DE2809110A1

DE2809110A1 - PIPE COUPLING MACHINE

Info

Publication number: DE2809110A1
Application number: DE19782809110
Authority: DE
Inventors: Frantisek Kubik
Original assignee: WINTERMEYER AUTOMAT KARL
Current assignee: WINTERMEYER AUTOMAT KARL
Priority date: 1978-03-03
Filing date: 1978-03-03
Publication date: 1979-09-06
Also published as: EP0015931A1; BE876152A; NO790715L; JPS55500159A; WO1979000704A1; ZA79988B; DK86279A

Abstract

Process and device for connecting in a tight manner the end of a pipe presenting a cone thread to a corresponding tubular sleeve and subjected to high torques. The holding forces generated by the clamp chucks create some deformations in the pipe which make a tight screwing more difficult. Further, the speed changes of the massive clamp chucks require slow rhythm of work and drive powers which are not compatible with a rational mounting system. The invention provides for a two-step process, wherein an auxiliary spindle (19, 20) is screwed into the sleeve (14) which will be screwed to the extremity of the pipe (5) by means of said spindle (19, 20). This auxiliary spindle (19, 20) is then removed and the end of the pipe (5) and the sleeve (14) are further tightened one against the other under high torque by two rotating clamp chucks (2, 9). The clamp chucks are disposed in such a manner that they allow eccentric and angle variations to take up the mounting tolerances of the pipe sections (5, 14). The clamp flanges (26) are hydraulically operated and hold the pipe sections (5, 14) substantially around the whole contour thereof. The device is preferably used for the preassembly at the factory of pipes aimed at being engaged in oil-well drillings.

Description

Rohrmuffenverschraubungsmaschine Pipe socket screwing machine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum druckdichten Verschrauben, insbesondere eines mit einem konischen Gewinde versehenen Rohrendes, mit einer entsprechenden Rohrverbindungsmuffe.The invention relates to a method and a device for pressure-tight Screwing, in particular a pipe end provided with a conical thread, with a corresponding pipe connection socket.

Die in Tiefbohrungen für die Erdölförderung eingesetzten Rohre müssen oft sehr hohen Drucken widerstehen. Dies gilt nicht nur für die Rohre- selbst, sondern auch für deren Verbindungsstellen, die durch Verschraubungen unter Verwendung von Gewindemuffen hergestellt werden.The pipes used in deep wells for oil production must often withstand very high pressures. This applies not just to the pipes themselves, but also for their connection points, which are created by screw connections using Threaded sockets are produced.

Dabei müssen die Verschraubungen so fest angezogen werden, daß sie bei den in Frage kommenden Drucken sollkommen dicht bleiben. Für diesen Zweck haben sich Verschraubungen mit konischen Gewinden am besten bewährt. Um am Einsatzort möglichst wenige Verschraubungen vornehmen zu müssen, werden die verwendeten Rohre bereits bei der Herstellung an einem ihrer Enden mit einer Verbindungsmuffe versehen.The screw connections must be tightened so that they with the prints in question should remain close. Have for this purpose Screw connections with conical threads have proven to be the best. To on site Having to make as few screw connections as possible are the tubes used already provided with a connecting sleeve at one of its ends during manufacture.

Die vorliegende Erfindung betrifft dabei im wesentlichen ein Verfahren und eine Vorrichtung, die dafür vorgesehen sind, bereits in der Herstellungswerkstatt in Vorbereitung für den späteren Einsatz Rohrenden mit einer Verbindungsmuffe zu verschrauben. Die wesentlichen Merkmale der Erfindung sollen jedoch nicht auf diese werkstattmäßige Anwendung beschränkt sein. Auch sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen anderer Verschraubungen geeignet, sofern die Anforderungen dort ähnlich sind, wie bei dem vorbereitenden Verschrauben eines Rohres für ein Bohrloch mit einer zugehörigen Verbindungsmuffe.The present invention essentially relates to a method and a device intended for this already in the manufacturing workshop in preparation for later use pipe ends with a connecting sleeve to screw. However, the essential features of the invention are not intended to apply to them workshop use may be limited. Also are the inventive method and the device according to the invention is suitable for producing other screw connections, as long as the requirements there are similar to those for the preparatory screwing a pipe for a borehole with an associated connecting sleeve.

Insbesondere läßt sich die Erfindung auch für die Verschraubung mit zylindrischen Gewinden einsetzen, auch wenn im folgenden stets auf konische Gewinde Bezug genommen wird.In particular, the invention can also be used for screwing Use cylindrical threads, even if in the following always use conical threads Is referred to.

Übliche Rohre für Tiefbohrungen haben etwa einen Durchmesser von 150mm. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll jedoch auch für Rohre unterschiedlichen Durchmessers verwendbar sein.Usual pipes for deep drilling have a diameter of about 150mm. However, the device according to the invention should also be used for pipes of different diameters be usable.

Das für Rohre mit 150mm Durchmesser und konischem Gewinde zum druckdichten Anziehen der Verschraubung erforderliche Drehmoment beträgt etwa - um einen Eindruck von den zu bewältigenden Größenordnungen zu vermitteln - 2.500 kpm.The one for pipes with 150mm diameter and conical thread for pressure-tight Tightening the screw connection required torque is about - around an impression to convey the order of magnitude to be mastered - 2,500 kpm.

Die dafür erforderlichen Haltekräfte beim Herstellen der Verschraubung liegen je nach der Reibung zwischen den Halteorganen für das Rohr und der Rohroberfläche selbst etwa zwischen 30 und 120t, Grundsätzlich lassen sich solche Verschraubungen durch Einspannen des Rohrendes und der Muffe in je eines von zwei koaxialen Futtern herstellen, von denen zumindest das eine gegenüber dem anderen mittels eines Antriebes rotierbar ist, Eine solche Verfahrensweise ist allein schon aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht zufriedenstellend. Außerdem sind herkömmliche Drehfutter, wie sie etwa in Werkzeugmaschinen eingesetzt werden, für den vorliegenden Einsatzzweck nicht geeignet.The holding forces required for this when producing the screw connection are depending on the friction between the holding elements for the pipe and the pipe surface even between 30 and 120t, basically such screw connections by clamping the pipe end and the socket in one of two coaxial chucks produce, of which at least one against the other by means of a drive is rotatable, Such a procedure is economic for the sake of simplicity Unsatisfactory from the point of view. In addition, conventional lathe chucks, as they are used in machine tools, for the purpose at hand not suitable.

Bei den angegebenen hohen Kräften müssen die Futter sehr schwer ausgeführt werden. Bei einer Verfahrensweise, die sich lediglich zweier solcher Futter bedient, müßten für eine einigermaßen zufriedenstellende Ausstoßleistung erhebliche Energien zur kurzzeitigen Überwindung des Trägheitsmomentes zumindest eines dieser schweren Futter aufgewandt werden, die dann beim schnellen Abbremsen wieder vernichtet werden müssen. Dies wäre sehr unwirtschaftlich, da die höchsten Kräfte beim Ausführen der Verschraubung nur kurzzeitig im letzten Moment des Anziehens aufgebracht werden müssen. Weitere Schwierigkeiten entstehen dadurch, daß, bedingt durch das Herstellungsverfahren der Rohre und der Muffen, deren Gewinde nicht immer exakt zentrisch zu deren Außenumfang liegen, an dem die Rohre bzw. Muffen durch das Futter erfaßt werden. Solche Abweichungen würden beim schnellen Rotieren der schweren Futter zu erheblichen Querkräften durch exzentrischen Schlag führen, die außerdem das Ausführen einer einwandfreien Verschraubung beeinträchtigen würden.With the specified high forces, the chucks have to be very heavy will. In a practice that only two such Feed served, would have to be for a reasonably satisfactory output considerable energies for short-term overcoming of the moment of inertia at least one of these heavy chucks is expended, which is then slowed down quickly must be destroyed again. This would be very uneconomical since the highest Forces when performing the screw connection only briefly at the last moment of tightening must be applied. Further difficulties arise because, conditional due to the manufacturing process of the pipes and the sleeves, the thread of which is not always exactly centric to the outer circumference on which the pipes or sleeves pass the feed can be grasped. Such deviations would occur when the heavy chucks lead to considerable lateral forces due to eccentric impact, the would also impair the execution of a proper screw connection.

Eine weitere Schwierigkeit liegt im konstruktiven Aufbau bekannter Spannfutter begründet. Diese neigen dazu, die relativ dünnwandigen Rohre und Muffen beim Aufbringen der hohen Spannkräfte zu verformen. Insbesondere die Verformung der Muffen, die wegen ihrer geringeren Länge meist über dem Gewinde erfaßt werden müssen, daß das konische Gewinde der Muffe nicht so weit auf das Rohrgewinde aufgeschraubt werden kann, wie bei nichtverformter Muffe. Dies hat zur Folge, daß die Verschraubung undicht bleibt. Will man dies vermeiden, sind noch höhere Drehmomente und damit Spannkräfte erforderlich, die den nachteiligen Effekt nur noch verstärken. Aus diesem Grunde lassen sich mit normalen Dreipunktfuttern keine druckdichten Verschraubungen erzeugen.Another difficulty lies in the structural design of known ones Chuck justified. These tend to be the relatively thin-walled pipes and sleeves to deform when applying the high clamping forces. In particular, the deformation the sleeves, which because of their shorter length are usually grasped above the thread must that the conical thread of the socket is not screwed so far onto the pipe thread can be, as with a non-deformed socket. This has the consequence that the screw connection remains leaky. If you want to avoid this, there are even higher torques and thus Tensioning forces are required, which only intensify the adverse effect. For this Basically, pressure-tight screw connections cannot be made with normal three-point chucks produce.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit denen sich auch wirtschaftliche Weise technisch einwandfreie Verschraubungen der genannten Art herstellen lassen. In diesem Zusammenhang soll die Aufgabe auf die Schaffung eines speziellen, geeigneten Spannfutters im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung einschließen.The invention is therefore based on the object of a method and to create a device suitable for carrying out this method, with which economic too Way technically flawless screw connections can be produced of the type mentioned. In this context, the task is aimed at the creation of a special, suitable chuck under a preferred Include embodiment of the device of the invention.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der bezeichneten Art gelöst, welches zweistufig ist und aus folgenden Verfahrensschritten besteht: a) Einschrauben eines Hilfsdornes in ein Ende der gehaltenen Muffe, b) Vorverschrauben des in ein Rohrfutter eingespannten Rohrendes mit der von dem Hilfsdorn getragenen Muffe an ihren anderen Ende bis zum Erreichen eines bestimmte ten Drehmomentes, c) Einspannen der Muffe in ein mit dem Rohrfutter koaxiales Muffenfutter, d) Ausdrehen des Hilfsdornes und e) Anziehen der Muffe auf dem Rohrende durch Verdrehen des Rohrfutters und des Muffenfutters gegeneinander, bis zum Erreichen des für eine bestimmte, druckdichte Verschraubung erforderlichen Drehmomentes.This object is achieved according to the invention by a method of the designated Art solved, which is two-stage and consists of the following process steps: a) screwing an auxiliary mandrel into one end of the held sleeve, b) pre-screwing of the pipe end clamped in a pipe chuck with that carried by the auxiliary mandrel Sleeve at its other end until a certain torque is reached, c) Clamping the socket in a socket chuck coaxial with the pipe chuck, d) Unscrewing of the auxiliary mandrel and e) Tightening the socket on the pipe end by turning the pipe chuck and the socket liner against each other, until the pressure density for a certain one is reached The required torque.

Bei einer speziellen, bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird im einzelnen wie folgt vorgegangen; Das Rohrende wird hinter seinem Gewinde in ein rotierbares Rohrfutter mit durchgehender Bohrung eingespannt.In a special, preferred embodiment of the method proceeded in detail as follows; The pipe end is behind its thread in a rotatable pipe chuck clamped with a through hole.

In das eine Ende der Muffe wird ein mit einem dem Rohr ende entsprechenden Gewinde versehener Hilfsdorn eingeschraubt, während die Muffe von einer Greifvorrichtung gehalten wirdt Sodann wird die nunmehr von dem Hilfsdorn getragene Muffe in eine koaxiale Position gegenüber dem eingespannten Rohr ende gebracht und durch verhältnismäßig schnelles Rotierenlassen des Hilfsdornes auf das Rohrende aufgeschraubt, bis ein bestimmtes Drehmoment erreicht ist. Dies kann bei der parktischen Ausführung dadurch geschehen, daß man den verhältnismäßig schwachen Antriebsmotor des Hilfsdornes so lange drehen läßt, bis er selbst durch den Anschlag des Gewindes der Verschraubung angehalten wird. In diesem Moment wird auch ein Spannfutter um die Muffe geschlossen und der Hilfsdorn aus der Muffe herausgedreht. Nunmehr wird zum Anziehen der Verschraubung das Rohrfutter gegenüber dem Muffenfutter gedreht, bis ein zum Erzielen einer druckdichten Verschraubung erforderliches Drehmoment erreicht ist. Dieses Drehmoment kann an dem drehfest angeordneten Muffenfutter gemessen werden. Vorzugsweise werden dabei Futter verwendet, die trotz hoher Einspannkräfte eine bestimmte Auswinkelung und einen bestimmten Parallelversatz des eingespannten Rohres bzw. der eingespannten Muffe zum Ausgleich von Exzentrizitäten erlauben.In one end of the sleeve is a with one end of the pipe corresponding Threaded auxiliary mandrel is screwed in, while the sleeve of a gripping device is then held the now carried by the auxiliary mandrel sleeve is in a brought coaxial position with respect to the clamped pipe end and by proportionately rapid rotation of the auxiliary mandrel screwed onto the pipe end until a reached a certain torque is. This can be done at the parking table Execution done by having the relatively weak drive motor of the auxiliary mandrel can be rotated until it hits the thread the screw connection is stopped. At this moment a chuck is also turned around the sleeve closed and the auxiliary mandrel unscrewed from the sleeve. Now will To tighten the screw connection, turn the pipe chuck in relation to the socket chuck, until the torque required to achieve a pressure-tight screw connection is reached. This torque can be measured on the sleeve chuck, which is arranged in a rotationally fixed manner will. Preferably, chucks are used that despite high clamping forces a certain angle and a certain parallel offset of the clamped Allow the pipe or the clamped sleeve to compensate for eccentricities.

Durch das erfindungsgemäße, zweistufige Verfahren werden folgende Vorteile erzielt: Das Aufschrauben der Muffe auf den Hilfsdorn kann mit verhä1Lflismäßig hoher Drehzahl erfolgen. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung liegt diese Drehzahl zwischen etwa 200 und 400 Umdrehungen je Minute. Die bewegten Massen hierfür sind gering, da sie allein aus dem Hilfsdorn und dem für diesen erforderlichen Drehantrieb bestehen.The two-stage process according to the invention results in the following Advantages achieved: The screwing of the sleeve onto the auxiliary mandrel can be relatively high speed. In a preferred embodiment, this speed is between about 200 and 400 revolutions per minute. The moving masses for this are low, since it consists solely of the auxiliary mandrel and the rotary drive required for this exist.

Auch lassen die Mittel zum Halten der Muffe während des Eindrehens des Hilfsdornes so gestalten, daß sie eine gewisse Nachgiebigkeit aufweisen, so daß eine bestimmte Exzentrizität des Muffengewindes hierbei nicht stört.Also leave the means for holding the sleeve while it is being screwed in Make the auxiliary mandrel so that they have a certain flexibility, so that a certain eccentricity of the socket thread does not interfere here.

Nach Entfernen der hierfür vorgesehen Greifeinrichtung wird die Muffe unter der Voraussetzung,daß die Gewinde an ihren beiden Enden genau koaxial sind, mit ihrem auf das Rohrende aufzuschraubenden Gewinde genau zentrisch zum Hilfsdorn gehalten. Bei dem nunmehr erfolgenden Voraufschrauben der Muffe auf das Rohrende ist damit eine eventuelle Exzentrizität der Muffe ausgeschaltet. Lediglich das Rohrende kann noch eine gewisse Exzentrizität aufweisen, weswegen das Rohr futter einen gewissen seitlichen Versatz des Rohres beim Aufschrauben der Muffe zulassen sollte. Da zum Voraufschrauben bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der Hilfsdorn mit der Muffe und nicht das Rohrfutter gedreht wird, braucht das Rohr futter nicht zum Ausgleich einer schnell umlaufenden Exzentrizität geeignet zu sein. Der schnell umlaufende Hilfsdorn führt andererseits das Muffengewinde genau zentrisch. Ein Voraufschrauben der Muffe durch Rotation des Hilfsdornes führt auch bei diesem Arbeitsgang dazu, daß nicht die verhältnismäßig große Masse des Rohrfutters beschleunigt zu werden braucht, sondern lediglich der wesentlich leichter ausgeführte Hilfsdorn.After removing the gripping device provided for this purpose, the sleeve provided that the threads are exactly coaxial at both ends, with its thread to be screwed onto the pipe end exactly centered on the auxiliary mandrel held. With the pre-screwing of the sleeve onto the pipe end this eliminates any eccentricity of the socket. Only the The pipe end can still have a certain eccentricity, which is why the pipe chuck allow a certain lateral offset of the pipe when screwing on the socket should. As for pre-screwing in a preferred embodiment of the invention the auxiliary mandrel is rotated with the socket and not the pipe chuck, needs the pipe lining not to be suitable to compensate for a rapidly rotating eccentricity. On the other hand, the fast rotating auxiliary mandrel guides the socket thread exactly in the center. Pre-screwing the sleeve by rotating the auxiliary mandrel also leads to this Operation to ensure that the relatively large mass of the pipe lining is not accelerated needs to be, but only the much lighter auxiliary mandrel.

Auf diese Weise lassen sich Aufdrehgeschwindigkeiten von 200 bis 400 Umdrehungen pro Minute leicht erreichen.In this way, untwisting speeds of 200 to 400 can be achieved Easily reach revolutions per minute.

Der Voraufschraubvorgang ist dann beendet, wenn die Muffe praktisch bis zum Gewindeanschlag auf das Rohrende aufgeschraubt ist und ein weiteres Anziehen der Verschraubung ein Drehmoment erfordert, welches das Drehmoment des verhältnismäßig schwachen Hilfsdornantriebes überschreitet, so daß dieser stehen bleibt. Da die Muffe sich bereits auf dem Rohrende befindet, kann das nunmehr erfolgende Schließen des Muffenfutters keinen seitlichen Versatz der Muffe gegenüber dem Rohrende infolge von einer Exzentrizität der Muffe mehr bewirken. Ist tatsächlich eine solche Exzentrizität vorhanden, muß sie ganz durch die nachgiebige Ausführung des Futters aufgenommen werden.The pre-screwing process is ended when the socket is practical is screwed onto the pipe end up to the thread stop and tightening again the screw connection requires a torque which is the torque of the relative weak auxiliary mandrel drive exceeds, so that this stops. Since the If the socket is already on the end of the pipe, the closing can now take place of the socket lining no lateral offset of the socket compared to the pipe end as a result cause more of an eccentricity of the socket. Is such an eccentricity indeed present, it must be completely absorbed by the flexible design of the lining will.

Dafür das Anziehen der Verschraubung nur noch ein verhältnismäßig geringer Drehwinkel erforderlich ist, kann das Drehen des Rohrfutters gegenüber dem drehfest gehaltenen Muffenfutter mit verhältnismäßig geringer Drehgeschwindigkeit, dafür aber mit einem hohen Drehmoment erfolgen. Es entstehen auch keine dynamischen Schwierigkeiten durch eine eventuelle Exzentrizität des Rohres.For this, the tightening of the screw connection is only a proportionate one a small angle of rotation is required, the opposite of turning the pipe chuck the sleeve chuck, which is held in a rotationally fixed manner, at a relatively low rotational speed, but take place with a high torque. There are also no dynamic ones trouble due to a possible eccentricity of the pipe.

Bei der geringen Drehgeschwindigkeit kann sich das Rohrfutter an die, ihren Winkel ändernde Exzentrizität des Rohres ebenso anpassen wie im stationären Zustand beim Vorauf schrauben der Muffe Das Anziehdrehmoment wird vorteilhafterweise durch das Signal eines Drehmomentgebers begrenzt, welcher mit dem quasi drehfest angeordneten Muffenfutter verbunden ist.At the low speed of rotation, the pipe chuck can Adjust the eccentricity of the tube by changing its angle as well as in the stationary one Condition when screwing the socket in advance The tightening torque is advantageous limited by the signal of a torque transmitter, which is virtually non-rotatable with the arranged sleeve lining is connected.

Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende automatische Vorrichtung bietet ferner die Möglichkeit, das Aufschrauben einer neuen Muffe auf den Hilfsdorn und das Anziehen der Verschraubung gleichzeitig auszuführen. Sobald der Hilfsdorn aus der voraufgeschraubten Muffe wieder entfernt ist, können diese beiden Arbeitsgänge nebeneinander ablaufen, wodurch eine sehr hohe Maschinenleistung erzielt wird.An automatic operating according to the method according to the invention Device also offers the possibility of screwing on a new sleeve to carry out the auxiliary mandrel and the tightening of the screw connection at the same time. As soon the auxiliary mandrel is removed from the pre-screwed sleeve, they can Both work steps run side by side, resulting in a very high machine performance is achieved.

Entsprechend den Erläuterungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine zu dessen Durchführung geeignete, erfindungsgemäße Vorrichtung gekennzeichnet durch eine Verschraubungsanzieheinrichtung, bestehend aus zwei im Abstand voneinander angeordneten, mit durchgehenden Bohrungen versehenen koaxialen Einspannfuttern für hohe Spannkräfte, von denen mindestens eines drehbar gelagert und mit einem Drehantrieb für hohes Drehmoment versehen ist, einem in axialer Verlängerung des einen Einspannfutters oder Muffenfutters angeordneten, mit einem zwei-Len Drehantrieb versehenen Hilfsdorn, dessen dem Muffenfutter zugewandtes Ende mit einem dem Rohrende entsprechenden Gewinde versehen und aus einer von dem Muffenfutter beabstandeten Position in axialer Richtung bis in das Muffenfutter hinein verschiebbar ist, sowie einer Greifeinrichtung für die Muffe, welche in den Vorschubweg des Hilfsdornes hineinbewegbar ist.According to the explanations of the method according to the invention a device according to the invention which is suitable for its implementation is characterized by a screw tightening device consisting of two spaced apart arranged, provided with through holes coaxial clamping chucks for high clamping forces, at least one of which is rotatably mounted and with a rotary drive for high torque is provided, one in the axial extension of one clamping chuck or sleeve chuck arranged auxiliary mandrel provided with a two-len rotary drive, whose end facing the socket liner with a thread corresponding to the pipe end provided and from a position spaced from the box liner in the axial direction can be displaced into the socket chuck, as well as a gripping device for the sleeve, which can be moved into the feed path of the auxiliary mandrel.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist das Rohrfutter drehbar gelagert mit einem Drehantrieb versehen, während das Muffenfutter zwar auch drehbar gelagert, aber durch eine an einem radialen Arm angreifende Drehmomentmeßeinrichtung im wesentlichen drehfest gehalten ist. Dafür ist aber das Muffenfutter in axialer Richtung in einem bestimmten Bereich frei verschiebbar ausgeführt, um der auch noch beim Anziehen der Verschraubung erfolgenden gewissen Translationsbewegung der Muffe auf dem Rohrende Rechnung zu tragen. Sowohl das Muffenfutter als auch das Rohrfutter sind bei einer bevorzugten Ausführungsform so ausgeführt, daß sie sowohl eine axiale Winkelabweichung als auch eine gewisse Exzentrizität der in ihnen eingespannten Werkstücke zulassen. Dabei ist es zweckmäßig, die Futter mit einer Einrichtung zu versehen, mit der sie sich vor Einspannen eines neuen Werkstückes zuerst wieder in eine zentrische Ausgangslage zurückstellen lassen, sofern diese sich infolge von Reibungswiderständen nicht von alleine einstellt.In a preferred embodiment of the device, the liner is pipe rotatably mounted with a rotary drive, while the sleeve chuck also rotatably mounted, but by a torque measuring device acting on a radial arm is held essentially rotationally fixed. For this, however, the sleeve chuck is in an axial direction Direction in a certain area designed to be freely movable, around the too when the screw connection is tightened, there is a certain translational movement of the sleeve to take into account on the pipe end. Both the socket liner and the pipe liner are designed in a preferred embodiment so that they have both an axial Angular deviation as well as a certain eccentricity of the clamped in them Allow workpieces. It is useful to feed the feed with a device provided with which they are first again before clamping a new workpiece can be put back in a central starting position, provided this is due to of frictional resistance does not adjust by itself.

Gegenstand des vorrichtungsmäßigen Teiles der Erfindung ist daher auch ein Einspannfutter für hohe Spannkräfte zur Verwendung bei der Herstellung von druckdichten Rohrverschraubungen, welches mit hydraulisch betätigbaren, konzentrisch schließenden Spannbacken versehen ist. Das erfindungsgemäße Futter besteht aus einem eigentlichen Futterkörper, der in einem Lagerring drehbar gelagert ist. welcher mit einer kardanischen Aufhängung versehen ist. Zur Vermeidung von Verformungen des eingespannten Gegenstandes sind diese Spannbacken des Futters so gestaltet, daß sie den eingespannten Gegenstand möglichst entlang seines gesamten Umfanges erfassen.The subject of the device-related part of the invention is therefore also a high clamping force chuck for use in manufacturing of pressure-tight pipe fittings, which with hydraulically actuated, concentric closing jaws is provided. The feed according to the invention consists of one actual chuck body, which is rotatably mounted in a bearing ring. which is provided with a cardanic suspension. To avoid deformation of the clamped object, these jaws of the chuck are designed in such a way that that they hold the clamped object as possible along its entire circumference capture.

Bei horizontaler Lage der Futterachse ist das'Futter zweckmäßigerweise so ausgeführt, daß der Lagerring mittels zweier sich diametral gegenüberliegender, senr1er' Gelenkzapfen in entsprechenden Bohrungen eines ihn in gewissem Abstand umgebenden, konzentrischen Kardanringes schwenkbar gelagert ist, der seinerseits mit zwei an seiner Außenseite angebrachten, sich diametral gegenüberliegenden waagerechten Gelenkzapfen in etsprechenden Bohrungen in dem zugehörigen Teil des Maschinenrahmens oder eines anderen Stützteiles gelagert ist, wobei sowohl die senkrechten als auch die waagerechten Gelenkzapfen ein derartiges Axialspiel aufweisen, daß der Futterkörper mit einem bestimmten Spiel in senkrechter Richtung und der Kardanring mit einem gewissen Spiel in waagerechter Richtung beweglich ist. Zur zentrischen Ausrichtung des Kardanringes sind bevorzugt im Maschinenrahmen zwei Stellkolben vorgesehen, die auf die Gelenkzapfen des Kardanringes wirken. Für die zentrische Ausrichtung in senkrechter Richtung ist dagegen nur ein Stellkolben erforderlich, der vorzugsweise am unteren Gelenkzapfen des Futterkörpers angreift. Damit der Futterkörper nicht durch sein Eigengewicht ständig in eine exzentrische Lage absinkt, ist der untere Gelenkbolzen zusätzlich durch eine Druckfeder abgestützt, die in etwa das Eigengewicht des Futterkörpers und der mit ihm beweglichen Teile, darunter auch das Eigengewicht des eingespannten Werkstückes ausgleicht.If the chuck axis is in a horizontal position, the chuck is expedient designed so that the bearing ring means two diametrically opposed opposite 'senr1er' pivot pin in corresponding bores of one of them at a certain distance surrounding, concentric cardan ring pivotally mounted is, in turn, with two attached to its outside, diametrically opposite horizontal pivot pin in corresponding holes in the associated Part of the machine frame or another support part is mounted, both the vertical as well as the horizontal pivot pins such an axial play have that the chuck body with a certain play in the vertical direction and the cardan ring can be moved in the horizontal direction with a certain amount of play. For the central alignment of the cardan ring, two are preferred in the machine frame Control pistons are provided, which act on the pivot pin of the cardan ring. For the centric alignment in the vertical direction, on the other hand, only one setting piston is required, which preferably acts on the lower pivot pin of the chuck body. So that the chuck body does not constantly sink into an eccentric position due to its own weight, that is The lower hinge pin is additionally supported by a compression spring, which is roughly the Dead weight of the chuck body and the parts moving with it, including balances the weight of the clamped workpiece.

Damit das Futter das eingespannte WerkstAck möglichst am gesamten Umfang erfassen kann, ist es vorzugsweise mit acht Spannbacken ausgerüstet. Um die Einspannfläche weiter zu vergrößern, besitzen die einzelnen Spannbacken eine axiale Ausdehnung, die vorzugsweise um ein mehrfaches größer ist als ihre Breite in Umfangsrichtung.So that the chuck covers the clamped workpiece as far as possible Can grasp circumference, it is preferably equipped with eight clamping jaws. To the To further enlarge the clamping area, the individual clamping jaws have an axial one Extension, which is preferably several times greater than its width in the circumferential direction.

Dabei greifen die kraftaufbringenden Vorschubelemente zweckmäßigerweise nur an einem zentralen Punkt oder in Richtung nur einer mittleren Umfangslinie an der Rückseite jeder Spannbacke an, damit die Spannbacken in ihrer Radialebene um einen bestimmten Winkel können, um sich möglichst gleichmäßig an die Oberfläche des eingespannten Werkstückes anlegen zu können. Damit die Vorschubelemente die Spannbacken beim Öffnen des Futters auch wieder zurücknehmen, sind diese in gewisser Weise gelenkig mit der Rückseite der Spannbacke verbunden. Dies kann beispielsweise durch einen hammerkopfartigen Stößel an dem Vorschubelement erfolgen, dessen Flügel in einer zur Futterachse senkrechten Ebene liegen und hinter die Kanten einer Nut greifen, die zumindest von einer Stirnseite der Spannbacke bis zu deren Mitte führt. Die Spannbacke kann so von der Seite her auf das Vorschubelement aufgeschoben werden.In this case, the force-applying feed elements expediently engage only at a central point or in the direction of only a central circumference the back of each clamping jaw, so that the clamping jaws in their radial plane A certain angle can be used in order to be as even as possible on the surface of the clamped workpiece. So that the feed elements Jaws take it back when opening the chuck, these are articulated to a certain extent with the back of the clamping jaw. This can be done, for example, by a hammer head-like plunger on the feed element take place whose wings lie in a plane perpendicular to the feed axis and behind the edges of a groove grip at least one end face of the clamping jaw leads to the middle. The clamping jaw can thus approach the feed element from the side be postponed.

Die kraftaufbringenden Vorschubelemente selbst sind bei einer bevorzugten Ausführungsform als hydraulische Spannzylinder mit in Schließrichtung des Futters einseitig wirkenden hydraulischen Kolben ausgeführt. Die Rückstellung der Kolben bei Druckentlastung erfolgt durch eine Rückstellfeder. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Schließbewegung der Spannbacken nach Überwindung der Rückstellkraft dieser Rückstellfedern durch die Kolben verhältnismäßig gleichmäßig und konzentrisch erfolgt. Ohne Überwindung der Federkraft wäre der Einsatz der Schließbewegung bei verbundenem hydraulischem System von der zufälligen Größe der Reibungswiderstände in den einzelnen Zylindern abhängig. Um eine möglichst gleichmäßige Anpreßkraft aller Spannbacken auch auf unebenen Werkstücken zu gewährleisten, sind die einzelnen Spannzylinder hydraulisch sowohl untereinander als auch mit einem Druck-Ausgleichsgefäß verbunden. Auf diese Weise erhält jeder Kolben den gleichen Druck, ist aber dennoch nicht infolge der Inkompressibilität der Hydraulikflüssigkeit starr, sondern kann Unebenheiten in gewissem Maße ausweichen.The force-applying feed elements themselves are preferred in one Embodiment as a hydraulic clamping cylinder with in the closing direction of the chuck one-sided acting hydraulic piston executed. The return of the piston a return spring when the pressure is released. This version has the Advantage that the closing movement of the clamping jaws after overcoming the restoring force these return springs through the piston relatively evenly and concentrically he follows. Without overcoming the spring force, the use of the closing movement would be at connected hydraulic system on the random size of the frictional resistance in the individual cylinders. To ensure that the contact pressure is as uniform as possible of all clamping jaws, even on uneven workpieces, are the individual ones Hydraulic clamping cylinders both with each other and with a pressure compensation tank tied together. In this way, each piston receives the same pressure, but still is not rigid due to the incompressibility of the hydraulic fluid, but can Avoid bumps to a certain extent.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die gleichzeitig der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient, unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen, im einzelnen näher beschrieben. Es stellen dar: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung; Fig. 2 die Frontansicht eines erfindungsgemäßen Einspannfutters in schematischer Darstellung und Fig. 3 einen Schnitt etwa entlang der Linie III-III in Fig. 2 durch die tatsächliche Ausführung eines erfindungsgemäßen Einspannfutters.The following is a preferred embodiment of the invention Device that is simultaneously performing the method according to the invention serves, with reference to the accompanying drawings, described in more detail. They represent: Fig. 1 is a plan view of an inventive Device in a schematic representation; Fig. 2 is a front view of an inventive Clamping chuck in a schematic representation and FIG. 3 a section approximately along the line III-III in Fig. 2 by the actual execution of an inventive Clamping chuck.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem nur durch bestimmte Festpunkte angedeuteten Maschinenrahmen 1, in dem ein Rohrfutter 2 mittels Kugellagern 3 drehbar gelagert ist. In das Rohrfutter ist ein Rohr 4 eingespannt, dessen Rohrende 5 mit einem konischen Gewinde versehen ist. Mit dem Rohrfutter 2 ist ein Zahnrad 6 verbunden, welches mit einem Zahnrad 7 kämmt, das von einem ortsfesten Antriebsmotor 8 angetrieben wird. So wie das Rohrfutter 2 selbst, ist auch die Antriebskette 8, 7, 6 lediglich schematisch als solche angedeutet.The device shown in Fig. 1 consists of a just through certain fixed points indicated machine frame 1, in which a pipe chuck 2 by means of Ball bearings 3 is rotatably mounted. A pipe 4 is clamped into the pipe chuck, whose pipe end 5 is provided with a conical thread. With the pipe chuck 2 a gear 6 is connected, which meshes with a gear 7, which is of a stationary Drive motor 8 is driven. The drive chain is just like the pipe chuck 2 itself 8, 7, 6 only indicated schematically as such.

Bei einer tatsächlichen Ausführungsform kann sie wesentlich anders gestaltet sein.In an actual embodiment, it can be significantly different be designed.

In gewissem Abstand vom Rohrfutter 2 ist koaxial mit diesem ein Muffenfutter 9 angeordnet, welches aus einem eigentlichen Futterkörper 10, derdilen Fig. 1 nicht gezeigten Spannbacken und deren Vorschubelemente enthält, besteht, der über Kugellager 11 in einem drehfesten, ringartigen Bauteil 12 gelagert ist, welches, wie weiter unten anhand einer besonderen Ausführungsform noch beschrieben wird, eise kardanische Aufhängung enthalten kann. Das gesamte Muffenfutter 9 ist in einer Führung 13 in einem bestimmten Bereich axial verschiebbar, um beim Anziehen der Muffe 14 auf das Rohr ende 5 in deren Translationsverschiebung folgen zu können. Zweckmäßigerweise sind (nicht gezeigte) Stellglieder zusätzlich vorgesehen, mit denen sich das Muffenfutter 9 jeweils wieder in eine axiale Ausgangslage zurückführen läßt.At a certain distance from the pipe liner 2 is a sleeve liner coaxial therewith 9 arranged, which consists of an actual chuck body 10, which is not shown in FIG shown clamping jaws and their feed elements, consists of ball bearings 11 is mounted in a non-rotatable, ring-like component 12, which, as further Will be described below with reference to a particular embodiment, iron cardanic Can contain suspension. The entire sleeve liner 9 is in a guide 13 in axially displaceable within a certain range in order to access the Tube end 5 to be able to follow in their translational displacement. Appropriately actuators (not shown) are additionally provided with which the socket liner 9 can each lead back into an axial starting position.

Der Futterkörper 10 ist mit einem radial nach außen weisenden Arm 15 versehen, der sich gegen eine am Bauteil 12 angebrachte Drehmomentmeßeinrichtung 16 abstützt, die beispielsweise aus einer Kraftmeßdose bestehen kann. Der Futterkörper 10 des Muffenfutters 9 ist nur zu diesem Zweck in den Kugellagern 11 gelagert.The chuck body 10 is provided with a radially outwardly facing arm 15 provided, which is against a mounted on the component 12 torque measuring device 16 is supported, which can for example consist of a load cell. The chuck body 10 of the socket chuck 9 is mounted in the ball bearings 11 only for this purpose.

Da der Arm 15 nur sehr geringe Meßwege ausführt, ist das gesamte Muffenfuter 9 trotz der drehbaren Lagerung praktisch drehfest ausgeführt.Since the arm 15 carries out only very short measuring paths, the entire socket joint is 9 practically non-rotatably executed despite the rotatable mounting.

Auf der dem Rohrfutter 2 abgewandten Seite des Muffenfutters 9 ist ein im Maschinengestell 1 schwenkbar gelagerter Greifarm 17 angeordnet, der an seinem Ende mit einer Greifeinrichtung 18 versehen ist, die in die Verlängerung der Achse der beiden Spannfutter schwenkbar ist.On the side of the sleeve liner 9 facing away from the pipe liner 2 a pivotably mounted in the machine frame 1 gripping arm 17 is arranged on his End is provided with a gripping device 18, which is in the extension of the axis of the two chucks can be swiveled.

In der schematischen Darstellung der Fig. 1 ist der Greifarm 17 gezeigt, wie er eine weitere Muffe 14' koaxial mit der Achse der beiden Spannfutter 2 und 9 hält.In the schematic representation of FIG. 1, the gripping arm 17 is shown, as he has another sleeve 14 'coaxial with the axis of the two chucks 2 and 9 holds.

In weiterer Verlängerung der Achse des Muffenfutters 9 ist auf der dem Rohrfutter 2 abgewandten Seite ein Hilfsdorn 19 angeordnet, der mit einem Gewindeende 20 versehen ist, welches dem Rohrende 5 entspricht. Das Gewindeende 20 ist zur Verarbeitung unterschiedlicher Rohre zweckmäßigerweise gegen solche anderen Durchmessers und anderer Gewinde austauschbar. Die verlängerte Achse des Hilfsdornes 19 ist mit einem Antriebszahnrad 21 versehen.In a further extension of the axis of the socket chuck 9 is on the the pipe chuck 2 side facing away from an auxiliary mandrel 19 is arranged, which has a threaded end 20 is provided, which corresponds to the pipe end 5. The thread end 20 is for processing different pipes appropriately against such other diameters and other thread interchangeable. The extended axis of the auxiliary mandrel 19 is with a Drive gear 21 provided.

Der Hilfsdorn 19 selbst ist in einem Schlitten 22 drehbar gelagert, welcher in axialer Richtung im Maschinengestell 1 verschiebbar ist. Auf dem Schlitten 22 ist ein weiterer Motor 23 fest angebracht, welcher ein Zahnrad 24 antreibt, das mit dem Antriebszahnrad 21 des Hilfsdornes 19 kämmt. Im Maschinenrahmen 1 ist ferner ein Stellzylinder 25 angeordnet, mit dem der Schlitten 22 axial im Maschinenrahmen 1 verschoben werden kann.The auxiliary mandrel 19 itself is rotatably mounted in a slide 22, which can be moved in the axial direction in the machine frame 1. On the sledge 22 another motor 23 is fixedly attached, which drives a gear 24 that meshes with the drive gear 21 of the auxiliary mandrel 19. In the machine frame 1 is also an adjusting cylinder 25 is arranged with which the slide 22 is axially in the machine frame 1 can be moved.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Der Greifarm 17 übernimmt im ausgeschränkten Zustand aus einer (nichtgezeigten) automatischen Zuführeinrichtung eine Muffe 14' und schwenkt sie in die verlängerte Achse des verfahrbaren Hilfsdornes 19, welche mit der Achse der Einspannfutter 2 und 9 übereinstimmt. So dann wird der Hilfsdorn 19 mittels des Stellzylinders 25 mit seinem Gewindekopf 20 an die Muffe 14' herangefahren und mittels des Motors 23 über die Antriebskette 24', 21 in rotation versetzt, sodaß sich der Gewindekopf 20 in die Muffe 14' hineinschraubt. Dabei wird der Schlitten 22 nachgeführt. Ist der Gewindekopf 20 des Hilfsdornes 19 bis zu seinem bundartigen Anschlag in die Muffe 14' hineingeschraubt, wird der Motor 23, beispielsweise durch eine Drehmomentsteuerung automatisch angehalten. Dafür muß die Greifkraft der Greifeinrichtung 18 des Greifarmes 17 etwas größer sein als diejenige Kraft, die durch das volle Drehmoment des Motors 23 im Gewindekopf 20 des Hilfsdornes 19 erzeugt wird.The operation of the device is as follows: Of the Gripping arm 17 takes over in the unlocked state from an automatic one (not shown) Feed device a sleeve 14 'and swivels it in the extended axis of the movable Auxiliary mandrel 19, which coincides with the axis of the chucks 2 and 9. So then the auxiliary mandrel 19 by means of the adjusting cylinder 25 with its threaded head 20 to the sleeve 14 'and moved by means of the motor 23 over the drive chain 24 ', 21 set in rotation so that the threaded head 20 is screwed into the sleeve 14'. The carriage 22 is tracked in the process. Is the threaded head 20 of the auxiliary mandrel 19 is screwed into the sleeve 14 'up to its collar-like stop, the Motor 23, for example, automatically stopped by a torque control. For this, the gripping force of the gripping device 18 of the gripping arm 17 must be somewhat greater than that force caused by the full torque of the motor 23 in the threaded head 20 of the auxiliary mandrel 19 is generated.

Nach beendetem Einschrauben des Hilfsdornes 19 in die Muffe 14' wird die Greifeinrichtung 18 geöffnet und der Greifarm 17 aus der Achse der Vorrichtung hinausgeschwenkt. So dann fährt der Stellzylinder 25 den Schlitten 22 mit dem Hilfsdorn 19 soweit vor, daß die Muffe 14' bis vor das Rohrende 5 hin das geöffnete Muffenfutter 9 hineinbewegt wird. Mit Hilfe des Motors 23 wird dann die Muffe soweit es das Drehmoment des Motors zuläßt, auf das Rohrende 5 aufgeschraubt. Hierbei wird der Schlitten 22 wiederum soweit wie erforderlich nachgeführt und in ähnlicher Weise wie auch beim Einschrauben des Hilfsdornes 19 in die Muffe 14' wird der Motor 23 nach beendetem Vor aufschrauben der Muffe auf das Rohr automatisch angehalten. Nunmehr schließt sich das Muffenfutter 9, welches sich in seiner axialen Ausgangslage innerhalb der Führung 13 befindet (bezogen auf die Darstellung der Fig. 1 in seiner rechten Stellung). Jetzt wird der Hilfsdorn 19 aus der nunmehr mit 14 bezeichneten Muffe herausgeschraubt und in die Fig. 1 dargestellte rechte Ausgangslage mittels des Stellzylinders 25 zurückgefahren. Der Greifarm 17 kann nunmehr eine neue Muffe 14' vor den Gewindekopf 20 des Hilfsdornes 19 schwenken, so daß der bis hierher beschriebene Vorgang von neuem ablaufen kann.After the auxiliary mandrel 19 has been screwed into the sleeve 14 ' the gripping device 18 is opened and the gripping arm 17 is off the axis of the device swung out. The adjusting cylinder 25 then moves the slide 22 with the auxiliary mandrel 19 so far that the sleeve 14 'up to the pipe end 5 towards the open socket lining 9 is moved into it. With the help of the motor 23 the sleeve is then as far as it is the torque of the motor, screwed onto the pipe end 5. This is where the slide 22 again adjusted as necessary and in a similar way as well when screwing the auxiliary mandrel 19 into the sleeve 14 ', the motor 23 is after the end Automatically stopped before screwing the sleeve onto the pipe. Now closes the sleeve chuck 9, which is in its axial starting position within the Guide 13 is located (based on the representation of FIG. 1 in its right position). Now the auxiliary mandrel 19 is unscrewed from the sleeve now designated 14 and the right starting position shown in FIG. 1 by means of the adjusting cylinder 25 pulled back. The gripping arm 17 can now have a new sleeve 14 ' before pivot the threaded head 20 of the auxiliary mandrel 19 so that the previously described Process can run again.

Nach Erfassen der Muffe 14 durch das Muffenfutter 9 wird der Motor 8 in Betrieb gesetzt und beginnt über die Zahnräder 7 und 6 zum Festziehen der Verschraubung zwischen der Muffe 14 und dem Rohrende 5 das Rohrfutter 2 zwar verhältnismäßig langsam, aber mit einem großen Moment zu drehen. Dabei wird über den Arm 15 und die Meßeinrichtung 16 des Muffenfutters 9 ständig das auf die Verschraubung aufgebrachte Drehmoment gemessen. Bei erreichen des vorgesehenen Wertes schaltet der Motor 8 automatisch aus.After gripping the sleeve 14 by the sleeve chuck 9, the motor 8 is put into operation and begins via the gears 7 and 6 to tighten the screw connection between the sleeve 14 and the pipe end 5, the pipe liner 2 is relatively slow, but with a great moment to turn. It is about the arm 15 and the measuring device 16 of the socket chuck 9 constantly shows the torque applied to the screw connection measured. When the intended value is reached, the motor 8 switches automatically the end.

Erfolgt beim Anziehen der Verschraubung eine translatorische Verschiebung der Muffe 14 auf dem Rohrende 5, kann das Muffenfutter 9 infolge der freien Beweglichkeit in der Führung 13 dieser Verschiebung ungehindert folgen. Nach beendetem Anziehen der Verschraubung und außer Betrieb setzen des Motors 8 öffnen beide Einspannfutter 2 und 9 und das nunmehr mit der Muffe 14 versehene Rohr 4 kann entsprechend der zeichnerischen Darstellung nach links aus den Einspannfuttern entfernt werden. Nunmehr wird ein neues Rohr 4 in das Rohrfutter eingeführt und in ihm festgespannt, so daß die inzwischen auf den Hilfsdorn 19 aufgeschraubte neue Muffe 14' in das Muffenfutter 9 vorgeschoben und auf das Rohrende 5 aufgedreht werden kann.If the screw connection is tightened, a translational shift occurs the sleeve 14 on the pipe end 5, the sleeve liner 9 as a result of the free mobility follow this shift unhindered in the guide 13. After tightening the screw connection and putting the motor 8 out of operation open both clamping chucks 2 and 9 and the now provided with the sleeve 14 pipe 4 can according to the graphic representation to be removed from the clamping chucks to the left. Now a new pipe 4 is inserted into the pipe chuck and clamped in it so that the new sleeve 14 ', which has meanwhile been screwed onto the auxiliary mandrel 19, into the sleeve chuck 9 can be advanced and screwed onto the pipe end 5.

Fig. 2 zeigt in schematischer Frontansicht den Aufbau eines erfindungsgemäßen Muffenfutters, wie es vorzugsweise in einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendet wird.Fig. 2 shows a schematic front view of the structure of an inventive Sleeve lining, as it is preferably used in a device according to FIG.

Die Fig. zeigt den eigentlichen Futterkörper 10, in dem durch 8 Spannbacken 26 eine Muffe 14 gehalten ist. Über ein Kugellager 11' ist der Futterkörper 10 in einer Baugruppe 12' gelagert, die dem Bauteil 12 der Fig. 1 entsprechen soll. Die Baugruppe 12' enthält eine kardanische Aufhängung und besteht im einzelnen aus einem Lagerring 27, der mittels sich diametral gegenüber liegende, senkrechte Gelenkzapfen 28 und 29 drehbar in einem Kardanring 30 gelagert ist. Der Kardan-ring 30 ist seinerseits mittels zweier waagrechter Gelenkzapfen 31 in Rahmenteilen 32 schwenkbar gelagert, die Überführungen 13' im Maschinenrahmen 1 in axialer Richtung verschiebbar sind. Die Gelenkzapfen 28, 29 und 32 sind gegenüber ihren zugehörigen Lagerbohrungen mit einem gewissen Spiel in Richtung ihrer eigenen Achsen verschiebbar, so daß der Lagerring 27 im Kardanring 30 in senkrechter Richtung um einen bestimmten Betrag hin und her bewegbar ist und der Kardanring 30 entsprechend gegenüber den Rahmenteilen 32 in waagrechter Richtung.The figure shows the actual chuck body 10, in which by 8 clamping jaws 26 a sleeve 14 is held. The chuck body 10 is in an assembly 12 ', which is intended to correspond to the component 12 of FIG. 1. the Assembly 12 'contains a cardanic suspension and consists in detail of one Bearing ring 27, the vertical pivot pin by means of diametrically opposite one another 28 and 29 is rotatably mounted in a cardan ring 30. The cardan ring 30 is in turn by means of two horizontal pivot pin 31 pivotable in frame parts 32 stored, the transfers 13 'in the machine frame 1 in the axial direction are. The pivot pins 28, 29 and 32 are opposite their associated bearing bores with a certain play in the direction of their own axes, so that the Bearing ring 27 in the cardan ring 30 in the vertical direction by a certain amount is movable back and forth and the gimbal ring 30 correspondingly with respect to the frame parts 32 in the horizontal direction.

Das sich daraus ergebende Spiel des Futterkörpers 10 in radialer Richtung dient dazu, Ungenauigkeiten in den einzelnen Muffenabmessungen auszugleichen, welche ansonsten zu einer exentrischen Einspannung führen würden. Damit das Einspannfutter jedoch nicht in vertikaler Richtung durch Eigengewicht stehts seine unterste Stellung einnimmt, stützt sich der Gelenkbolzen 29 gegen eine Druckfeder 33 ab, die das Eigengewicht des Futterkörpers, des Lagerringes und der eingespannten Muffe kompensieren soll.The resulting play of the chuck body 10 in the radial direction serves to compensate for inaccuracies in the individual socket dimensions, which otherwise would lead to an eccentric clamping. So that the chuck but not in the vertical direction due to its own weight is its lowest position assumes, the hinge pin 29 is supported against a compression spring 33, which takes its own weight of the chuck body, the bearing ring and the clamped sleeve should compensate.

Um den Futterkörper 10 nach einer Auslenkung in radialer Richtung vor Einspannen einer neuen Muffe wieder in eine zentrische Ausgangslage zurückführen zu können, sind Rückstellkoiben 34 vorgesehen, deren Kolbenstangen gegen die Gelenkbolzen 29 bzw. 31 bewegt werden können.To the chuck body 10 after a deflection in the radial direction Return to a central starting position before clamping a new socket To be able to, Rückstellkoiben 34 are provided, the piston rods against the hinge pin 29 and 31 can be moved.

Wie aus Fig. 2 ebenfalls zu erkennen ist, weißt der Muffenkörper 10 einen radialen Arm 15' auf der sich gegen eine mit dem Lagerring 27 fest verbundene Drehmomentmesseinrichtung 16 abstützt.As can also be seen from FIG. 2, the sleeve body 10 knows a radial arm 15 'on which is firmly connected to a bearing ring 27 against a Torque measuring device 16 is supported.

Das Rohrfutter 2 einer Vorrichtung nach Fig. 1 kann auf ähnliche Weise aufgebaut sein, wie das in Fig. 2 gezeigte Muffenfutter. In diesem Falle würden jedoch die Führungen 13', der Arm 15' und die Drehmomentmesseinrichtung 16' des Futters der Fig. 2 entfallen.The pipe liner 2 of a device according to FIG. 1 can be carried out in a similar manner be constructed like the sleeve liner shown in FIG. In that case they would however, the guides 13 ', the arm 15' and the torque measuring device 16 'of the The lining of FIG. 2 is omitted.

Anstatt dessen müßte der Futterkörper 10 mit einem Drehantrieb versehen sein.Instead, the chuck body 10 would have to be provided with a rotary drive be.

Die Fig. 3 zeigt einen Radialschnitt durch Futterkörper und Lagerring eines erfindungsgemäßen Einspannfutters, der in etwa entsprechend der Linie 3-3 der schematischen Darstellung der Fig. 2 gelegt sein kann.Fig. 3 shows a radial section through the chuck body and bearing ring a clamping chuck according to the invention, which corresponds approximately to the line 3-3 the schematic representation of FIG. 2 can be placed.

Zu erkennen sind in Fig. 3 die einen Lagerring 27' bildenden Bauteile, in denen über ein Kugellager 11'' die Bauteile 10' des Futterkörpers drehbar gelagert sind, in denen die Spannbacken 26 für eine radiale hin und her Bewegung geführt sind, von denen jedoch nur eine gezeigt ist. An der Rückseite der Spannbacke 26 ist innerhalb des Futterkörpers 10' ein hydraulischer Zylinder angeordnet bestehend aus einem Zylindermantel 35 und einem Zylinderdeckel 36. Im Zylindermantel 35 ist ein Kolben 37 hin und her bewegbar angeordnet. Der Kolben 37 ist mit einer Kolbenverlängerung 38 geringeren Durchmessers versehen, die an ihrem Ende einen Hammerkopf 39 trägt, der in eine entsprechende Hammerkopfnut 40 an der Rückseite der Spannbacke 26 eingreift. Die einzelnen Teile des hydraulischen Zylinders sind durch Dichtungen 41 gegeneinander abgedichtet. Zwischen Kolben 37 und Zylinderdeckel 36 befindet sich der Druckraum 42, der mit einem Anschluß 43 für die Hydraulikflüßigkeit versehen ist. An seiner dem Zylinderdeckel 36 abgewandten Seite stützt sich der Kolben 37 gegen in den Zylindermantel 35 eingelassene Rückstellfedern 44 ab. Die Kolbenverlängerung 38 ist an ihrem Ende 45, mit den sie gegen die Rückseite der Spannbacke 26 anliegt, leicht abgerundet ausgeführt. Dies soll bewirken, daß die Spannbacke 26 unter ständigem Anliegen gegen die Kolbenverlängerung 38 in ihrer Radial-ebene um einen bestimmten Winkel kippbar ist, um sich auch bei oberflächen Unregelmäßigkeiten des eingespannten Gegenstandes mit ihrer ganzen Länge an diesen anlegen zu können.The components forming a bearing ring 27 'can be seen in FIG. 3, in which the components 10 'of the chuck body are rotatably mounted via a ball bearing 11 ″ are in which the jaws 26 are guided for a radial back and forth movement only one of which is shown. On the back of the clamping jaw 26 a hydraulic cylinder is arranged within the chuck body 10 ' from a cylinder jacket 35 and a cylinder cover 36. In the cylinder jacket 35 is a piston 37 is arranged to be movable to and fro. The piston 37 is provided with a piston extension 38 provided with a smaller diameter, which carries a hammer head 39 at its end, which engages in a corresponding hammer head groove 40 on the rear of the clamping jaw 26. The individual parts of the hydraulic cylinder are against each other by seals 41 sealed. The pressure chamber is located between the piston 37 and the cylinder cover 36 42, which is provided with a connection 43 for the hydraulic fluid. On his the side facing away from the cylinder cover 36, the piston 37 is supported against in the cylinder jacket 35 recessed return springs 44 from. The piston extension 38 is at its end 45, with which it rests against the back of the clamping jaw 26, slightly rounded executed. This is intended to ensure that the clamping jaw 26 is in constant contact with the piston extension 38 can be tilted by a certain angle in its radial plane is to deal with irregularities in the surface of the clamped object to be able to lay on them with their entire length.

Die einzelnen, die kraftaufbringenden Vorschubelementen der Spannbacken bildenden hydraulischen Zylinder sind strömungsmäßig untereinander und mit einem (nicht gezeigten) Druckausgleichsbehälter verbunden. Bei einer solchen Anordnung hat die einfach wirkende Ausführung der Zylinder mit einer Rückstellfeder den Vorteil, daß die Schließbewegung aller Spannbacken nach Überwindung der Rückstellkräfte der Federn 44 praktisch gldichzeitìg einsetzt und nicht von den zufälligen Reibungsverhältnissen in den einzelnen Zylindern abhängt. Dadurch wird ein konzentrisches Schließen der Spannbacken 26 erreicht.The individual, the force-applying feed elements of the clamping jaws forming hydraulic cylinders are flow-wise with each other and with a (not shown) surge tank connected. With such an arrangement the single-acting design of the cylinder with a return spring has the advantage that the closing movement of all clamping jaws after overcoming the restoring forces of the Springs 44 are used practically at the same time and not from the coincidental friction conditions depends in the individual cylinders. This creates a concentric closing of the Jaws 26 achieved.

Mit dem erfindungsgemäß ausgeführten Einspannfutter ist es möglich, hohe Einspannkräfte gleichmäßig auf nahezu die gesamte Oberfläche des Einspannbereiches des gehaltenen Gegenstandes zu verteilen, ohne daß diese örtliche Verformungen erleidet, die es bei dem vorliegenden Verwendungszweck verhindern würden, daß eine druckdichte Verschraubung zwischen der Muffe und dem Rohrende erzielt werden kann.With the clamping chuck designed according to the invention, it is possible to high clamping forces evenly on almost the entire surface of the clamping area to distribute the held object without suffering local deformations, which, in the present application, would prevent printing density Screw connection between the socket and the pipe end can be achieved.

Durch die kardanische Aufhängung und das Axialspiel der Kardangelenkbolzen kann sich das erfindungsgemäße Einspannfutter ferner ohne weiteres an Unregelmäßigkeiten des eingespannten Rohres bzw. der eingespannten Muffe in gewissen Grenzen anpassen, ohne daß dadurch die Kraftaufbringung und die Kraftübertragung für den Verschraubungsvorgang bei hohem Drehmoment beeinträchtigt wird.Due to the cardanic suspension and the axial play of the cardan joint pins The chuck according to the invention can also easily suffer from irregularities adjust the clamped pipe or the clamped socket within certain limits, without thereby the application of force and the transmission of force for the screwing process is impaired at high torque.

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Claims

Method for pressure-tight screwing, in particular a tube end with a conical thread with a corresponding one Pipe connection socket characterized by the following process steps: a. Screw in an auxiliary mandrel in one end of the held sleeve, b. Pre-screw the into a Pipe chuck clamped pipe end with the sleeve carried by the auxiliary mandrel its other end until a certain torque is reached, c. Clamping the socket into a socket liner coaxial with the pipe liner, d. Turning out the auxiliary mandrel and e. Tighten the socket on the pipe end by turning the pipe chuck and the Socket lining against each other until reaching the for a certain pressure density The required torque.

2.) The method according to claim 1, characterized by the following process steps in detail: a. Clamping the pipe end in a rotatable pipe chuck with a through Bore, b. Screwing an auxiliary mandrel into one end of a gripping device held socket, c. Moving the sleeve carried by the auxiliary mandrel in a coaxial position opposite the clamped pipe end, d. Unscrew the sleeve with its free end on the pipe end by turning the auxiliary mandrel up to achieve a certain torque, e. Clamping the sleeve in a the height of which is arranged, coaxial with the pipe liner, essentially non-rotatable Socket chuck with torque measurement option, f. Unscrewing the auxiliary mandrel from the clamped sleeve, and g. Tighten the screw connection by turning the pipe chuck compared to the socket lining until reaching the for a certain pressure tightness The required torque measured on the sleeve chuck.

3.) The method according to claim 1 or 2, characterized in that a Pipe chuck and / or a socket chuck can be used, despite the high clamping forces a certain angle and a certain parallel offset of the clamped Pipe or

allow the clamped sleeve.

4.) Device for pressure-tight screwing, in particular one pipe end provided with a conical thread with a corresponding pipe connection socket, characterized by a screw tightening arrangement consisting of two spaced apart coaxial chucks arranged from one another and provided with through bores (2, 9) for high clamping forces, of which at least one (2) is rotatably mounted and is provided with a rotary drive (6, 7, 8) for high torque, one in axial Extension of a clamping chuck or socket chuck (2) arranged with a second rotary drive (21, 23, 24) provided auxiliary mandrel (19), the sleeve chuck (9) is provided with a thread (20) corresponding to the pipe end (5) facing the end and from a position spaced apart from the socket chuck (9) in the axial direction to is displaceable into the socket chuck (9), as well as a gripping device (17, 18) for the sleeve (14 '), which can be moved into the feed path of the auxiliary mandrel (19) is.

5.) Device according to claim 4, characterized in that it is on the side of the other chuck or pipe chuck (2) with an automatic Loading and unloading device for the pipes (4) and in the area of the gripping device (17, 18) for the sleeve (14 ') with an automatic loading device for Is provided with sleeves.

6.) Device according to claim 4 or 5, characterized in that the sleeve chuck (9) essentially rotatably, but in the axial direction in one certain area is designed to be freely movable and the other chuck or Tubular chuck (2) rotatably mounted and with a rotary drive (6,7,8) for high torque is provided.

7.) Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that that the pipe liner (2) and / or the sleeve liner (9) is movably mounted to a certain angle and a certain lateral offset of the clamped Pipe (4) or the clamped sleeve (14) to allow.

8.) Device according to claim 7, characterized in that at least the sleeve chuck (9) after a lateral offset by a non-centric sleeve (14) or a non-centric pipe (4) before a new socket (14) is inserted into a centric one The initial position can be reset.

9.) Device according to claims 7 and / or 8, characterized in that that the socket lining and / or the pipe lining according to one of the claims 10 to 20 are formed.

10.) Chuck for high clamping forces for use in manufacture of pressure-tight pipe fittings, which with hydraulically actuated, concentric closing jaws is provided, characterized in that the actual Chuck body (10) is rotatably mounted in a bearing ring (27), which with a cardanic suspension (12 ') is provided, and that the clamping jaws (26) are formed are that it comprises the circumference of the clamped pipe largely closed keep.

11.) chuck according to claim 10 with a horizontal axis, characterized characterized in that the bearing ring (27) by means of two diametrically opposite, vertical pivot pin (28, 29) in corresponding bores of him to a certain extent Distance surrounding, concentric cardan ring (30) is pivotably suspended, the one in turn with two diametrically opposite each other attached to its outside horizontal pivot pins (31) in corresponding holes in the associated machine frame (32,1) is mounted, both the vertical and the horizontal pivot pin (28, 29, 31) have such an axial play that the chuck body (10) with a certain game in the vertical direction and the gimbal ring (30) with a certain play is movable in the horizontal direction.

12.) clamping chuck according to claim 11, characterized in that the cardan ring (30) by means of the actuating piston acting on the horizontal pivot pin (31) (34) can be returned to a central starting position.

13.) chuck according to claim 11 or 12, characterized in that the lower of the vertical pivot pins (29) to compensate for the dead weight of the chuck body (10) is supported by a spring (33).

14.) chuck according to claim 13, characterized in that an actuating piston (34) acting on the lower vertical pivot pin (29) for Return of the chuck body (10) is provided in a central starting position.

15.) clamping chuck according to one of claims 10 to 14, characterized in that that it is provided with 8 clamping jaws (26).

16.) chuck according to claim 15, characterized in that the clamping jaws (26) to obtain the largest possible clamping surface in the axial direction of the chuck have a greater extent than in the circumferential direction.

17.) clamping chuck according to claim 16, characterized in that the force-applying feed elements arranged on the rear side of the clamping jaws (26) (35 to 38) essentially only in the central plane normal to the feed axis the clamping jaws (26) engage this and the clamping jaws (26) in a radial plane with a certain amount of play around the point of attack (45) are tiltable in order to be in the axial direction Direction to be able to apply evenly to the clamped object.

18.) clamping chuck according to one of claims 10 to 17, characterized in that that as a force-applying feed element on the back of each clamping jaw (26) a hydraulic clamping cylinder (35 to 38) that acts single-acting in the clamping direction Return spring (44) is arranged, the piston clamp (37) with a plunger-like Extension (39) engages on the back of the clamping jaw (26).

19.) chuck according to claim 18, characterized in that the ram-like approach for returning the clamping jaw (26) under the action of Return spring (44) is designed in the manner of a hammer head (39), the wing of which lie in a plane normal to the chuck axis and that in a corresponding axial plane Emergency clip (40) is inserted on the back of the clamping jaw (26).

20.) clamping chuck according to claim 18 or 19, characterized in that that the hydraulic clamping cylinders (35 to 38) of all clamping jaws (26) at the same time can be acted upon with hydraulic fluid via a common line, which with a pressure compensation tank is in communication.