vorrichtung weist einen ähnlichen Satz von auf radialen Achsen angeordneten, hydraulisch betätigbaren Druckstücken 8 auf, die von einem ringförmigen Schieber 18 getragen werden» der seinerseits gegenüber einem ringförmigen Schlitten 17 verschiebbar ist, welcher gemäß Figo 7 auf einer sich längs der Achse der Vorrichtung erstreckenden hohlen Stange 28 gleitend geführt ist«, Der Schlitten 17 läßt sich längs der Stange 28 z«B« mit Hilfe einer hydraulischen Einrichtung bewegen, während der Schieber 18 gegenüber dem Schlitten 17 z_oB_e mit der Hand oder durch einen Elektromotor bewegbar ist«

Bei dem in Fig_e 1 dargestellten Betriebszustand ist der Rohrabschnitt 3 mit der Rohrleitung 1 verschweißt worden, die Druckstücke 7 und 8 sind nach innen zurückgezogen ,und die

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Antriebsräder 9 werden gedreht, um die Kupplungs vorrichtlang 6 gegenüber der Rohrleitung 3 in der Vorwärts richtung zu bewegen«» Hierbei wird gemäß Fig_c 2 der Schlitten 17 veranlaßt, sich in Richtung auf das vordere Ende 14 des vorderen Teils der Vorrichtung zu bewegen«, In diesem Stadium wird ein weiterer Rohrabschnitt 11 entsprechend dem Pfeil 12 in der Querrichtung bewegt, bis er annähernd auf das freie Ende des Rohrabschnitts 3 ausgerichtet ist«, Ein Seil 13» das als Sicherungsseil benutzbar ist, und an dem ein nicht dargestelltes elektrisches Kabel zum Zuführen von Strom zu der Vorrichtung befestigt sein kann, erstreckt sich durch den Rohrabschnitt 11 und ist mit dem vorderen Ende 14 des vorderen Teils 15 der Vorrichtung verbunden»

Bei der weiteren Vorwärtsbewegung der Kupplungsvorrichtung wird ihr vorderer Teil 15 gemäß Figo 3 in den Rohrabschnitt 11 eingeführt, und der Schieber 18 wird gegenüber dem Schlitten 17 in der Vorwärtsrichtung bewegt«, Sobald die Kupplungsvorrichtung 6 die richtige Lage gegenübec den Rohrabschnitten 3 und 11 einnimmt, werden die Antriebsräder 9 stillgesetzt, und die Druckstücke 7 werden ausgefahren, um den hinteren Teil 16 der Vorrichtung fest mit dem Rohrabschnitt 3 zu verspannen» Je nach dem Ausmaß, in dem der vordere Teil 15 der Vorrichtung in den Rohrabschnitt 11 hineinragt, sowie entsprechend dem Ausmaß der Vorwärtsbewegung des Schiebers 18 gegenüber dem Schlitten 17 ist es möglich, die Druckstücke 8 am Ende des Rohrabschnitts 11 oder etwas weiter innerhalb dieses Rohrabschnitts anzuordnen«,

Hierauf werden gemäß Fig. 4 die Druckstücke 8 ausgefahren, um die Vorrichtung fest mit der Innenwand des Rohrabschnitts 11 zu verspannen, und dies trägt dazu bei, den Rohrabschnitt 11 auf den Rohrabschnitt 3 auszurichten,,

Nunmehr wird gemäß Fig_o 5 der Schlitten 17 veranlaßt, sich in Richtung auf den hinteren Teil 16 der Vorrichtung zu bewegen,

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bis er in der Querrichtung in Fluchtung mit dem Schieber 18 kommt, woraufhin der Schlitten den Schieber veranlaßt, sich zusammen mit ihm in Richtung auf den hinteren Teil 18 zu bewegen. Da der Schieber 18 durch die Druckstücke "8 mit dem Rohrabschnitt 11 verspannt ist, bewirkt diese Bewegung des Schiebers 18, daß der Rohrabschnitt 11 in Richtung auf den Rohrabschnitt 3 bewegt wird, bis die beiden Rohrabschnitte stumpf aneinander liegen oder zum Zweck des Verschweißens durch den richtigen Abstand getrennt sind; diese Endlage ist in Fig» 6 dargestellte Nach dem Verschweißen der Rohrabschnitte können die Druckstücke 7 und 8 zurückgezogen werden, so daß sich wieder der in Fig. 1 dargestellte Betriebszustand ergibt, abgesehen davon, daß sich die Kupplungsvorrichtung jetzt gegenüber ihrer Ausgangsstellung um die Länge eines Rohrabschnitts verlagert hat.

Die weitere Beschreibung wird anhand von Figo 7 gegeben, wo die Kupplungsvorrichtung 6 ihre auch aus Figo 4 ersichtliche Lage in den beiden durch einen Abstand getrennten Rohrabschnitten 3 und 11 einnimmt,,

Die Kupplungsvorrichtung hat über den größten Teil ihrer Länge eine allgemein zylindrische Außenform, doch verjüngt sie sich sowohl am freien Ende ihres vorderen Teils 15 als auch am freien Ende ihres rückwärtigen Teils 16„ Das vordere Ende der Vorrichtung weist einen Kopf 20 auf, der einen Ring 21 zum Befestigen des Seils 13 trägt und mit einer Buchse 22 zum Aufnehmen eines nicht dargestellten Steckers am Ende eines elektrischen Kabels versehen ist_o Das rückwärtige Ende des hinteren Teils 16 der Vorrichtung ist als Abdeckung 30 ausgebildet, von der aus sich eine gleichachsig mit der Vorrichtung angeordnete hohle Stange 28 zu dem Kopf 20 erstreckte Zwischen den Enden der Stange 28 ist eine die Stange unterstützende Querwand 29 vorhanden, die man auch als Trennwand zwischen dem vorderen Teil 15 und dem hinteren Teil 16 der Vorrichtung betrachten kann ο

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Die Vorrichtung 6 weist etwa in der Mitte zwischen ihren Enden an ihrer Oberseite eine Öffnung 23 auf, in die man einen Haken zum Anheben der Vorrichtung einhängen kann_o

Figo 7 zeigt ferner die in Fig, 1 bis 6 nur schematisch angedeuteten Druckstücke 7, 8, die Antriebsräder 9» die Führungsräder 10, den Schlitten 17 und den Schieber 18_e

Bei der Vorrichtung nach Fig_o 7 weist der hintere Teil 16 zwei durch einen axialen Abstand getrennte Sätze von auf radialen Achsen angeordneten Druckstücken 7 auf, von denen jedes durch einen Bolzen 45 mit einem sich radial erstreckenden Verbindungsglied oder Säulenteil 44 verbunden ist, das an seinem inneren Ende mit einem schwalbenschwanzförmigen Ansatz versehen ist, der in Eingriff mit einer schwalbenschwanzförmigen Nut 43 steht, mit der ein zugehöriges keilförmiges Bauteil 41 bzwo 42 versehen ist; hierbei ist die Anordnung derart, daß jede axiale Bewegung der keilförmigen Bauteile 41 und 42 entsprechende radiale Bewegungen der Säulenteile oder Druckstangen 44 und damit auch der Dr^ckstücke 7 hervorruft_o Zu jedem der Druckstücke 7 gehört eine solche Betätigungseinrichtung, und eine ähnliche Anordnung ist auch bei jedem der Druckstücke 8 vorhanden, abgesehen davon, daß in diesem Fall Druckstangen 19 vorhanden sind«

Die Anlageflächen 46 der Druckstücke 7 und 8 sind aufgerauht oder mit Aussparungen versehen oder auf andere Weise gemustert, um die Reibung zwischen den Druckstücken und den Innenflächen der Rohrabschnitte 3 und 11 zu vergrößern, wenn die Druckstücke ,»gegenüber der Vorrichtung 6 ausgefahren werden« Das Gehäuse der Vorrichtung hat Öffnungen, gegenüber denen die Druckstücke ausschiebbar sind, und es sind Umschließungen 48 vorhanden, damit die Druckstücke gegenüber dem Gehäuse vollständig eingefahren werden können_e

Im hinteren Teil I6'der Vorrichtung ist nahe der Unterseite

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ein Elektromotor 24 zum Antreiben einer Hydraulikpumpe 25 untergebracht, und nahe der Unterseite ist ein Behälter 26 für das von den verschiedenen, nachstehend beschriebenen Kammern abgegebene hydraulische Medium angeordnet« Die Pumpe 25 liefert die Energie für den Betrieb verschiedener Einrichtungen der Kupplungsvorrichtung, und der Pumpe wird das hydraulische Medium von dem Behälter 26 aus über eine Leitung 27 zugeführt«,

Ferner ist der hintere Teil 16 der Vorrichtung an seiner Unterseite mit zwei paarweise angeordneten Antriebsrädern 9 versehen, die in der Vorwärts- bzw₀ Rückwärtsrichtung durch zwei nicht dargestellte Elektromotoren antreibbar sind_e Weiterhin trägt der hintere Teil der Vorrichtung an seiner Oberseite zwei weitere Paare von Führungsrädern 10, die gegenüber dem Hauptgehäuse der Vorrichtung durch nicht dargestellte Federn nach außen vorgespannt sind und dazu dienen, die Kupplungsvorrichtung bei ihren Bewegungen innerhalb der zu verlegenden Rohrleitung zu führen,,

Der bereits mit der zu verlegenden Rohrleitung 1 verbundene Rohrabschnitt 3 und der an diesem zu befestigende Rohrabschnitt 11 sind zum Zweck der Beschwerung mit Ummantelungen

31 aus Beton versehene

Auf dem sich durch den hinteren Teil 16 der Vorrichtung erstreckenden Abschnitt der hohlen Stange 28 ist ein Schieber

32 gleitend geführt, der an seinem rechten Ende die Keile 41 trägt und an seinem linken Ende einen nach außen ragenden Flansch 33 aufweist«.

Ferner ist auf der Stange 28 ein Schieber 34 gleitend geführt, der an seinem linken Ende die Keile 42 trägt und an seinem rechten Ende den Flansch 33 des Schiebers 32 so umschließt, daß zwischen den beiden Schibbern zwei Kammern 35 und 36 vorhanden sind, deren Rauminhalt sich entsprechend verändert,

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wenn die Schieber 32 und 34 relativ zueinander bewegt werden_o Gemäß FIg₀ 7 arbeitet der Flansch 33 mit der Innenwand der Kammer 36 zusammen, die einen größeren Durchmesser hat als die Stange 28 _o Das äußerste rechte Ende des Schiebers 34 kann sich bis zur Anlage an der äußeren Stirnfläche des Schiebers 32 bewegen,,

Die beiden Kammern 35 und 36 sind mit der Hydraulikpumpe 25 durch eine Leitung 37 mit einem Steuerventil 38 verbunden, so daß das hydraulische Druckmittel von der Pumpe aus jeweils der einen oder anderen der beiden Kammern zugeführt werden kann«. Die Kammern 35 und 36 sind außerdem durch eine zu dem Behälter 26 führende Leitung 39 verbunden, in die ein Steuerventil 40 eingeschaltet ist₀ Bevor auf die Einzelheiten des vorderen Teils 15 der Kupplungsvorrichtung 6 eingegangen wird, sei das Verfahren zum Betätigen der Druckstücke 7 bei dem hinteren Teil 16 der Vorrichtung beschrieben«, Sollen die Druckstücke 7 gegenüber der Vorrichtung radial nach außen vorgeschoben werden, wird das Steuerventil 38 so eingestellt, daß die Hydraulikpumpe 25 das Druckmittel der Kammer 36 zuführt, und das Ventil 40 wird so eingestellt, daß das hydraulische Medium aus der Kammer 35 ausgetrieben wird« Durch Zuführen des hydraulischen Mediums in die Kammer 36 wird der Schieber 34 mit den Keilen 42, von denen in Fig„ 7 nur zwei sichtbar sind, nach links bewegt, und gleichzeitig wird der Schieber 32 mit den zugehörigen Keilen 41 nach rechts geschoben· Daher werden die Druckstangen 44 radial nach außen gedrückt, um zu gewährleisten, daß die Berührungsflächen 46 der Druckstücke 7 in feste Anlage an der Innenfläche des Rohrabschnitts 3 gebracht werden,» Hierdurch wird der hintere Teil 16 der Vorrichtung genau gleichachsig mit dem Rohrabschnitt 3 angeordnete

Müssen die Druckstücke 7 wieder in die Vorrichtung 6 zurückgezogen werden, wird das Ventil 38 so eingestellt, daß das hydraulische Medium zwar nicht aus der Kammer 36 entweichen

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kann, daß es jedoch möglich ist, das Druckmittel der Kammer 35 zuzuführen» Gleichzeitig wird das Ventil 40 so eingestellt-, daß das hydraulische Medium aus der Kammer 36 entweichen und zu dem Behälter 26 strömen kann₀ Wird dann das Druckmittel der Kammer 35 zugeführt, bewegt sich der Schieber 34 nach rechts, während der Schieber 32 nach links bewegt wird, so daß die Druckstangen 44 mit den Druckstücken 7 in die Vorrichtung 6 zurückgezogenwerden₀

Der Schieber 17 im vorderen Teil 15 der Kupplungsvorrichtung weist zwei durch einen Längsabstand getrennte, nach innen ragende ringförmige Flansche 55 auf, die gleitend, jedoch mit abdichtender Wirkung, mit dem durch den vorderen Teil 15 ragenden Abschnitt 54 der hohlen Stange 28 zusammenarbeiten,. Zwischen den Flanschen 55 ist die Stange 54 mit einem Bund versehen, durch den der Innenraum des Schiebers 17 in zwei Kammern 58 und 59 von variabler Größe unterteilt wird_o An die Hydraulikpumpe 25 ist eine Rohrleitung 60 angeschlossen, in die ein Steuerventil 61 eingeschaltet ist, so daß das hydraulische Druckmittel nach Bedarf jeweils einer der Kammern 58 und 59 zugeführt werden kann? ferner ist eine nicht darge·* stellte Leitung mit einem Steuerventil vorhanden, die es ermöglicht, das hydraulische Medium jeweils aus einer der Kammern 58 und 59 zu dem Behälter 26 abzuführen« Somit ist es möglich, den Schieber 17 längs des Abschnitts 54 der Stange 28 nach vorn oder hinten zu bewegen_o

Der Schlitten 17 ist im wesentlichen vollständig von dem Schieber 18 umschlossen, der auf dem Stangenabschnitt 54 mit Hilfe von Lagerkugeln 53 aus Stahl gelagert ist und sich gegenüber dem Schlitten 17 axial bewegen IaBt₀ Das linke Ende des Schiebers 18 weist einen nach innen ragenden ringförmigen Flansch auf, an den sich das linke Ende des Schlittens 17 anlegen kann, damit sich der Schlitten 17 zusammen mit dem Schieber 18 nach links bewegt» Das rechte Ende des Schiebers 18 ist nicht mit einem solchen Flansch versehen, und daher

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führt eine Bewegung des Schlittens 17 gemäß Fig_e 7 nach rechts nicht notwendigerweise zu einer entsprechenden Bewegung des •Schiebers 18₀

Der allgemein ringförmige Schieber 18 umschließt einen inneren Schieber 52, der an seinem linken Ende Keile trägt, welche mit den inneren Enden der Druckstangen 19 zusammenarbeiten, mit deren äußeren Enden die Druckstücke 8 verbunden sind_o Der Schieber 18 und der innere Schieber 52 haben eine solche Form, daß sie gemeinsam zwei Kammern 49 und 50 von variabler Größe abgrenzen«, Mit der Hydraulikpumpe 25 ist eine Leitung 57 mit einem Steuerventil 51 verbunden, die es ermöglicht, das hydraulische Druckmittel jeweils einer der Kammern 49 und 50 zuzuführen» Ferner ist eine in Fig₀ 7 nicht dargestellte Leitung vorhanden, die es ermöglicht, das hydraulische Medium von jeder der Kammern 49 und 50 zu dem Behälter 26 zu fördern, sowie ein Steuerventil} hierbei ähnelt die Anordnung der beschriebenen Anordnung zum Zuführen des hydraulischen Druckmittels zu den Kammern 35 und 36 im hinteren Teil 16 der Kupplungsvorrichtung und zum Abführen des Druckmittels aus diesen Kammern,

Der vordere Teil 15 der Vorrichtung ist mit mehreren Längsschlitzen 62 versehen, damit sich die Druckstücke 8 in der Längsrichtung bewegen können, und die Zwischenwand 29 weist Öffnungen 63 auf, damit sich der Schieber 52 mit den zugehörigen Keilen längs einer möglichst großen Strecke axial bewegen kann_o

Befindet sich die Vorrichtung in ihrem Betriebszustand nach Figo 7» deho sind die Druckstücke 7 mit dem Rohrabschnitt 3 und die Druckstücke 8 mit dem Rohrabschnitt 11 fest verspannt, wird das hydraulische Druckmittel über die Leitung 60 und das Ventil 61 der Kammer 58 zugeführt, während das Druckmittel aus der Kammer 59 zu dem Behälter 26 entweichen kann«, Beim Einströmen des Druckmittels in die Kammer 58 wird der Schlitten

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17 gemäß Figo 7 nach links bewegt, und nachdem er eine kurze Strecke zurückgelegt hat, kommt das linke Ende des Schlittens 17 zur Anlage an dem stirnseitigen Flansch des Schiebers 18, so daß jede weitere Bewegung des Schlittens 17 dazu führt, daß auch der Schieber 18 mit den ihm zugeordneten Teilen einschließlich der Druckstücke 8 nach links bewegt wird_o Diese Bewegung führt gemäß dem Pfeil 64 dazu, daß der Rohrabschnitt 11 nach links bewegt und entweder zur Anlage an dem Rohrabschnitt 3 gebracht wird, oder daß zwischen den beiden Rohrabschnitten ein kleiner Abstand verbleibt, der ein Verschweißen der Rohrabschnitte ermöglicht.

Ansprüche

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Claims

ANSPRÜCHE

h, Vorrichtung zum Anbringen an zwei stumpf miteinander zu verschweißenden Rohren, zum Ausrichten der Rohre aufeinander und zum Zusammenbringen und Zusammenhalten der Rohre, gekennzeichnet durch ein langgestrecktes Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil (15) und einem zweiten Gehäuseteil (16), im Bereich des ersten Gehäuseteils angeordnete erste betätigbare Befestigungseinrichtungen (8), die es ermöglichen, das erste Gehäuseteil in einem ersten Rohr (11) symmetrisch dazu anzuordnen und es ihm gegenüber festzulegen, dem zweiten Gehäuseteil zugeordnete zweite betätigbare Befestigungseinrichtungen (7), die es ermöglichen, das zweite Gehäuseteil in einem zweiten Rohr (3) symmetrisch dazu anzuordnen und es ihm gegenüber festzulegen, dem ersten Gehäuseteil zugeordnete verschiebbare Einrichtungen (17, 18), welche die ersten betätigbaren Befestigungseinrichtungen (8) unmittelbar oder mittelbar unterstützen und gegenüber dem ersten Gehäuseteil in Richtung seiner Längsachse bewegbar sind, Einrichtungen, um die ersten und die zweiten Befestigungseinrichtungen unabhängig voneinander oder auf andere Weise zu betätigen, sowie eine Antriebseinrichtung zum Bewegen der verschiebbaren Einrichtungen längs der Achse der Vorrichtung (6), wobei die Anordnung derart ist, daß es möglich ist, das erste Gehäuseteil in dem ersten Rohr und das zweite Gehäuseteil in dem zweiten Rohr anzuordnen, wobei das zweite Rohr durch einen Abstand von dem ersten Rohr getrennt ist, dann die Betätigungseinrichtungen zur Wirkung zu bringen, um die ersten und zweiten Befestigungseinrichtungen in feste Anlage an dem ersten bzw, dem zweiten Rohr zu bringen, und schließlich die Antriebseinrichtung zu betätigen, um die verschiebbaren Einrichtungen in Richtung auf das zweite Gehäuseteil zu bewegen und hierdurch das erste und das zweite Rohr einander zu nähern,,

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das langgestreckte Gehäuse über den größten Teil seiner Länge eine allgemein zylindrische Außenform hat«,

3ο Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die voneinander abgewandten Enden des langgestreckten Gehäuseteils in Richtung der Gehäuseachse verjüngen«

4, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ende des langgestreckten Gehäuses eine Einrichtung (21) zum Befestigen eines Seils (13) an dem Gehäuse aufweist_o

0ο Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich längs der Achse des langgestreckten Gehäuses eine Stange (28) erstreckte

6ο Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Einrichtungen (17» 18) längs der Stange (28) verschiebbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu den verschiebbaren Einrichtungen ein längs der Stange (28) verschiebbares erstes Bauteil (17) und ein längs des ersten Bauteils verschiebbares zweites Bauteil (ίβ) gehören, und daß das zweite Bauteil die ersten betätigbaren Befestigungseinrichtungen (8) trägt.

8ο Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das erste verschiebbare Bauteil (17) in Richtung auf das von dem zweiten Gehäuseteil (16) abgewandte Ende des ersten Gehäuseteils (15) bewegbar ist, ohne eine Bewegung des zweiten verschiebbaren Bauteils (18) herbeizuführen, und daß eine Bewegung des ersten verschiebbaren Bauteils längs mindestens eines Teils seiner maximalen Bewegungsstrecke in Richtung auf das zweite Gehäuseteil eine Bewegung des zweiten verschiebbaren Bauteils in der gleichen Richtung herbeiführt«,

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9ο " Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu den ersten und den zweiten betätigbaren Befestigungseinrichtungen jeweils Druckstücke (8, 7) gehören, die sich gegenüber dem langgestreckten Gehäuse in radialen Richtungen erstrecken und radial nach innen und außen bewegbar sind, um außer bzw_o in Anlage an der Innenwand eines Rohrs (11» 3) gebracht zu werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (8, 7) von zugehörigen, sich radial erstreckenden, hin- und herbewegbaren Verbindungsgliedern (19» 44) getragen werden, die ihrerseits mit keilförmigen Bauteilen (41, 42) verbunden sind, welche längs der Achse der Vorrichtung (6) so bewegbar sind, daß eine Bewegung in der einen Richtung eine radiale Auswärtsbewegung der Verbindungsglieder und der Druckstücke und eine Bewegung in der entgegengesetzten Richtung eine radiale Einwärtsbewegung der Verbindungsglieder und der Druckstücke hervorruft_o

11 ο Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder (19, 44) mit schwalbenschwanzförmigen Ansätzen oder Nuten und die keilförmigen Bauteile (41, 42) mit schwalbenschwanzförmigen Nuten (43) bzw« Ansätzen versehen sind, und daß die Ansätze in Eingriff mit den Nuten stehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (8, 7) mit den zugehörigen Verbindungsgliedern (19» 44) durch Lagerbolzen (45) gelenkig verbunden sind ο

13o Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Einrichtung zum Betätigen der ersten und der zweiten betätigbaren Befestigungseinrichtungen (8, 7) eine hydraulische Einrichtung gehört, die mit den betätigbaren Befestigungseinrichtungen verbundene, als Kolbenstangen wir-

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kende Bauteile (32, 34, 52) aufweist.

Ι4ο Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß zu der Antriebseinrichtung eine hydraulische Einrichtung (25 bis 27, 35 bis 40, 49 bis 51, 57 bis 68) gehörte

15o Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede hydraulische Einrichtung durch eine innerhalb oder außerhalb des langgestreckten Gehäuses angeordnete Pumpe (25) mit Energie verborgt wird.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15» gekennzeichnet durch eine auf dem Gehäuse angeordnete Steckdose (22) zum Zuführen elektrischer Energie zu in dem langgestreckten Gehäuse untergebrachten elektrischen Einrichtungen (24)_β

17· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch mehrere antreibbare Räder (9) zum Bewegen der Vorrichtung (6) im Inneren eines Rohrs (11, 3)«

18ο Vorrichtung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die antreibbaren Räder (9) dem zweiten Teil (16) des langgestreckten Gehäuses zugeordnet sind.

19ο Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch Führungsräder (16), die zum Führen der Vorrichtung (6) im Inneren eines Rohrs (11, 3) beitragen.

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