DE4313034C2 - Doppelkreuzgelenk, welches besonders für die Verwendung bei der fertigungsbegleitenden Prüfung von Pipelines angepaßt ist - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelkreuzgelenk, welches besonders für die Ver­ wendung bei der fertigungsbegleitenden Prüfung von Pipelines angepaßt ist.

Ein Rohrkrümmermanipulator zur Ultraschallprüfung bei Kernreaktoranlagen ist aus der DE-AS 26 40 055 bekannt.

Bei der Öl- und Gasleitungsverlegung ist es üblich, bei der Montage und regelmäßig während der Betriebsdauer der Pipeline eine Innenuntersuchung durchzuführen, um das Fortschreiten von Korrosion und Beschädigung zu bestimmen. Zu diesem Zweck werden Vorrichtungen, wie z. B. TV-Kameras und Ultraschalluntersuchungsvorrichtungen zu­ sammen mit anderer, in der Technik bekannter Untersuchungsausrüstung in die Pipeline eingeführt und in Längsrichtung von dieser bewegt, um eine gewünschte Untersuchung zu erzielen.

Während dieses Untersuchungsvorgangs muß die Pipelineuntersuchungsvorrichtung in die Pipeline, die im Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Unter­ suchungsvorrichtung, eingeführt werden. Es ist üblich, die Vorrichtung in die Pipeline einzudrücken. Üblicherweise bestehen diese Untersuchungsvorrichtungen aus drei bis acht Bereichen, die durch Kreuzgelenke miteinander verbunden sind, um der Vorrich­ tung zu ermöglichen, in der Pipeline Biegungen auszuführen. Um sehr enge Biegungen auszuführen, sind einfache Gelenke durch Doppelkreuzgelenke ersetzt worden. Einfa­ che Gelenke sind halbstarr und können darum ohne Knicken oder Biegen in die Pipeline eingedrückt werden, während auf der anderen Seite Doppelkreuzgelenke keine Starrheit aufweisen und darum nicht in die Pipeline gedrückt werden können. Konsequenterweise ist es nötig, diese Vorrichtungen in die Pipeline einzuziehen. Das Einziehen ist schwierig auszuführen, weil die Einrichtung zum Verbinden der Vorrichtung mit der außerhalb des Rohrs angeordneten Zugvorrichtung klobig ist. Darüber hinaus ist es erforderlich, daß sich das Gelenk durch eine wiederverschließbare Öffnung erstreckt, die in einem gerin­ gen Abstand stromabwärts von der Eingangsöffnung angeordnet ist, um die erforderliche Zugarbeit zu ermöglichen.

Aus der DE-AS 23 44 905 ist eine Vorrichtung zum Arretieren und Lösen von mehreren axial aneinanderreihbaren Körpern bekannt. Die Enden zweier Körper sind durch ein Kreuzgelenk miteinander verbunden, wobei der eine Körper im Gelenkbereich Arretier­ schlitze und der andere Körper im Gelenkbereich Arretierbolzen derart aufweist, daß durch Ausüben von Zug oder Druck das Gelenk arretiert wird.

Es ist demgemäß eine vorrangige Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein flexibles Kreuzgelenk bereitzustellen, das ohne weiteres von einem einfachen Gelenk in ein Dop­ pelkreuzgelenk umgewandelt werden kann. Es ist eine spezielle Aufgabe der Erfindung, ein flexibles Doppelkreuzgelenk bereitzustellen, das von einem einfachen Gelenk in ein Doppelkreuzgelenk durch Versetzen der Vorrichtung in axiale Spannung umgewandelt werden kann.

Das flexible Doppelkreuzgelenk gemäß der Erfindung umfaßt zwei gegenüberliegende Arretierelemente, die beabstandet zueinander angebracht sind. Zugfedereinrichtungen sind an und zwischen diesen Arretierelementen befestigt, um diese senkrecht entlang der Zugachse aufeinander zuzuziehen. Zwei gegenüberliegende Verbindungsteile sind vorgesehen, die axial, senkrecht zu einer von der Zugfedereinrichtung vorgegebenen Zugachse bewegbar sind. Diese Verbindungsteile weisen Einrichtungen für eine Dre­ hung um eine erste Achse, die sich in einer Ebene senkrecht zur Ebene der Zugachse der Arretierelemente erstreckt, und um eine zweite Achse, die sich in einer Ebene mit der Ebene der Zugachse der Arretierelemente erstreckt, auf. Jedes der Verbindungsteile weist Eingriffeinrichtungen zum Auseinanderdrücken der Arretierelemente auf, um die Arretierelemente entgegen der Zugrichtung der Zugfedereinrichtungen und weg vonein­ ander entlang der Zugachse zu einer ersten Stellung zu bewegen, wenn die Eingriffein­ richtungen im Eingriff mit den Arretierelementen stehen, und um den Arretierelementen zu ermöglichen, sich entlang der Zugachse zu einer zweiten Stellung, in der die Eingrif­ feinrichtungen nicht im Eingriff mit den Arretierelementen sind, aufeinander zuzubewe­ gen. Einrichtungen zum Verhindern der Drehung der Verbindungsteile um die zweite Achse, wenn sich die Arretierelemente in der ersten Stellung befinden, und zum Ermög­ lichen der Drehung der Verbindungsteile um eine zweite Achse, wenn sich die Arretiere­ lemente in einer zweiten Stellung befinden sind vorgesehen. Die Zugfedereinrichtungen können mindestens eine Feder umfassen, die an und zwischen gegenüberliegenden Oberflächen der Arretierelemente angebracht ist. Die Zugfedereinrichtungen können mindestens eine Schraubenfeder mit gegenüberliegenden Enden aufweisen, die an den gegenüberliegenden Oberflächen der Arretierelemente befestigt sind.

Jedes der Verbindungsteile kann drehbar an einem ersten Schwenkstift zum Ermögli­ chen der Drehung um die erste Achse und an einem zweiten Schwenkstift zum Ermögli­ chen der Drehung um die zweite Achse angebracht sein. Die Einrichtungen zum Verhin­ dern der Drehung der Verbindungsteile um die zweite Achse, wenn sich die Verbin­ dungsteile in der ersten Stellung befinden, können eine Einsteckeinrichtung aufweisen, die an jedem der gegenüberliegenden Enden des Verbindungsteils zum wahlweisen Einführen in einen, in einem Federgehäuse für die Zugfedereinrichtungen vorgesehenen Schlitz vorgesehen ist. Die Eingriffeinrichtungen können gegenüberliegende Endberei­ che des ersten Schwenkstifts aufweisen, wobei diese Bereiche angepaßt sind, um wahl­ weise in die gegenüberliegenden inneren Endbereiche der Arretierelemente einzugrei­ fen. Die Verbindungsteile können jeweils Einrichtungen aufweisen, die das Gelenk mit einer Vorrichtung zum Drehen mit den Verbindungsteilen verbindet. Die Verbindungstei­ le können jeweils Einrichtungen aufweisen, die das Gelenk mit einer Pipelineuntersu­ chungsvorrichtung zum Drehen mit den Verbindungsteilen verbindet. Das Federgehäuse und die Arretierelemente können jeweils Hilfselemente aufweisen, die zum Eingreifen angepaßt sind, wenn sich die Arretierelemente in der zweiten Stellung befinden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Aufriß einer Ausführungsform des flexiblen Doppelkreuzgelenk ge­ mäß der Erfindung, das mit einer Pipelineuntersuchungsvorrichtung ver­ bunden ist,

Fig. 2A einen Aufriß der Vorrichtung aus Fig. 1, die zum Einführen in die Pipeline angeordnet ist,

Fig. 2B eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 2A, die die Vorrichtung in die Pipeline eingeführt zeigt,

Fig. 3 eine vertikale Zusammenbauansicht der Ausführungsform eines flexiblen Doppelkreuzgelenks gemäß der Erfindung, welche die Vorrichtung in einer Einfachgelenkstellung zeigt,

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 mit der Verbindung gemäß der Erfindung in einer Doppelkreuzgelenkstellung, und

Fig. 5 ist eine Draufsicht der Vorrichtung, wie in Fig. 4 gezeigt.

In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung eines Untersuchungsapparates für eine Pipeline ge­ zeigt, wobei die Vorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet ist. Die Vorrichtung umfaßt eine Pipelineuntersuchungsvorrichtung 12, welche jede übliche Vorrichtung sein kann, wie z. B. eine Ultraschalluntersuchungseinheit. Die spezielle Pipelineuntersuchungsvorrich­ tung, die mit dem flexiblen Gelenk gemäß der Erfindung versehen ist, kann jede geeig­ nete Vorrichtung sein, die bestens in der Technik für diesen Zweck bekannt und nicht Bestandteil der Erfindung ist. An den gegenüberliegenden Enden der Vorrichtung 10 sind eine vordere Führung 14 und eine hintere Führung 16 angeordnet. Die flexiblen Gelenke gemäß der Erfindung sind mit der Bezugsziffer 18 gekennzeichnet und zwi­ schen der Führung 14 und der Untersuchungsvorrichtung 12 und der Führung 16 und der Untersuchungsvorrichtung 12 angebracht.

Wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, ist die Vorrichtung 10 bezüglich einer Pipeline 19 mit einem Übermaßbereich 20 versehen, welcher die in Fig. 2A gezeigte Anordnung aufweist. Sie wird dann in den Übermaßbereich 20 eingedrückt bis die vordere Führung mit dem Pipelineabsatz 21 in Berührung steht.

Wie in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigt ist, umfaßt das flexible Gelenk 12 gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ein Paar von gegenüberliegenden Arretierelementen 15. Die Arretierelemente 15 sind mit einem Paar von Zugfedern 19' verbunden. Die Federn 19 erstrecken sich in einem Federgehäuse 17. Die Enden der Federn 19' sind an den Arretierelementen 15 mit den Verbindungsabschnitten 20 angebracht. Das Federgehäu­ se ist mit einem Paar von gegenüberliegenden Schlitzen 22 versehen. Zwei gegenüber­ liegende Verbindungsteile 24 mit gegenüberliegenden, inneren Enden 26 mit Zungen 28 sind vorgesehen. Das Ende 30 der Verbindungsteile 24 sind mit Schraubenlöchern 32 zum Verbinden der flexiblen Verbindung 12 mit einer Vorrichtung versehen, wie in Fig. 1 gezeigt ist.

Die Verbindungsteile 24 sind zum Drehen auf Schwenkstiften 34 und 36 gelagert. Die Schwenkstifte 34 und 36 sind mit ihren Achsen gegenüberliegend angeordnet. In dieser Weise stellt die Verbindung gemäß der Erfindung eine wahlweise Drehung der Verbin­ dungsteile 24 um Achsen, die senkrecht zueinander angeordnet sind, bereit.

Fig. 3 zeigt das flexible Gelenk gemäß der Erfindung in einer Stellung zum Einführen in die Pipeline. In dieser Stellung sind die Verbindungsteile 24 mit den Zungen 28 in den Schlitzen 22 angeordnet und die gegenüberliegenden Enden des Schwenkstifts 36 greifen in gegenüberliegende Oberflächen der Arretierelemente 15 ein, um die Arretiere­ lemente axial voneinander weg und gegen den Zug der Federn 16 zu bewegen. In die­ ser Stellung, die in Fig. 3 gezeigt ist, ist durch das Eingreifen der Zungen 28 in die Schlitze 22 und das Eingreifen der Schwenkstifte 36 in die gegenüberliegenden, inneren Oberflächen der Arretierelemente 14 die Drehung der Verbindungsteile 24 um die Schwenkstifte 34 verhindert. Daraus folgt, daß die Verbindungsteile 24 nur um die Schwenkstifte 36 drehen können. In dieser Stellung des flexiblen Gelenks ist ein Einfüh­ ren in die Pipeline durch die Tatsache erleichtert, daß das Schwenken in einer einzigen Ebene ermöglicht ist und darum die Verbindung gemäß der Erfindung einen Einfachge­ lenkaufbau bildet. Wenn eine Spannung auf die gegenüberliegenden Verbindungsteile 24 ausgeübt wird, bewegen sie sich in die in Fig. 4 und 5 gezeigte Stellung. Wie am besten in Fig. 4 gezeigt ist, sind die Zungen 28 der Verbindungsteile 24 aus den Schlit­ zen 22 herausbewegt und die Schwenkstifte 36 außer Eingriff mit den Arretierelementen 15 gebracht. Dieses ermöglicht den Arretierelementen durch den Zug der Federn 16, sich in die in Fig. 4 gezeigte Stellung zu bewegen. In dieser Stellung sind die Vebin­ dungsteile 24 frei um die Achse des Schwenkstifts 34 sowie um die Achse des Schwenkstifts 36 drehbar. Daraus folgt, daß aus dem Aufbau das in Fig. 4 gezeigte flexible Doppelkreuzgelenk wird. Dieses ermöglicht ein Durchführen durch enge Biegun­ gen in der Pipeline während einer Untersuchung. Wenn eine Zugspannung auf die Ver­ bindungsteile 24 ausgeübt wird, um das Gelenk in die in Fig. 4 gezeigte Stellung zu bringen, wird diese Stellung beibehalten, bis sie aus der Pipeline herausbewegt und ma­ nuell in die in Fig. 3 gezeigte Stellung zurückgesetzt wird.

Gemäß der Erfindung wird das flexible Gelenk mit größerer Starrheit anfänglich in die Pipeline eingeführt, wobei sie dann bei Ausüben einer Zugspannung flexibler gemacht wird, um ein Durchführen durch schwierige Biegungen in der Pipeline während einer Untersuchung zu ermöglichen.

Bezugszeichenliste

10

Vorrichtung eines Untersuchungsapparates

12

Pipelineuntersuchungsvorrichtung

14

Führung

15

Arretierelement

16

Führung

17

Federgehäuse

18

Gelenk

19

Pipeline

19'

Zugfeder (Zugfedereinrichtung)

20

Übermaßbereich

20'

Verbindungsabschnitt (Ende)

21

Pipelineabsatz

22

Schlitz

24

Verbindungselement

26

inneres Ende

28

Zunge (Einsteckeinrichtung)

30

Ende

32

Schraubenlöcher

34

Schwenkstift (erste Achse)

36

Schwenkstift (zweite Achse, Eingriffeinrichtung)

Claims (9)

1. Doppelkreuzgelenk (18), insbesondere für eine Pipelineuntersuchungsvorrichtung, mit zwei gegenüberliegenden, voneinander beabstandeten Arretierelementen (15), die durch eine Zugfedereinrichtung (19') aufeinanderzugezogen sind, und mit zwei gegenüberliegenden Verbindungsteilen (24), die sich senkrecht zu einer von der Zugfedereinrichtung (19') vorgegebenen Zugachse der Arretierelemente (15) erstrecken und axial verschiebbar sind, wobei die Verbindungsteile (24) jeweils Einrichtungen für eine Drehbewegung um eine erste Achse (34), die sich in einer Ebene senkrecht zur Ebene der Zugachse der Arretierelemente (15) erstreckt, und um eine zweite Achse (36), die sich in einer Ebene mit der Ebene der Zugachse der Arretierelemente (15) erstreckt, aufweisen, wobei jedes der Verbindungsteile (24) Eingriffeinrichtungen (36) zum Auseinanderdrücken der Arretierelemente (15) entgegen der Zugrichtung der Zugfedereinrichtung (19') in einer ersten Stellung und zum Ermöglichen des Aufeinanderzubewegens der Arretierelemente (15) in Zugrichtung der Zugfedereinrichtung (19') in einer zweiten Stellung aufweist, und mit Einrichtungen (28, 22) zum Verhindern der Drehbewegung der Verbindungsteile (24) um die zweite Achse (36), wenn sich die Arretierelemente (15) in der ersten Stellung befinden, und zum Ermöglichen der Drehbewegung der Verbindungsteile (24) um die zweite Achse (36), wenn die Arretierelemente (15) sich in der zweiten Stellung befinden.

2. Gelenk nach Anspruch 1, worin die Zugfedereinrichtung (19') mindestens eine Feder umfaßt, die an und zwischen inneren Oberflächen der Arretierelemente (15) befestigt ist.

3. Gelenk nach Anspruch 1 oder 2, worin die Zugfedereinrichtung (19') mindestens eine Schraubenfeder mit gegenüberliegenden Enden (20) aufweist, die an und zwischen gegenüberliegenden Oberflächen der Arretierelemente (15) befestigt sind.

4. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin jedes der Verbindungsteile (24) drehbar mit einem ersten Schwenkstift für eine Drehbewegung um die erste Achse (34) und mit einem zweiten Schwenkstift für eine Drehbewegung um die zweite Achse (36) verbunden ist.

5. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Verbindungseinrichtung eine Einsteckeinrichtung (28) aufweist, der an jedem der gegenüberliegenden Enden der Verbindungsteile (24) zum Einführen in einen in einem Federgehäuse (17) für die Zugfedereinrichtung (19') angeordneten Schlitz (22) vorgesehen ist.

6. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Eingriffeinrichtung gegenüberliegende Endbereiche von dem ersten Schwenkstift (34) aufweist, die angepaßt sind, um in gegenüberliegende innere Endbereiche der Arretierelemente (15) einzugreifen.

7. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Verbindungsteile (24) jeweils Einrichtungen (32) zum Verbinden mit einer Vorrichtung aufweisen.

8. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Verbindungsteile (24) jeweils Einrichtungen (32) zum Verbinden mit einer Pipelineuntersuchungsvorrichtung (12) aufweisen.

9. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin das Federgehäuse (17) und die Arretierelemente (15) jeweils Oberflächen aufweisen, die zum Eingreifen angepaßt sind, wenn die Arretierelemente (15) sich in der zweiten Stellung befinden.