DE4436361A1

DE4436361A1 - Expanding device for pipelines

Info

Publication number: DE4436361A1
Application number: DE19944436361
Authority: DE
Inventors: Manfred Tiedtke
Original assignee: Ruhrgas AG; Diga Versorgungstechnik Holding GmbH
Current assignee: Diga Gebaeudetechnik GmbH
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-04-18

Abstract

The device has a rotary-symmetrical casing (2), the outer surface (13) of which receives mechanical pressure acting from outside. There is at least one hydraulically operated ram (14,15) able to move out radially from the outer surface of the casing. There are support elements (5) at both ends of the casing, projecting radially. A controlled turning drive acting around the longitudinal axis of the casing serves to set the turning position of the ram relative to the position of the support element. There is also a drive to move the device along the pipeline (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausbeulvorrichtung für Rohrleitungen, wie sie ins besondere im Rahmen von Rohrsanierungsmaßnahmen Anwendung finden kann. Bei der Sanierung alter Rohrsysteme wird zunehmend dazu übergegan gen, in situ zu arbeiten, d. h. die im Erdreich verlegten Rohrleitungen an Ort und Stelle und ohne die Freilegung des umgebenden Erdreiches zu sanieren. An Bedeutung gewonnen haben insbesondere die Systeme einer nachträgli chen Innenauskleidung des vorhandenen alten Rohres. Beim sogenannten "relining" wird das vorhandene Rohr innen mit einer neuen Beschichtung ver sehen und auf diese Weise wieder für weitere Jahrzehnte verwendbar ge macht.The invention relates to a bulge device for pipes, as ins find particular application in the context of pipe rehabilitation measures can. In the renovation of old pipe systems, this is increasingly being done to work in situ, d. H. the pipes laid in the ground on site in place and without remedying the exposure of the surrounding soil. The systems of an afterthought have gained in importance Chen inner lining of the existing old pipe. With the so-called The existing pipe is "relining" inside with a new coating see and can thus be used again for decades power.

Bei allen Verfahren der Innenauskleidung vorhandener Rohre sind diese zu nächst ausreichend zu reinigen. Anschließend wird der zu sanierende Rohrab schnitt entweder mittels einer speziellen Rohrkamera oder durch eine geeig nete Kalibrierung auf eventuelle Querschnittsverengungen über die Lauflänge des Rohres untersucht. Ursächlich für derartige Querschnittsverengungen sind oft in den Rohrquerschnitt hineinragende Hindernisse, zum Beispiel einge steckte Rohrstücke, eingeschraubte Gewindestopfen oder Schweißnähte bzw. Gußfehler an den Innenflächen der Rohre. Diese Hindernisse müssen vor Ein ziehen der neuen Rohrleitung beseitigt werden.In all methods of lining the existing pipes, these are closed next clean enough. Then the pipe to be rehabilitated cut either with a special tube camera or with a suitable one nete calibration for possible cross-sectional narrowing over the barrel length of the pipe examined. The reason for such cross-sectional narrowing are obstacles often protruding into the pipe cross-section, for example inserted inserted pipe pieces, screwed-in threaded plugs or welds or Casting defects on the inner surfaces of the pipes. These obstacles must be met before pulling the new pipeline can be eliminated.

Oftmals ergibt sich eine Querschnittsverengung jedoch aufgrund von nach in nen gerichteten Einbeulungen der vorhandenen Rohrleitung. Bei der Beseiti gung von Einbeulungen ist es, anders etwa als bei der Beseitigung von in die Rohrleitung hineinragenden Abzweigungen, Rohrendstücken etc., nicht erstre benswert, das Hindernis durch Materialabtrag zu beseitigen. Ein Materialabtrag bei Einbeulungen würde zumeist zu einem vollständigen Entfernen des betref fenden Rohrbereiches, zumindest jedoch zu einer unerwünschten Schwächung des entsprechenden Rohrwandabschnittes führen.However, there is often a narrowing of the cross-section due to in directed dents of the existing pipeline. At the Beseiti It is different from denting than in the removal of dents Piping protruding branches, pipe end pieces, etc., do not extend It is worth removing the obstacle by removing material. A material removal in the event of dents, the affected part would be completely removed pipe area, at least to an undesirable weakening of the corresponding pipe wall section.

Da nach innen in den Rohrquerschnitt hineinragende Beulen das Einziehen eines neuen Rohres beträchtlich erschweren, es bisher jedoch keine Möglich keit gibt, derartige Hindernisse zeitsparend und damit kostengünstig zu besei tigen, wird in der Praxis vielfach eine Neuverlegung der Sanierung des vor handenen Altrohres vorgezogen.Because dents protruding inwards into the pipe cross-section, pulling in of a new pipe considerably complicate, but so far not possible speed to overcome such obstacles in a time-saving and therefore cost-effective manner In practice, the renovation of the available old pipe preferred.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Erdreich verlegte Rohrlei tungen, die zu Sanierungszwecken mit einer neuen Rohrinnenverkleidung ver sehen werden sollen, vor dem Auskleiden so vorzubereiten, daß eine Behinde rung bei Einziehen der neuen Rohrinnenverkleidung durch nach innen ragende Beulen an der alten Rohrleitung vermieden wird.The invention is based on the task of laying pipes in the ground that have been fitted with new pipe cladding for renovation purposes should be seen to prepare before undressing so that a handicap tion when the new inner pipe cladding is pulled in by projecting inwards Dents on the old pipeline are avoided.

Zur Lösung wird eine Ausbeulvorrichtung für Rohrleitungen vorgeschla gen, welche gekennzeichnet ist durchA dent removal device for pipes is proposed as a solution gene, which is characterized by

a) a rotationally symmetrical housing, the outer surface of the on external mechanical pressure forces is;
b) at least one radially out of the outer surface of the housing mobile, preferably hydraulically operated stamp;
c) support members at both ends of the housing that are radially opposite protrude the housing diameter;
d) a controlled rotation working around the longitudinal axis of the housing drive for adjusting the rotational position of the stamp relative to the position the support elements and
e) drive means for moving the bulge along the Pipeline.

Mit einer solchen Vorrichtung lassen sich im Erdreich verlegte Rohrleitungen, die zu Sanierungszwecken mit einer neuen Rohrinnenverkleidung versehen werden sollen, vor dem Auskleiden zunächst so vorbereiten, daß eine Behin derung beim Anfertigen der neuen Rohrinnenverkleidung durch nach innen ra gende Beulen der alten Rohrleitung vermieden wird. Die Vorrichtung läßt sich, etwa mittels eines Seilzuges, entlang der zu sanierenden Rohrleitung ziehen, bis die gesuchte Position erreicht ist. Sodann wird mit Hilfe des Drehantriebes der Stempel so positioniert, daß dieser der zu entfernenden Beule gegenüber liegt. Anschließend wird der Stempel ausgefahren, wozu vorzugsweise ein hy draulischer Antrieb verwendet wird. Die während der Stempelbetätigung auf das Gehäuse ausgeübte Kraft wird von der druckfest ausgebildeten Mantelflä che des Gehäuses auf die gegenüberliegende Innenwand der Rohrleitung großflächig übertragen.With such a device, pipes laid in the ground, which are provided with new pipe cladding for renovation purposes should be prepared before undressing so that a hind change in the production of the new inner pipe lining by inwards ra bumps in the old pipeline is avoided. The device can be pull a cable along the pipeline to be renovated, until the desired position is reached. Then with the help of the rotary drive the stamp is positioned so that it faces the bulge to be removed lies. The stamp is then extended, which is preferably a hy draulic drive is used. The during stamp actuation the force exerted by the housing is determined by the pressure-resistant jacket surface che of the housing on the opposite inner wall of the pipeline transferred over a large area.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Ausbeulvorrichtung ist zumindest ein Teil der Stützelemente nach innen zur Längsachse des Gehäuses hin nachgiebig ausgebildet. Vorzugsweise werden hierzu die nachgiebig ausgebil deten Stützelemente an einer federgelagerten Platte angeordnet. Hierdurch wird ferner vermieden, daß die bei Betätigung des Stempels auf das Gehäuse einwirkenden Reaktionskräfte von den Stützelementen nahezu punktförmig an die gegenüberliegende Innenwand der Rohrleitung übertragen werden. Viel mehr erfolgt die Übertragung der Reaktionskräfte ausschließlich über die groß flächig gestaltete Mantelfläche des Gehäuses.According to a preferred embodiment of the bulge device, at least a part of the support elements inwards towards the longitudinal axis of the housing compliantly trained. For this purpose, the flexible are preferably trained Deten support elements arranged on a spring-loaded plate. Hereby it is also avoided that the actuation of the stamp on the housing acting reaction forces from the support elements almost punctiform the opposite inner wall of the pipeline are transferred. A lot more the transmission of the reaction forces takes place exclusively via the large flat surface area of the housing.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß sich der Drehantrieb in einem Antriebsgehäuse befindet, welches mit einem Teil der Stützelemente sowie mit einer radialen Lagerung für das eine Ende des Gehäuses versehen ist. Durch Anordnung des Drehantriebes in dem Antriebs gehäuse, und nicht in dem Gehäuse selbst, ergibt sich eine besonders einfa che Konstruktion, die ohne aufwendige hydraulische Übertragungselemente zwischen Antriebsgehäuse und dem Gehäuse mit dem Stempel auskommt. In a further embodiment of the invention it is proposed that the rotary drive is located in a drive housing, which with one part of the support elements and with a radial bearing for one end of the Housing is provided. By arranging the rotary drive in the drive housing, and not in the housing itself, results in a particularly simple che construction without complex hydraulic transmission elements between the drive housing and the housing with the stamp.

Ferner wird eine an dem anderen Ende des Gehäuses angeordnete Halterung vorgeschlagen, welche mit dem anderen Teil der Stützelemente sowie mit einer frei drehbaren, weiteren radialen Lagerung für das Gehäuse versehen ist. Bei dieser Ausgestaltung ist das Gehäuse an beiden Enden gelagert, wobei die eine Lagerung durch das Antriebsgehäuse mit dem Drehantrieb, und die an dere Lagerung durch die Halterung bewirkt wird. Sowohl Antriebsgehäuse, als auch Halterung verfügen über die jeweiligen Stützelemente, so daß sich eine weitgespreizte Abstützung des Gehäuses und auf diese Weise eine gute Zen trierung der Vorrichtung innerhalb der Rohrleitung ergibt.Furthermore, a bracket arranged at the other end of the housing proposed which with the other part of the support elements as well as with a freely rotatable, further radial bearing for the housing is provided. In this embodiment, the housing is supported at both ends, the storage through the drive housing with the rotary drive, and the whose storage is effected by the bracket. Both drive housing, as also holder have the respective support elements, so that there is a wide support of the housing and in this way a good Zen tration of the device within the pipeline.

Vorzugsweise ist das Gehäuse mit insgesamt zwei einander gegenüberliegen den und unabhängig voneinander betätigbaren Stempeln versehen, wobei der Drehantrieb für eine Einstellung der Drehlage zwischen 0° und 180° ausgelegt ist. Auf diese Weise reichen zwei Stempel aus, um das Rohr auf seinem ge samten Umfang bearbeiten zu können.The housing is preferably opposite one another with a total of two the and independently operable stamps provided, the Rotary drive designed for setting the rotary position between 0 ° and 180 ° is. In this way, two stamps are enough to hold the pipe on its ge to be able to process the entire scope.

Einzelheiten einer erfindungsgemäßen Ausbeulvorrichtung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erläutert. Auf den Zeich nungen zeigen:Details of a denting device according to the invention are given below explained with reference to the accompanying drawings. On the drawing shows:

Fig. 1 eine innerhalb einer Rohrleitung angeordnete Ausbeulvorrichtung im Längsschnitt und Fig. 1 shows a bulge arranged within a pipe in longitudinal section and

Fig. 2 eine Ansicht gemäß II-II in Fig. 1. Fig. 2 is a view according to II-II in FIG. 1.

Die Ausbeulvorrichtung befindet sich in der zu sanierenden Rohrleitung 1, und setzt sich in erster Linie aus den Baugruppen/Gehäuse 2, Antriebsgehäuse 3 und Halterung 4 zusammen. Antriebsgehäuse 3 und Halterung 4 sind jeweils mit drei gleichmäßig über den Umfang verteilten Stützelementen in Form von Rollen 5 versehen. Von den jeweils drei Rollen 5 ist in Fig. 1 jeweils nur eine Rolle dargestellt, wohingegen Fig. 2 alle drei Rollen 5 zeigt, hier die an der Halterung 4 angeordneten Rollen 5. Durch die Verwendung jeweils dreier über den Umfang verteilter Rollen 5 ist während des Transportes der Ausbeulvor richtung durch die Rohrleitung 1 sichergestellt, daß die Ausbeulvorrichtung si cher durch die Rohrleitung 1 bewegt werden kann. Der Transport entlang der Rohrleitung 1 erfolgt mittels eines nicht dargestellten Seiles, wozu die Vorrich tung an beiden Enden mit Schleppösen 6 versehen ist.The dent removal device is located in the pipeline 1 to be renovated, and is composed primarily of the assemblies / housing 2 , drive housing 3 and holder 4 . Drive housing 3 and bracket 4 are each provided with three support elements in the form of rollers 5 , which are distributed uniformly over the circumference. Only one of each of the three rollers 5 is shown in FIG. 1, whereas FIG. 2 shows all three rollers 5 , here the rollers 5 arranged on the holder 4 . Through the use of three rollers 5 distributed over the circumference, it is ensured during the transport of the Ausbeulvor direction through the pipeline 1 that the dent device si cher can be moved through the pipeline 1 . The transport along the pipeline 1 takes place by means of a rope, not shown, for which the Vorrich device is provided at both ends with towing eyes 6 .

Zu dem Gehäuse 2 hin sind Antriebsgehäuse 3 und Halterung 4 jeweils mit Wälzlagern 7 versehen, in denen sich fest mit dem Gehäuse 2 verschweißte Achsen 8, 9 abstützen. Während die in dem Antriebsgehäuse 3 abgestützte Achse 8 frei drehbar gelagert ist, dient die in dem Antriebsgehäuse 3 gela gerte Achse 9 als Antriebsachse. Hierzu weist die Achse 9 eine axiale Sack bohrung auf, in die eine Antriebswelle 10 eines Drehantriebes 11 eingreift. Der Drehantrieb 11 befindet sich innerhalb des Antriebsgehäuses 3.Toward the housing 2 , the drive housing 3 and the holder 4 are each provided with roller bearings 7 , in which axially welded axes 8 , 9 are supported on the housing 2 . Is freely rotatably supported while the axis 3 in the drive housing 8, the gela siege in the drive housing 3 axis 9 serves as a drive axle. For this purpose, the axis 9 has an axial blind bore into which a drive shaft 10 of a rotary drive 11 engages. The rotary drive 11 is located within the drive housing 3 .

Alle Teile, d. h. Gehäuse 2 mit den Achsen 8, 9 sowie die Wälzlager 7, sind axial zueinander ausgerichtet, so daß sich das zylindrisch ausgebildete Ge häuse 2 mittels des Drehantriebes 11 in der Rohrleitung 1 drehen läßt, wobei das Antriebsgehäuse 3 und die Halterung 4 ihre Winkellage beibehalten.All parts, ie housing 2 with the axes 8 , 9 and the roller bearings 7 are aligned axially to one another, so that the cylindrical housing Ge 2 can be rotated by means of the rotary drive 11 in the pipeline 1 , the drive housing 3 and the holder 4th maintain their angular position.

Das Gehäuse setzt sich aus zwei zu ihren Enden jeweils konisch geformten Drehteilen 12 zusammen, zwischen denen eine zylindrische Mantelfläche 13 von hoher mechanischer Druckfestigkeit eingesetzt ist. In dem Hohlraum in nerhalb der Mantelfläche 13 sind zwei getrennt ansteuerbare hydraulische Antriebe angeordnet. Jeder dieser Antriebe dient der Betätigung eines Stem pels 14 bzw. 15. Der Stempel 14 bzw. 15 befindet sich in seiner Ruhestellung innerhalb der Mantelfläche 13, und läßt sich durch Betätigung des jeweiligen hydraulischen Antriebes aus der Mantelfläche 13 des Gehäuses 2 herausfah ren. In Fig. 1 sind beide Stempel 14, 15 in geringfügig ausgefahrener Stellung dargestellt.The housing is composed of two turned parts 12 , each of which has a conical shape at its ends, between which a cylindrical outer surface 13 of high mechanical pressure resistance is inserted. Two separately controllable hydraulic drives are arranged in the cavity within the lateral surface 13 . Each of these drives is used to actuate a stem 14 and 15 respectively. The stamp 14 and 15 is in its rest position within the lateral surface 13 , and can be ren by operating the respective hydraulic drive from the outer surface 13 of the housing 2 ren. In Fig. 1, both stamps 14 , 15 are shown in a slightly extended position .

Zum Entfernen von Beulen in der Rohrleitung 1 wird die Ausbeulvorrichtung durch Ziehen an dem Seilzug zunächst in die richtige axiale Position gebracht. Anschließend erfolgt durch Betätigung des Drehantriebes 11 eine Ausrichtung des Gehäuses 2 dergestalt, daß einer der beiden Stempel 14, 15 der Beule gegenüberliegt. Sodann wird dieser Stempel hydraulisch ausgefahren, wobei die nach Erreichen der Beule sich einstellenden Reaktionskräfte abgeleitet werden, indem sich die dem jeweiligen Stempel gegenüberliegende Mantelflä che 13 des Gehäuses 2 an die Rohrinnenwand anlegt. Um zu vermeiden, daß die bei Betätigung des Stempels erzeugten Reaktionskräfte über die Rollen 5 abgeleitet werden, sind diese federnd gelagert, und damit nachgiebig ausge bildet. Fig. 1 läßt erkennen, daß die an der Halterung 4 angeordneten Rollen 5 hierzu an einem schrägstehenden Arm 16 befestigt sind, der mittels einer Platte 18 an einer Außenfläche 19 der Halterung 4 anliegt. Hierbei stützt sich die Platte 18 über eine Druckfeder 20 an der Außenfläche 19 ab, so daß grö ßere Druckkräfte auf die Rolle 5 dazu führen, daß der Arm 16 nach innen ver schwenkt und damit ausweicht.To remove dents in the pipeline 1 , the bulge device is first brought into the correct axial position by pulling the cable. Then, by actuating the rotary drive 11, the housing 2 is aligned such that one of the two punches 14 , 15 is opposite the bulge. This stamp is then extended hydraulically, the reaction forces occurring after reaching the bulge being derived by the surface 13 of the housing 2 opposite the respective stamp being placed against the inner wall of the pipe. In order to avoid that the reaction forces generated when the plunger is actuated are derived via the rollers 5 , these are resiliently mounted, and thus form resiliently. Fig. 1 shows that the rollers 5 arranged on the bracket 4 are for this purpose attached to an inclined arm 16 which bears against an outer surface 19 of the bracket 4 by means of a plate 18 . Here, the plate 18 is supported by a compression spring 20 on the outer surface 19 , so that larger pressure forces on the roller 5 cause the arm 16 to pivot inward ver and thus evade.

Der Drehantrieb 11 ermöglicht eine Drehung des Gehäuses 2 bezüglich des Antriebsgehäuses 3 sowie der Halterung 4 um 180°. Da insgesamt zwei Stempel 14, 15 vorgesehen sind, läßt sich auf diese Weise die Rohrleitung 1 über ihren gesamten Innenumfang bearbeiten. Bei der Betätigung der Stempel 14, 15 wird die infolge der Eigenelastizität der Rohrleitung sich einstellende Rückstellung des Rohrmaterials berücksichtigt, d. h. die Stempel 14, 15 wer den etwas weiter ausgefahren, als es aufgrund der Geometrie erforderlich wä re. Die Überwachung der Arbeit der Ausbeulvorrichtung kann mittels einer Rohrkamera erfolgen, die axial vor oder hinter der Ausbeulvorrichtung einge setzt wird.The rotary drive 11 enables the housing 2 to rotate with respect to the drive housing 3 and the holder 4 by 180 °. Since a total of two punches 14 , 15 are provided, the pipeline 1 can be processed over its entire inner circumference in this way. When the punch 14 , 15 is actuated, the resetting of the pipe material which arises as a result of the inherent elasticity of the pipeline is taken into account, ie the punch 14 , 15 is extended somewhat further than would be necessary due to the geometry. The work of the bulge device can be monitored by means of a tube camera which is inserted axially in front of or behind the bulge device.

BezugszeichenlisteReference list

1 Rohrleitung
2 Gehäuse
3 Antriebsgehäuse
4 Halterung
5 Rolle
6 Schleppöse
7 Wälzlager
8 Achse
9 Achse
10 Antriebswelle
11 Drehantrieb
12 Drehteil
13 Mantelfläche
14 Stempel
15 Stempel
16 Arm
18 Platte
19 Außenfläche
20 Druckfeder 1 pipe
2 housings
3 drive housing
4 bracket
5 roll
6 towing eye
7 rolling bearings
8 axis
9 axis
10 drive shaft
11 rotary drive
12 turned part
13 lateral surface
14 stamps
15 stamps
16 arm
18 plate
19 outer surface
20 compression spring

Claims

1. Bumping device for pipes, characterized by the following combination of features:

a) a rotationally symmetrical housing ( 2 ), the outer surface ( 13 ) of which is designed to accommodate external mechanical pressure forces;
b) at least one, preferably hydraulically actuated stamp ( 14 , 15 ) which can be moved radially out of the lateral surface ( 13 ) of the housing ( 2 );
c) support elements ( 5 ) on both ends of the housing ( 2 ) which protrude radially with respect to the housing diameter;
d) a working about the longitudinal axis of the housing, controlled rotary drive ( 11 ) for adjusting the rotational position of the plunger ( 14 , 15 ) relative to the position of the support elements ( 5 ) and
e) drive means for moving the dent device along the pipeline ( 1 ).

2. Dent device according to claim 1, characterized in that at least a part of the support elements ( 5 ) is designed to be flexible towards the longitudinal axis of the housing ( 2 ).

3. Dent device according to claim 2, characterized in that the resiliently designed support elements ( 5 ) are arranged on a spring-loaded plate ( 18 ).

4. Bulge device according to one of the preceding claims, characterized marked by rollers ( 5 ) as support elements.

5. Bulge device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary drive ( 11 ) is located in a drive housing ( 3 ) which with part of the support elements ( 5 ) and with a radial bearing ( 7 ) for one end of the housing ( 2 ) is provided.

6. Bulge device according to claim 5, characterized by a at the other end of the housing ( 2 ) arranged holder ( 4 ), which with the other part of the support elements ( 5 ) and with a freely rotatable, further radial bearing ( 7 ) for the housing ( 2 ) is provided.

7. Dent device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 2 ) with a total of two mutually opposite and independently operable stamps ( 14 , 15 ) is provided, and that the rotary drive ( 11 ) for adjusting the rotational position between 0 ° and 180 °.