WO2021213714A1 - Roller application device for applying a coating layer on the inner side of a large-diameter tube - Google Patents

Roller application device for applying a coating layer on the inner side of a large-diameter tube Download PDF

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WO2021213714A1
WO2021213714A1 PCT/EP2021/055089 EP2021055089W WO2021213714A1 WO 2021213714 A1 WO2021213714 A1 WO 2021213714A1 EP 2021055089 W EP2021055089 W EP 2021055089W WO 2021213714 A1 WO2021213714 A1 WO 2021213714A1
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WO
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rolling
piston
pressure
cylinder
rolling device
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Application number
PCT/EP2021/055089
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German (de)
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Inventor
Peter Scobel
Original Assignee
EISENBAU KRäMER GMBH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/04Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of tubes with tubes; of tubes with rods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D49/00Sheathing or stiffening objects

Definitions

  • Roll-on device for applying a layer on the inside of a large pipe
  • the invention relates to a rolling device for applying a support layer on the inside of a carrier layer of a large metal pipe by means of a pressure roller, which can be rotated and adjusted radially in the x-direction by means of a controlled or regulated force application unit having a piston / cylinder arrangement while exerting a pressure force a pressing section of a rotatable rolling head and is supported by means of a support unit present in this when rolling the support layer against the inside of the large pipe.
  • the roll-on device has a pressure roller mounted in a pressure section of a roll-on head, which can be rolled in the circumferential direction under the application of force by means of a piston / cylinder unit on the inside of an inner tube inserted in a carrier tube, around the inner tube wall to the inside of the carrier tube under plastic deformation to be pressed and thus to form a support layer (inliner, liner) which then non-positively lines the support tube on its inside.
  • the pressure roller is supported diametrically opposite it by means of an arrangement of support rollers on the inside of the large pipe.
  • the rotating drive of the rolling head takes place by means of a drive shaft coupled to it, with an axial advance being effected at the same time.
  • the support layer By rolling in and pressing (rolling on) the inner support layer continuously in the circumferential direction with plastic deformation and the simultaneous axial displacement of the pressure section or the pressure unit relative to the pipe unit consisting of the support tube and the inner tube, the support layer is applied evenly and permanently to the inner surface of the support layer in a force-fit and stable manner held without the outer tube having to be stretched.
  • the carrier layer which forms a thick-walled stable jacket, is thus practically not influenced in its structure, so that very different material partners can be combined in their metallurgical and / or geometric properties (thickness) for the production of the large pipe. A slight elongation of the carrier layer within its yield point is also possible, if desired.
  • the design of the original outer tube and the (at least one) original inner tube is largely freely selectable, only the inner diameter of the outer tube and the outer diameter of the adjacent inner tube should be adapted to one another in such a way that the inner tube can be easily inserted into the outer tube and through the Rolling process can be non-positively connected with stretching beyond the yield point or plasticization along the inner surface of the outer tube.
  • a practically smooth inner surface of the finished large pipe is achieved if the feed speed of the pressure unit during the unwinding of the pressure roller is matched to its rotational speed on the inner surface of the pipe unit in such a way that the plastically deformed, helically encircling strips overlap (e.g. simply or multiple times).
  • DE 102005029679 A1 also specifies a device for joining pipe profiles with an inner pipe profile in an outer pipe profile by expanding by means of a rolling element which is arranged in an expanding head and is supported by a rotating support shaft to apply the rolling forces.
  • the rolling element moves like a planetary gear around the axis of rotation of the support shaft, which in turn rotates eccentrically around the center axis of the tubular profiles.
  • the support shaft has a conical section and can in turn be displaced in the axial direction.
  • a support element, designed as a support roller, for example, is arranged on the expansion head, which supports the rolling forces occurring on the rolling element against the inner surface of the inner tubular profile.
  • the expansion head can be displaced along the pipe axis in order to produce joints at various points on the pipe profiles by expanding.
  • This known device is especially designed for joining tubular profiles with smaller diameters. Uniform, stable application of the support layer and precise control of the rolling process in the event of irregularities is relatively expensive.
  • JP S59 787 15 A Another device for connecting a multi-layer large pipe with a pipe unit comprising an outer pipe forming a support layer and at least one inner pipe forming a support layer is disclosed in JP S59 787 15 A.
  • the inner tube introduced into the outer tube is applied to the inner tube by means of a pressure roller that rotates around an axis of rotation that is spaced from the tube axis under contact pressure directed radially outward against the inner surface of the inner tube.
  • inner wall of the outer tube pressed on.
  • the pressure roller is then axially displaced and the groove is formed axially and continuously until the inner tube is tightly connected.
  • the pressure roller is held on a central axis guided through the tube and supported on this. In this case, it is difficult to achieve stable support and uniform pressing of the inner pipe on the inner surface of the outer pipe in order to form the support layer.
  • the present invention is based on the object of providing a rolling device for applying a coating on the inside of a carrier layer of a large pipe, by means of which the coating process can be controlled as precisely as possible and a coating that is as uniform and stable as possible is obtained.
  • the rolling device is designed in such a way that the piston / cylinder arrangement comprising at least one piston / cylinder unit is connected to a reservoir containing hydraulic fluid, in particular hydraulic fluid, via a line arrangement which has a flow line and a return line, the hydraulic fluid being connected by means of a control or regulating device can be fed to or removed from the piston / cylinder arrangement while maintaining a predetermined pressure force.
  • a control or regulating device can be fed to or removed from the piston / cylinder arrangement while maintaining a predetermined pressure force.
  • the at least one piston / cylinder unit is designed as a double-stroke piston / cylinder unit with two reciprocating pistons, one of which is coupled to the pressure roller via the pressing section of the rolling head and the other is coupled to the support unit, which advantageously has at least one support roller that acts directly on the inside of the large pipe when rolling against the pressure force of the pressure roller. This also results in a compact structure that is advantageous for production and operation.
  • a further advantageous embodiment for construction and operation is that a common flow line is connected on the input side between the two reciprocating pistons of the respective piston / cylinder unit and connections to a common return line are connected on the output side of the two reciprocating pistons of the respective piston / cylinder unit.
  • An advantageous embodiment variant consists in the fact that, if there are two piston / cylinder units, both are connected to a common feed line and a common return line.
  • Exact control or regulation of the pressing force with rapid response to changes in stroke due to irregularities or the like is achieved in that the piston / cylinder arrangement, in particular on the supply side, is fluid-conducting to a pressure compensation tank for varying the fluid volume in the piston / cylinder arrangement while the fluid pressure remains constant and thus constant predetermined pressure force is connected, with a fluid in the pressure equalization tank the space area is separated in a fluid-tight manner from a gas pressure space area under a predetermined pressure by means of a flexible partition.
  • the piston / cylinder arrangement is connected to the pressure compensation tank via the line arrangement, in particular the feed line.
  • the measures are also conducive to the fact that the pressure compensation container is attached to the rolling head so that it can rotate with it.
  • the rolling head is rotatably connected via a coupling section, in particular via a gear, to a drive shaft of a drive motor, which is connected to a motor housing that is non-rotatable with respect to the large pipe and is also non-rotatable with respect to the large pipe , in the z-direction extending feed rod is attached, via which the drive motor with the coupling section and the rolling head can be axially advanced in the large pipe.
  • a coupling section in particular via a gear
  • Advantageous measures for the construction are that the flow line and the return line are guided via a rotary feedthrough between the rolling head and the motor housing. In this way, parts of the line arrangement that are stationary with respect to the large pipe can be easily led to the outside to a reservoir or a pumping device.
  • the motor housing is advantageously provided with a circumferential support ring Plastic is provided, by means of which it can be axially displaceably supported in the interior of the large pipe under sliding friction. This ensures exact guidance of the rolling-on device in the vicinity of the rolling-on.
  • support rings with different outside diameters can simply be used.
  • the coupling section is provided with a sliding bearing or roller bearing, which is designed as a y-guide radially to the axis of the front push rod and at right angles to the x-direction and preferably as a Li near storage or roller circulation unit is designed.
  • a sliding bearing or roller bearing which is designed as a y-guide radially to the axis of the front push rod and at right angles to the x-direction and preferably as a Li near storage or roller circulation unit is designed.
  • a sliding or rolling, floating centering is also effected in the direction perpendicular thereto.
  • degrees of freedom are obtained in the three mutually perpendicular spatial directions.
  • An advantageous structure of the pressure roller which is circular in an axial plan view, consists in that the pressure roller has a radially symmetrical shape in an axial plan view and, on its outer circumferential surface with a circular cross-section in an axially extending central longitudinal plane, has a flat, axially parallel rolling section, which in longitudinal section - preferably on both sides - over the entire Circumferential surface rounded at a small angle less than 20 ° with respect to the direction of the axis of rotation or sloping down to a smaller radius and on both sides - preferably rounded - merges into side areas steeply sloping at a side angle between 70 ° and 90 °, which terminate in axially extending axial sections on both sides.
  • the rolling head has a rolling housing with a housing base that includes the support unit, and with a housing attachment that includes the pressing section, and that the housing base and the housing attachment with mutually complementary, Sections of a sliding guide designed as an x-guide or, advantageously, designed as a linear bearing or a circulating roller unit, which are supported in one another in a sliding or rolling manner, are provided.
  • a sliding guide designed as an x-guide or, advantageously, designed as a linear bearing or a circulating roller unit, which are supported in one another in a sliding or rolling manner
  • Another advantageous embodiment which is particularly advantageous for large pipes with a smaller diameter (e.g. smaller than 20 cm or 18 cm inner diameter) for the stable design of the rolling head, consists in the piston / cylinder arrangement having two axially spaced apart, each comprises piston / cylinder units acting radially in the x direction and that the pressure roller and optionally at least one support roller of the support unit is / are arranged between the two piston / cylinder units.
  • the support unit has at least one support roller that acts directly on the inside of the large pipe when rolling against the pressing force of the pressure roller.
  • FIG. 1A shows a schematic view of a rolling device when used in a large pipe in an axial plan view (x-y plane),
  • 1B shows a schematic view of a rolling device when used in a large pipe in the longitudinal direction (x-z plane),
  • FIG. 2A and 2B are a perspective side view of a portion of the roll-on device with drive motor and roll-on head coupled to it (FIG. 2A) and the roll-on head in an enlarged view A (FIG. 2B), FIG. 3 essential components of a hydraulic system of the roll-on device of FIG. 2A,
  • FIG. 4A and 4B show a side, partially sectioned view of the hydraulic system according to FIG. 3 (FIG. 4A) and a cross section of a piston / cylinder unit with connection lines running along a sectional plane A-A,
  • FIG. 5 shows a pressure roller with bearing elements in a perspective side view
  • FIG. 6 shows a support roller in an axial plan view (left illustration) and in a side view (right illustration. 1A and 1B show in an axial plan view (Fig. 1A) and in an open side view (Fig. 1B) in a large pipe to be formed with an inner coating, a coating device with a rolling tool 2, which has a rolling head 20 and one coupled to it Has drive unit 3. The drive unit is in turn coupled to a feed rod 40 of a feed unit 4 (not shown in full).
  • the large pipe is formed from a pipe unit 1 which comprises a metallic outer pipe 10 as a carrier layer and a metallic inner pipe 11 introduced into its interior to form a support layer (inliner, liner).
  • the inner tube 11 is relatively thin-walled in comparison to the outer tube 10, in order to form the support layer on the inside of the carrier layer in a force-locking manner by means of a rolling-in process and in this way to obtain a large tube with a stable inner coating.
  • the term large pipe should be understood to mean pipes with diameters of at least 150 mm and a total wall thickness of at least 5 mm, the thickness of the carrier layer being a multiple of the thickness of the support layer.
  • the material properties of the support layer are selected in such a way that they withstand mechanical, physical and / or chemical effects of an item to be conveyed as robustly and permanently as possible. To this end, it is of considerable advantage if the choice of material is restricted as little as possible by the manufacturing process, which is achieved by the rolling or rolling process for forming the overlay layer.
  • a pressure roller 21, which has a smaller diameter than the diameter of the inner tube 11, is pressed with a sufficiently large pressing force radially in the x direction against the inner surface of the inner tube 11 during the rolling-in process and thereby by means of a the support unit 220, which counteracts the pressure force diametrically, is supported with at least one support roller 22 directly on the inside of the inner tube 11.
  • the pressure roller 21 is in a nem pressure section 214 of the rolling head 20 rotatably mounted and rolls during the rolling process while rotating the rolling head 20 on the inside of the inner tube 11 in the direction of rotation, the rolling head 20 being driven in rotation by means of a drive motor 30 of the drive unit 3 and at the same time by means of the feed unit 4 in the axial direction ( z-direction) of the large pipe or in the direction of the axis of rotation of the rolling tool 2 is advanced.
  • the basic procedure for this rolling-in process is set out in WO 2016/142162 A1.
  • the feed speed is matched to the speed of rotation when the pressure roller 21 rolls on the inside of the inner tube 11 and is selected so that the strip of at least the next plastically deformed strip, which is plastically deformed during one revolution by means of the pressure roller 20 and revolves in a helical shape with a slight slope, is also helically shaped circumferential strip is overlapped and so on until the support layer is rolled over the desired length in the outer tube 10.
  • the pressure roller 21 is rotatably mounted in the pressure section 214 by means of a pressure roller axle 211, and the at least one support roller 22 is rotatably mounted in a support bearing part of the rolling head 20 by means of a support roller axle 222.
  • a force application unit which is designed as a piston / cylinder arrangement (described in more detail below), is arranged between the pressing section 214 and the support unit 220.
  • the rolling head 20 has a rolling housing 200 with a housing base 201 in which the support unit 220 is formed, and a housing attachment 202 in which the pressing section 214 is formed.
  • the rolling head 20 is connected to the drive unit 3 via a coupling section 27 which is non-rotatably attached to the rolling housing 200, in particular to the housing base 201, a drive shaft of the drive motor 30 preferably via a gear 31 (cf. Fig. 2A). with the coupling section 27 is bound.
  • a motor housing 32 of the drive unit 3 is attached to the feed rod 40 so that it rotates relative to the large pipe.
  • the motor housing 32 is surrounded by a smoothly sliding support ring 33, preferably made of plastic, the outer diameter of which is adapted to the inner diameter of the inner pipe 11 so that axial advancement with simple sliding movement is ensured.
  • the rolling head 20 is provided with an x-guide 260 which is arranged between the housing base 201 and the housing attachment 202.
  • the x-guide 260 is advantageously arranged in wall sections of the housing base 201 and the housing attachment 202 that run parallel to each other and at right angles to the axis of rotation (z-direction), preferably on the inside of a front wall section of the housing base (on the side facing away from the drive unit 3) 201 on the one hand and on the inside of a rear wall section of the housing base 201 (on the side facing the drive unit 3) on the other hand.
  • the x-guide 260 has, on the one hand, on the housing base 201 and, on the other hand, on an adjacent wall region of the housing attachment 202, complementary guide parts that are slidably mounted one inside the other.
  • a y-guide 261 is also arranged radially, but perpendicular to the x-guide, on the one hand on the facing side of the housing base 201 or on an intermediate piece attached to it and on the other hand, on the facing side of the coupling section 27, it has complementary sliding sections that are slidably supported one inside the other.
  • the floating mounting of the rolling head 20 in the xy plane that is formed in this way results in a radial self-adjustment of the rolling head 20 in the tube unit 1 that is reliably effective during the rolling-in process and thus contributes significantly to the exertion of a uniform pressing force of the pressure roller 21 during the entire rotation and over the entire feed path at, even if the inner circumference of the large pipe has irregularities, which is usually the case.
  • the uniform pressing force in turn results in a stable application of the support layer on the inside of the outer tube 10 over the entire rolling area.
  • FIG. 1B further shows, on the (front) end face of the rolling head 20 facing away from the drive unit 3, a pressure compensation container 24 is attached, in particular connected to it in a rotationally fixed manner.
  • the pressure equalization container 24 serves to equalize the pressure of the rolling pressure prevailing in the piston / cylinder arrangement 23 and thus to maintain a predetermined pressing force of the pressure roller 21, as will be described in more detail below.
  • FIG. 2A and 2B show more details of the rolling tool 2 with the rolling head 20 and the drive unit 3, with FIG. 2B showing the rolling head 20 shown in FIG. 2A in an enlarged view, partially sectioned in the area of a piston / cylinder unit 230 of the piston - / cylinder arrangement 23 (see. Also Fig. 3, 4A and 4B) reproduces. 2A and 2B also show sections of a line arrangement 25 with line sections guided along the rolling tool 2 and connected to the piston / cylinder arrangement 23 for supplying hydraulic fluid, in particular hydraulic fluid or hydraulic oil.
  • the pressure compensation container 24, its mechanical attachment to the rolling head 20 and connection means for connecting the pressure compensation container 24 to the line arrangement 25 are also shown.
  • the bearing of the pressure roller 21 in the area of its pivot bearing 210 in the housing attachment 202, which is supported by a bearing section in FIG a housing cover part 203 is supplemented, which is stably mounted on the housing attachment 202.
  • the pressure roller 21 protrudes through a slot-like cutout from the housing attachment 202, in particular the housing cover part 203, radially outward with a rolling surface and has in the pivot bearing 210 stably mounted, on both sides in the direction of the axis of rotation (z-direction) protruding sections of a, preferably molded, pressure roller axle 211 on.
  • the x-guide 260 has guides with linear bearings or circulating roller units or, alternatively, can e.g. B. on the one hand sliding grooves and on the other hand complementary in this engaging slide rails, z. B. have a dovetail cross-section.
  • the y-guide in the present case also has guides with linear bearings or recirculating roller units or, alternatively, can e.g. B. on the one hand slide grooves and on the other hand complementary in these engaging slide rails, the x-guide and the y-guide, for example, each comprise two parallel units of slide rail and slide groove or rolling elements, which results in a high stability of the guide under floating mounting results, wherein the deflection is limited so that required deflection areas are included.
  • the motor housing 32 surrounds with its the rolling head 20 facing front portion of the drive unit 3 facing rear portion of the Koppelab section 27, which is rotatably mounted in the front portion of the motor housing 32.
  • the rolling head 20 can thus be rotated about a stable axis of rotation in the tube unit 1 via a drive shaft driven in rotation by the drive motor 30, in particular via the gear 31, the pressure roller 21 with the required pressure force on the inside of the inner tube 11 with plastic deformation of the same for Forming the overlay layer unrolls.
  • the feed rod 40 is rigidly attached to the end section of the motor housing 32 facing away from the rolling head 20, in particular to the front end thereof, and with its end facing away from the drive unit 3, preferably outside the large pipe, with a (not shown) feed device connected.
  • the large pipe can also be moved axially relative to the rolling tool 2 in order to generate the feed.
  • the sections of the line arrangement 25 connected to the rotatable rolling head 20 and the coupling section 27 and connected to the piston / cylinder arrangement 23 are via a rotary leadthrough 253 with non-rotating sections of the Line arrangement 25 connected in a fluid-conducting manner.
  • a rotary leadthrough 253 with non-rotating sections of the Line arrangement 25 connected in a fluid-conducting manner.
  • associated circumferential channel sections are brought into connections that communicate with one another and are sealed to the outside, even during the rotation, so that a trouble-free passage of the hydraulic fluid from a connected feed pump or pump. a reservoir providing the hydraulic fluid to the piston / cylinder arrangement 23 and optionally back from the piston / cylinder arrangement 23 is guaranteed.
  • the piston / cylinder arrangement 23 in the present case has two piston / cylinder units 230, 231 which are axially in the direction of the axis of rotation (z-direction) are spaced apart and between which the pressure roller 21 and the (at least one) support roller 22 are arranged, wherein z. B. two support rollers 22 can be offset in the circumferential direction at the same angle with respect to a diagonal running centrally through the pressure roller 21 in the same cross-sectional plane.
  • the at least one support roller 22 is supported with its support roller axis 222 in the support bearing part 221 and protrudes through a corresponding gap from the roll-on housing 200 or the housing base 201 to such an extent that it rolls unhindered on the inner surface of the inner tube 11 during the rolling-on process.
  • the support roller 22 is advantageous for. B. mounted on the support roller axle 222 via at least one support roller bearing 223 (see. Fig. 6).
  • each piston / cylinder unit 230, 231 is designed as a double-stroke piston / cylinder unit, for example each with a round block cylinder.
  • the hydraulic fluid is fed into a flow-side hydraulic chamber via a common flow line 250 and hydraulic fluid displaced from a return-side cylinder chamber is returned to a common return line 251 via line sections connected to it, as can be seen in more detail in FIGS. 3, 4A and 4B.
  • This design with the double-stroke piston / cylinder units results in a compact, stable design of the rolling head 20 with a reliable, easily controllable or regulatable function, in particular easily controllable or controllable pressing force over the entire rolling area even with irregularities in the large pipe.
  • a version with just one double-stroke piston / cylinder unit is also possible.
  • the pressure equalization tank 24 is connected to the line arrangement 25, in this case the supply line 250, via an associated line section, so that the supply-side cylinder space of the piston / cylinder arrangement 23 with a hydraulic fluid receiving area 241 of the Pressure compensation tank 24 is communicatingly connected.
  • the hydraulic fluid receiving space 241 is separated by means of a fluid-tight membrane from a gas pressure space area 240 formed in the pressure equalization container 24, which is kept under a predetermined gas pressure (preferably nitrogen).
  • volume compensation is always ensured with the pressure of the hydraulic fluid remaining the same, and thus also a constant pressure of the pressure roller 21 or a constant pressure force acting on the inside of the inner tube 11 during the rolling process, regardless of out-of-roundness or similar influences.
  • the line arrangement 25 can be provided with a cooling air line 252 in addition to the hydraulic fluid line in order to effect cooling of the rolling tool 2 or the relevant area of the large pipe during the rolling process.
  • the cooling air line 252 also has a rotary leadthrough between the rotating section of the rolling tool 2 and the stationary section of the rolling tool 2, in particular in the area between the drive shaft and the motor housing 32 or between relevant adjacent rotating and stationary parts in the transition area between the drive unit 3 and the coupling section 27, as stated above in connection with the supply and discharge of the hydraulic fluid.
  • FIG. 5 shows an advantageous embodiment of the pressure roller 21 with two laterally protruding sections of a pressure roller axis 211 and angular contact bearings on both sides with a self-centering arrangement.
  • the rolling bodies on both sides have bearing halves that are directed towards one another at an angle with an increasing circumference with respect to a central longitudinal plane.
  • the angular contact bearings are inserted into correspondingly adapted bearing surfaces formed in the housing attachment 202 and the housing cover part 203 and result in a secure, stable position when rolling on with an axial advance.
  • the rolling surface of the pressure roller 21 is designed in a special way so that it is parallel in a central, radially furthest protruding circumferential area with respect to the axis of rotation over a width of z. B.
  • 2 to 6 mm runs (flat 212) and then on both sides at a small angle of less than 20 ° or less than 10 ° obliquely (bevel 213) or rounded outwards over a range of z. B. 1 to 3 cm and then laterally (passing over curves) into steep flanks (side areas) at an angle between 50 ° and 90 ° with respect to the axial direction and then merges into the lateral axis sections.
  • the pressure roller 21 radially symmetrical in an axial plan view and, for example, also configured symmetrically with respect to the axial extent with respect to a central transverse plane.
  • the bevel 213 or rounding that adjoins the flattened area 212 is adapted in such a way that, during the advance, there is a safe run-in from the already pressed (plastically deformed) area of the inner tube 11 or the support layer into the area of the inner tube 11 that is to be pressed or completely pressed .
  • the difference in height (radial distance) between the flat 212 and the transition between the bevel 213 in the subsequent steep lateral flank is preferably somewhat greater than the molding depth during the rolling process.
  • the pressure roller 21 formed in this way and mounted in the housing attachment 202 of the rolling head 20 contributes significantly to an exactly controllable or regulatable rolling process under pressure force adapted to the material of the inner tube 11 and the geometry of the large tube and under control or regulation of the feed and rotary movement.
  • the support roller 22 6 shows an advantageous embodiment of the support roller 22 6 shows, clearly (for example, at least twice) larger than the rolling surface or contact surface of the pressure roller 21, so that stable support on the inner surface of the inner tube 11 is ensured during the rolling-in process.
  • the support surface 24 has a flat shape in its axial extension and runs parallel to the axis of rotation of the support roller 22 or the rolling head or has a rounding with a very large radius in the axial direction, so that the significantly larger axially extended support surface 224 results compared to the rolling surface .
  • the support surface 224 tapers in an edge area that comprises about a third or a quarter or less of the entire axial extent of the support roller 22, continuously over a bevel 225 (conical section-shaped or conical) or over a slight curve in order to get into the (first) side surface of the support roller 22 on the feed side (preferably with a small radius of curvature), whereby the feed rate when the inner tube 11 rolls on becomes cheap ⁇ .
  • the (second) side surface of the support roller 22 facing away from the feed side merges directly via a rounding (with a small radius of curvature) into the second side surface remote from the feed side surface.
  • Both side surfaces of the support roller 22 are, for example, flat and oriented orthogonally to the axis of rotation of the support roller 22.
  • the support roller 22 is provided with two support roller bearings 222 (support roller roller bearings or support roller ball bearings) arranged axially next to one another.

Abstract

The invention relates to a roller application device for applying a coating layer (11) to the inner side of a carrier layer (10) of a metal large-diameter tube by means of a pressure roller (21), which is mounted, rotatably and by means of a open-loop or closed-loop-controlled force application unit having a piston/cylinder assembly (23), in a pressure section (214) of a rotatable roller application head (20) such that it can be adjusted by exerting a pressure force radially in the X direction, and which is supported by means of a support unit (220) provided therein when rolling the coating layer (11) against the inner side of the large-diameter tube. The piston/cylinder assembly (23) comprising at least one piston/cylinder unit (230, 231) is connected to a reservoir containing hydraulic fluid, in particular hydraulic liquid, via a line assembly (25) having a feed line (250) and a return line (251), wherein, by obtaining a predefined pressure force of the piston/cylinder assembly (23), the hydraulic fluid can be supplied to or discharged from same by means of an open-loop or closed-loop control unit.

Description

Anrollvorrichtung zum Aufbringen einer Auflageschicht auf der Innenseite eines Großrohrs Roll-on device for applying a layer on the inside of a large pipe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anrollvorrichtung zum Aufbringen einer Auflageschicht auf der Innenseite einer Trägerschicht eines metallischen Großrohrs mittels einer Andrückrolle, welche drehbar und mittels einer gesteuerten oder geregelten, eine Kolben-/Zylinderanordnung aufweisenden Kraftbeaufschlagungseinheit unter Ausübung einer Andrückkraft radial in x-Richtung verstellbar in einem Andrückabschnitt eines rotierbaren Anrollkopfs gelagert und mittels einer in diesem vorhandenen Stützeinheit beim Anrollen der Auflageschicht gegen die Innenseite des Großrohrs abgestützt ist. The invention relates to a rolling device for applying a support layer on the inside of a carrier layer of a large metal pipe by means of a pressure roller, which can be rotated and adjusted radially in the x-direction by means of a controlled or regulated force application unit having a piston / cylinder arrangement while exerting a pressure force a pressing section of a rotatable rolling head and is supported by means of a support unit present in this when rolling the support layer against the inside of the large pipe.
Eine Vorrichtung dieser Art ist in der WO 2016/142162 angegeben. Die Anrollvorrichtung weist eine in einem Andrückabschnitt eines Anrollkopfes gelagerte Andrückrolle auf, welche unter Kraftbeaufschlagung mittels einer Kolben-/Zylindereinheit an der Innenseite eines in ein Trägerrohr eingesetzten Innenrohrs in Umfangsrichtung ab- rollbar ist, um die Innenrohrwandung an die Innenseite des Trägerrohrs unter plasti scher Verformung anzudrücken und somit eine Auflageschicht (Inliner, Liner) zu bil- den, die dann kraftschlüssig das Trägerrohr auf seiner Innenseite auskleidet. Während des Abrollvorgangs ist die Andrückrolle ihr diametral gegenüberliegend mittels einer Anordnung aus Stützrollen an der Innenseite des Großrohrs abgestützt. Der rotierende Antrieb des Anrollkopfs erfolgt mittels einer an ihm angekoppelten An- triebswelle, wobei gleichzeitig auch ein axialer Vorschub bewirkt wird. A device of this type is specified in WO 2016/142162. The roll-on device has a pressure roller mounted in a pressure section of a roll-on head, which can be rolled in the circumferential direction under the application of force by means of a piston / cylinder unit on the inside of an inner tube inserted in a carrier tube, around the inner tube wall to the inside of the carrier tube under plastic deformation to be pressed and thus to form a support layer (inliner, liner) which then non-positively lines the support tube on its inside. During the unwinding process, the pressure roller is supported diametrically opposite it by means of an arrangement of support rollers on the inside of the large pipe. The rotating drive of the rolling head takes place by means of a drive shaft coupled to it, with an axial advance being effected at the same time.
Durch das Einrollen und Andrücken (Anrollen) der inneren Auflageschicht fortlaufend in Umlaufrichtung unter plastischer Verformung und das gleichzeitige axiale Verschieben des Andrückabschnitts bzw. der Andrückeinheit relativ zur Rohreinheit aus Trägerrohr und Innenrohr wird die Auflageschicht kraftschlüssig gleichmäßig und dauerhaft auf der Innenfläche der Trägerschicht aufgetragen und stabil gehalten, ohne dass das Außenrohr gedehnt werden muss. Die Trägerschicht, die einen dickwandigen stabilen Mantel bildet, wird somit in ihrem Gefüge praktisch nicht beeinflusst, so dass auch in ihren metallurgischen und/oder geometrischen Eigenschaften (Dicke) sehr unterschiedliche Materialpartner zur Herstellung des Großrohrs kombiniert werden können. Möglich ist auch eine geringe Dehnung der Trägerschicht innerhalb deren Streckgrenze, falls erwünscht. Die Ausbildung des ursprünglichen Außenrohrs und des (mindestens einen) ursprünglichen Innenrohrs ist weitgehend frei wählbar, wobei lediglich der Innendurchmesser des Außenrohrs und der Außen- durchmesser des angrenzenden Innenrohrs so aneinander angepasst sein sollen, dass das Innenrohr leicht in das Außenrohr einbringbar ist und durch den Anrollvorgang unter Dehnung über die Streckgrenze bzw. Plastifizierung entlang der Innenfläche des Außenrohrs kraftschlüssig verbindbar ist. Eine praktisch glatte Innenfläche des fertigen Großrohrs wird erreicht, wenn die Vorschubgeschwindigkeit der Andrü- ckeinheit während des Abrollens der Andrückrolle auf deren Umlaufgeschwindigkeit an der Innenfläche der Rohreinheit so abgestimmt wird, dass sich die plastisch verformten, schraubenlinienförmig umlaufenden Streifen überlappen (z. B. einfach oder auch mehrfach). Bei Großrohren liegen bereits durch den großen Innendurchmesser und zudem auch metallurgisch, wie in der Regel einem (praktisch) nicht elastisch aufweitbaren Außen rohr, gegebene Bedingungen vor, die das erforderliche stabile Einrollen einer inneren Auflageschicht schwierig machen. Dabei weisen Großrohre häufig Unrundheiten und Ovalitäten auf, wodurch ein gleichmäßiges, dauerhaft stabiles Einbringen der Auflageschicht noch erschwert wird. By rolling in and pressing (rolling on) the inner support layer continuously in the circumferential direction with plastic deformation and the simultaneous axial displacement of the pressure section or the pressure unit relative to the pipe unit consisting of the support tube and the inner tube, the support layer is applied evenly and permanently to the inner surface of the support layer in a force-fit and stable manner held without the outer tube having to be stretched. The carrier layer, which forms a thick-walled stable jacket, is thus practically not influenced in its structure, so that very different material partners can be combined in their metallurgical and / or geometric properties (thickness) for the production of the large pipe. A slight elongation of the carrier layer within its yield point is also possible, if desired. The design of the original outer tube and the (at least one) original inner tube is largely freely selectable, only the inner diameter of the outer tube and the outer diameter of the adjacent inner tube should be adapted to one another in such a way that the inner tube can be easily inserted into the outer tube and through the Rolling process can be non-positively connected with stretching beyond the yield point or plasticization along the inner surface of the outer tube. A practically smooth inner surface of the finished large pipe is achieved if the feed speed of the pressure unit during the unwinding of the pressure roller is matched to its rotational speed on the inner surface of the pipe unit in such a way that the plastically deformed, helically encircling strips overlap (e.g. simply or multiple times). In the case of large pipes, the large inner diameter and also metallurgically, as is usually the case with a (practically) non-elastically expandable outer pipe, give rise to given conditions that make the required stable rolling of an inner layer difficult. Large pipes often have out-of-roundness and ovality, which makes it even more difficult to apply the overlay layer in a uniform, permanently stable manner.
Auch in der DE 102005029679 A1 ist eine Vorrichtung zum Fügen von Rohrprofilen mit einem Innenrohrprofil in einem Außenrohrprofil durch Aufweiten mittels eines Wälzelements angegeben, welches in einem Aufweitkopf angeordnet und zum Aufbringen der Walzkräfte mittels einer rotierenden Stützwelle abgestützt ist. Das Wälzelement bewegt sich dabei planetenradartig um die Rotationsachse der Stützwelle, welche ihrerseits außermittig um die Mittenachse der Rohrprofile umläuft. Zum Verstellen des Wälzelements in radialer Richtung weist die Stützwelle einen konischen Abschnitt auf und kann ihrerseits in axialer Richtung verschoben werden. Auf dem Aufweitkopf ist ein beispielsweise als Stützrolle ausgebildetes Stützelement angeordnet, welches die an dem Wälzelement auftretenden Walzkräfte gegen die Innenfläche des Innenrohrprofils abstützt. Der Aufweitkopf kann entlang der Rohrachse versetzt werden, um an verschiedenen Stellen der Rohrprofile Fügeverbindungen durch Aufweiten herzustellen. Diese bekannte Vorrichtung ist insbesondere auch für das Fügen von Rohrprofilen bei kleineren Durchmessern ausgebildet. Ein gleichmäßiges, stabiles Aufbringen der Auflageschicht und ein exaktes Steuern des Anrollvorgangs bei Unrundheiten ist relativ aufwendig. DE 102005029679 A1 also specifies a device for joining pipe profiles with an inner pipe profile in an outer pipe profile by expanding by means of a rolling element which is arranged in an expanding head and is supported by a rotating support shaft to apply the rolling forces. The rolling element moves like a planetary gear around the axis of rotation of the support shaft, which in turn rotates eccentrically around the center axis of the tubular profiles. To adjust the rolling element in the radial direction, the support shaft has a conical section and can in turn be displaced in the axial direction. A support element, designed as a support roller, for example, is arranged on the expansion head, which supports the rolling forces occurring on the rolling element against the inner surface of the inner tubular profile. The expansion head can be displaced along the pipe axis in order to produce joints at various points on the pipe profiles by expanding. This known device is especially designed for joining tubular profiles with smaller diameters. Uniform, stable application of the support layer and precise control of the rolling process in the event of irregularities is relatively expensive.
Eine weitere Vorrichtung zum Fierstellen eines mehrlagigen Großrohrs mit einer Rohreinheit aus einem eine Trägerschicht bildenden Außenrohr und mindestens einem eine Auflageschicht bildenden Innenrohr geht aus der JP S59 787 15 A hervor. Flierbei wird das in das Außenrohr eingebrachte Innenrohr mittels einer Andrückrolle, die um eine von der Rohrachse beabstandete Drehachse rotiert, unter radial nach außen gegen die Innenfläche des Innenrohrs gerichtetem Anpressdruck an die In- nenwandung des Außenrohrs angedrückt. Durch das Andrücken wird die Wanddicke des Innenrohrs reduziert und eine umlaufende Einfurchung erzeugt. Daraufhin wird die Andrückrolle axial versetzt und die Einfurchung axial und kontinuierlich geformt, bis das Innenrohr eng verbunden ist. Die Andrückrolle wird beim Umlaufen an einer zentralen, durch das Rohr geführten Achse gehalten und an dieser abgestützt. Hierbei ist es schwierig, eine stabile Abstützung und ein gleichmäßiges Andrücken des Innenrohrs an der Innenfläche des Außenrohrs zum Bilden der Auflageschicht zu erreichen. Another device for connecting a multi-layer large pipe with a pipe unit comprising an outer pipe forming a support layer and at least one inner pipe forming a support layer is disclosed in JP S59 787 15 A. In the process, the inner tube introduced into the outer tube is applied to the inner tube by means of a pressure roller that rotates around an axis of rotation that is spaced from the tube axis under contact pressure directed radially outward against the inner surface of the inner tube. inner wall of the outer tube pressed on. By pressing on, the wall thickness of the inner pipe is reduced and a circumferential groove is created. The pressure roller is then axially displaced and the groove is formed axially and continuously until the inner tube is tightly connected. As it rotates, the pressure roller is held on a central axis guided through the tube and supported on this. In this case, it is difficult to achieve stable support and uniform pressing of the inner pipe on the inner surface of the outer pipe in order to form the support layer.
Es gibt auch verschiedene andere Verfahren zum Aufbringen einer Auflageschicht auf der Innenseite eines Großrohrs, wie z. B. mittels eines Expandierwerkzeugs, mittels dessen ein Liner soweit ausgedehnt wird, bis er mit dem Außenrohr eine Bindung eingeht, oder durch Dehnung eines Innenrohrs mittels einer sogenannten Hydroforming-Presse. There are also various other methods of applying a coating on the inside of a large pipe, such as e.g. B. by means of an expanding tool, by means of which a liner is expanded until it forms a bond with the outer tube, or by expanding an inner tube by means of a so-called hydroforming press.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anrollvorrichtung zum Aufbringen einer Auflageschicht auf der Innenseite einer Trägerschicht eines Großrohrs bereitzustellen, mittels deren der Beschichtungsvorgang möglichst exakt steuerbar und eine möglichst gleichmäßige, dauerhaft stabile Auflageschicht erhalten wird. The present invention is based on the object of providing a rolling device for applying a coating on the inside of a carrier layer of a large pipe, by means of which the coating process can be controlled as precisely as possible and a coating that is as uniform and stable as possible is obtained.
Diese Aufgabe wird mit einer Anrollvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Anrollvorrichtung in der Weise ausgebildet, dass die mindestens eine Kolben-/Zylindereinheit umfassende Kolben-/Zylinderanordnung über eine Leitungsanordnung, die eine Vorlaufleitung und eine Rücklaufleitung aufweist, an ein Hydraulikfluid, insbesondere Hydraulikflüssigkeit, beinhaltendes Reservoir angeschlossen ist, wobei das Hydraulikfluid mittels einer Steuerungs- oder einer Regelungseinrichtung unter Einhaltung einer vorgegebenen Andrückkraft der Kolben-/Zylinder- anordnung zuführbar oder aus dieser abführbar ist. Mit dieser Ausbildung der Anrollvorrichtung wird eine exakte Steuerung bzw. Regelung der Andrückkraft während des Anrollprozesses erreicht und damit auch eine bei Unrundheiten des Großrohrs gleichmäßig stabile Beschichtung. This object is achieved with a rolling device according to claim 1. According to the invention, the rolling device is designed in such a way that the piston / cylinder arrangement comprising at least one piston / cylinder unit is connected to a reservoir containing hydraulic fluid, in particular hydraulic fluid, via a line arrangement which has a flow line and a return line, the hydraulic fluid being connected by means of a control or regulating device can be fed to or removed from the piston / cylinder arrangement while maintaining a predetermined pressure force. With this design of the rolling-on device, an exact control or regulation of the pressing force is achieved during the rolling-on process and thus a coating that is uniformly stable in the event of irregularities in the large pipe.
Eine für die Steuerung bzw. Regelung des Anrollprozesses bzw. Einrollvorgangs vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass die mindestens eine Kolben- /Zylindereinheit als Doppelhub-Kolben-/Zylindereinheit mit zwei Hubkolben ausgebildet ist, von denen einer über den Andrückabschnitt des Anrollkopfs mit der Andrückrolle gekoppelt ist und der andere mit der Stützeinheit gekoppelt ist, die vorteilhaft mindestens eine beim Anrollen unmittelbar an der Innenseite des Großrohrs entgegen der Andrückkraft der Andrückrolle wirkende Stützrolle aufweist. Auch wird dadurch ein für die Herstellung und den Betrieb vorteilhafter kompakter Aufbau erhalten. An advantageous embodiment for the control or regulation of the rolling process or rolling process is that the at least one piston / cylinder unit is designed as a double-stroke piston / cylinder unit with two reciprocating pistons, one of which is coupled to the pressure roller via the pressing section of the rolling head and the other is coupled to the support unit, which advantageously has at least one support roller that acts directly on the inside of the large pipe when rolling against the pressure force of the pressure roller. This also results in a compact structure that is advantageous for production and operation.
Eine für den Aufbau und den Betrieb weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass eingangsseitig zwischen den beiden Hubkolben der jeweiligen Kolben- /Zylindereinheit eine gemeinsame Vorlaufleitung und ausgangsseitig der beiden Hubkolben der jeweiligen Kolben-/Zylindereinheit Anschlüsse zu einer gemeinsamen Rücklaufleitung angeschlossen sind. A further advantageous embodiment for construction and operation is that a common flow line is connected on the input side between the two reciprocating pistons of the respective piston / cylinder unit and connections to a common return line are connected on the output side of the two reciprocating pistons of the respective piston / cylinder unit.
Eine vorteilhafte Ausgestaltungsvariante besteht dabei darin, dass bei Vorhanden sein zweier Kolben-/Zylindereinheiten beide an eine gemeinsame Vorlaufleitung und eine gemeinsame Rücklaufleitung angeschlossen sind. An advantageous embodiment variant consists in the fact that, if there are two piston / cylinder units, both are connected to a common feed line and a common return line.
Eine exakte Steuerung oder Regelung der Andrückkraft mit schneller Reaktion bei Hubänderungen durch Unrundheiten oder dgl. wird dadurch erreicht, dass die Kol- ben-/Zylinderanordnung, insbesondere vorlaufseitig, fluitleitend an einen Druckausgleichsbehälter zum Variieren des Fluidvolumens in der Kolben-/Zylinderanordnung bei gleichbleibendem Fluiddruck und damit gleichbleibender vorgegebener Andrück kraft angeschlossen ist, wobei in dem Druckausgleichsbehälter ein Fluid aufnehmen- der Raumbereich mittels einer flexiblen Abtrennung fluiddicht von einem unter vorgegebenem Druck stehenden Gasdruckraumbereich getrennt ist. Exact control or regulation of the pressing force with rapid response to changes in stroke due to irregularities or the like is achieved in that the piston / cylinder arrangement, in particular on the supply side, is fluid-conducting to a pressure compensation tank for varying the fluid volume in the piston / cylinder arrangement while the fluid pressure remains constant and thus constant predetermined pressure force is connected, with a fluid in the pressure equalization tank the space area is separated in a fluid-tight manner from a gas pressure space area under a predetermined pressure by means of a flexible partition.
Hierbei ist für den Aufbau und die Funktion vorteilhaft vorgesehen, dass die Kolben-/ Zylinderanordnung über die Leitungsanordnung, insbesondere die Vorlaufleitung, mit dem Druckausgleichsbehälter verbunden ist. In this case, it is advantageously provided for the structure and the function that the piston / cylinder arrangement is connected to the pressure compensation tank via the line arrangement, in particular the feed line.
Für einen vorteilhaften Aufbau und gute Funktion sind dabei des Weiteren die Maß nahmen zuträglich, dass der Druckausgleichsbehälter an dem Anrollkopf mit diesem mitdrehbar befestigt ist. For an advantageous structure and good function, the measures are also conducive to the fact that the pressure compensation container is attached to the rolling head so that it can rotate with it.
Weitere Vorteile für den Aufbau und die Funktion sowie Handhabung ergeben sich dadurch, dass der Anrollkopf über einen Koppelabschnitt rotierbar, insbesondere über ein Getriebe, an eine Antriebswelle eines Antriebsmotors angeschlossen ist, welcher mit einem bezüglich des Großrohrs drehfesten Motorgehäuse an einer ebenfalls bezüglich des Großrohrs drehfesten, in z-Richtung erstreckten Vorschubstange angebracht ist, über welche der Antriebsmotor mit dem Koppelabschnitt und dem Anrollkopf in dem Großrohr axial vorschiebbar ist. Dies ergibt einen kompakten Auf bau, wobei die Antriebsaggregate mit dem Antriebsmotor nahe dem Anrollkopf stabil anbringbar sind. Auch diese Maßnahmen tragen wesentlich zu einer gleichmäßigen exakten Aufbringung der Auflageschicht bei. Further advantages for the structure and function as well as handling result from the fact that the rolling head is rotatably connected via a coupling section, in particular via a gear, to a drive shaft of a drive motor, which is connected to a motor housing that is non-rotatable with respect to the large pipe and is also non-rotatable with respect to the large pipe , in the z-direction extending feed rod is attached, via which the drive motor with the coupling section and the rolling head can be axially advanced in the large pipe. This results in a compact construction, the drive units with the drive motor close to the rolling head can be attached in a stable manner. These measures also contribute significantly to a uniform, exact application of the overlay layer.
Hierbei bestehen für den Aufbau vorteilhafte Maßnahmen darin, dass die Vorlaufleitung und die Rücklaufleitung über eine Drehdurchführung zwischen dem Anrollkopf und dem Motorgehäuse geführt sind. Auf diese Weise können bezüglich des Groß rohrs ortsfeste Teile der Leitungsanordnung auf einfache Weise nach außen zu einem Reservoir bzw. einer Pumpvorrichtung geführt werden. Advantageous measures for the construction are that the flow line and the return line are guided via a rotary feedthrough between the rolling head and the motor housing. In this way, parts of the line arrangement that are stationary with respect to the large pipe can be easily led to the outside to a reservoir or a pumping device.
Für ein gleichmäßiges Andrücken der Auflageschicht ist des Weiteren vorteilhaft vorgesehen, dass das Motorgehäuse mit einem umlaufenden Stützring vorteilhaft aus Kunststoff versehen ist, mittels dessen es im Innern des Großrohrs unter Gleitreibung axial verschiebbar abstützbar ist. Hierdurch wird eine exakte Führung der Anrollvorrichtung in Anrollnähe sichergestellt. Für Großrohre mit unterschiedlichem In nendurchmesser können einfach Stützringe unterschiedlichen Außendurchmessers verwendet werden. In order to ensure that the support layer is pressed evenly on, it is furthermore advantageously provided that the motor housing is advantageously provided with a circumferential support ring Plastic is provided, by means of which it can be axially displaceably supported in the interior of the large pipe under sliding friction. This ensures exact guidance of the rolling-on device in the vicinity of the rolling-on. For large pipes with different inside diameters, support rings with different outside diameters can simply be used.
Die Funktion und ein gleichmäßiges Andrücken auch in unrunden Abschnitten des Großrohrs wird dadurch sichergestellt, dass der Koppelabschnitt mit einer Gleitlagerung bzw. Rolllagerung versehen ist, die als y-Führung radial zur Achse der Vor- Schubstange und rechtwinklig zur x-Richtung ausgebildet und vorzugsweise als Li nearlager bzw. Rollenumlaufeinheit ausgestaltet ist. Bezüglich der Kraftrichtung der Andrückachse (x-Richtung) wird auch in der dazu senkrechten Richtung eine gleitende bzw. rollende, schwimmende Zentrierung bewirkt. In Verbindung mit der Vorschubrichtung in z-Richtung werden Freiheitsgrade in den drei zueinander senkrech- ten Raumrichtungen erhalten. The function and an even pressure even in non-circular sections of the large pipe is ensured by the fact that the coupling section is provided with a sliding bearing or roller bearing, which is designed as a y-guide radially to the axis of the front push rod and at right angles to the x-direction and preferably as a Li near storage or roller circulation unit is designed. With regard to the direction of force of the pressure axis (x-direction), a sliding or rolling, floating centering is also effected in the direction perpendicular thereto. In connection with the feed direction in the z-direction, degrees of freedom are obtained in the three mutually perpendicular spatial directions.
Ein vorteilhafter Aufbau der in axialer Draufsicht kreisförmigen Andrückrolle besteht darin, dass die Andrückrolle in axialer Draufsicht radialsymmetrisch geformt und auf ihrer äußeren, im Querschnitt kreisförmigen Umfangsfläche in einer axial erstreckten Mittellängsebene einen flachen achsparallelen Anwälzabschnitt aufweist, welcher im Längsschnitt - vorzugsweise beidseitig - über die gesamte Umfangsfläche unter geringem Winkel kleiner als 20° bezüglich der Drehachsrichtung gerundet oder schräg auf geringeren Radius abfällt und beidseitig - vorzugsweise gerundet - in steil unter einem Seitenwinkel zwischen 70° und 90° abfallende Seitenbereiche übergeht, die in sich beidseitig axial erstreckende Achsabschnitte auslaufen. In aufwendigen Untersuchungen der Erfinder hat sich gezeigt, dass mit dieser Ausbildung der Abrollbereiche der Anrollprozess durch Anwalzen unter plastischer Verformung des Innenrohrs vorteilhaft gelingt. Der flache Teil der Andrückrolle ergibt in Umfangsrichtung ein gleichmäßiges Anrollen mit definierter Andruckkraft, während die vorlaufende Schräge ein definiertes Einlaufen in die noch ungeformten Bereiche des Inliners erreichen lässt. An advantageous structure of the pressure roller, which is circular in an axial plan view, consists in that the pressure roller has a radially symmetrical shape in an axial plan view and, on its outer circumferential surface with a circular cross-section in an axially extending central longitudinal plane, has a flat, axially parallel rolling section, which in longitudinal section - preferably on both sides - over the entire Circumferential surface rounded at a small angle less than 20 ° with respect to the direction of the axis of rotation or sloping down to a smaller radius and on both sides - preferably rounded - merges into side areas steeply sloping at a side angle between 70 ° and 90 °, which terminate in axially extending axial sections on both sides. In extensive investigations by the inventors, it has been shown that with this design of the rolling areas, the rolling process by rolling with plastic deformation of the inner tube advantageously succeeds. The flat part of the pressure roller results in a uniform rolling in the circumferential direction with a defined pressure force, while the leading one Slope allows a defined run-in into the still unformed areas of the inliner.
Eine stabile Führung in x-Richtung während des Andrückprozesses wird dadurch unterstützt, dass der Anrollkopf ein Anrollgehäuse mit einer Gehäusebasis, die die Stützeinheit umfasst, und mit einem Gehäuseaufsatz aufweist, der den Andrückabschnitt umfasst, und dass die Gehäusebasis und der Gehäuseaufsatz mit zueinander komplementären, gleitend bzw. rollend ineinander gelagerten Abschnitten einer als x- Führung ausgebildeten Gleitführung bzw. vorteilhaft in Ausbildung als Linearlager bzw. Rollenumlaufeinheit versehen sind. Hierdurch werden Querkräfte auf die Kol- ben-/Zylinderanordnung während des Anrollvorgangs wesentlich vermindert oder vollständig abgefangen. A stable guidance in the x-direction during the pressing process is supported by the fact that the rolling head has a rolling housing with a housing base that includes the support unit, and with a housing attachment that includes the pressing section, and that the housing base and the housing attachment with mutually complementary, Sections of a sliding guide designed as an x-guide or, advantageously, designed as a linear bearing or a circulating roller unit, which are supported in one another in a sliding or rolling manner, are provided. As a result, transverse forces on the piston / cylinder arrangement are significantly reduced or completely absorbed during the rolling process.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung, die insbesondere auch bei Großrohren geringeren Durchmessers (z. B. kleiner als 20 cm oder 18 cm Innendurchmesser) für die stabile Ausbildung des Anrollkopfs von Vorteil ist, besteht darin, dass die Kolben-/ Zylinderanordnung zwei axial voneinander beabstandete, jeweils radial in x-Richtung wirkende Kolben-/Zylindereinheiten umfasst und dass die Andrückrolle und gegebe nenfalls mindestens eine Stützrolle der Stützeinheit zwischen den beiden Kolben-/ Zylindereinheiten angeordnet ist/sind. Another advantageous embodiment, which is particularly advantageous for large pipes with a smaller diameter (e.g. smaller than 20 cm or 18 cm inner diameter) for the stable design of the rolling head, consists in the piston / cylinder arrangement having two axially spaced apart, each comprises piston / cylinder units acting radially in the x direction and that the pressure roller and optionally at least one support roller of the support unit is / are arranged between the two piston / cylinder units.
Eine für die Funktion vorteilhafte Ausgestalt besteht darin, dass die Stützeinheit mindestens eine beim Anrollen unmittelbar an der Innenseite des Großrohrs entgegen der Andrückkraft der Andrückrolle wirkende Stützrolle aufweist. One embodiment that is advantageous for the function consists in the fact that the support unit has at least one support roller that acts directly on the inside of the large pipe when rolling against the pressing force of the pressure roller.
Es wird angemerkt, dass die den rotierenden Antrieb betreffenden Ausgestaltungsmerkmale nicht notwendig mit der Ausbildung der Kolben-/Zylinderanordnung verbunden sind und auch in Verbindung mit einer anders ausgebildeten Kraftbeaufschlagungseinheit in dem Anrollkopf verwendet werden können. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: It is noted that the design features relating to the rotating drive are not necessarily associated with the design of the piston / cylinder arrangement and can also be used in conjunction with a differently designed force application unit in the rolling head. The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1A eine schematische Ansicht einer Anrollvorrichtung bei Einsatz in ei- nem Großrohr in axialer Draufsicht (x-y-Ebene), 1A shows a schematic view of a rolling device when used in a large pipe in an axial plan view (x-y plane),
Fig. 1B eine schematische Ansicht einer Anrollvorrichtung bei Einsatz in einem Großrohr in Längsrichtung (x-z-Ebene), 1B shows a schematic view of a rolling device when used in a large pipe in the longitudinal direction (x-z plane),
Fig. 2A und 2B eine perspektivische seitliche Ansicht eines Abschnitts der Anrollvor richtung mit Antriebsmotor und daran angekoppeltem Anrollkopf (Fig. 2A) sowie den Anrollkopf in vergrößerter Darstellung A (Fig. 2B), Fig. 3 wesentliche Komponenten eines Hydrauliksystems der Anrollvorrichtung der Fig. 2A, 2A and 2B are a perspective side view of a portion of the roll-on device with drive motor and roll-on head coupled to it (FIG. 2A) and the roll-on head in an enlarged view A (FIG. 2B), FIG. 3 essential components of a hydraulic system of the roll-on device of FIG. 2A,
Fig. 4A und 4B eine seitliche teilweise geschnittene Ansicht des Hydrauliksystems nach Fig. 3 (Fig. 4A) und eine entlang einer Schnittebene A-A verlau fenden Querschnitt einer Kolben-/Zylindereinheit mit Anschlussleitungen, 4A and 4B show a side, partially sectioned view of the hydraulic system according to FIG. 3 (FIG. 4A) and a cross section of a piston / cylinder unit with connection lines running along a sectional plane A-A,
Fig. 5 eine Andrückrolle mit Lagerelementen in perspektivischer seitlicher Ansicht und 5 shows a pressure roller with bearing elements in a perspective side view and
Fig. 6 eine Stützrolle in axialer Draufsicht (linke Abbildung) und in seitlicher Ansicht (rechte Darstellung. Die Fig. 1A und 1B zeigen in einer axialen Draufsicht (Fig. 1A) und in einer offenen seitlichen Ansicht (Fig. 1B) in einem mit einer Innenbeschichtung auszubildenden Großrohr eine Beschichtungsvorrichtung mit einem Anrollwerkzeug 2, welches einen Anrollkopf 20 und eine an diesem angekoppelte Antriebseinheit 3 aufweist. Die An triebseinheit ist ihrerseits an eine Vorschubstange 40 einer (nicht vollständig gezeigten) Vorschubeinheit 4 angekoppelt. 6 shows a support roller in an axial plan view (left illustration) and in a side view (right illustration. 1A and 1B show in an axial plan view (Fig. 1A) and in an open side view (Fig. 1B) in a large pipe to be formed with an inner coating, a coating device with a rolling tool 2, which has a rolling head 20 and one coupled to it Has drive unit 3. The drive unit is in turn coupled to a feed rod 40 of a feed unit 4 (not shown in full).
Das Großrohr wird aus einer Rohreinheit 1 gebildet, welche ein metallisches Außenrohr 10 als Trägerschicht und ein in dessen Innenraum eingebrachtes metallisches Innenrohr 11 zur Bildung einer Auflageschicht (Inliner, Liner) umfasst. Das Innenrohr 11 ist im Vergleich zu dem Außenrohr 10 relativ dünnwandig, um die Auflageschicht auf der Innenseite der Trägerschicht durch einen Einrollvorgang kraftschlüssig auszubilden und auf diese Weise ein innen stabil beschichtetes Großrohr zu erhalten. Entsprechend der eingangs genannten WO 2016/142162 A1 sollen unter dem Begriff des Großrohrs Rohre mit Durchmessern von mindestens 150 mm und einer Gesamtwandstärke von mindestens 5 mm verstanden werden, wobei die Dicke der Trägerschicht ein Vielfaches der Dicke der Auflageschicht betragen soll. Die Materialeigenschaften der Auflageschicht sind so gewählt, dass sie mechanischen, physikalischen und/oder chemischen Einwirkungen eines zu befördernden Gutes möglichst robust und dauerhaft widerstehen. Hierzu ist es von wesentlichem Vorteil, wenn die Materialauswahl durch das Fertigungsverfahren möglichst wenig eingeschränkt ist, was durch den Einroll- bzw. Anrollvorgang zum Ausbilden der Auflageschicht erreicht wird. The large pipe is formed from a pipe unit 1 which comprises a metallic outer pipe 10 as a carrier layer and a metallic inner pipe 11 introduced into its interior to form a support layer (inliner, liner). The inner tube 11 is relatively thin-walled in comparison to the outer tube 10, in order to form the support layer on the inside of the carrier layer in a force-locking manner by means of a rolling-in process and in this way to obtain a large tube with a stable inner coating. According to WO 2016/142162 A1 mentioned above, the term large pipe should be understood to mean pipes with diameters of at least 150 mm and a total wall thickness of at least 5 mm, the thickness of the carrier layer being a multiple of the thickness of the support layer. The material properties of the support layer are selected in such a way that they withstand mechanical, physical and / or chemical effects of an item to be conveyed as robustly and permanently as possible. To this end, it is of considerable advantage if the choice of material is restricted as little as possible by the manufacturing process, which is achieved by the rolling or rolling process for forming the overlay layer.
Wie in den Fig. 1A und 1B schematisch dargestellt, ist beim Einrollvorgang eine Andrückrolle 21, die geringeren Durchmesser als der Durchmesser des Innenrohrs 11 besitzt, mit einer genügend großen Andrückkraft radial in x-Richtung gegen die Innenfläche des Innenrohrs 11 gedrückt und dabei mittels einer der Andruckkraft dia metral entgegenwirkenden Stützeinheit 220 mit mindestens einer Stützrolle 22 unmittelbar auf der Innenseite des Innenrohrs 11 abgestützt. Die Andrückrolle 21 ist in ei- nem Andrückabschnitt 214 des Anrollkopfs 20 drehbar gelagert und rollt beim Einrollvorgang unter Drehung des Anrollkopfs 20 auf der Innenseite des Innenrohrs 11 in Umlaufrichtung ab, wobei der Anrollkopf 20 mittels eines Antriebsmotors 30 der Antriebseinheit 3 rotierend angetrieben und gleichzeitig mittels der Vorschubeinheit 4 in axialer Richtung (z-Richtung) des Großrohrs bzw. in Richtung der Rotationsachse des Anrollwerkzeugs 2 vorgeschoben wird. Die grundsätzliche Vorgehensweise bei diesem Einrollvorgang ist in der WO 2016/142162 A1 ausgeführt. Die Vorschubgeschwindigkeit ist dabei auf die Umlaufgeschwindigkeit beim Abrollen der Andrückrolle 21 auf der Innenseite des Innenrohrs 11 abgestimmt und so gewählt, dass der während eines Umlaufs mittels der Andrückrolle 20 plastisch verformte, schraubenlinienförmig mit geringer Steigung umlaufende Streifen von mindestens dem nächsten plastisch verformten, ebenfalls schraubenlinienförmig umlaufenden Streifen überlappt wird und so fort, bis die Auflageschicht über die gewünschte Länge in dem Au ßenrohr 10 angerollt ist. Durch die mindestens einfache Überlappung der umlaufenden plastisch verformten Streifen wird eine praktisch sehr glatte Struktur der Innen fläche der Auflageschicht erhalten. As shown schematically in FIGS. 1A and 1B, a pressure roller 21, which has a smaller diameter than the diameter of the inner tube 11, is pressed with a sufficiently large pressing force radially in the x direction against the inner surface of the inner tube 11 during the rolling-in process and thereby by means of a the support unit 220, which counteracts the pressure force diametrically, is supported with at least one support roller 22 directly on the inside of the inner tube 11. The pressure roller 21 is in a nem pressure section 214 of the rolling head 20 rotatably mounted and rolls during the rolling process while rotating the rolling head 20 on the inside of the inner tube 11 in the direction of rotation, the rolling head 20 being driven in rotation by means of a drive motor 30 of the drive unit 3 and at the same time by means of the feed unit 4 in the axial direction ( z-direction) of the large pipe or in the direction of the axis of rotation of the rolling tool 2 is advanced. The basic procedure for this rolling-in process is set out in WO 2016/142162 A1. The feed speed is matched to the speed of rotation when the pressure roller 21 rolls on the inside of the inner tube 11 and is selected so that the strip of at least the next plastically deformed strip, which is plastically deformed during one revolution by means of the pressure roller 20 and revolves in a helical shape with a slight slope, is also helically shaped circumferential strip is overlapped and so on until the support layer is rolled over the desired length in the outer tube 10. As a result of the at least one simple overlap of the circumferential plastically deformed strips, a practically very smooth structure of the inner surface of the overlay layer is obtained.
Die Andrückrolle 21 ist in dem Andrückabschnitt 214 mittels einer Andrückrollenachse 211 drehbar gelagert, und die mindestens eine Stützrolle 22 ist mittels einer Stützrollenachse 222 in einem Stützlagerteil des Anrollkopfs 20 drehbar gelagert. Zwischen dem Andrückabschnitt 214 und der Stützeinheit 220 ist eine Kraftbeaufschlagungseinheit angeordnet, welche als (nachfolgend näher beschriebene) Kol- ben-/Zylinderanordnung ausgebildet ist. Der Anrollkopf 20 weist ein Anrollgehäuse 200 mit einer Gehäusebasis 201 auf, in dem die Stützeinheit 220 ausgebildet ist, und einen Gehäuseaufsatz 202, in dem der Andrückabschnitt 214 ausgebildet ist. The pressure roller 21 is rotatably mounted in the pressure section 214 by means of a pressure roller axle 211, and the at least one support roller 22 is rotatably mounted in a support bearing part of the rolling head 20 by means of a support roller axle 222. A force application unit, which is designed as a piston / cylinder arrangement (described in more detail below), is arranged between the pressing section 214 and the support unit 220. The rolling head 20 has a rolling housing 200 with a housing base 201 in which the support unit 220 is formed, and a housing attachment 202 in which the pressing section 214 is formed.
Der Anrollkopf 20 ist antriebsseitig über einen Koppelabschnitt 27, welcher drehfest an dem Anrollgehäuse 200, insbesondere an der Gehäusebasis 201, befestigt ist, mit der Antriebseinheit 3 verbunden, wobei eine Antriebswelle des Antriebsmotors 30 vorzugsweise über ein Getriebe 31 (vgl. Fig. 2A) mit dem Koppelabschnitt 27 ver- bunden ist. Ein Motorgehäuse 32 der Antriebseinheit 3 ist relativ zu dem Großrohr drehtest an der Vorschubstange 40 angebracht. Zum Abstützen im Innern des Großrohrs ist das Motorgehäuse 32 von einem gut gleitenden Stützring 33, vorzugsweise aus Kunststoff, umgeben, dessen Außendurchmesser so an den Innendurchmesser des Innenrohrs 11 angepasst ist, dass ein axiales Vorschieben unter einfacher Gleit bewegung gewährleistet ist. On the drive side, the rolling head 20 is connected to the drive unit 3 via a coupling section 27 which is non-rotatably attached to the rolling housing 200, in particular to the housing base 201, a drive shaft of the drive motor 30 preferably via a gear 31 (cf. Fig. 2A). with the coupling section 27 is bound. A motor housing 32 of the drive unit 3 is attached to the feed rod 40 so that it rotates relative to the large pipe. For support inside the large pipe, the motor housing 32 is surrounded by a smoothly sliding support ring 33, preferably made of plastic, the outer diameter of which is adapted to the inner diameter of the inner pipe 11 so that axial advancement with simple sliding movement is ensured.
Der Anrollkopf 20 ist in Richtung der auf die Andrückrolle 21 wirkenden Andrückkraft mit einer x-Führung 260 versehen, die zwischen der Gehäusebasis 201 und dem Gehäuseaufsatz 202 angeordnet ist. Die x-Führung 260 ist dabei vorteilhaft in zueinander parallel und rechtwinklig zur Rotationsachse (z-Richtung) verlaufenden Wandabschnitten der Gehäusebasis 201 und des Gehäuseaufsatzes 202 angeordnet, vorzugsweise an der Innenseite eines vorderen (auf der von der Antriebseinheit 3 abliegenden Seite) Wandabschnitts der Gehäusebasis 201 einerseits und an der Innenseite eines hinteren (auf der Antriebseinheit 3 zugekehrten Seite) Wandabschnitts der Gehäusebasis 201 andererseits. Dabei weist die x-Führung 260 einerseits an der Gehäusebasis 201 und andererseits an einem benachbarten Wandbereich des Gehäuseaufsatzes 202 angeordnete, gleitend ineinander gelagerte komplementäre Führungsteile auf. In the direction of the pressing force acting on the pressure roller 21, the rolling head 20 is provided with an x-guide 260 which is arranged between the housing base 201 and the housing attachment 202. The x-guide 260 is advantageously arranged in wall sections of the housing base 201 and the housing attachment 202 that run parallel to each other and at right angles to the axis of rotation (z-direction), preferably on the inside of a front wall section of the housing base (on the side facing away from the drive unit 3) 201 on the one hand and on the inside of a rear wall section of the housing base 201 (on the side facing the drive unit 3) on the other hand. The x-guide 260 has, on the one hand, on the housing base 201 and, on the other hand, on an adjacent wall region of the housing attachment 202, complementary guide parts that are slidably mounted one inside the other.
In dem Koppelabschnitt 27, vorzugsweise im Übergangsbereich zwischen der Gehäusebasis 201 und dem Koppelabschnitt 27, ist eine ebenfalls radial, jedoch senkrecht zur x-Führung gerichtete y-Führung 261 angeordnet, welche einerseits an der zugekehrten Seite der Gehäusebasis 201 bzw. einem daran angebrachten Zwischenstück und andererseits an der zugekehrten Seite des Koppelabschnitts 27 angebrachte, gleitend ineinander gelagerte komplementäre Gleitabschnitte aufweist. Zusätzlich zur axialen Führung des Anrollwerkzeugs 2 in z-Richtung wird somit eine gleitende Lagerung bzw. Führung des Anrollkopfs 20 in der zur z-Richtung senkrechten, radialen Ebene in x-Richtung, d. h. in Richtung der Andrückkraft, und der dazu senkrechten y-Richtung erhalten, also insgesamt in drei zueinander senkrechten Raumrichtungen. Die so gebildete schwimmende Lagerung des Anrollkopfs 20 in der x-y-Ebene ergibt eine während des Einrollvorgangs zuverlässig wirkende radiale Selbstjustierung des Anrollkopfs 20 in der Rohreinheit 1 und trägt somit wesentlich zur Ausübung einer während des gesamten Umlaufs und über den gesamten Vorschubweg gleichmäßigen Andrückkraft der Andrückrolle 21 bei, auch wenn der Innenumfang des Großrohrs Unrundheiten aufweist, was in der Regel der Fall ist. Die gleichmäßige Andrückkraft wiederum ergibt über den gesamten Anrollbereich eine stabile Anbringung der Auflageschicht auf der Innenseite des Außenrohrs 10. In the coupling section 27, preferably in the transition area between the housing base 201 and the coupling section 27, a y-guide 261 is also arranged radially, but perpendicular to the x-guide, on the one hand on the facing side of the housing base 201 or on an intermediate piece attached to it and on the other hand, on the facing side of the coupling section 27, it has complementary sliding sections that are slidably supported one inside the other. In addition to the axial guidance of the roll-on tool 2 in the z-direction, a sliding bearing or guidance of the roll-on head 20 in the radial plane perpendicular to the z-direction in the x-direction, ie in the direction of the pressing force, and the y-direction perpendicular to it is thus achieved received, so a total of three mutually perpendicular Spatial directions. The floating mounting of the rolling head 20 in the xy plane that is formed in this way results in a radial self-adjustment of the rolling head 20 in the tube unit 1 that is reliably effective during the rolling-in process and thus contributes significantly to the exertion of a uniform pressing force of the pressure roller 21 during the entire rotation and over the entire feed path at, even if the inner circumference of the large pipe has irregularities, which is usually the case. The uniform pressing force in turn results in a stable application of the support layer on the inside of the outer tube 10 over the entire rolling area.
Wie die Fig. 1B weiter zeigt, ist an der von der Antriebseinheit 3 abgekehrten (vorderen) Stirnseite des Anrollkopfs 20 ein Druckausgleichsbehälter 24 angebracht, insbesondere drehfest mit diesem verbunden. Der Druckausgleichsbehälter 24 dient zum Druckausgleich des in der Kolben-/Zylinderanordnung 23 herrschenden Anrolldrucks und damit zum Aufrechterhalten einer vorgegebenen Andrückkraft der Andrückrolle 21, wie nachfolgend noch ausführlicher beschrieben. As FIG. 1B further shows, on the (front) end face of the rolling head 20 facing away from the drive unit 3, a pressure compensation container 24 is attached, in particular connected to it in a rotationally fixed manner. The pressure equalization container 24 serves to equalize the pressure of the rolling pressure prevailing in the piston / cylinder arrangement 23 and thus to maintain a predetermined pressing force of the pressure roller 21, as will be described in more detail below.
Die Fig. 2A und 2B zeigen nähere Einzelheiten des Anrollwerkzeugs 2 mit dem Anrollkopf 20 und der Antriebseinheit 3, wobei die Fig. 2B den in Fig. 2A gezeigten An rollkopf 20 in vergrößerter Darstellung teilweise geschnitten im Bereich einer Kolben- /Zylindereinheit 230 der Kolben-/Zylinderanordnung 23 (vgl. auch Fig. 3, 4A und 4B) wiedergibt. Zudem zeigen die Fig. 2A und 2B Abschnitte einer Leitungsanordnung 25 mit entlang des Anrollwerkzeugs 2 geführten und mit der Kolben-/Zylinderanordnung 23 verbundenen Leitungsabschnitten zum Zuführen von Hyd raulikfluid, insbesondere Hydraulikflüssigkeit bzw. Hydrauliköl. Auch sind der Druckausgleichsbehälter 24, dessen mechanische Befestigung an dem Anrollkopf 20 und Anschlussmittel zur Verbindung des Druckausgleichsbehälters 24 mit der Leitungsanordnung 25 dargestellt. Ferner sind der Koppelabschnitt 27 und die Ankopplung des Anrollkopfs 20 bzw. des Koppelabschnitts 27 über das Getriebe 31 an dem Antriebsmotor 30 ersichtlich. Dargestellt ist auch die Lagerung der Andrückrolle 21 im Bereich ihres Drehlagers 210 in dem Gehäuseaufsatz 202, welches von einem Lagerabschnitt in einem Gehäuseabdeckteil 203 ergänzt ist, das auf dem Gehäuseaufsatz 202 stabil montiert ist. Die Andrückrolle 21 steht dabei durch einen schlitzartigen Ausschnitt aus dem Gehäuseaufsatz 202, insbesondere dem Gehäuseabdeckteil 203, radial nach außen mit einer Anrollfläche vor und weist in dem Drehlager 210 stabil gelagerte, beidseitig in Richtung der Rotationsachse (z-Richtung) vorstehende Abschnitte einer, vorzugsweise angeformten, Andrückrollenachse 211 auf. 2A and 2B show more details of the rolling tool 2 with the rolling head 20 and the drive unit 3, with FIG. 2B showing the rolling head 20 shown in FIG. 2A in an enlarged view, partially sectioned in the area of a piston / cylinder unit 230 of the piston - / cylinder arrangement 23 (see. Also Fig. 3, 4A and 4B) reproduces. 2A and 2B also show sections of a line arrangement 25 with line sections guided along the rolling tool 2 and connected to the piston / cylinder arrangement 23 for supplying hydraulic fluid, in particular hydraulic fluid or hydraulic oil. The pressure compensation container 24, its mechanical attachment to the rolling head 20 and connection means for connecting the pressure compensation container 24 to the line arrangement 25 are also shown. Furthermore, the coupling section 27 and the coupling of the rolling head 20 or the coupling section 27 via the gear 31 to the drive motor 30 can be seen. The bearing of the pressure roller 21 in the area of its pivot bearing 210 in the housing attachment 202, which is supported by a bearing section in FIG a housing cover part 203 is supplemented, which is stably mounted on the housing attachment 202. The pressure roller 21 protrudes through a slot-like cutout from the housing attachment 202, in particular the housing cover part 203, radially outward with a rolling surface and has in the pivot bearing 210 stably mounted, on both sides in the direction of the axis of rotation (z-direction) protruding sections of a, preferably molded, pressure roller axle 211 on.
Die x-Führung 260 weist vorliegend Führungen mit Linearlager bzw. Rollenumlaufeinheiten auf oder kann alternativ z. B. einerseits Gleitnuten und andererseits komplementär in diese eingreifende Gleitschienen, z. B. mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt aufweisen. Ähnlich weist auch die y-Führung vorliegend Führungen mit Linearlager bzw. Rollenumlaufeinheiten auf oder kann alternativ z. B. einerseits Gleitnuten und andererseits komplementär in diese eingreifende Gleitschienen aufweisen, wobei die x-Führung und die y-Führung bspw. jeweils zwei parallel zueinander verlaufenden Einheiten aus Gleitschiene und Gleitnut bzw. Rollelementen umfassen, womit sich eine hohe Stabilität der Führung unter schwimmender Lagerung ergibt, wobei der Auslenkweg so begrenzt ist, dass erforderliche Auslenkbereiche umfasst sind. In the present case, the x-guide 260 has guides with linear bearings or circulating roller units or, alternatively, can e.g. B. on the one hand sliding grooves and on the other hand complementary in this engaging slide rails, z. B. have a dovetail cross-section. Similarly, the y-guide in the present case also has guides with linear bearings or recirculating roller units or, alternatively, can e.g. B. on the one hand slide grooves and on the other hand complementary in these engaging slide rails, the x-guide and the y-guide, for example, each comprise two parallel units of slide rail and slide groove or rolling elements, which results in a high stability of the guide under floating mounting results, wherein the deflection is limited so that required deflection areas are included.
Das Motorgehäuse 32 umgibt mit seinem dem Anrollkopf 20 zugekehrten vorderen Abschnitt den der Antriebseinheit 3 zugekehrten hinteren Abschnitt des Koppelab schnitts 27, welcher in dem vorderen Abschnitt des Motorgehäuses 32 drehbar gelagert ist. Der Anrollkopf 20 ist somit über eine vom Antriebsmotor 30 rotierend ange triebene Antriebswelle, insbesondere über das Getriebe 31, in der Rohreinheit 1 um eine stabile Rotationsachse drehbar, wobei die Andrückrolle 21 mit der erforderlichen Andrückkraft auf der Innenseite des Innenrohrs 11 unter plastischer Verformung desselben zum Bilden der Auflageschicht abrollt. Die Vorschubstange 40 ist an dem von dem Anrollkopf 20 abgekehrten Endabschnitt des Motorgehäuses 32, insbesondere an dem stirnseitigen Ende desselben, starr befestigt und mit ihrem von der Antriebseinheit 3 abgekehrten Ende, vorzugsweise außerhalb des Großrohrs, mit einer (nicht dargestellten) Vorschubvorrichtung verbunden. Alternativ kann auch das Großrohr relativ zu dem Anrollwerkzeug 2 zum Erzeugen des Vorschubs axial bewegt werden. The motor housing 32 surrounds with its the rolling head 20 facing front portion of the drive unit 3 facing rear portion of the Koppelab section 27, which is rotatably mounted in the front portion of the motor housing 32. The rolling head 20 can thus be rotated about a stable axis of rotation in the tube unit 1 via a drive shaft driven in rotation by the drive motor 30, in particular via the gear 31, the pressure roller 21 with the required pressure force on the inside of the inner tube 11 with plastic deformation of the same for Forming the overlay layer unrolls. The feed rod 40 is rigidly attached to the end section of the motor housing 32 facing away from the rolling head 20, in particular to the front end thereof, and with its end facing away from the drive unit 3, preferably outside the large pipe, with a (not shown) feed device connected. Alternatively, the large pipe can also be moved axially relative to the rolling tool 2 in order to generate the feed.
Wie die Fig. 2A und 2B weiter zeigen, sind die mit dem rotierbaren Anrollkopf 20 und dem Koppelabschnitt 27 verbundenen, an der Kolben-/Zylinderanordnung 23 angeschlossenen Abschnitte der Leitungsanordnung 25 über eine Drehdurchführung 253 mit entlang dem Motorgehäuse 32 geführten, nicht mitrotierenden Abschnitten der Leitungsanordnung 25 fluidleitend verbunden. Hierzu sind in einem Übergangsbereich zwischen dem rotierenden Koppelabschnitt 27 und dem angrenzenden festste henden Teil der Antriebseinheit 3 zugeordnete umlaufende Kanalabschnitte in auch während der Rotation miteinander kommunizierende, nach außen abgedichtete, Verbindung gebracht, so dass eine störungsfreie Durchleitung des Hydraulikfluids von einer angeschlossenen Förderpumpe bzw. einem das Hydraulikfluid bereitstellenden Reservoir zu der Kolben-/ Zylinderanordnung 23 und gegebenenfalls aus der Kolben- /Zylinderanordnung 23 zurück gewährleistet ist. As FIGS. 2A and 2B further show, the sections of the line arrangement 25 connected to the rotatable rolling head 20 and the coupling section 27 and connected to the piston / cylinder arrangement 23 are via a rotary leadthrough 253 with non-rotating sections of the Line arrangement 25 connected in a fluid-conducting manner. For this purpose, in a transition area between the rotating coupling section 27 and the adjoining stationary part of the drive unit 3, associated circumferential channel sections are brought into connections that communicate with one another and are sealed to the outside, even during the rotation, so that a trouble-free passage of the hydraulic fluid from a connected feed pump or pump. a reservoir providing the hydraulic fluid to the piston / cylinder arrangement 23 and optionally back from the piston / cylinder arrangement 23 is guaranteed.
Wie die Fig. 2A und 2B des Weiteren erkennen lassen und insbesondere die Fig. 3 und 4A zeigen, weist die Kolben-/Zylinderanordnung 23 vorliegend zwei Kolben- /Zylindereinheiten 230, 231 auf, die in Richtung der Rotationsachse (z-Richtung) axial voneinander beabstandet sind und zwischen denen die Andrückrolle 21 und die (mindestens eine) Stützrolle 22 angeordnet sind, wobei z. B. zwei Stützrollen 22 in Umfangsrichtung unter gleichem Winkel gegenüber einer mittig durch die Andrückrolle 21 verlaufenden Diagonalen in der gleichen Querschnittebene versetzt sein können. Die mindestens eine Stützrolle 22 ist dabei mit ihrer Stützrollenachse 222 in dem Stützlagerteil 221 gelagert und steht durch einen entsprechenden Spalt aus dem Anrollgehäuse 200 bzw. der Gehäusebasis 201 soweit vor, dass sie beim Anrollvorgang ungehindert an der Innenfläche des Innenrohrs 11 abrollt. Dabei ist die Stützrole 22 vorteilhaft z. B. über mindestens ein Stützrollenlager 223 auf der Stützrollenachse 222 gelagert (vgl. Fig. 6). Mittels der Kolben-/Zylinderanordnung 23 wird der Andrückabschnitt 214 mit dem Gehäuseaufsatz 202 und dem Gehäuseabdeckteil 203 und der darin stabil drehbar gelagerten Andrückrolle 21 entgegen der Stützeinheit 220 mit der für den Anrollvorgang bzw. die plastische Verformung des Innenrohrs 11 erforderlichen Andrückkraft beaufschlagt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist jede Kolben-/Zylindereinheit 230, 231 als Doppelhub-Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet, bspw. jeweils mit Rundblockzylinder. Dabei wird das Hydraulikfluid in einen vorlaufseitigen Hydraulikraum über eine gemeinsame Vorlaufleitung 250 zugeführt und aus einem rücklaufseitigen Zylinderraum verdrängtes Hydraulikfluid über daran angeschlossene Leitungs- abschnitte in eine gemeinsame Rücklaufleitung 251 zurückgeführt, wie aus den Fig. 3, 4A und 4B näher ersichtlich. Diese Ausbildung mit den Doppelhub-Kolben- /Zylindereinheiten ergibt eine kompakte, stabile Ausgestaltung des Anrollkopfs 20 mit zuverlässiger, gut steuerbarer bzw. regelbarer Funktion, insbesondere gut steuerba rer bzw. regelbarer Andrückkraft über den gesamten Anrollbereich auch bei Unrund- heiten des Großrohrs. Alternativ ist auch eine Ausführung mit nur einer Doppelhub- Kolben-/Zyiindereinheit möglich. As FIGS. 2A and 2B also show and in particular FIGS. 3 and 4A show, the piston / cylinder arrangement 23 in the present case has two piston / cylinder units 230, 231 which are axially in the direction of the axis of rotation (z-direction) are spaced apart and between which the pressure roller 21 and the (at least one) support roller 22 are arranged, wherein z. B. two support rollers 22 can be offset in the circumferential direction at the same angle with respect to a diagonal running centrally through the pressure roller 21 in the same cross-sectional plane. The at least one support roller 22 is supported with its support roller axis 222 in the support bearing part 221 and protrudes through a corresponding gap from the roll-on housing 200 or the housing base 201 to such an extent that it rolls unhindered on the inner surface of the inner tube 11 during the rolling-on process. The support roller 22 is advantageous for. B. mounted on the support roller axle 222 via at least one support roller bearing 223 (see. Fig. 6). By means of the piston / cylinder arrangement 23, the pressure section 214 with the housing attachment 202 and the housing cover part 203 and the pressure roller 21, which is rotatably mounted in it, is applied against the support unit 220 with the pressure force required for the rolling process or the plastic deformation of the inner tube 11. In the exemplary embodiment shown, each piston / cylinder unit 230, 231 is designed as a double-stroke piston / cylinder unit, for example each with a round block cylinder. The hydraulic fluid is fed into a flow-side hydraulic chamber via a common flow line 250 and hydraulic fluid displaced from a return-side cylinder chamber is returned to a common return line 251 via line sections connected to it, as can be seen in more detail in FIGS. 3, 4A and 4B. This design with the double-stroke piston / cylinder units results in a compact, stable design of the rolling head 20 with a reliable, easily controllable or regulatable function, in particular easily controllable or controllable pressing force over the entire rolling area even with irregularities in the large pipe. Alternatively, a version with just one double-stroke piston / cylinder unit is also possible.
Wie die Fig. 3 und 4A im Einzelnen erkennen lassen, ist an die Leitungsanordnung 25, vorliegend die Vorlaufleitung 250, der Druckausgleichsbehälter 24 über einen zugeordneten Leitungsabschnitt so angeschlossen, dass der vorlaufseitige Zylinderraum der Kolben-/Zylinderanordnung 23 mit einem Hydraulikfluid aufnehmenden Raumbereich 241 des Druckausgleichsbehälters 24 kommunizierend verbunden ist. Der Hydraulikfluid aufnehmende Raumbereich 241 ist mittels einer fluiddichten Membran von einem in dem Druckausgleichsbehälter 24 ausgebildeten Gasdruck- raumbereich 240 getrennt, der unter vorgegebenem Gasdruck (vorzugsweise Stickstoff) gehalten wird. Auf diese Weise wird auch bei schwankendem Volumen der Hydraulikflüssigkeit in dem Hydraulikzylinder bspw. in Folge von Unrundheiten des Großrohrs stets ein Volumenausgleich bei gleichbleibendem Druck des Hydraulikfluids sichergestellt und damit auch ein gleichbleibender Andruck der Andrückrolle 21 bzw. eine gleichbleibende, auf die Innenseite des Innenrohrs 11 wirkende Andrückkraft beim Anrollvorgang unabhängig von Unrundheiten oder ähnlichen Einflüssen. As can be seen in detail in FIGS. 3 and 4A, the pressure equalization tank 24 is connected to the line arrangement 25, in this case the supply line 250, via an associated line section, so that the supply-side cylinder space of the piston / cylinder arrangement 23 with a hydraulic fluid receiving area 241 of the Pressure compensation tank 24 is communicatingly connected. The hydraulic fluid receiving space 241 is separated by means of a fluid-tight membrane from a gas pressure space area 240 formed in the pressure equalization container 24, which is kept under a predetermined gas pressure (preferably nitrogen). In this way, even when the volume of the hydraulic fluid in the hydraulic cylinder fluctuates, for example as a result of out-of-roundness in the large pipe, volume compensation is always ensured with the pressure of the hydraulic fluid remaining the same, and thus also a constant pressure of the pressure roller 21 or a constant pressure force acting on the inside of the inner tube 11 during the rolling process, regardless of out-of-roundness or similar influences.
Wie Fig. 3 weiter zeigt, kann die Leitungsanordnung 25 zusätzlich zu der Hydraulik fluidleitung mit einer Kühlluftleitung 252 versehen sein, um eine Kühlung des Anroll werkzeugs 2 bzw. betreffender Bereich des Großrohrs während des Einrollvorgangs zu bewirken. Auch die Kühlluftleitung 252 weist eine Drehdurchführung zwischen dem rotierenden Abschnitt des Anrollwerkzeugs 2 und dem feststehenden Abschnitt des Anrollwerkzeugs 2 auf, insbesondere im Bereich zwischen der Antriebswelle und dem Motorgehäuse 32 bzw. zwischen betreffenden aneinandergrenzenden rotieren den und feststehenden Teilen im Übergangsbereich zwischen Antriebseinheit 3 und Koppelabschnitt 27, wie vorstehend im Zusammenhang mit der Zuführung und Abführung der Hydraulikflüssigkeit ausgeführt. As FIG. 3 further shows, the line arrangement 25 can be provided with a cooling air line 252 in addition to the hydraulic fluid line in order to effect cooling of the rolling tool 2 or the relevant area of the large pipe during the rolling process. The cooling air line 252 also has a rotary leadthrough between the rotating section of the rolling tool 2 and the stationary section of the rolling tool 2, in particular in the area between the drive shaft and the motor housing 32 or between relevant adjacent rotating and stationary parts in the transition area between the drive unit 3 and the coupling section 27, as stated above in connection with the supply and discharge of the hydraulic fluid.
Die Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte Ausbildung der Andrückrolle 21 mit zwei seitlich abstehenden Abschnitten einer Andrückrollenachse 211 und darauf angebrachten beiderseitigen Schräglagern mit selbstzentrierender Anordnung. Dabei weisen die beiderseitigen Wälzkörper bezüglich einer Mittellängsebene schräg mit sich vergrößerndem Umfang gegeneinander gerichtete Lagerhälften auf. Die Schräglager werden in entsprechend angepasste, in dem Gehäuseaufsatz 202 und dem Gehäuseabdeckteil 203 ausgebildete Lagerflächen eingesetzt und ergeben eine sichere, stabile Lage rung beim Anrollen unter axialem Vorschub. Dabei ist die Anrollfläche der Andrückrolle 21 in besonderer Weise so ausgestaltet, dass sie in einem zentralen, radial am weitesten vorstehenden Umfangsbereich bezüglich der Drehachse parallel über eine Breite von z. B. 2 bis 6 mm verläuft (Abflachung 212) und dann beidseitig unter geringem Winkel von weniger als 20° oder weniger als 10° schräg (Abschrägung 213) oder gerundet nach außen über einen Bereich von z. B. 1 bis 3 cm abfällt und anschließend seitlich (übergehend über Rundungen) in steile Flanken (Seitenbereiche) unter einem Winkel zwischen 50° und 90° bezüglich der Achsrichtung abfällt und im weiteren Verlauf in die seitlichen Achsabschnitte übergeht. Dabei ist die Andrückrolle 21 in axialer Draufsicht radialsymmetrisch und bspw. auch bezüglich der axialen Erstreckung symmetrisch bezüglich einer Mittelquerebene ausgestaltet. Die an die Abflachung 212 anschließende Abschrägung 213 bzw. Abrundung ist so angepasst, dass sich beim Vorschub ein sicheres Einlaufen aus dem bereits angedrückten (plastisch verformten) Bereich des Innenrohrs 11 bzw. der Auflageschicht in den anzudrückenden bzw. vollständig anzudrückenden Bereich des Innenrohrs 11 ergibt. Dazu ist die Höhendifferenz (radialer Abstand) zwischen der Abflachung 212 und dem Über gang zwischen der Abschrägung 213 in die anschließende steile seitliche Flanke vorzugsweise etwas größer als die Einformtiefe beim Anrollvorgang. Die so ausgebildete und in dem Gehäuseaufsatz 202 des Anrollkopfs 20 gelagerte Andrückrolle 21 trägt wesentlich zu einem exakt steuerbaren oder regelbaren Einrollvorgang bei unter an Material des Innenrohrs 11 und Geometrie des Großrohrs angepasster An drückkraft und unter Steuerung bzw. Regelung der Vorschub- und Umlaufbewegung. 5 shows an advantageous embodiment of the pressure roller 21 with two laterally protruding sections of a pressure roller axis 211 and angular contact bearings on both sides with a self-centering arrangement. The rolling bodies on both sides have bearing halves that are directed towards one another at an angle with an increasing circumference with respect to a central longitudinal plane. The angular contact bearings are inserted into correspondingly adapted bearing surfaces formed in the housing attachment 202 and the housing cover part 203 and result in a secure, stable position when rolling on with an axial advance. The rolling surface of the pressure roller 21 is designed in a special way so that it is parallel in a central, radially furthest protruding circumferential area with respect to the axis of rotation over a width of z. B. 2 to 6 mm runs (flat 212) and then on both sides at a small angle of less than 20 ° or less than 10 ° obliquely (bevel 213) or rounded outwards over a range of z. B. 1 to 3 cm and then laterally (passing over curves) into steep flanks (side areas) at an angle between 50 ° and 90 ° with respect to the axial direction and then merges into the lateral axis sections. Here is the pressure roller 21 radially symmetrical in an axial plan view and, for example, also configured symmetrically with respect to the axial extent with respect to a central transverse plane. The bevel 213 or rounding that adjoins the flattened area 212 is adapted in such a way that, during the advance, there is a safe run-in from the already pressed (plastically deformed) area of the inner tube 11 or the support layer into the area of the inner tube 11 that is to be pressed or completely pressed . For this purpose, the difference in height (radial distance) between the flat 212 and the transition between the bevel 213 in the subsequent steep lateral flank is preferably somewhat greater than the molding depth during the rolling process. The pressure roller 21 formed in this way and mounted in the housing attachment 202 of the rolling head 20 contributes significantly to an exactly controllable or regulatable rolling process under pressure force adapted to the material of the inner tube 11 and the geometry of the large tube and under control or regulation of the feed and rotary movement.
Fig. 6 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Stützrolle 22. Die auf der Innenfläche des Innenrohrs 11 während des Einrollvorgangs abrollende, in axialer Draufsicht kreisförmige (s. linke Darstellung) Stützfläche 223 (Stützrollenlauffläche) ist in ihrer axialen Ausdehnung, wie die rechte Darstellung in Fig. 6 zeigt, deutlich (z. B. mindestens zweimal) größer als die Anrollfläche bzw. Kontaktfläche der Andrückrolle 21, so dass beim Einrollvorgang eine stabile Abstützung auf der Innenfläche des Innenrohrs 11 sichergestellt ist. Die Stützfläche 24 besitzt in ihrer axialen Erstreckung eine flache Form und verläuft parallel zur Drehachse der Stützrolle 22 bzw. des Anrollkopfs oder weist in axialer Richtung eine Rundung mit sehr großem Radius auf, so dass sich die deutlich größere axial ausgedehnte Stützfläche 224 gegenüber der Anrollfläche ergibt. In Vorschubrichtung verjüngt sich die Stützfläche 224 in einem Randbereich, der etwa ein Drittel oder ein Viertel oder weniger an der gesamten axialen Ausdehnung der Stützrolle 22 umfasst, stetig über eine Schräge 225 (kegelabschnittsförmig bzw. konisch) oder über eine leichte Rundung, um in die vorschubseitige (erste) Seitenfläche der Stützrolle 22 (vorzugsweise mit geringem Rundungsradius) überzugehen, wodurch der Vorschub beim Anrollen des Innenrohrs 11 be- günstig† wird. Die von der Vorschubseite abgekehrte (zweite) Seitenfläche der Stützrolle 22 geht unmittelbar über eine Rundung (mit geringem Rundungsradius) in die von der vorschubseitigen Seitenfläche abgelegene zweite Seitenfläche über. Beide Seitenflächen der Stützrolle 22 sind beispielsweise eben ausgebildet und orthogonal zur Drehachse der Stützrolle 22 gerichtet. Zur stabilen Lagerung auf der Stützrollen achse 222 ist die Stützrolle 22 mit zwei axial nebeneinander angeordneten Stützrollenlagern 222 (Stützrollenwälzlager oder Stützrollenkugellager) versehen. 6 shows an advantageous embodiment of the support roller 22 6 shows, clearly (for example, at least twice) larger than the rolling surface or contact surface of the pressure roller 21, so that stable support on the inner surface of the inner tube 11 is ensured during the rolling-in process. The support surface 24 has a flat shape in its axial extension and runs parallel to the axis of rotation of the support roller 22 or the rolling head or has a rounding with a very large radius in the axial direction, so that the significantly larger axially extended support surface 224 results compared to the rolling surface . In the feed direction, the support surface 224 tapers in an edge area that comprises about a third or a quarter or less of the entire axial extent of the support roller 22, continuously over a bevel 225 (conical section-shaped or conical) or over a slight curve in order to get into the (first) side surface of the support roller 22 on the feed side (preferably with a small radius of curvature), whereby the feed rate when the inner tube 11 rolls on becomes cheap †. The (second) side surface of the support roller 22 facing away from the feed side merges directly via a rounding (with a small radius of curvature) into the second side surface remote from the feed side surface. Both side surfaces of the support roller 22 are, for example, flat and oriented orthogonally to the axis of rotation of the support roller 22. For stable mounting on the support roller axis 222, the support roller 22 is provided with two support roller bearings 222 (support roller roller bearings or support roller ball bearings) arranged axially next to one another.
Die genannten, über die Vorrichtung gemäß der eingangs genannten WO 2016/142162 A1 hinausgehenden Maßnahmen führen zu einer wesentlichen Optimierung des Einrollprozesses in Folge exakter Steuerung bzw. Regelung der Andruckkraft und der Anrollvorgänge und damit auch zu einer wesentlichen Verbesserung der Beschichtungsqualität. The measures mentioned, which go beyond the device according to WO 2016/142162 A1 mentioned at the beginning, lead to a significant optimization of the curling process as a result of exact control or regulation of the pressure force and the rolling processes and thus also to a significant improvement in the coating quality.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Anrollvorrichtung zum Aufbringen einer Auflageschicht (11) auf der Innenseite einer Trägerschicht (10) eines metallischen Großrohrs mittels einer Andrückrolle (21), welche drehbar und mittels einer gesteuerten oder geregelten, eine Kol- ben-/Zylinderanordnung (23) aufweisenden Kraftbeaufschlagungseinheit unter Ausübung einer Andrückkraft radial in x-Richtung verstellbar in einem Andrückabschnitt (214) eines rotierbaren Anrollkopfs (20) gelagert und mittels einer in diesem vorhandenen Stützeinheit (220) beim Anrollen der Auflageschicht (11) gegen die Innenseite des Großrohrs abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kolben-/Zylindereinheit (230, 231) umfassende Kol- ben-/Zylinderanordnung (23) über eine Leitungsanordnung (25), die eine Vorlaufleitung (250) und eine Rücklaufleitung (251) aufweist, an ein Hydraulikfluid, insbesondere Hydraulikflüssigkeit, beinhaltendes Reservoir angeschlossen ist, wobei das Hydraulikfluid mittels einer Steuerungs- oder einer Regelungseinrichtung unter Einhaltung einer vorgegebenen Andrückkraft der Kolben- /Zylinderanordnung (23) zuführbar oder aus dieser abführbar ist. 1. Roll-on device for applying a support layer (11) on the inside of a carrier layer (10) of a large metal pipe by means of a pressure roller (21), which is rotatable and by means of a controlled or regulated, a piston / cylinder arrangement (23) having a force application unit under Applying a pressing force adjustable radially in the x-direction is supported in a pressing section (214) of a rotatable rolling head (20) and is supported against the inside of the large pipe by means of a support unit (220) present in this when the supporting layer (11) is rolled on, characterized in that that the piston / cylinder arrangement (23) comprising at least one piston / cylinder unit (230, 231) is connected to a hydraulic fluid, in particular hydraulic fluid, via a line arrangement (25) which has a flow line (250) and a return line (251) , containing reservoir is connected, the hydraulic fluid by means of a control or a Reg treatment device can be fed to or removed from the piston / cylinder arrangement (23) while maintaining a predetermined pressing force.
2. Anrollvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kolben-/Zylindereinheit (230, 231) als Doppelhub- Kolben-/Zylindereinheit mit zwei Hubkolben ausgebildet ist, von denen einer über den Andrückabschnitt (214) des Anrollkopfs (20) mit der Andrückrolle (21) gekoppelt ist und der andere mit der Stützeinheit (220) gekoppelt ist. 2. Rolling device according to claim 1, characterized in that the at least one piston / cylinder unit (230, 231) is designed as a double-stroke piston / cylinder unit with two reciprocating pistons, one of which over the pressing section (214) of the rolling head (20) is coupled to the pressure roller (21) and the other is coupled to the support unit (220).
3. Anrollvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eingangsseitig zwischen den beiden Hubkolben der jeweiligen Kolben- /Zylindereinheit (230, 231) eine gemeinsame Vorlaufleitung (250) und aus gangsseitig der beiden Hubkolben der jeweiligen Kolben-/Zylindereinheit (230, 231) Anschlüsse zu einer gemeinsamen Rücklaufleitung (251) geführt sind. 3. Rolling device according to claim 2, characterized in that on the input side between the two reciprocating pistons of the respective piston / cylinder unit (230, 231) a common feed line (250) and from the input side of the two reciprocating pistons of the respective piston / cylinder unit (230, 231) Connections are led to a common return line (251).
4. Anrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein zweier Kolben-/Zylindereinheiten (230, 231) beide an eine gemeinsame Vorlaufleitung (250) und eine gemeinsame Rücklaufleitung (251) angeschlossen sind. 4. Rolling device according to one of the preceding claims, characterized in that when two piston / cylinder units (230, 231) are present, both are connected to a common flow line (250) and a common return line (251).
5. Anrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-/Zylinderanordnung (23), insbesondere vorlaufseitig, fluitleitend an einen Druckausgleichsbehälter (24) zum Variieren des Fluidvolumens in der Kolben-/Zylinderanordnung (23) bei gleichbleibendem Fluiddruck und damit gleichbleibender vorgegebener Andrückkraft angeschlossen ist, wobei in dem Druckausgleichsbehälter (24) ein Fluid aufnehmender Raumbereich (241) mittels einer flexiblen Abtrennung fluiddicht von einem unter vorgegebenem Druck stehenden Gasdruckraumbereich (240) getrennt ist. 5. Rolling device according to one of the preceding claims, characterized in that the piston / cylinder arrangement (23), in particular on the supply side, is fluid-conducting to a pressure compensation container (24) for varying the fluid volume in the piston / cylinder arrangement (23) with constant fluid pressure and thus constant predetermined pressing force is connected, wherein in the pressure equalization container (24) a fluid-receiving space area (241) is separated by means of a flexible partition in a fluid-tight manner from a gas pressure space area (240) under a predetermined pressure.
6. Anrollvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-/Zylinderanordnung (23) über die Leitungsanordnung (25), insbesondere die Vorlaufleitung (250), mit dem Druckausgleichsbehälter (24) verbunden ist. 6. Rolling device according to claim 5, characterized in that the piston / cylinder arrangement (23) is connected to the pressure compensation tank (24) via the line arrangement (25), in particular the feed line (250).
7. Anrollvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichsbehälter (24) an dem Anrollkopf (20) mit diesem mit drehbar befestigt ist. 7. Rolling device according to claim 5 or 6, characterized in that the pressure equalization container (24) is rotatably attached to the rolling head (20) with this.
8. Anrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anrollkopf (20) über einen Koppelabschnitt (27) rotierbar, insbesondere über ein Getriebe (31), an eine Antriebswelle eines Antriebsmotors (30) an- geschlossen ist, welcher mit einem bezüglich des Großrohrs drehfesten Motorgehäuse (32) an einer ebenfalls bezüglich des Großrohrs drehfesten, in z- Richtung erstreckten Vorschubstange (40) angebracht ist, über welche der Antriebsmotor (30) mit dem Koppelabschnitt (27) und dem Anrollkopf (20) in dem Großrohr axial vorschiebbar ist. 8. rolling device according to one of the preceding claims, characterized in that the rolling head (20) via a coupling section (27) rotatable, in particular via a gear (31), is connected to a drive shaft of a drive motor (30) which is connected to a The motor housing (32), which is non-rotatable with respect to the large pipe, is attached to a feed rod (40) which is also non-rotatable with respect to the large pipe and extends in the z-direction, via which the drive motor (30) with the coupling section (27) and the rolling head (20) in the large pipe can be advanced axially.
9. Anrollvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlaufleitung (250) und die Rücklaufleitung (251) über eine Drehdurchführung (253) zwischen dem Anrollkopf (20) und dem Motorgehäuse (32) geführt sind. 9. rolling device according to claim 8, characterized in that the flow line (250) and the return line (251) are guided via a rotary feedthrough (253) between the rolling head (20) and the motor housing (32).
10. Anrollvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dass das Motorgehäuse (32) mit einem umlaufenden Stützring (33) versehen ist, mittels dessen es im Innern des Großrohrs unter Gleitreibung axial ver- schiebbar abstützbar ist. 10. Rolling device according to claim 8 or 9, that the motor housing (32) is provided with a circumferential support ring (33), by means of which it can be axially displaceably supported in the interior of the large pipe under sliding friction.
11. Anrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppelabschnitt (27) mit einer Gleitlagerung versehen ist, die als y- Führung radial zur Achse der Vorschubstange (40) und rechtwinklig zur x- Richtung ausgebildet ist. 11. Rolling device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the coupling section (27) is provided with a sliding bearing which is designed as a y-guide radially to the axis of the feed rod (40) and at right angles to the x-direction.
12. Anrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückrolle (21) in axialer Draufsicht radialsymmetrisch geformt und auf ihrer äußeren, im Querschnitt kreisförmigen Umfangsfläche in einer axial erstreckten Mittellängsebene einen flachen achsparallelen Anwälzabschnitt aufweist, welcher im Längsschnitt - vorzugsweise beidseitig - über die gesamte Umfangsfläche unter geringem Winkel kleiner als 20° bezüglich der Drehachs- richtung gerundet oder schräg auf geringeren Radius abfällt und beidseitig - vorzugsweise gerundet - in steil unter einem Seitenwinkel zwischen 70° und 90° abfallende Seitenbereiche übergeht, die in sich beidseitig axial erstreckende Achsabschnitte auslaufen. 12. Rolling device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure roller (21) is shaped radially symmetrically in an axial plan view and has a flat, axially parallel rolling section on its outer, circular in cross-section circumferential surface in an axially extending central longitudinal plane, which in longitudinal section - preferably on both sides - Rounded over the entire circumferential surface at a small angle less than 20 ° with respect to the direction of the axis of rotation or sloping down to a smaller radius and on both sides - preferably rounded - merges into side areas steeply sloping at a side angle between 70 ° and 90 °, which are axially extending on both sides Axle sections run out.
13. Anrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anrollkopf (20) ein Anrollgehäuse (200) mit einer Gehäusebasis (201), das die Stützeinheit (220) umfasst, und mit einem Gehäuseaufsatz (202) auf weist, das den Andrückabschnitt (214) umfasst, und dass die Gehäusebasis (201) und der Gehäuseaufsatz (202) mit komplementären, gleitend ineinander gelagerten Abschnitten einer als x-Führung ausgebilde ten Gleitführung versehen sind. 13. Rolling device according to one of the preceding claims, characterized in that the rolling head (20) has a rolling housing (200) with a housing base (201) which comprises the support unit (220), and with a housing attachment (202) that has the Comprises pressing section (214), and that the housing base (201) and the housing attachment (202) are provided with complementary, slidingly nested sections of a sliding guide designed as an x-guide.
14. Anrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-/Zylinderanordnung (23) zwei axial voneinander beabstandete, jeweils radial in x-Richtung wirkende Kolben-/Zylindereinheiten (230, 231) um- fasst und dass die Andrückrolle (21) zwischen den beiden Kolben-/Zylindereinheiten (230, 231) angeordnet ist. 14. Rolling device according to one of the preceding claims, characterized in that the piston / cylinder arrangement (23) comprises two axially spaced apart piston / cylinder units (230, 231) each acting radially in the x direction and that the pressure roller ( 21) is arranged between the two piston / cylinder units (230, 231).
15. Anrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinheit (220) mindestens eine beim Anrollen unmittelbar an der Innenseite des Großrohrs entgegen der Andrückkraft der Andrückrolle (21) wirkende Stützrolle (22) aufweist. 15. Rolling device according to one of the preceding claims, characterized in that the support unit (220) has at least one support roller (22) which acts directly on the inside of the large pipe against the pressing force of the pressure roller (21) when rolling.
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