DE102018111240A1

DE102018111240A1 - Pig for driving on pipelines

Info

Publication number: DE102018111240A1
Application number: DE102018111240.8A
Authority: DE
Inventors: Willi Voß; Heiner Krallmann
Original assignee: Rosen Swiss AG
Current assignee: Rosen Swiss AG
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2019-11-14

Abstract

Molch zum Befahren von Rohrleitungen mit einem sich verändernden Durchmesser, mit einem insbesondere zentralen Molchkörper (2) und wenigstens einer zumindest ein Hebelelement (7) aufweisenden Stützvorrichtung (9) für eine insbesondere zur Anlage an einer Innenwand der Rohrleitung (26) ausgebildete Funktionseinheit, wobei das eine Ende (14) der Stützvorrichtung (9) von einer längsmittelachsenfernen Position für eine Rohrleitung (26) mit größerem Durchmesser in eine längsmittelachsennahe Position für eine Rohrleitung (26) mit kleinerem Durchmesser bewegbar ist, wobei die Stützvorrichtung (9) wenigstens eine Drehachsenführung (18) und wenigstens ein dem zumindest zweiarmigen Hebelelement (7) zugeordnetes Drehachsenelement (17) aufweist, das zur Ausbildung einer in ihrer Relativposition zur Längsmittelachse (6) veränderbaren Drehachse des Hebelelements (7) beweglich in der Drehachsenführung gelagert ist

Pipe for driving on pipelines with a varying diameter, with a particular central pig body (2) and at least one at least one lever element (7) having support device (9) for a particular for abutment against an inner wall of the pipe (26) formed functional unit, wherein the one end (14) of the support device (9) is movable from a longitudinal axis-axial position for a larger diameter pipeline (26) into a longitudinal mid-axis position for a smaller diameter pipeline (26), the support device (9) comprising at least one rotary axis guide (10). 18) and at least one of the at least two-armed lever element (7) associated with rotary axis element (17) which is mounted to form a relative to the longitudinal center axis (6) variable axis of rotation of the lever member (7) movable in the rotation axis guide

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Molch zum Befahren von Rohrleitungen mit einem sich verändernden Durchmesser, mit einem insbesondere zentralen Molchkörper und wenigstens einer zumindest ein Hebelelement Stützvorrichtung für eine insbesondere zur Anlage an einer Innenwand der Rohrleitung ausgebildete Funktionseinheit, wobei das eine Ende der Stützvorrichtung von einer längsmittelachsenfernen Position für eine Rohrleitung mit größerem Durchmesser in eine längsmittelachsennahe Position für eine Rohrleitung mit kleinerem Durchmesser bewegbar ist.The present invention relates to a pig for driving on pipelines with a varying diameter, with a particular central pig body and at least one lever member supporting device for a particular for abutment against an inner wall of the pipe formed functional unit, wherein the one end of the support device from a longitudinal central axisfernen Position for a pipeline with a larger diameter in a longitudinal center near-axis position for a pipeline with a smaller diameter is movable.

Ein Gegenstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der US 2,958,884 offenbart. Der dort gezeigte Reinigungs- bzw. Inspektionsmolch weist eine Stützvorrichtung mit einem Hebelelement auf, welches aufgrund seiner konstruktiven Ausgestaltung für eine gleichbleibende Anpress- bzw. Radialkraft sorgt, mit der die Bürsten zu Reinigungszwecken an die Innenwand einer Rohrleitung mit unterschiedlich gro-ßem Durchmessern gedrückt werden. So soll gewährleistet sein, dass bei sich verjüngenden oder sich verbreiternden Rohrleitungen während eines Reinigungslaufs gleich große Kräfte von den Reinigungsbürsten auf die Rohrwand ausgeübt werden. An article according to the preamble of claim 1 is in the US 2,958,884 disclosed. The cleaning or inspection pig shown there has a support device with a lever element, which, due to its structural design, ensures a constant contact pressure or radial force with which the brushes are pressed for cleaning purposes against the inner wall of a pipeline with different sized diameters , Thus, it should be ensured that with tapering or widening pipes during a cleaning run the same forces exerted by the cleaning brushes on the pipe wall.

Es hat sich jedoch bei starken Rohrleitungssprüngen mit deutlich geringeren Durchmessern und deutlich kleineren Wandstärken gezeigt, dass aufgrund von den ohnehin vom Molch ausgeübten Kräften eine gleich große Radialkraft nachteilig ist.However, it has been shown in strong pipe jumps with significantly smaller diameters and significantly smaller wall thicknesses that due to the forces exerted by the pig anyway an equal radial force is disadvantageous.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Molch mit einer Stützvorrichtung zu schaffen, bei dem ausreichend unterschiedlich große Radialkräfte bei sich verjüngenden oder vergrößernden Rohrleitungen aufgebracht werden können.It is therefore an object of the present invention to provide a pig with a supporting device, in which sufficiently different radial forces can be applied to tapered or enlarging pipes.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Gegenstand gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den hierauf rückbezogenen Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.The object is achieved by an article according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are to be found in the related dependent claims and the following description.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Stützvorrichtung wenigstens eine Drehachsenführung und wenigstens ein dem zumindest zweiarmigen Hebelelement zugeordnetes Drehachsenelement aufweist, das zur Ausbildung einer in ihrer Relativposition zur Längsmittelachse veränderbaren Drehachse beweglich in der Führung gelagert ist.According to the invention, it is provided that the support device has at least one rotational axis guide and at least one rotary axis element associated with the at least two-armed lever element, which is movably mounted in the guide for forming a rotational axis variable in its relative position to the longitudinal central axis.

Durch eine relativ zur Längsmittelachse lageveränderliche Drehachse des Hebelelements verschieben sich die Drehmomentverhältnisse des zumindest zweiarmigen Hebelelements, so dass gezielt für unterschiedliche Durchmesser derselben Rohrleitung unterschiedliche Radialkräfte bewirkt werden können. Somit kann im Unterschied zum Stand der Technik der in größeren Rohrleitungsdurchmessern fahrende Molch erheblich größere Kräfte auf die Innenwand der Rohrleitung oder in deren Richtung aufbringen als beim Durchfahren kleinerer Durchmesser. Die bei kleineren Durchmessern ohnehin relativ hohe Reibung wird beispielsweise durch den Anpressdruck einer als Reinigungsbürste ausgebildeten Funktionseinheit weniger stark erhöht als bei größeren Rohrleitungsdurchmessern. Die Änderung der Relativposition der Drehachse bedeutet eine Änderung deren Abstands zur und/oder eine Änderung deren Position entlang der Längsmittelachse des Molches, was zu den gewünschten unterschiedlichen Hebelverhältnissen führt.The torque ratios of the at least two-armed lever element are displaced by a rotational axis of the lever element that is variable relative to the longitudinal central axis, so that different radial forces can be selectively effected for different diameters of the same pipeline. Thus, in contrast to the prior art, the moving in larger pipe diameters pig considerably larger forces on the inner wall of the pipeline or in the direction of apply when passing through smaller diameter. The at relatively small diameter anyway relatively high friction is less increased, for example, by the contact pressure of a trained as a cleaning brush functional unit than larger pipe diameters. The change in the relative position of the axis of rotation means a change in the distance to and / or a change in their position along the longitudinal center axis of the pig, which leads to the desired different leverage ratios.

Zum Zwecke der Vereinfachung und der besseren Verständlichkeit wird nachfolgend auf ein oder zwei Drehachsenelemente abgestellt, was jedoch jeweils keine Beschränkung auf genau ein oder genau zwei Drehachsenelemente darstellt.For the sake of simplicity and ease of understanding will be turned off on one or two axes of rotation elements, which, however, each represents no restriction to exactly one or exactly two rotary axis elements.

Insbesondere ist die Stützvorrichtung so ausgebildet, dass sich die Position des von der Drehachse durchgriffenen Drehachsenelements in der Drehachsenführung durch eine durch eine Reibung in der Drehachsenführung beeinflusste Gleichgewichtslage mit den von den Hebelarmen ausgeübten Drehmomenten ergibt. Die Drehachse verläuft vorzugsweise quer zur Längsmittelachse.In particular, the support device is designed such that the position of the rotational axis element penetrated by the rotation axis in the rotation axis guide results from an equilibrium position influenced by a friction in the rotation axis guide with the torques exerted by the lever arms. The axis of rotation preferably extends transversely to the longitudinal central axis.

Das Hebelelement kann insbesondere als langer Arm bzw. langes Flachprofil ausgebildet sein. Es kann sich auch um andere kompliziertere Formen handeln, wobei sich die Drehachse projiziert auf eine durch eine Verbindung der beiden Endpunkte definierte Gerade zwischen den beiden Endpunkten des Hebelelements befindet. Ein Endpunkt des Hebelelements ist vorzugsweise längsmittelachsennah angeordnet, während ein Endpunkt des Hebelelements insbesondere der Anordnung der Funktionseinheit am längsmittelachsenfernen Ende dient.The lever element may in particular be designed as a long arm or a long flat profile. It may also be other more complicated forms, wherein the axis of rotation is projected on a defined by a compound of the two end points straight line between the two end points of the lever member. An end point of the lever element is preferably arranged längsmittelachsennah, while an end point of the lever member is used in particular the arrangement of the functional unit at the longitudinal center axis distal end.

Die Längsmittelachse des Molches ist in Fahrtrichtung des Molches betrachtet eine durch die Mitte des Molches laufende Achse.The longitudinal center axis of the pig, viewed in the direction of travel of the pig, is an axis passing through the center of the pig.

Die Drehachsenführung kann am Molchkörper festgelegt sein, so dass das Drehachsenelement Teil des Hebelelements ist. Alternativ kann die Drehachsenführung in das Hebelelement integriert sein und das Drehachsenelement ist beispielsweise als molchkörperfester Zapfen, der in die Drehachsenführung eingreift, ausgebildet. Das Drehachsenelement kann somit das Hebelelement direkt in die Hebelarme unterteilen. Es kann allerdings auch als Teil eines vorzugsweise fest am zentralen Molchkörper angeordneten Teils der Stützvorrichtung die Einteilung der Hebelarme indirekt über die Position des Drehachsenelements in der Drehachsenführung bewirken.The rotation axis guide can be fixed to the pig body, so that the rotation axis element is part of the lever element. Alternatively, the rotation axis guide can be integrated into the lever element and the rotation axis element is designed, for example, as a body-solid pin which engages in the rotation axis guide. The rotary axis element can thus divide the lever element directly into the lever arms. However, it can also be part of a preferably fixed to the central pig body portion of the support device, the classification of Lever arms indirectly via the position of the rotary axis element in the rotary axis guide cause.

Insbesondere zur Vermeidung von ungewünschten Totpunkten in der Drehachsenführung ist diese sich krümmend von einer Längsmittelachse des Molches weg erstreckend ausgebildet. Dies gilt insbesondere für Hebelelemente, die sich ausgehend von ihrer längsmittelachsennahen Position schräg nach hinten von der Längsmittelachse weg erstrecken.In particular, in order to avoid undesired dead centers in the rotary axis guide, it is designed to extend in a curvature away from a longitudinal central axis of the pig. This applies in particular to lever elements which extend obliquely rearwardly away from the longitudinal center axis, starting from their position near the longitudinal center axis.

Anstelle einer insgesamt rein kreisförmigen Verschwenkung des Hebelelements ist die Drehachsenführung bzgl. ihres Verlaufs insgesamt unrund ausgebildet, was zu einer Zwangsführung führt, die insbesondere in Kombination mit der nachfolgend noch beschriebenen längsverschieblichen Lagerung des längsmittelachsennahen Endes des Hebelelements kombiniert zur Einstellung gewünschter Gleichgewichtslagen und Übersetzungsverhältnisse führt.Instead of a total purely circular pivoting of the lever member, the axis of rotation guide with respect. Their course is out of round, which leads to a forced operation, which combined in particular with the subsequently described longitudinally displaceable mounting of the longitudinal axis near the end of the lever element for setting desired equilibrium positions and gear ratios.

Unrund bedeutet vorliegend, dass es nicht möglich ist, insgesamt mit der Führungsoberfläche, bzw. den gegenüber liegenden Führungsoberflächen der Drehachsenführung einem Kreisbogen zu folgen, wobei ein Teil der Führungsfläche gleichwohl in einer seitlichen Ansicht kreisbogenförmig ausgebildet sein kann.Out of round in the present case means that it is not possible to follow a circular arc as a whole with the guide surface or the guide surfaces of the rotary axis guide lying opposite one another, whereby a part of the guide surface may nonetheless be circular-arc-shaped in a lateral view.

Die Drehachse eines Hebelelements verläuft quer zur Längsmittelachse, so dass bei zapfenförmigen Drehachsenelementen insbesondere bezogen auf die Fahrtrichtung des Molches parallel zueinander verlaufende vordere und hintere Führungsoberflächen existieren.The axis of rotation of a lever element extends transversely to the longitudinal central axis, so that in the case of pin-shaped rotary axis elements, in particular with respect to the direction of travel of the pig, mutually parallel front and rear guide surfaces exist.

Insbesondere befindet sich das Drehachsenelement in einer längsmittelachsennahen Position bzw. Lage des Hebelelements an einem längsmittelachsennahe Ende der Drehachsenführung, während in der ausgefahrenen Stellung des Hebelarms die Drehachse in einer von der Längsmittelachse entfernten Position in der Drehelementführung angeordnet ist.In particular, the rotational axis element is located in a position near the longitudinal center axis or position of the lever element at a longitudinal axis near the axis of rotation guide, while in the extended position of the lever arm, the axis of rotation is disposed in a position remote from the longitudinal center axis position in the rotary element guide.

Zur Einleitung einer Bewegung der Drehachse ist die Drehachsenführung ausgehend von ihrem längsmittelachsennahen Ende schräg von der Längsmittelachse weg nach hinten führend ausgebildet. Dies führt bei einer durch eine insbesondere parallel zur Längsmittelachse verlaufenden Kraftbeaufschlagung über ein längsmittelachsennahes, endseitiges Lager des Hebelelements zu einer Entfernung der Drehachse von der Längsmittelachse, womit eine entsprechende Änderung der Kraftverhältnisse einhergeht. Der Hebelarm wird somit einerseits durch die Krafteinbringung ausgestellt, wobei sich die Position der Drehachse in der Drehachsenführung verschiebt. Der Winkel, den die Drehachsenführung hierbei einnimmt, ist vorzugsweise kleiner 75°, da ansonsten eine zu starke Reibung in der Drehachsenführung eine Bewegung der Drehachse behindern würde.To initiate a movement of the axis of rotation of the rotary axis guide is formed starting from its longitudinal axis near the middle end obliquely away from the longitudinal center axis leading backwards. This leads to a removal of the axis of rotation of the longitudinal central axis by a force applied in particular parallel to the longitudinal central axis via a longitudinal axis near-axis, end-side bearing of the lever element, whereby a corresponding change in the force ratios is associated. The lever arm is thus on the one hand issued by the introduction of force, with the position of the axis of rotation moves in the rotation axis guide. The angle which the rotary axis guide assumes here is preferably less than 75 °, since otherwise excessive friction in the rotary axis guide would hinder movement of the axis of rotation.

Ähnlich verläuft die Bewegung der Drehachse von einem längsmittelachsenfernen Ende der Drehachsenführung weg in eine der Längsmittelachse angenäherte Position. Hierfür ist die die Drehachsenführung ausgehend von ihrem längsmittelachsenfernen Ende schräg zur Längsmittelachse hin nach hinten führend ausgebildet. Eine insbesondere durch eine Verjüngung der Rohrleitungswand auf die Funktionseinheit ausgeübte Kraft führt in Kombination mit einer Kraftbeaufschlagung durch eine Kraftspeichereinheit zur Bewegung der Drehachse bzw. des Drehachsengelenks weg von der längsmittelachsenferne Position die Drehachsenführung entlang in eine längsmittelachsennahe Position. Die Hebelarme verschwenken und der Molch fährt mit geringerem Querschnitt in der Rohrleitung.Similarly, the movement of the axis of rotation extends from a longitudinal center axis distal end of the rotary axis guide away in an approximate longitudinal center axis position. For this purpose, the rotary axis guide, starting from its longitudinal center axis distal end obliquely to the longitudinal central axis towards the rear leading formed. A force exerted on the functional unit, in particular by a tapering of the pipeline wall, in combination with a force application by an energy storage unit for moving the rotary axis or the rotary axis joint away from the longitudinal central axis-distant position, leads the rotary axis guide into a position near the longitudinal center axis. The lever arms pivot and the pig moves with a smaller cross-section in the pipeline.

Zur Vermeidung einer Totpunktlage hat das Drehachsenelement, insbesondere an dem längsmittelachsennahen Ende der Drehachsenführung, einen größeren Abstand zur Längsmittelachse als das längsmittelachsennah geführte Ende des Hebelelements.To avoid a dead center, the rotary axis element, in particular at the longitudinal axis near the end of the rotary axis guide, a greater distance from the longitudinal central axis than the längsmittelachsennah guided end of the lever member.

Die Bewegung in der Drehachsenführung erfolgt vorzugsweise mittels des Drehachsenelements, das beispielsweise in Form von einem oder zwei in der Führung verlaufenden Zapfen ausgebildet ist. Diese verlaufen beispielsweise beidseitig vom Rest des Hebelelements abstehend in die Führung ausbildenden Schlitzen einer Doppelplatte, wobei die Führungsoberflächen vorzugsweise hartvernickelt sind.The movement in the rotary axis guide is preferably carried out by means of the rotary axis element, which is formed for example in the form of one or two pins extending in the guide. These run, for example, on both sides projecting from the rest of the lever element in the guide slots forming a double plate, wherein the guide surfaces are preferably hard nickel-plated.

Ein Arm des Hebelelements ist insbesondere zumindest im Wesentlichen in Längsrichtung des Molches beweglich und kraftbeaufschlagt geführt, um eine Bewegung des Hebelelements und dessen Andruck an die Rohrinnenwand nach Übersetzung durch die an den Hebelarmen anliegenden Drehmomente zu bewirken. Die Führung des einen, längsmittelachsennahen Lagers oder Endes des Hebelelements erfolgt aus Gründen einer einfacheren Konstruktion vorzugsweise parallel zur Längsmittelachse. Je nach Ausbildung des Hebelarms und dem gewünschten Verschieben in der Drehachsenführung kann die endseitige Hebelarmführung auch gekrümmt oder insbesondere bei stärker gewinkelten Hebelelementen stärker angewinkelt oder sogar senkrecht zur Längsmittelachse erfolgen. Relevant ist jedenfalls, dass über die Bewegung des Hebelelements eine neue Relativposition der Drehachse in der Drehachsenführung erreicht wird.An arm of the lever member is guided in particular at least substantially in the longitudinal direction of the pig movable and kraftbeaufschlagt to effect a movement of the lever member and its pressure against the pipe inner wall after translation by the torque applied to the lever arms. The leadership of a longitudinal axis near the center bearing or end of the lever member is preferably made for reasons of simpler construction parallel to the longitudinal central axis. Depending on the design of the lever arm and the desired displacement in the rotary axis guide, the end-side Hebelarmführung can also be curved or more particularly angled at more angled lever elements or even perpendicular to the longitudinal central axis. In any case, it is relevant that a new relative position of the axis of rotation in the rotary axis guide is achieved via the movement of the lever element.

Vorzugsweise ist die Bewegung des Hebelelements in der Drehachsenführung somit zumindest abschnittsweise mit einer Bewegung des längsmittelachsenahen Lagers bzw. Endes des Hebelarms gekoppelt. Preferably, the movement of the lever member in the rotary axis guide is thus at least partially coupled with a movement of the longitudinal center axis near bearing or end of the lever arm.

Vorzugsweise ist der Molch insbesondere zur Kraftbeaufschlagung des Arms mit einem insbesondere in Längsrichtung des Molches wirkenden Kraftspeicherelement versehen, wobei sich die von dem Kraftspeicherelement ausgebildete Kraft vorzugsweise um weniger als 30% zwischen den beiden Endanschlägen des Kraftspeicherelements unterscheidet. Ungeachtet der z.B. bei Federn vorhandenen Änderung der Kraft bei zunehmender Entspannung ergibt sich durch die Hebelarmausbildung je nach Verschiebung in der Drehachsenführung Übersetzungsverhältnisse, die zu deutlich unterschiedlichen Radialkräften führen.Preferably, the pig is provided in particular for applying force to the arm with a force-storing element acting in particular in the longitudinal direction of the pig, the force formed by the force-storing element preferably differing by less than 30% between the two end stops of the force-storing element. Regardless of e.g. For springs existing change in the force with increasing relaxation results from the Hebelarmausbildung depending on the displacement in the rotary axis guide ratios that lead to significantly different radial forces.

Das Verhältnis der Radialkräfte, die von einem erfindungsgemäßen Molch aufgebracht werden, beträgt bei sich unterschiedlichen Durchmessern einer Rohrleitung, insbesondere von zumindest 6 Zoll, zumindest 2:1, vorzugsweise 4:1 bis hin zu 10:1 (durch die Stützvorrichtung bewirkte Radialkraft bei größerem Durchmesser zu durch die Stützvorrichtung bewirkter Radialkraft bei kleinerem Durchmesser). Die Länge des längsmittelachsennahen Arms des Hebelelements liegt -betrachtet von der Drehachse aus- vorzugsweise bei 20 bis 60 % der Länge des sich von der Drehachse weg erstreckenden, längsmittelachsenfernen Hebelarms. Es versteht sich, dass der erfindungsgemäße Molch auch nacheinander in Rohrleitungen bzw. Pipelines mit unterschiedlichen Durchmessern eingebracht werden kann, wobei sich die Durchmesser der jeweiligen Pipeline allerdings unterscheiden.The ratio of the radial forces, which are applied by a pig according to the invention, is at least 2: 1, preferably 4: 1 up to 10: 1 (radial force caused by the supporting device at a larger diameter) for a pipeline, in particular of at least 6 inches Diameter to caused by the support radial force for smaller diameter). The length of the longitudinal axis-near arm of the lever element, when viewed from the axis of rotation, is preferably 20 to 60% of the length of the lever arm extending away from the axis of rotation and away from the axis of rotation. It is understood that the pig according to the invention can also be introduced successively into pipelines or pipelines with different diameters, although the diameters of the respective pipeline differ.

Das Kraftspeicherelement weist vorzugsweise wenigstens eine Spiralfeder und/oder wenigstens eine Tellerfeder auf, die um einen zentralen Molchkörper des Molches herum angeordnet ist bzw. sind. Insbesondere kann sowohl eine Spiralfeder als auch eine Tellerfeder nicht nur abschnittsweise auf einer Seite des zentralen Molchkörpers angeordnet sondern vollständig den zentralen Molchkörper umfassen. Ein etwaiger Innenraum des zentralen Molchkörpers steht damit weitestgehend für beispielsweise Sensorelektronik oder Energieversorgungszwecke zur Verfügung.The energy storage element preferably has at least one spiral spring and / or at least one plate spring, which is or are arranged around a central pig body of the pig. In particular, both a coil spring and a disc spring not only arranged in sections on one side of the central pig body but completely include the central pig body. A possible interior of the central pig body is therefore largely available for example for sensor electronics or energy supply purposes.

Vorzugsweise weist der Molch eine Stützvorrichtung mit einer Mehrzahl von Hebelarme aufweisenden Hebelelementen auf, die jeweils in einer eigenen Drehachsenführung geführt sind. Diese Hebelarme können längsachsennah von einer gemeinsamen Kraftspeichereinheit und entsprechend gemeinsam geführt sein. Dies hat den Vorteil, dass bei Abzweigen der Rohrleitung das entsprechende Hebelelement nicht in die Abzweigung eintaucht, sondern von den anderen gehalten wird.Preferably, the pig has a support device with a plurality of lever arms having lever elements, which are each guided in its own rotary axis guide. These lever arms can be guided längsachsennah of a common force storage unit and in common. This has the advantage that when branches of the pipe, the corresponding lever element is not immersed in the branch, but is held by the other.

Alternativ oder ergänzend an einer zweiten Position entlang der Längsmittelachse eines Molches weist diese eine Mehrzahl von Stützvorrichtungen auf, die mit jeweiligen Funktionseinheiten um eine Längsachse des Molches herum auf derselben Position bezogen auf die Längsmittelachse angeordnet sind. Eine solche Mehrzahl von Hebelarmen aufweisende Stützvorrichtungen kann zentral durch eine einzige Kraftspeichereinheit, beispielsweise in Form einer Spiralfeder, kraftbeaufschlagt sein.Alternatively or additionally, at a second position along the longitudinal center axis of a pig, it has a plurality of support devices, which are arranged with respective functional units about a longitudinal axis of the pig at the same position with respect to the longitudinal center axis. Such a plurality of lever arms having support means may be centrally by a single force storage unit, for example in the form of a coil spring, be subjected to a force.

Sofern die jeweiligen Hebelarme bzw. Stützvorrichtungen jeweils von einer eigenen Kraftspeichereinheit kraftbeaufschlagt sind, wird ein besseres Überfahren von Hindernissen wie beispielsweise Dellen oder Schweißnähten in der Rohrleitung erreicht, da die Bewegung eines Hebelarmes unabhängig von der eines anderen Hebelarmes erfolgen kann.If the respective lever arms or support devices are each acted upon by a separate force storage unit, a better driving over obstacles such as dents or welds in the pipeline is achieved because the movement of a lever arm can be independent of that of another lever arm.

Zum Zwecke der noch genaueren Einstellung der an der Rohrinnenwand anliegenden Radialkräfte kann das Kraftspeicherelement eine Kombination aus Spiral- und Tellerfedern aufweisen, wobei das Kraftspeicherelement ansonsten auf wenigstens eine Spiralfeder und/oder wenigstens eine Tellerfeder aufweisen kann.For the purpose of even more accurate adjustment of the voltage applied to the pipe inner wall radial forces, the power storage element may comprise a combination of spiral and disc springs, wherein the power storage element may otherwise comprise at least one coil spring and / or at least one plate spring.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung nimmt der von der Drehachse des Hebelelements wegführende Hebelarm in seiner ausgefahrenen Stellung mit der Längsmittelachse des Molches einen Winkel kleiner 90°, insbesondere zwischen 80° und 90° ein. Eine solche, vergleichsweise senkrechte Stellung ist insbesondere für die Verwendung von Funktionseinheiten zu Reinigungszwecken sinnvoll. Zur Vermeidung allerdings einer zu starken Belastung von beispielsweise mit Borsten versehenen Funktionseinheiten sollte ohne in radialer Richtung wirkende Dämpfungsmittel vom Hebelelement kein exakt rechter Winkel (zwischen Endpunkten des Hebelarms) eingenommen werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, the leading away from the axis of rotation of the lever member lever arm in its extended position with the longitudinal center axis of the pig at an angle less than 90 °, in particular between 80 ° and 90 °. Such a relatively vertical position is particularly useful for the use of functional units for cleaning purposes. However, in order to avoid excessive loading of, for example, functional units provided with bristles, no exactly right angle (between end points of the lever arm) should be assumed by the lever element without damping means acting in the radial direction.

Die Funktionseinheit kann sowohl ein Reinigungs-, Inspektions- und/oder Vortriebselement umfassen. Ebenfalls sind Kombinationen eines Reinigungselements mit einem Vortriebselement und/oder mit einem Inspektionselement möglich. Beispielsweise kann ein Vortriebselement durch eine von um den Molchkörper herum angeordneten Hebelelementen aufgespanntes und den freien Rohrleitungsquerschnitt im Wesentlichen ausfüllenden Abdeckvorrichtung ausgebildet sein. Diese Abdeckvorrichtung zum Beispiel in Form eines Spanngewebes kann außenseitig an den Endbereichen der längsmittelachsenfernen Hebelarme befestigt sein, an denen ebenfalls endseitig Reinigungselemente befestigt sind.The functional unit may comprise both a cleaning, inspection and / or driving element. Likewise, combinations of a cleaning element with a drive element and / or with an inspection element are possible. For example, a propelling element can be formed by a covering device which is spanned by the lever element arranged around the pig body and essentially fills the free pipe cross section. This covering device, for example in the form of a tensioning fabric, may be fastened on the outside to the end regions of the lever arms which are remote from the longitudinal axis of the axis and to which end cleaning elements are likewise fastened.

Schließlich kann ein erfindungsgemäßer Molch zusätzlich zu einem von der Stützvorrichtung gestützten Vortriebselement zumindest eine nicht von der Stützvorrichtung gestützte Disk oder Kap aufweisen. Hierdurch kann bei einem insbesondere bei kleinen Durchmessern eingefahrenen Hebelelement, bei dem relativ betrachtet grö-ßere Bypässe auftreten können, ein Minimalvortrieb gewährleistet bleiben. Finally, in addition to a propelling element supported by the supporting device, a pig according to the invention may have at least one disk or cap which is not supported by the supporting device. As a result, minimum propulsion can be ensured in the case of a lever element which is retracted, in particular in the case of small diameters, in which relatively large bypasses can occur in a relatively large sense.

Der zentrale Molchkörper kann insbesondere ein wie vorbeschrieben zu Aufbewahrungszwecken für Sensorelektronik oder Energieversorgung ausgebildeter, vorzugsweise druckdicht abgeschlossener und zylindrischer Hohlkörper sein. Es kann sich allerdings auch um eine einfache Rahmenkonstruktion ohne druckdicht abgeschlossene Bereiche handeln.The central pig body may in particular be a storage container for sensor electronics or energy supply as described above, preferably pressure-tight closed and cylindrical hollow body. However, it may also be a simple frame construction without pressure sealed areas.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind den nachfolgenden Figurenbeschreibungen zu entnehmen. Schematisch dargestellt zeigt:

1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Molches,
2 den Gegenstand nach 1 in einer Frontansicht,
3 den Gegenstand nach 2 gemäß Schnitt A-A,
4 den Gegenstand nach 1 in einer zweiten Position,
5 den Gegenstand nach 4 in einer Frontalansicht,
6 den Gegenstand nach 5 im Schnitt gemäß B-B,
7 bis 9 weitere erfindungsgemäße Gegenstände,
10 eine schematische Darstellung von Hebelelementpositionen.

Further advantages and details of the invention can be found in the following description of the figures. Schematically shown:

1 a side view of a pig according to the invention,
2 the object after 1 in a front view,
3 the object after 2 according to section AA .
4 the object after 1 in a second position,
5 the object after 4 in a frontal view,
6 the object after 5 on average according to BB .
7 to 9 further objects according to the invention,
10 a schematic representation of lever element positions.

Nachfolgend werden gleichwirkende Elemente der Erfindung mit einer einheitlichen Bezugsziffer versehen, soweit dies sinnvoll ist. Die nachfolgend beschriebenen Merkmale der Ausführungsbeispiele können auch in anderen Merkmalskombinationen als dargestellt, jedoch zumindest in Kombination mit den Merkmalen des unabhängigen Hauptanspruchs Gegenstand der Erfindung sein.Hereinafter, equivalent elements of the invention are provided with a common reference number, as appropriate. The features of the exemplary embodiments described below can also be the subject of the invention in other combinations of features than illustrated, but at least in combination with the features of the independent main claim.

Ein erfindungsgemäßer Molch 1 zum Befahren von Rohrleitungen mit sich veränderndem Durchmesser ist gemäß 1 mit einem zentralen Molchkörper 2 versehen, der sich im Wesentlichen von einem vorderen Ende 3 bis hin zu einem hinteren Ende 4 des Molches 1 erstreckt. Der Molch 1 weist eine Längsmittelachse 6 auf (vergl. 3) und ist mit einer Stützvorrichtung 9 versehen, die eine Vielzahl von Hebelelementen 7 umfasst, die in Umfangsrichtung herum zwischen zwei Caps 8 angeordnet sind. Am in Fahrtrichtung hinteren Ende 4 weist der vorliegend als Reinigungsmolch ausgebildete Molch 1 eine weitere Stützvorrichtung 9 auf, die ebenfalls wieder eine Vielzahl von Hebelelementen 7 umfasst, die in Umfangsrichtung um den zentralen Molchkörper 2 herum angeordnet sind. Am von der Längsmittelachse 6 entfernten äußeren Ende der Hebelelemente 7 ist eine Funktionseinheit in Form eines Abspannelements 11 angeordnet, sowie zusätzlich Reinigungselemente 12. Diese Reinigungselemente sind ebenfalls als Funktionseinheit an den Enden der Hebelelemente 7 angeordnet.A pig according to the invention 1 for driving on pipes of varying diameter is according to 1 with a central pig body 2 provided substantially from a front end 3 to a rear end 4 of the newts 1 extends. The newt 1 has a longitudinal central axis 6 on (comp. 3 ) and is with a support device 9 provided with a variety of lever elements 7 includes, in the circumferential direction between two caps 8th are arranged. At the rear in the direction of travel 4 has the presently designed as cleaning pig pig 1 another support device 9 on, which again a variety of lever elements 7 comprising, in the circumferential direction around the central pig body 2 are arranged around. Am from the longitudinal center axis 6 removed outer end of the lever elements 7 is a functional unit in the form of a guy element 11 arranged, as well as additional cleaning elements 12 , These cleaning elements are also a functional unit at the ends of the lever elements 7 arranged.

Sofern von den vorliegend aus einem Kranz von Polyurethanelementen ausgebildeten und miteinander verbundenen Reinigungselementen 12 eine Kraft in Richtung der Längsmittelachse 6 auf die Hebelelemente 7 erzeugt wird, so wird diese, wie auch generell eine Gewichtskraft des Molches 1, durch vorliegend als Spiralfedern ausgebildete Kraftspeicherelemente 13 mehr als kompensiert, so dass der Molch zumindest im Wesentlichen mittig in der Rohrleitung verbleibt.As far as the presently formed of a ring of polyurethane elements and interconnected cleaning elements 12 a force in the direction of the longitudinal central axis 6 on the lever elements 7 is generated, this, as well as a weight of the pig in general 1 by force-accumulating elements formed here as spiral springs 13 more than compensated, so that the pig remains at least substantially in the middle of the pipeline.

In den 1 bis 3 sind äußere Enden 14 der Hebelelemente 9 der Stützvorrichtung 9 in einer längsmittelachsenfernen Position gezeigt. Die Hebelelemente 7 sind ausgefahren. In den 4 bis 6 ist eine eingefahrene und mithin insgesamt längsmittelachsennähere Position der Hebelelemente 7 dargestellt, in der der Molch 1 durch kleinere Rohrdurchmesser fährt.In the 1 to 3 are outer ends 14 the lever elements 9 the support device 9 shown in a longitudinal mid-axis distant position. The lever elements 7 are extended. In the 4 to 6 is a retracted and therefore overall longitudinal axis closer position of the lever elements 7 pictured in which the newt 1 moves through smaller pipe diameters.

Jedes Hebelelement 7 weist zwei Drehachsenelemente 17 in Form von zwei seitlich vom Rest des Hebelelements 7 abstehenden Zapfen auf, die in einer Drehachsenführung 18 eines Führungsblocks 16 gelagert sind. Der Führungsblock 16 ist fest an dem zentralen Molchkörper 2 angeordnet. Der Führungsblock erstreckt sich, wie in 1 dargestellt, auf beiden Seiten des Hebelelements 7, so dass die auf beiden Seiten des Hebelelements 7 vorhandenen Zapfen beidseitig zwangsgeführt in der Drehachsenführung 18 angeordnet sind. Ebenfalls zwangsgeführt ist das längsmittelachsennahe Ende 19 des Hebelelements 7. Das zugehörige Lager 21 eines jeweiligen Hebelelements 7 ermöglicht eine Drehung des Hebelelements 7, wobei gleichzeitig das Lager in Richtung F mittels einer Bewegung des Lagerblocks in Längsrichtung des Molches beweglich angeordnet ist. Über die Spiralfeder 13 ist gleichzeitig eine Kraft auf diesen Lagerblock 22 gegeben, der dazu führt, dass der Lagerblock 22 in der 3 auf Anschlag nach hinten bis an den Führungsblock 16 herangedrückt wird und mithin die Hebelelemente in ihrer in den 1 bis 3 dargestellten ausgefahrenen Position verbleiben. Sofern nun aufgrund einer Verjüngung der Rohrleitung eine in Richtung der Längsmittelachse gerichtete Kraft auf die Hebelelemente wirkt, bewegen sich die Hebelelemente 7 in Richtung der Längsmittelachse. Die aus der Figurenebene der 3 herauslaufende Drehachse, die durch die Drehachsenelemente verläuft, wird in Richtung der Längsmittelachse 6 bewegt, während gleichzeitig der Lagerblock 22 entgegen der Federkraft in Richtung F geschoben wird. Ebenfalls bewegt durch die Reibung in der Drehachsenführung 18 wird sich das in den 4 bis 6 dargestellte Bild ergeben, bei dem die Drehachse nun dichter an die Längsmittelachse 6 herangerückt ist.Each lever element 7 has two rotary axis elements 17 in the form of two laterally from the rest of the lever element 7 projecting pin on which in a rotary axis guide 18 a guide block 16 are stored. The leader block 16 is firmly attached to the central pig body 2 arranged. The guide block extends as in 1 shown on both sides of the lever element 7 so that on both sides of the lever element 7 existing pin both sides forcibly guided in the rotary axis guide 18 are arranged. Also forcibly guided is the longitudinal axis near the end 19 of the lever element 7 , The associated warehouse 21 a respective lever element 7 allows rotation of the lever element 7 , wherein at the same time the bearing is movably arranged in the direction F by means of a movement of the bearing block in the longitudinal direction of the pig. About the coil spring 13 is at the same time a force on this storage block 22 given that causes the bearing block 22 in the 3 on stop back to the guide block 16 is pushed and thus the lever elements in their in the 1 to 3 remain shown extended position. If, due to a rejuvenation of the pipeline, a force directed in the direction of the longitudinal center axis acts on the lever elements, the lever elements move 7 in Direction of the longitudinal central axis. The from the figure level the 3 outgoing axis of rotation, which passes through the axis of rotation elements, is in the direction of the longitudinal central axis 6 moves while at the same time the storage block 22 is pushed in the direction F against the spring force. Also moved by the friction in the rotary axis guide 18 will that be in the 4 to 6 shown image, wherein the axis of rotation now closer to the longitudinal central axis 6 has moved on.

In den in den 4 bis 6 dargestellten Positionen der Hebelelemente 7 wird an deren Ende eine deutlich geringere Radialkraft auf die Rohrleitung 26 ausgeübt.In the in the 4 to 6 shown positions of the lever elements 7 At the end of a significantly lower radial force on the pipeline 26 exercised.

Die Drehachsenführungen 18 weisen einen längsmittelachsennahen Anfangsbereich auf, der schräg von der Längsmittelachse weg nach hinten führt. Insbesondere weist der Anfangsbereich mit der Längsachse und seiner Längserstreckung einen Winkel von rund 60° auf (vergl. 3). Der längsmittelachsenferne Endbereich der Drehachsenführung hingegen ist dergestalt ausgebildet, dass die Drehachsenführung ausgehend von dem Ende schräg zur Längsmittelachse 6 hin nach hinten führt. Hierbei handelt es sich nicht um eine kreisbogenförmige Führung bzw. Bahn (6) sondern um eine Bahn, die in ihren Endbereichen eine andere Krümmung aufweist, um eine Bewegung aus der entweder ausgefahrenen Position bzw. komplett eingefahrenen Position heraus zu verbessern.The rotary axis guides 18 have a longitudinal axis near the starting area, which leads obliquely away from the longitudinal center axis to the rear. In particular, the initial region with the longitudinal axis and its longitudinal extent at an angle of about 60 ° (see FIG. 3 ). By contrast, the end portion of the axis of rotation of the rotary axis guide remote from the longitudinal axis is designed in such a way that the axis of rotation of the guide, starting from the end, is oblique to the longitudinal central axis 6 leads backwards. This is not a circular arc guide or track ( 6 ) but a track having a different curvature in its end regions to enhance movement out of either the extended position or the fully retracted position.

Das als Federelement ausgebildete Kraftspeicherelement 13 besitzt in der in 4 dargestellten Position eine Axialkraft von 1200 N, während in der in 1 dargestellten Position von dem Kraftspeicherelement lediglich eine Kraft von 1000 N ausgeübt wird.The force storage element designed as a spring element 13 owns in the 4 position shown an axial force of 1200 N, while in the in 1 shown position of the force storage element only a force of 1000 N is exercised.

Anstelle einer einzelnen Feder kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch eine Mehrzahl von um den zentralen Molchkörper 2 herum angeordneten Kraftspeicherelementen 13 aufweisen. Während die Lagerblöcke vorliegend noch gemeinsam gestaltet sind, kann auch jeweils einem Lagerblock ein eigenes Kraftspeicherelement 13 zugeordnet sein, so dass sich die vorbeschriebene Einzelführung der einzelnen Hebelelemente ergibt und die Vorrichtung verbessert auf etwaige Beulen der Rohrleitung 26 einstellen kann.Instead of a single spring, a device according to the invention may also have a plurality of around the central pig body 2 arranged around power storage elements 13 exhibit. While the bearing blocks in the present case are still designed together, each a bearing block can also have its own power storage element 13 be assigned, so that the above-described single guide of the individual lever elements results and the device improves on any dents of the pipeline 26 can adjust.

Dies gilt insbesondere für eine mit borstenförmigen Funktionseinheiten versehene Variante der Erfindung gemäß 8, die vorliegend jedoch ebenfalls analog zu dem Ausführungsbeispiel der 1 mit einer gemeinsamen Stützvorrichtung versehen ist. In der 8 sind die Hebelelemente in ihrer längsmittelachsennahen Position gezeigt.This applies in particular to a variant of the invention provided with bristle-shaped functional units 8th However, the present case also analogous to the embodiment of the 1 is provided with a common support device. In the 8th the lever elements are shown in their longitudinal mid-axis position.

9 zeigt die Ausbildung eines erfindungsgemäßen Molches mit einer nachgelagerten MFL-Einheit 27. Alternativ können etwaige Sensorelemente auch als Funktionseinheit an Stelle der Reinigungselemente 12 oder ergänzend dazu am längsmittelachsenferne Ende der Hebelelemente 7 angeordnet sein. 9 shows the formation of a pig according to the invention with a downstream MFL unit 27 , Alternatively, any sensor elements can also be used as a functional unit instead of the cleaning elements 12 or in addition to the longitudinal axis-remote end of the lever elements 7 be arranged.

Der Bereich der möglichen Stellungen der im Wesentlichen längsgestreckten Hebelelemente 7 ist in 10 dargestellt. Die Hebelarme 7 bewegen sich mit ihren Enden 14 bzw. B_n in dem schraffierten Bereich, der aufgespannt ist zwischen wird zwischen einem Kreisbogen des Kreissegment A1-B1-A' und einem Kreisbogen des Viertelkreises A2, B' und B2. Beispielsweise befindet sich das längsmittelachsennah verschiebbar gelagerte Ende des Hebelarms 7 an der Position An, während sich das Ende 14 des Hebelarms 7 an der Position B_n befindet. Etwaige Zwischenpositionen B_n' werden durch Verschiebung entlang der Längsmittelachse 6 und hiermit einhergehender Bewegung der Drehachse in der Drehachsenführung erreicht.The range of possible positions of the substantially elongated lever elements 7 is in 10 shown. The lever arms 7 move with their ends 14 respectively. B _n in the hatched area, which is spanned between is between a circular arc of the circle segment A1-B1-A ' and a circular arc of the quarter circle A2 . B ' and B2 , For example, the end of the lever arm, which is displaceable along the longitudinal axis, is located 7 at the position At while the end 14 the lever arm 7 at the position B _n located. Any intermediate positions B _n ' be by shifting along the longitudinal center axis 6 and hereby associated movement of the axis of rotation in the rotary axis guide achieved.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2958884 [0002]

Claims

Pipe for driving on pipelines with a varying diameter, with a particular central pig body (2) and at least one at least one lever element (7) having support device (9) for a particular for abutment against an inner wall of the pipe (26) formed functional unit, wherein said one end (14) of said support device (9) being movable from a longitudinal axis-axial position for a larger diameter pipeline (26) to a longitudinal centerline position for a smaller diameter pipeline (26), characterized in that said support device (9) is at least a rotary axis guide (18) and at least one rotary axle element (17) associated with the at least two-armed lever element (7) which is movably mounted in the rotary shaft guide in order to form a rotational axis of the lever element (7) which is variable relative to the longitudinal central axis (6).

Newt after Claim 1 , characterized in that the rotation axis guide (18) curved away from a longitudinal central axis (6) of the pig (1) extends away.

Newt after Claim 2 , characterized in that the rotation axis guide (18) is non-circular as a whole.

Scraper according to one of the preceding claims, characterized in that the rotational axis guide (18), starting from its longitudinal axis near the end of the obliquely from the longitudinal central axis (6) leads away to the rear.

Scraper according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary axis guide (18), starting from its longitudinal center axis distal end obliquely to the longitudinal central axis (6) leads back towards the rear.

Pig according to one of the preceding claims, characterized in that one arm of the lever member (7) is guided at least substantially in the longitudinal direction of the pig (1) movable and kraftbeaufschlagt.

Newt after Claim 6 , characterized in that the pig (1) for applying force to the arm is provided with a preferably in the longitudinal direction of the pig acting force storage element (13), wherein preferably the force exerted by the force storage element (13) force by less than 30% between the two end positions different.

Newt after Claim 7 , characterized in that the force storage element (13) has at least one spiral spring and / or at least one disc spring, which is arranged around the central pig body (2) around.

Newt after Claim 7 or 8th with a plurality of lever elements (7) and energy storage elements, characterized in that each lever element (7) is associated with a respective energy storage element (13).

Scraper according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary axis element (17) in particular at the longitudinal axis near the end of the rotary axis guide (18) has a greater distance from the longitudinal central axis (6) than the longitudinal axis near the, guided end (19) of the lever element (7).

Pig according to one of the preceding claims, characterized in that in pipes (26) with a change in diameter, in particular of at least 6 ", preferably of at least 10", the ratio of the force exerted by the support device (9) radial forces (radial force at large diameter to radial force at small diameter) is at least 2: 1, preferably at least 4: 1, and up to 10: 1.

Pig according to one of the preceding claims, characterized in that the of the axis of rotation of the lever member (7) leading away lever arm in its extended position with the longitudinal center axis (6) of the pig (1) an angle <90 °, in particular between 80 ° and 90 ° , occupies.

Pig according to one of the preceding claims, characterized in that the pig (1) in addition to one of the support device (9) propelled element at least one not supported by the supporting device disk or cup (8).

Pig according to one of the preceding claims, characterized in that the functional unit comprises a cleaning, inspection and / or driving element.