DE1550004C

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Publication number: DE1550004C
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum einseitigen Verschließen und Einspannen von Hohlkörpern, insbesondere von Rohren bei Druckproben, mit das Rohr umfassenden, zum Einspannen axial beweglichen Spannsegmenten, die sich mit ihren äußeren Schrägflächen an ein sie umschließendes Gehäuse abstützen, in dessen Ringraum ein am Rohr anliegender Dichtungsring angeordnet ist, der unter der Einwirkung des Druckmittels über einen Druckring auf die innere Stirnfläche der Spannsegmente einwirkt.The invention relates to a device for one-sided locking and clamping of Hollow bodies, in particular pipes in pressure tests, with the pipe encompassing, for clamping axially movable clamping segments, which with their outer inclined surfaces on a housing enclosing them support, in the annulus of which a sealing ring adjacent to the pipe is arranged, which is below the action of the pressure medium via a pressure ring on the inner face of the clamping segments acts.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Abpressen von Rohren wird auf das Rohrende ein Dicht- und Einspannkopf aufgesetzt, der einen Spannkonus und ein entsprechend konisches, axial verschiebliches sowie mit Schneidflächen versehenes Spannelement aufweist. Das Spannelement wird sowohl unter der Wirkung des Abpreßmittels als auch durch einen am Dichtkopf axial verschiebbaren Druckteil gegen den Spannkonus und die Rohrwandung gepreßt, wobei das ao Spannelement aus einem oder mehreren einteiligen, geschlitzten Schneidringen besteht und der axial verschiebbare Druckteil eine Spannmutter ist.In a known device for pressing off pipes, a sealing and sealing device is applied to the pipe end Clamping head put on, the one clamping cone and a correspondingly conical, axially displaceable as well having clamping element provided with cutting surfaces. The clamping element is both under the effect of the pressing means as well as by a pressure part axially displaceable on the sealing head against the clamping cone and the pipe wall is pressed, wherein the ao clamping element consists of one or more one-piece, slotted cutting rings and the axially displaceable pressure part is a clamping nut.

Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist, daß die Schneidringe mit Schneidkanten versehen sein müssen, die sich in die Rohrwandung eindrücken, sobald der Druck des Druckmittels entsprechend ansteigt. Hinzu kommt, daß nach dem Druckabbau ein selbsttätiges Lösen der Schneidringe vom Rohr nicht möglich ist. Bei einem Ausführungsbeispiel nach diesem Vorschlag muß die Spannmutter durch den Bedienungsmann gelöst werden, während nach einem weiteren Ausführungsbeispiel für das Lösen der Schneidringe vom Rohr eine hydraulische Hilfskraft notwendig ist. In beiden Fällen müssen somit die das Rohr einspannenden Schneidringe nach dem Prüfvorgang entweder von Hand oder durch besondere Hilfsmittel vom Rohr gelöst werden. Außerdem ist eine Beschädigung der Rohroberfläche an der Einspannstelle unvermeidlich.The disadvantage of this known device is that the cutting rings are provided with cutting edges must be that press into the pipe wall as soon as the pressure of the pressure medium increases accordingly. In addition, after the pressure has been reduced, the cutting rings do not automatically come loose from the pipe is possible. In an embodiment according to this proposal, the clamping nut has to be carried out by the operator be solved, while according to a further embodiment for solving the Cutting rings from the pipe requires hydraulic assistance. In both cases, the Cutting rings clamping the pipe after the test process either by hand or by special means Aids can be detached from the pipe. In addition, there is damage to the pipe surface at the clamping point inevitable.

Weiterhin ist eine Vorrichtung zum zeitweiligen Verschließen von Rohrenden bei Druckproben bekannt, bei der das Spannelement aus einer das Rohr umschließenden, aus Segmenten zusammengesetzten Spannzange mit konischen Außenflächen besteht, die durch eine sie umfassende Spannbüchse mit konischer Innenbohrung gegen die Außenwandung des Rohres gepreßt wird. Auch in diesem Fall müssen die Spannsegmente innen mit Schneidkanten versehen werden, damit sie sich am Rohr festklammern können. In dem Ringraum der die Spannzange umfassenden Spannbüchse ist ein am Rohr anliegender Dichtungsring angeordnet, der unter der Einwirkung des Druckmittels auf die innere Stirnfläche der Spannsegmente einwirkt. Um eine genügend große Spannkraft zu erhalten, liegt der Winkel der konischen Flächen von Spannzange und Spannbüchse im Bereich der Selbsthemmung. Dadurch bedingt ist bei höheren Drücken wiederum die Spannkraft so groß, daß ein selbsttätiges Lösen der Spannzange vom Rohr nach dem Druckabbau sehr oft nicht möglich ist.Furthermore, a device for temporarily closing pipe ends during pressure tests is known, in which the clamping element is composed of segments that surround the tube There is a collet with conical outer surfaces, which is surrounded by a clamping sleeve with a conical Inner bore is pressed against the outer wall of the pipe. In this case too, the clamping segments be provided with cutting edges on the inside so that they can cling to the pipe. By doing In the annular space of the clamping sleeve surrounding the collet, a sealing ring resting on the pipe is arranged, which acts under the action of the pressure medium on the inner face of the clamping segments. In order to obtain a sufficiently large clamping force, the angle of the conical surfaces is from Collet and collet in the area of self-locking. This is due to higher pressures turn the clamping force so great that an automatic loosening of the collet from the pipe after Pressure reduction is very often not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine einwandfreie Abdichtung und Einspannung der Rohrenden beim Druckaufbau sowie ein selbsttätiges Lösen der Spannsegmente nach Druckabbau mit Sicherheit gewährleistet. Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, die Spannsegmente über Keilstücke am Gehäuse abstützen zu lassen, wobei die Größe des Winkels der inneren Keilfläche der Keilstücke unterhalb der Selbsthemmung, die Größe des Winkels der äußeren Keilfläche der Keilstücke oberhalb der Selbsthemmung liegt. Dadurch wird erreicht, daß einmal die erforderliche Spannkraft zum festen Einspannen der Rohre mit Sicherheit gegeben ist, ohne daß die Änlageflächen der Spannsegmente mit Schneidkanten versehen sein müssen, und daß zum anderen ein selbsttätiges Lösen der Spannsegmente nach Druckabbau sichergestellt ist.The invention is based on the object of creating a device that provides a perfect seal and clamping of the pipe ends during pressure build-up as well as automatic loosening of the clamping segments guaranteed after pressure reduction. To solve this problem, according to the Invention proposed to have the clamping segments supported on the housing via wedge pieces, wherein the size of the angle of the inner wedge surface of the wedge pieces below the self-locking, the size of the angle of the outer wedge surface of the wedge pieces is above the self-locking. This achieves that once the clamping force required to firmly clamp the pipes is given with certainty is without the Änlageflächen the clamping segments must be provided with cutting edges, and that on the other hand, an automatic loosening of the clamping segments is ensured after the pressure has been reduced.

Da sowohl die Spannsegmente als auch die Keilstücke sich beim Druckaufbau axial und etwas außerhalb des Gehäuses bewegen, müssen sie nach Druckabbau wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt werden·. Dies kann durch den Bedienungsmann von Hand geschehen. Um aber Spannsegmente und Keilstücke nach dem Druckabbau selbsttätig wieder in ihre Ausgangsstellung zum Einspannen der Rohre zurückzubringen, sind Spannsegmente und Keilstücke nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch Federn entsprechend belastet, d. h., beim Einspannen, wenn Spannsegmente und Keilstücke sich axial vorbewegen, führen sie diese Bewegung gegen die Kraft von Federn aus. Nach dem Druckabbau werden sie dann durch die Kraft dieser Federn wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt.Since both the clamping segments and the wedge pieces are axially and slightly outside when the pressure is built up move the housing, they must be returned to their original position after the pressure has been reduced will·. This can be done manually by the operator. But about clamping segments and wedge pieces after the pressure has been reduced, it automatically returns to its starting position for clamping the pipes bring back are clamping segments and wedge pieces according to a further feature of the invention Springs loaded accordingly, d. i.e. when clamping, when clamping segments and wedge pieces move axially, perform this movement against the force of springs. After depressurization, they will then returned to their original position by the force of these springs.

Um ein Zusammenfallen der Spannsegmente nach dem Ausführen des Rohres zu verhindern, sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Spannsegmente an den Keilstücken gleitend geführt. Für diesen Zweck sind die Spannsegmente mit seitlichen Vorsprüngen versehen, die an den Keilstücken vorgesehene Ansätze übergreifen. Die Spannsegmente werden somit von den Keilstücken getragen, die sich mit ihrem innenliegenden Ende auf einem im Gehäuse vorgesehenen radialen Vorsprung abstützen.In order to prevent the clamping segments from collapsing after the pipe has been run out, Another feature of the invention, the clamping segments slidably guided on the wedge pieces. for For this purpose, the clamping segments are provided with lateral projections which are provided on the wedge pieces Overarching approaches. The clamping segments are thus carried by the wedge pieces that are with support their inner end on a radial projection provided in the housing.

Aufbau und Wirkungsweise der Vorrichtung ist an Hand der Zeichnungen, die in den F i g. 1 bis 4 ein Ausführungsbeispiel zeigen, nachstehend näher erläutert. Structure and mode of operation of the device is based on the drawings shown in FIGS. 1 to 4 a Show embodiment, explained in more detail below.

Fig. 1, die einen Schnitt nach der Linie A-B von F i g. 4 darstellt, zeigt die Spannsegmente und Keilstücke mit einem eingeführten Rohrende in der Ausgangsstellung; inFig. 1, which is a section along the line AB of F i g. Figure 4 shows the clamping segments and wedges with an inserted pipe end in the starting position; in

Fig. 2 sind Spannsegmente und Keilstücke in Klemmstellung wiedergegeben;Fig. 2 shows clamping segments and wedge pieces in the clamping position;

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie C-D von Fig. 1 und veranschaulicht die Führung der Spannsegmente an den Keilstücken;Fig. 3 is a section along the line CD of Fig. 1 and illustrates the guidance of the clamping segments on the wedge pieces;

F i g. 4 zeigt die Vorrichtung in Stirnansicht.F i g. 4 shows the device in front view.

Mit 1 ist in den F i g. 1 und 2 ein Ständer bezeichnet, in dem das Gehäuse 2 zur Aufnahme der Spannsegmente 3 und der Keilstücke 4 eingesetzt ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Spannsegmente 3 a bis 3 rf sowie vier Keilstücke 4 a bis 4 rf zum Einspannen des Rohrendes 5 vorgesehen, obschon die Anzahl der Spannmittel selbstverständlich auch größer sein kann. In dem Ringraum 6 des Gehäuseteiles 2 a ist eine Ringdichtung 7 eingesetzt, die an einem Druckring 8 anliegt. Die Größe des Winkels der inneren Keilflächen 4 e der Keilstücke 4 a bis 4d und die Größe des Winkels der entsprechenden Keilflächen der Spannsegmente 3 α bis 3 rf beträgt etwa 4°. Die Größe des Winkels der äußeren Keilfläche 4/ der Keilstücke 4a bis 4rf hingegen beträgt etwa 20°. Der Winkel dieser Keilflächen an den Keilstücken kann allerdings auch etwas größer oder kleiner als 20°With 1 is in the F i g. 1 and 2 denote a stand in which the housing 2 for receiving the clamping segments 3 and the wedge pieces 4 is used. In the embodiment shown, four clamping segments 3 a to 3 rf and four wedge pieces 4 a to 4 rf are provided for clamping the pipe end 5, although the number of clamping means can of course also be larger. In the annular space 6 of the housing part 2 a , an annular seal 7 is used, which rests against a pressure ring 8. The size of the angle of the inner wedge surfaces 4 e of the wedge pieces 4a to 4d and the size of the angle of the corresponding wedge surfaces of the clamping segments 3 to 3 α rf is approximately 4 °. The size of the angle of the outer wedge surface 4 / the wedge pieces 4a to 4rf, however, is approximately 20 °. The angle of these wedge surfaces on the wedge pieces can, however, also be slightly larger or smaller than 20 °

sein, entscheidend ist, daß er weit oberhalb der Selbsthemmung liegt. In dem Gehäuse 2 und den Keilstücken 4a bis Ad sind Bohrungen 9a bzw. 10a zur Aufnahme von Federn 9 bzw. 10 vorgesehen, durch die die Spannsegmente 3 a bis 3d und die Keilstücke Aa bis 4d nach Druckabbau selbsttätig wieder in die in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage gebracht werden. EHe Bohrungen 10a sind durch Schraubenbolzen 11 verschlossen, so daß sich die Federn 10 an den Schrauben 11 und an dem Boden der Bohrungen in den Keilstücken 4a bis Ad abstützen.it is crucial that it is well above the self-locking. In the housing 2 and the wedge pieces 4a to Ad bores 9a and 10a are provided for receiving springs 9 and 10 , respectively, through which the clamping segments 3 a to 3d and the wedge pieces Aa to 4 d automatically return to the position shown in FIG. 1 are brought to the starting position shown. EHe holes 10a are closed by screw bolts 11 so that the springs 10 are supported on the screws 11 and on the bottom of the holes in the wedge pieces 4a to Ad .

Die Federn 9 stützen sich einerseits an dem Boden der Bohrungen 9a, andererseits jeweils an einem Bund 12a eines Stößels 12 ab, der an dem Arm 13a eines Doppelhebels 13 angelenkt ist, dessen anderer Arm 13 b an dem jeweiligen Spannsegment 3 α bis 3 α" anliegt. Die Doppelhebel 13 sind um Zapfen 14 schwenkbar. In dem Ständer 1 ist eine Bohrung 15 zum Zu- bzw. Abführen des Druckmittels zum Prüfen der Rohre vorgesehen, die an der Innenseite zur Auf- ao nähme einer Ringdichtung 16 erweitert ist. Die Spannsegmente 3 a bis 3 a" sind an den entsprechenden Keilstücken 4 a bis 4 a" gleitend geführt, damit sie nach dem Herausziehen des Rohrendes 5 nicht zusammenfallen. Für diesen Zweck sind die Spannsegmente 3 a bis 3 a" mit seitlichen Vorsprüngen 3g versehen (vgl. Fig. 3), die an den Keilstücken 4a bis 4 a" vorgesehene Ansätze Ag übergreifen. Die Keilstücke 4 α bis Ad stützen sich mit ihrem innenliegenden Ende auf am Gehäuse 2 vorgesehene Ansätze 17 ab.The springs 9 are supported on the one hand at the bottom of the bores 9a, on the other hand in each case on a collar 12a of a plunger 12 from which a double lever is hinged 13 to the arm 13a, the other arm 13 b of the respective clamping segment 3 α to 3 α " The double levers 13 can be pivoted about pins 14. In the stand 1 there is a bore 15 for supplying and discharging the pressure medium for testing the pipes, which is widened on the inside to accommodate a ring seal 16. The clamping segments 3 a to 3 a "are slidably guided on the corresponding wedge pieces 4 a to 4 a" so that they do not collapse after the pipe end 5 has been pulled out. For this purpose, the clamping segments 3 a to 3 a "are provided with lateral projections 3g (cf. . Fig. 3) which engage over the wedge pieces 4a-4a 'provided approaches Ag. the wedge pieces 4 α to Ad support with its inner end on provided on the housing 2 from lugs 17.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Auf jedes Rohrende wird eine Vorrichtung nach der Erfindung aufgesetzt, wobei einer der Ständer 1 ortsfest, der andere nicht dargestellte Ständer ortsveränderlich sein kann, um Längenunterschiede beim Rohr auszugleichen, wie es an sich bekannt ist. Dann wird durch die Bohrung 15 das Druckmittel eingelassen und die im Rohr befindliche Luft verdrängt. Nach dem Verdrängen der im Rohr befindlichen Luft durch das eingeführte Druckwasser wird ein nicht dargestelltes Abflußventil im zweiten Dichtkopf geschlossen, so daß sich der Druck des Druckmittels aufbauen kann. Das Druckmittel wirkt dann auf die Dichtung 7 ein. die eng an der Rohrwandung anliegt und bei weiterem Druckaufbau den Druckring 8 und damit auch die Keilstücke 4a bis Ad sowie die Spannsegmente 3a bis 3 d nach rechts bewegt, wodurch das Rohrende 5 fest eingespannt wird. Die Keilstücke Aα bis Ad nehmen dann die in Fig. 2 dargestellte Lage ein. Bei weiterem Druckaufbau dehnt sich das Gehäuse 2, so daß die Spannsegmente sich noch geringfügig nach rechts bewegen und das Rohrende 5 entsprechend fester einspannen. Obschon der Winkel der Keilfläche Af oberhalb der Selbsthemmung liegt, werden die Keilstücke 4 a bis 4 a" während der Druckprobe in der in Fig. 2 dargestellten Lage gehalten, weil das auf den Druckring 8 einwirkende Druckmittel und die auf den Keilfiächen Ae wirkende Reibungskraft ein Zurückrutschen der Keilstücke 4a bis 4 a" verhindern. Beim Druckaufbau werden außerdem die Federn 9 und 10 durch die entsprechende Verlagerung der Keilstücke und der Spannsegmente weiter vorgespannt. Nach dem Prüfvorgang wird der Druck des Druckmittels abgebaut, wodurch die im Gehäuse 2 gespeicherte Spannung frei werden kann, so daß die Keilstücke 4a bis Ad infolge des großen Winkels der äußeren Keilfläche 4/ an den Keilstücken 4a bis Ad, unterstützt durch die Kraft der Federn 10, in die Ausgangslage nach Fig. 1 zurückgeführt und das Rohrende 5 freigegeben wird. Gleichzeitig werden aber auch die Spannsegmente 3 a bis 3 a* durch die Federn 9, die auf die Doppelhebel 13 entsprechend einwirken, ebenfalls in die Ausgangslage nach Fig. 1 gebracht, so daß das Rohrende 5 herausgezogen bzw. der Dichtkopf vom Rohrende abgezogen werden kann.The operation of the device is as follows: A device according to the invention is placed on each pipe end, one of the stands 1 being stationary, the other stand, not shown, being movable to compensate for differences in length in the pipe, as is known per se. Then the pressure medium is let in through the bore 15 and the air in the tube is displaced. After the air in the pipe has been displaced by the pressurized water introduced, a drain valve (not shown) in the second sealing head is closed so that the pressure of the pressurized medium can build up. The pressure medium then acts on the seal 7. which closely abuts against the tube wall and with further pressure increase the pressure ring 8 and thus also the wedge members 4a to Ad, and the clamping segments 3a to d 3 is moved to the right, is firmly clamped thereby the tube end. 5 The wedge pieces Aα to Ad then assume the position shown in FIG. With further pressure build-up, the housing 2 expands so that the clamping segments move slightly to the right and clamp the pipe end 5 correspondingly more firmly. Although the angle of the wedge surface Af is above the self-locking, the wedge pieces 4 a to 4 a "are held in the position shown in FIG. 2 during the pressure test because the pressure medium acting on the pressure ring 8 and the frictional force acting on the wedge surfaces Ae Prevent the wedge pieces 4a to 4a "from slipping back. When the pressure is built up, the springs 9 and 10 are further pretensioned by the corresponding displacement of the wedge pieces and the clamping segments. After the test, the pressure of the pressure medium is reduced, whereby the tension stored in the housing 2 can be released, so that the wedge pieces 4a to Ad due to the large angle of the outer wedge surface 4 / on the wedge pieces 4a to Ad, supported by the force of the springs 10, returned to the starting position according to FIG. 1 and the pipe end 5 is released. At the same time, however, the clamping segments 3 a to 3 a * are also brought into the starting position according to FIG. 1 by the springs 9, which act accordingly on the double lever 13, so that the pipe end 5 can be pulled out or the sealing head can be pulled off the pipe end .

Claims

Patent claims:

1. Device for one-sided closing and clamping of hollow bodies, in particular of pipes for pressure tests, with the pipe encompassing, for clamping axially movable clamping segments, which are supported with their outer inclined surfaces on a housing enclosing them, in the annular space of which a sealing ring is arranged on the pipe which acts under the action of the pressure medium via a pressure ring on the inner face of the clamping segments, characterized in that the clamping segments (3 α, 3 b, 3 c, 3 d) extend via wedge pieces (4a, Ab, Ac, Ad) on the housing (2), the size of the angle of the inner wedge surface (Ae) of the wedge pieces below the self-locking, the size of the angle of the outer wedge surface (Af) of the wedge pieces above the self-locking.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that springs (9, 10) are provided through which the clamping segments and wedge pieces can be brought into their starting position.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the clamping segments have lateral projections (3 g) which overlap lugs (Ag) provided on the wedge pieces.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings