DE2258359A1 - Mechanischer rohrexpander zum schrittweisen aufweiten von stahlrohren - Google Patents

Description

MANNESMANN-MEER AG, Mönchengladbach , Ohler Kirchweg 66

"Mechanischer Rohrexpander zum schrittweisen Aufweiten von Stahlrohren"

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Rohrexpander zum schrittweisen Aufweiten von Stahlrohren, dessen Werkzeugkopf aus einem pyramidischen Vielkant und auf dessen Mantelflächen aufgesetzten, in radialer Richtung verschieblichen Segmenten besteht, wobei die Segmente über einen hohlen Holm art einem Zylinder abgestützt sind und der Vielkant über eine im hohlen Holm angeordnete Zugstange mit dem im Zylinder hydraulisch verschiebbare^ Kolben verbunden ist, dessen Dcuckmittelzufuhr selbsttätig über einen, in Abhängigkeit von der Stellung der den Vielkant tragenden Zugstange betätigten Endschalter abschaltbar ist.

Die Erfindung geht dabei von dieser in der Praxis heuteüblichen Ausführung aus, d.h. von einem Rohrexpander, wie er etwa in der US-PS 2 780 271 niedergelegt ist.

Die Erfindung befaßt sich im besonderen mit der Beendigung des Aufweitvorganges je Aufweitschritt, die bisher an dem dem Werkzeugkopf abgekehrten Ende der Zugstange abgegriffen wurde. An der Stellung der Zugstange bzw. an der Stelle des Kolbens im Zylinder war bisher erkennbar,welche jeweilige Stellung die Segmente eingenommen hatten. Es ist dabei in Kauf genommen worden, daß durch die beim Aufweithub auftretende Dehnung der Zugstange eine gewisse Ungenauigkeit auftrat, indem die Zugstange an ihrem Ende ihre Endlage bereits erreicht haben konnte, obwohl die Segmentenoch nicht die volle aufweitende Radial bewegung ausgeführt haben. · . ■

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Da die Entwicklung auf dem Gebiete der Fernleitungen für Erdöl und insbesondere Erdgas inzwischen zu Rohrleitungen geführt haben, die derzeit bis zu einem Durchmesser von etwa 2 m gehen können , hat man sich bemüht, den Materialaufwand so gering wie möglich zu halten und ist daher zu Rohrwerkstoffen hoher Festigkeit übergegangen. Daneben sind, um die Verlegearbeit wirtschaftlicher gestalten zu können inzwischen auch die Rohreinzel längen erheblich erhöht worden und es sind heute bereits Rohreinzel längen von 20 bis 22 m im Gespräch. Die derzeit aufzuweitenden Rohreinzel längen liegen bei 18,5 m. Ein hierfür geeigneter Rohrexpander, der üblicherweise als Zwei kopf expander ausgeführt wird hat also je Expanderkopf eine Rohrlänge von etwa 9,25 m zu bewältigen. Dies führt zu Zugstangenlängen, die über 9,25 m liegen. Auf Grund dieser großen Zugstangenlängen ergeben die beim Aufweiten auftretenden erheblichen Zugspannungen in der Zugstange Dehnungen, die die durch das Zugstangenende indirekt angezeigte Stellung der Segmente nicht mehr exakt wiedergeben.

Bei der schrittweisen Aufweitung von Grofirohren mittels mechanischer Expander soll jedoch nicht nur ein Aufweiten überhaupt erfolgen, sondern es muß der nach dem Aufweiten vorliegende Innendurchmesser des Großrohres über dessen Länge gleichbleibend sein. Wäre bei einer bestimmten Rohrabmessung die Zugbelastung auf die Zugstange und die Kolbenstange immer gleich, so könnte die Dehnung dieses Teiles bzw. dieser Teile am Endschalter durch eine entsprechende Eichkurve berücksichtigt werden. Die Bleche, aus denen die Großrohre hergestellt werden haben aber Dickentoleranzen geringfügigerFestigkeitsunterschiede über ihre Länge und untereinander, woraus sich unterschiedliche Aufweitkräfttund somit unterschiedliche Dehnungen der Zugstange und der Kolbenstange ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, daß auf Grund dieser Unregelmäßigkeiten mögliche ungenaue Abschalten des Aufweitvorganges und daraus resultierende Unrelgemäßigkeiten im Innendurchmesser der aufzuweitenden Rohre zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß die Zugstange, die durchgehende Kolbenstange des Kolbens und der Kolben selbst in an sich bekannter Weise eine durchgehende Bohrung aufweisen und daß eine Schaltstange vorgesehen ist, die mit Spjel in der Bohrung liegt und an ihrem einen Ende mit dem Werkzeugkopfende iac der Zugstange fest verbunden ist und deren freies Ende aus der Bohrung ragt, wobei im Bereich der Bewegungsbahn des freien Endes der Schaltstange der von

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dieser betätigte Endschalter angeordnet ist.

Dur ch die Erfindung wird eine Übertragung der jeweiligen Stellung des Vielkantes und damit der jeweiligen Stellung der Segmente vom Werkzeugkopf bis zu der am entgegengesetzten Ende liegende Abschaltvorrichtung über ein von Zugspannungen und damit von unkontrollierbaren Dehnungen freies Element, nämlich die Schaltstange erreicht. Damit kann der Abschalt Vorgang exakt bestimmt werden und die in einem Rohr und in mehreren Rohren zueinander vorliegenden Toleranzunterschiede haben keinen Einfluß mehr. Die Schaltstange selbst kann ein Rohr sein und gleichzeitig der Zu- oder Abfuhr eines durch die Bohrung ab- oder zugeführten Schmier- und/oder Kühlmittels dienen. Durch eine Überwachung und ggf. Kcnstantregelung der Temperatur des Schmier- oder Kühlmittels läßt sich darüber hinaus sicherstellen, daß die Schaltstange selbständig eine gleichbleibende Temperatur hat, so daß auch Dehnungen, die aus unterschiedlichen Umgebungstemperaturen resultieren könnten, ganz ausgeschaltet werden.

Die beiliegenden Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigt

Figur 1 einen mechanischen Rohrexpander inseiner Aufweitstellung

Figur 2 den mechanischen Rohrexpander nach Figur 1 in seiner zweiten Endstellung zwischen zwei Aufweitschritten

Der in den Figuren dargestellte Rohrexpander zeigt einen feststehenden Zylinder 1, einen im Zylinder 1 hydraulisch verschiebbaren Kolben 2, ein Kupplungsgehäuse 3, einen hohlen Holm 4, eine Zugstange 5, ein Zwischenstück 6 und den Werkzeugkopf, der aus einem pyramidischen Vielkant 7 und auf dessen Mantelflächen aufgesetzten, in radialer Richtung verschieb liehen Segmenten 8 besteht. Die Segmente sind über den hohlen Holm 4 und das Kupplungsgehäuse 3 an dem Zylinder 1 abgestützt, während der Vielkant 7 über die im hohlen Hdm 4 angeordnete Zugstange 5 mit dem Kolben des Zylinders 1 verbunden ist. Der Verbindung des Vielkants 7 mit der Zugstange 5 dient eine Zugstangenmutter 9. Die Zugstange 5 wiederum ist mit der Kolbenstange des Kolbens 2 über eine Kupplung 10 verbunden.

Die Zugstange 5, die Kupplung 10, die Kolbenstange und der Kolben 2 sowie der Boden des Zylinders 1 weisen eine durchgehende Bohrung 22 auf, in der eine

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Schaltstange 16 vorgesehen ist. Die Schaltstange 16 ist mit Spiel in der Bohrung 22 angeordnet und an ihrem einen Ende mit dem Werkzeugkopfende der Zugstange 5 fest und damit mittelbar mit dem Vielkant 7 verbunden und ihr freies Ende ragt aus der Bohrung 22. Im Bereich der Bewegungsbahn des freien Endes der Schaltstange 16 ist ein von dieser betätigter Endschalter 19 angeordnet. Um den Endschalter 19 betätigen zu können ist an der Schaltstange 16 eine Nocke 17 angebracht. Um auch für die andere Endlage der Zugstange ein Signal zu erhalten ist ein weiterer Schalter 20 vorgesehen.

Der Endschalter 19 und der Schalter 20 sind hier auf einem Haltelemente 21 in Richtung der Zugstangenachse verschieden feststellbar, d.h. verschieblich befestigt, um sie einstellen zu können, wenn der Werkzeugkopf, d.h. die TeileJ und 8 ausgewechselt werden und durch auf eine andere Rohrdymension abgestimmte ersetzt werden.

¹ Patentansprüche'

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Claims (2)

Fall 8678 Pat entansprüche

1.)Mechanischer Rohrexpander zum schrittweisen Aufweiten von Stahlrohren, dessen Werkzeugkopf aus einem pyramidisehen Vielkant und auf dessen. Mantelflächen aufgesetzten in radialer Richtung verschieblichen Segmenten besteht, wobei die Segmente über einen hohlen Holm an einem Zylinder abgestützt sind und der Vielkant über eine im hohlen Holm angeordnete Zugstange mit dem imZylinder hydraulisch verschiebbaren Kolben verbunden ist, dessen Druckmittelzufuhr selbsttätig über einen, in Abhängigkeit von der Stellung der den Vielkant tragenden Zugstange bestätigten Endschalter abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zugstange (5)^die Kolbenstange des Kolbens und der Kolben (2) sowie der Boden des Zylinders (1) in an sich bekannter Weise eine durchgehende Bohrung (22) aufweisen und daß eine Schaltstange (16) vorgesehen ist, die mit Spiel in der Bohrung (22) liegt und an ihrem einen Ende mit dem Werkzeugkopfende der Zugstange (5) fest verbunden ist und deren freies Ende aus der Bohrung (22) ragt, wobei im Bereich der Bewegungsbahn des freien Endes der Schaltstange (16) der von dieser betätigte Endschalter (19) angeordnet ist»

2. Rohrexpander nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstange ein Rohr ist und gleichzeitig der Zu- oder Abfuhr eines durch die Bohrung ab- oder zugeführten Schmier- und/oder Kühlmittels dient»

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