DE1773160B1

DE1773160B1 - Rotierende rohrpruefpresse zum kontinuierlichen pruefen von rohren unter innendruck mit hoechsten druecken

Info

Publication number: DE1773160B1
Application number: DE19681773160
Authority: DE
Inventors: Erwin Kost
Original assignee: Schloemann AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1968-04-09
Filing date: 1968-04-09
Publication date: 1972-05-04
Also published as: ES365402A1; GB1249921A; FR2005830A1; SE338181B; JPS4924313B1; US3587294A; BE731181A; NL6903700A

Description

weils nur ein Rohr im Prüfbereich befindet, das darüber hinaus infolge seiner Rotation um die Hauptantriebswelle auch eine bessere Sicht auf die Rohrunterseite gewährt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine wirtschaftlich arbeitende rotierende Rohrprüfpresse zu schaffen, bei der die erforderlichen hohen Drücke innerhalb des rotierenden Systems in sinnvoll einfacher Weise erzeugt werden.

Erfindungsgemäß wird dies bei der eingangs ge- ίο nannten rotierenden Rohrprüfpresse dadurch erreicht, daß der Druckübersetzer zentrisch in der Hauptantriebswelle des festen Gegenhalters der Prüfpresse mitlaufend angeordnet und das Hochdruckprüfmittel innerhalb der Hauptantriebswelle und in festen Leitungen zu den Prüfköpfen führbar ist.

Infolge der Anordnung des Druckübersetzers im rotierenden Teil der Rohrprüfpresse ist es möglich, auf der Primärdurckseite das Druckmittel, beispielsweise Wasser, unter einem Druck bis 200 kp/cm² der Hauptantriebswelle über ortsfest angeordnete Anschlüsse zuzuführen. Die Weiterleitung des Wassers vom ortsfesten in den rotierenden Teil der Presse erfolgt dabei unter diesem Druck, der in wirtschaftlicher Weise durch die üblichen Dichtmanschetten beherrschbar ist. Erst im rotierenden Teil wird die Umsetzung auf den Höchstdruck oder Sekundärdruck vorgenommen, ohne daß hierzu spezielle Dichtmanschetten mit zwangsläufig kurzer Lebensdauer erforderlich sind. Die Weiterleitung des Höchst- bzw. Sekundärdruckes innerhalb der Antriebswelle kommt dabei den Forderungen nach Betriebssicherheit entgegen.

Nach erfolgtem Abdrücken der Rohre wird in Weiterbildung der Erfindung die Druckkraft für die Rückführung des Differentialkolbens durch eine mit einem Druckspeicher in Verbindung stehende hydraulische Feder gebildet. Hierbei kann beispielsweise in einfacher Art das für die Füllung der Prüfrohre im rotierenden System der Prüfpressen ohnehin zur Verfügung stehende Füllwasser als Feder verwendet werden. Demgegenüber hat eine mechanische Feder den Nachteil der durch den Hub bedingten veränderlichen Federkraft sowie der beschränkten Lebensdauer.

Der Differentialkolben des Druckübersetzers ist dabei auf der einen Kolbenseite durch Primärdruckflüssigkeit und auf der anderen Kolbenseite durch Fülldruckflüssigkeit beaufschlagbar. Infolgedessen ist der wirksame Primärdruck auf den Kolben der Differenzdruck der beiden Druckflüssigkeiten.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Druckübersetzer nur mittels eines vom Prüfrohr gesteuerten elektrischen Impulses einschaltbar. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Druckübersetzer nur dann arbeitet, wenn ein Verbraucher vorhanden ist.

Infolge der Möglichkeit, auch bei rotierenden Rohrprüfpressen einen Höchstdruck zur Rohrprüfung anwenden zu können, ist man in der Lage, gegenüber den herkömmlichen, aber nicht rotierenden Hochdruckprüfpressen eine Steigerung der Anzahl der geprüften Rohre in der Zeiteinheit um 30 bis 4O°/o zu erreichen. Man hat dabei die Möglichkeit, auch während der Prüfung infolge der Drehung des Rohres eine entsprechend gute Sichtprüfung auf die Rohrunterseite vornehmen zu können.

In einem Beispiel wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert, wobei

F i g. 1 eine Seitenansicht der gesamten Rohrprüfpresse und

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch einen Teil des feststehenden Gegenhalters mit Hauptantriebswelle und Druckübersetzer darstellt.

F i g. 1 zeigt einen auf dem Grundrahmen 1 angeordneten feststehenden Gegenhalter 2 und einen axialbeweglichen Gegenhalter 3.

Die Axialverschiebung des Gegenhalters 3 erfolgt mittels Verschiebemotor 4 über ein Ritzel 5 und eine auf dem Grundrahmen 1 befestigte Zahnstange 6. Eine Hauptantriebswelle 7, die im feststehenden Gegenhalter 2 und im beweglichen Gegenhalter 3 sowie in Lagerböcken 8 gelagert ist, treibt vom feststehenden Gegenhalter 2 aus den Prüfkopfträger 9 und über einstellbare Kupplungen 10 den Prüfkopfträger 11 des axialbeweglichen Gegenhalters 3 an.

In den Prüfkopfträgern 9 und 11 sind zentrisch zur Hauptantriebswelle 7 mehrere axial und parallel zur Hauptantriebswelle 7 bewegliche Prüfkopfhalter 12 mit jeweils zur Pressenmitte weisenden Prüfköpfen 13 angeordnet. An den zu den Gegenhaltern 2, 3 weisenden Enden der Prüfkopfhalter 12 ist je ein Rollenpaar 14 derart angeordnet, daß deren Achse senkrecht zur Achse der Prüfkopfhalter steht. Diese Rollenpaare 14 rollen auf einer bzw. in einer ringförmig um die Hauptantriebswelle 7 an den Gegenhaltern 2, 3 fest angeordneten Steuerkurve 15. Diese in ihrem oberen Bereich vorgezogene und in ihrem unteren Bereich zurückgezogene Steuerkurve bewirkt die Axialverschiebung der Prüfköpfe 13.

Auf der Hauptantriebswelle 7 sind ferner noch mehrere mit der Welle 7 umlaufende Haltezangenräder 16 zum Halten der Prüfrohre während der Prüfung angeordnet. Am verschiebbaren Gegenhaiter 3 ist die Hauptantriebswelle 7 in eine Hohlwelle Ta und eine Vollwelle Ib unterteilt, die mittels Nut- und Paßfedern 17 drehfest, jedoch axial verschieblich ineinander gleitend verbunden sind.

An den Gegenhalter 2 schließt sich nach links ein Gehäuse 18 zur Aufnahme von Schleifelektroden für die Weiterleitung elektrischer Impulse an den drehbaren Teil der Presse sowie eine rotierende Druckübersetzereinrichtung 19 mit einem ortsfesten, äußeren Füllwasseranschluß 20 und einem ebenfalls ortsfesten Primärdruckwasseranschluß 21 an, wobei das Gehäuse 18 und ein die Wasseranschlüsse 20, 21 tragender Haltebock 22 auf einem auf dem Grundrahmen 1 befestigten, als Kragarm ausgebildeten Träger 23 ruhen.

Die Hauptantriebswelle 7 (vgl. F i g. 2) ist im Gegenhalter 2 in Pendelrollenlagern 24 gelagert. Die Drehung der Welle 7 erfolgt mittels eines nicht dargestellten Antriebes über das auf ihr mittels Paßfeder

25 befestigte Stirnzahnrad 26. Auf dem Stirnzahnrad

26 ist noch ein Kopierwerksantrieb 27 vorgesehen.

In das linke Ende der Welle 7 ist ein hohlzylindrisches, außen abgesetztes Gewindeeinsatzstück 28 eingeschraubt, auf dessen Außengewinde 29 ein zylindrischer Hohlkörper 19 a befestigt ist. Dieser bildet zusammen mit einem in ihm gleitenden Differentialkolben 30 die Druckübersetzereinrichtung 19. Die Kolbenstange 31 des Differentialkolbens 30 gleitet dabei in einer Bohrung 32 des Gewindeeinsatzstückes 28. Diese Bohrung setzt sich mit gleichem Durchmesser bis in das linke Ende der Welle 7 fort und führt als feste Leitung 33 für das Hochdruck- oder Sekundärdruckwasser mit kleinerer Bohrung axial durch

die Welle 7 über den Prüfkopfträger 9 zu den Prüfköpfen 13.

An den linken abgesetzten Teil des zylindrischen Hohlkörpers 19 a schließt sich ein mittels Gewinde befestigtes, innen und außen sich verjüngendes, hohlzylindrisches Füllwasseranschlußstück 34 an, an dessen Umfang sich eine Bohrung 35 mit einem außerhalb angeordneten Flansch 36 befindet. Von diesem führt axial eine Füllwasserleitung 37 außen um den Druckübersetzer 19 herum über einen weiteren Flansch 38 in eine Bohrung 39 der Hauptantriebswelle 7. Innerhalb dieser Welle 7 wird das Füllwasser über eine Längsbohrung 40 den Prüfköpfen 13 zugeführt. Von der ebenfalls mit der Hauptantriebswelle 7 rotierenden Füllwasserleitung 37 führt ein Abzweig 40a in den ringförmigen Hohlraum 41, der von dem zylindrischen Hohlkörper 19a und der Kolbenstange 31 gebildet wird. Der Hohlraum 41 steht daher dauernd unter Füllwasserdruck.

Ein auf dem Haltebock 22 angeordnetes, waagerecht liegendes, ortsfestes zylindrisches Rohrstück 42 ragt in das rotierende hohlzylindrische Füllwasseranschlußstück 34 hinein. Zwischen diesen beiden Teilen angeordnete Dichtmanschetten 43 werden durch eine Stopfbuchse 44 gehalten. Das Füllwasser wird durch den äußeren, ortsfesten Füllwasseranschluß 20 in das rotierende Füllwasseranschlußstück 34 und über die Leitung 37 in die Bohrung 40 der Hauptantriebswelle 7 eingeleitet. Das Primärdruckwasser wird über den Primärdruckwasseranschluß 21 und über ein ortsfestes, in dem zylindrischen Füllwasseranschlußstück 34 angeordnetes zylindrisches Rohrstück 45 in den rotierenden Druckübersetzerzylinder 19 α geleitet. Zwischen dem Druckübersetzerzylinder 19 a und dem ortsfesten Rohrstück 45 sind weitere Dichtmanschetten 46 durch eine Stopfbuchse 47 gehalten. Das Primärdruckwasser beaufschlagt die linke Seite des Differentialkolbens 30. Die rechte Seite des Kolbens 30 steht unter Füllwasserdruck. Das in der Bohrung 32 befindliche Hochdruck- oder Sekundärdruckwasser wird von der Kolbenstange 31 durch die Leitung 33 über nicht dargestellte Einlaßventile zu den Prüfköpfen 13 gepreßt.

Der Differentialkolben 30 weist eine Buchse 48 auf, auf deren außen abgesetzten Enden ebenfalls Dichtmanschetten 49 angeordnet sind. Eine in der Welle 7 angeordnete weitere Längsbohrung 50 dient der Führung von Kabeln von den im Gehäuse 18 befindlichen, nicht dargestellten Schleifelektroden zu den Prüfköpfen 13.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 märdruckflüssigkeitsanschluß an die rotierende Patentansprüche: Hauptantriebswelle. Es ist eine Vorrichtung zum Prüfen von Rohren

1. Rotierende Rohrprüfpresse zum kontinuier- auf Innendruck bekannt (deutsche Patentschrift liehen Prüfen von Rohren unter Innendruck mit 5 413 285), die eine stationäre Prüfeinrichtung mit höchsten Drücken, bestehend aus einem auf einem Differentialkolben als Druckübersetzer zur Ereinem Grundrahmen angeordneten, festen und zeugung des Prüfdruckes aufweist. Dieser Differeneinem axial beweglichen Gegenhalter und einer in tialkolben ist durch den Druck des Füllwassers in seiden Gegenhaltern gelagerten Hauptantriebswelle ne Ausgangslage rückführbar.

mit auf ihr befestigten Prüfkopfträgern und meh- io Ferner ist eine Rohrprüfpresse für das selbsttätige reren in diesen angeordneten, über eine ortsfeste Abpressen von Rohren bekannt (deutsche Patent-Steuerkurve axial verschiebbaren, zentrisch um schrift 827 723), die aus zwei gegenüberliegenden die Antriebswelle angeordneten und um diese ro- und umlaufenden Raupenketten mit hierauf angeordtierenden Rohrprüfköpfen mit in diesen befindli- neten zweiteiligen Gummischalen besteht. Diesen rolchen Dicht- und Spanneinrichtungen, ferner be- 15 len im geöffneten Zustand die anfallenden Rohre zu. stehend aus einem Druckübersetzer mit einem Beim Schließen der Gummischalen v/erden die Rohre mittels einer Druckkraft in seine Ausgangsposi- erfaßt und für den Preßvorgang festgehalten und tion rückführbaren Differentialkolben zur Erzeu- nach erfolgtem Preßvorgang beim Wiederöffnen der gung eines Höchstdruckes für die Prüfung der zweiteiligen Gummischalen für das Abrollen von der Rohre und zum Einspannen und Dichten dersel- 20 Presse freigegeben. Dabei erfolgt das Öffnen und ben in den Prüfköpfen sowie aus einem ortsfesten Schließen der Gummischalen zwangsläufig durch die Füll- und Primärdruckflüssigkeitsanschluß an die Bewegung der Raupenketten.

rotierende Hauptantriebswelle, dadurch ge- Weiterhin ist eine Rohrprüfmaschine mit hydrau-

kennzeichnet, daß der Druckübersetzer (19) lisch oder pneumatisch verschiebbaren Aufnahmezentrisch in der Hauptantriebswelle (7) des festen 25 köpfen bekannt (deutsche Patentschrift 946 668), Gegenhalters (2) der Prüfpresse mitlaufend an- insbesondere mit mehreren Aufnehmern in Trommelgeordnet und das Hochdruckprüfmittel innerhalb anordnung und/oder eigener Druckerzeugung durch der Hauptantriebswelle (7) und in festen Leitun- in den Füllraum einsteuerbare Druckkolben, wobei gen (33) zu den Prüf köpf en (13) führbar ist. der verschiebbare Teil jedes Aufnahmekopfes, der

2. Rotierende Rohrprüfpresse nach Anspruch 30 entweder Kolben oder Zylinder sein kann, mit einer 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkraft mechanischen Rücklaufsperre versehen ist. Der hier für die Rückführung des Differentialkolbens (30) im Aufnahmekopf befindliche Druckkolben hat nur durch eine mit einem Druckspeicher in Verbin- die Aufgabe, den mit dem Aufnahmekopf verbundedung stehende hydraulische Feder gebildet nen Druckzylinder gegen das Rohrende des zu prüwird. 35 fenden Rohres zu steuern. Die Rückdruckkraft bei

3. Rotierende Rohrprüfpresse nach Anspruch Prüfung des Rohres wird von einer am verschiebba-1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differential- ren Teil des Aufnahmekopfes wirkenden mechanikolben (30) des Druckübersetzers (19) auf der sehen Rücklaufsperre aufgenommen.

einen Kolbenseite durch Primärdruckflüssigkeit Üblicherweise wird das Prüfen von Rohren im

und auf der anderen Kolbenseite durch Füll- 40 kontinuierlichen Verfahren in rotierenden Prüfpres-

druckflüssigkeit beaufschlagbar ist. sen nur bis zu einem Druck von etwa 200kp/cm²

4. Rotierende Rohrprüfpresse nach Anspruch durchgeführt. Die Anwendung eines höheren Druk-1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucküber- kes bei einer kontinuierlich arbeitenden Rohrprüfsetzer (19) mittels vom Prüfrohr gesteuerter, elek- presse der herkömmlichen Art verbietet sich aus irischer Impulse einschaltbar ist. 45 Gründen der Betriebssicherheit oder wäre nur auf

Kosten eines sehr starken Verschleißes von Dichtmanschetten möglich. Denn der hohe Druck müßte

außerhalb der Presse erzeugt und über einen Drehanschluß in den rotierenden Teil der Presse geleitet 50 werden, was naturgemäß nur unter großem techni-

Die Erfindung bezieht sich auf eine rotierende sehen Aufwand und entsprechenden Kosten durch-Rohrprüfpresse zum kontinuierlichen Prüfen von führbar ist und wobei der Frage der Betriebssicher-Rohren unter Innendruck mit höchsten Drücken. Die heit besondere Bedeutung zukommt.
Rohrprüfpresse besteht dabei aus einem auf einem Die Forderungen gehen heute jedoch dahin, auch

Grundrahmen angeordneten, festen und einem axial 55 Rohre mit höherer Festigkeit, bei denen die Streckbeweglichen Gegenhalter und einer in den Gegenhai- grenze bei 90 % der Bruchfestigkeit liegt, unter enttern gelagerten Hauptantriebswelle mit auf ihr befe- sprechend hohen Drücken über 200 kp/cm² Innenstigten Prüfkopfträgern und mehreren in diesen an- druck zu prüfen. Die weitere Forderung liegt darin, geordneten, über eine ortsfeste Steuerkurve axial ver- daß auch bei Anwendung von Höchstdrücken eine schiebbaren, zentrisch um die Antriebswelle angeord- 60 möglichst große Anzahl von Rohren in der Zeiteinneten und um diese rotierenden Rohrprüfköpfen, in heit geprüft werden soll. Die letzte Forderung kann denen sich Dicht- und Spanneinrichtungen befinden. wiederum nur von einer Vielfachprüfpresse oder von Ferner gehört zu der Rohrprüfpresse ein Drucküber- einer kontinuierlich rotierenden Prüfpresse erfüllt setzer mit einem mittels einer Druckkraft in seine werden. Ferner ist die Forderung nach einer entspre-Ausgangslage rückführbaren Differentialkolben zur 65 chenden Sichtkontrolle des Rohres während der Prü-Erzeugung eines Höchstdruckes für die Prüfung der fung bei hochfesten Rohren größer als bei Normal-Rohre und zum Einspannen und Dichten derselben rohren. Dieser Forderung kommt die kontinuierlich in den Prüfköpfen sowie ein ortsfester Füll- und Pri- arbeitende Rohrprüfpresse entgegen, bei der sich je-