DE19829999C1 - Verfahren und Meßgerät zur Detektierung der ordnungsgemäßen Einstecktiefe in einer Rohrpreßverbindung - Google Patents
Verfahren und Meßgerät zur Detektierung der ordnungsgemäßen Einstecktiefe in einer RohrpreßverbindungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Meßgerät zur Detektierung der ordnungsgemäßen Einstecktiefe in einer Rohrpreßverbindung mit einem Wirbelstromgerät und einer damit verbundenen Sonde sowie mit einer im Wirbelstromgerät vorgesehenen Meßschaltung zur Auswertung von Wirbelstromsignalen derart, daß ein von der ordnungsgemäßen bzw. nicht ordnungsgemäßen Einstecktiefe abhängiges Signal entsteht. Dabei ist die Sonde (8) abmessungsmäßig so gestaltet, daß diese auch auf die kleinste zu prüfende Nennabmessung eines Preßfittings (1) bzw. eines Preßfittingelementes ohne Beeinträchtigung des Meßergebnisses mit gleichem Anpreßdruck aufsetzbar ist. Nach dem Einschieben des Endbereiches des Rohres in den Preßfitting bzw. in das Preßfittingelement wird im Überdeckungsbereich zwischen Rohr und Preßfitting Wirbelstrom geeigneter Frequenz in die Verbindung eingesschallt und das Empfangssignal in eine Gut-Schlecht-Anzeige umgewandelt, wobei der von außen erkennbare Einsteckbereich die Einschallstelle bildet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektierung der ordnungsgemäßen
Einstecktiefe in einer Rohrpreßverbindung gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Zur Verbindung von Rohrenden ist es bekannt, hülsenförmige Preßfittings zu
verwenden, die plastisch verformbar sind und aus Metall, vorzugsweise aus Stahl,
bestehen. Solche Rohrverbindungen und die dazugehörigen Preßfittings sind
beispielsweise aus der DE-AS 11 87 870 und der DE 40 12 504 C1 bekannt. Für die
Herstellung der Verbindung wird der Endbereich eines Rohres axial in den Preßfitting
eingeschoben und anschließend mittels eines auf dem Preßfitting aufgesetzten
Preßwerkzeuges durch zueinander bewegbare Preßbacken kraft und formschlüssig
miteinander verbunden.
Die Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen dem Rohr und dem Preßfitting hängt
u. a. davon ab, daß das Rohr um eine bestimmte Mindesteinstecktiefe in den
Preßfitting eingeschoben wird. Die Einstecktiefe wird durch eine Einschnürung im
Preßfitting begrenzt. Dabei ist der axiale Abstand der Einschnürung zu dem Ende, in
das das Rohr einzuschieben ist, um so größer, je größer der Durchmesser des
Rohrendes bzw. des Preßfittings ist. Die Einschnürung bildet dabei einen Anschlag
gegen das weitere axiale Einschieben des Rohres.
Da die Einstecktiefe von außen nicht erkennbar ist, ist ein Meßgerät vorgeschlagen
worden (DE 296 09 767 U1), das mit Ultraschall arbeitet. Bei diesem Verfahren wird
Ultraschall schräg in Richtung auf das Rohrende in einem vorgegebenen Abstand
zum Preßfitting in das Rohr eingeschallt und das vom Rohrende reflektierte
Ultraschallsignal als ein der Einstecktiefe des Rohres entsprechendes Signal
herangezogen. Dieses kann beispielsweise qualitativ oder quantitativ angezeigt oder
es kann zur Steuerung eines angeschlossenen Preßgerätes verwendet werden. Bei
diesem Verfahren werden mit Hilfe von Schrägeinschallung transversale
Ultraschallwellen im Rohr erzeugt, die dann vom Rohrende reflektiert und vom
Ultraschallempfänger detektiert werden. Da der Ultraschall vorzugsweise ohne
Koppelhilfsmedium direkt und vor der Rohrverbindung in das Rohr eingeschallt wird,
sollen Meßwertverfälschungen aufgrund von Luftspalten ausgeschlossen sein.
Nachteilig bei diesem Meßverfahren ist, daß ein auf dem Rohr verbleibendes Medium,
z. B. Wasser, Fett oder Öl als Koppelmittel wirkt und zu Meßwertverfälschungen führt.
Das gilt auch, falls die Leitung schon mit Wasser befüllt ist. Außerdem ist der für das
Aufsetzen des Prüfkopfes erforderliche Kontaktschuh nur für eine Abmessung
geeignet und muß deshalb bei Abmessungswechsel ausgetauscht werden. Weiterhin
kann der US-Prüfkopf nicht ausreichend klein gebaut werden, um in einem Preßgerät
angeordnet zu werden. Das bekannte Meßverfahren ist darüber hinaus davon
abhängig, unter welchem Winkel und mit welchem Druck der Prüfkopf aufgesetzt wird
und somit abhängig von der Handhabung der Prüfperson.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Meßgerät zu
entwickeln, das die ordnungsgemäße Einstecktiefe für einen großen
Abmessungsbereich mit hoher Zuverlässigkeit und mit einfacher Handhabung
detektiert und von der subjektiven Handhabung der Prüfperson nahezu unabhängig
ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
sowie ein Meßgerät zur Durchführung des Verfahrens sind Bestandteil von
Unteransprüchen.
Kern der Erfindung ist die Einschallung von Wirbelstrom geeigneter Frequenz in die
Verbindung und die Umwandlung des Empfangssignals in eine Gut-Schlecht-Anzeige.
Bei diesem Verfahren macht man sich den Umstand zunutze, daß bei
ordnungsgemäßer Einstecktiefe im Verbindungsbereich eine Doppelwand vorliegt und
zwar die Wand des Fittings und die Wand des eingeschobenen Rohres. Am Fitting ist
von außen die Anschlagstelle für das einzuschiebende Rohr mittels der Einschnürung
gut zu erkennen. Davon ist die Einschallstelle ableitbar, da bei ordnungsgemäßem
Einschub der Endbereich des Rohres dieser nur bis zur Anschlagstelle geschoben
werden kann. Etwas entfernt davon muß bei ordnungsgemäßen Einschub eine
Doppelwand vorliegen. Ist dagegen das Rohr nur knapp bis hinter den Dichtring
eingeschoben oder bei anfänglichem ordnungsgemäßem Einschub infolge eines
Längenausgleichs der Leitung wieder etwas herausgezogen worden, dann liegt im
Bereich der zuvor beschriebenen Einschallstelle nur eine Einfachwand vor. Der Vorteil
des erfindungsgemäß angewandten Meßverfahrens ist darin zu sehen, daß bei
richtiger Wahl der Frequenz der durch die Kontur des Preßfittings sich ergebende
parasitäre Effekt senkrecht zum Meßeffekt steht. Als geeignet hat sich in diesem
Zusammenhang eine Frequenz im Bereich von 20-90 kHz, vorzugsweise 50-60 kHz
herausgestellt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß die Sonde
abmessungsmäßig so klein gebaut werden kann, daß man damit auch die kleinste
Nennabmessung eines Preßfittings prüfen kann. Entsprechend der Norm liegt die
kleinste Nennabmessung bei 15 mm. Da der eigentliche Sondendurchmesser weniger
als 5 mm beträgt, ist er trotz der starken Krümmung des Preßfittings auch bei der
kleinsten Nennabmessung noch sicher aufsetzbar. Die größeren Abmessungen bis
hin zu 4 Zoll bereiten dagegen keine Probleme.
Das Meßgerät selbst kann wahlweise im Netz- oder im Akku-Betrieb benutzt werden.
Es ist von der Größe und vom Gewicht her als leicht handhabbares Handgerät
verwendbar. Die Bedienung ist sehr einfach und beinhaltet nur einen Ein- und
Ausschalter. Gegebenenfalls ist zusätzlich noch ein Taster oder Regler zur
Kalibrierung vorgesehen. Eine Kalibrierung kann unmittelbar am Gerät vorgenommen
werden, indem die Sonde auf einer am Meßgerät angeordneten Kalibrierplatte
aufgesetzt wird. Der Sondenkörper ist federbelastet in einem Halter angeordnet, so
daß unabhängig von der Bedienungsperson mit immer gleichem Anpreßdruck geprüft
wird.
Weitere Vorteile und die Einzelheiten des Aufbaus des Meßgerätes sind der
Zeichnung zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 einen hälftigen Längsschnitt einer Rohrpreßverbindung mit
ordnungsgemäßer Einstecktiefe des eingeschobenen Rohres unter
Anwendung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens
Fig. 2 wie Fig. 1, aber mit nicht ordnungsgemäßer Einstecktiefe
Fig. 3 schematisch einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß
ausgebildete Sonde
Fig. 4 das Detail der Wicklung
Fig. 5 eine alternative Bauform
Fig. 6 die Meßschaltung des Meßgerätes
In Fig. 1 ist in einem hälftigen Längsschnitt eine Rohrpreßverbindung mit
ordnungsgemäßer Einstecktiefe des eingeschobenen Rohres unter Anwendung des
erfindungsgemäßen Meßverfahrens dargestellt. Die Verbindung weist einen
Preßfitting 1 auf, der am offenen Ende mit einem ringförmigen Wulst 2 und einem
darin eingelegten Dichtring 3 versehen ist. An den ringförmigen Wulst 2 schließt sich
ein zylindrischer Abschnitt 4 an, der über einen den Durchmesser verringernden
Absatz 6 in einen anschließenden Abschnitt übergeht. Dieser Absatz 6 bildet eine
Anschlagstelle für das eingeschobene Rohr 5, wobei die Stirnfläche 7 des Rohres 5
an der Innenseite des Absatzes 6 zur Anlage kommt. Das Rohr 5 ist ordnungsgemäß
weit genug in den Preßfitting 1 eingesteckt und könnte in dieser Position mit dem
Preßfitting zusammen verpreßt werden. Die hier im Schnitt erkennbare Einstecktiefe
ist aber von außen nicht zu sehen. Aus diesem Grunde wird erfindungsgemäß zur
Überprüfung der ordnungsgemäßen Einstecktiefe außen am Preßfitting 1 eine Sonde
8 angesetzt, die Wirbelstrom geeigneter Frequenz in die Verbindung einschallt. In
radialer Schallrichtung gesehen liegt an der Einschaltstelle 10 eine Doppelwand vor,
zum einen die Wand des zylindrischen Abschnittes 4 des Preßfittings 1 und die
darunterliegende Wand des eingeschobenen Rohres 5. Der hier stark übertrieben
dargestellte Luftspalt 9 zwischen Preßfitting 1 und Rohr 5 stört bei der Messung nicht.
Die gegenteilige Situation zeigt Fig. 2. Das Rohr 5 ist in diesem Fall nur knapp bis
hinter dem Dichtring 3 eingesteckt worden. Dabei ist es unerheblich, ob von
vornherein nicht weit genug eingesteckt worden ist oder ob im Zuge eines
Längenausgleichs der zu verlegenden Leitung das Rohr 5 wieder etwas
herausgezogen worden ist. An der Einschallstelle 10 liegt eine Einfachwand vor, und
zwar nur die des zylindrischen Abschnittes 4 des Preßfittings 1. Diese wird von der
Sonde 8 detektiert und entsprechend angezeigt. Diese Detektierung ist auch nach
einer Verpressung möglich, so daß das erfindungsgemäße Verfahren auch als
Nachkontrolle verlegter Leitungen benutzt werden kann.
In Fig. 3 ist in schematischer Form ein Längsschnitt der erfindungsgemäß
ausgebildeten Sonde 8 dargestellt. Diese besteht aus dem eigentlichen Sondenkörper
11, der in einem zweiteiligen Halter angeordnet ist. Der Halter weist ein dem zu
prüfenden Körper zugewandtes zylindrisches Teil 12 auf, das mit einem zweiten Teil
13 verschraubt ist. Im zweiten Teil 13 ist eine Druckfeder 14 angeordnet, die sich
einerseits auf einem am Sondenkörper 11 angebrachten Sprengring 15 und
andererseits an der obenliegenden Stirnseite 16 des zweiten Teiles 13 des Halters
abstützt. Das erste Teil 12 ist an dem dem zu prüfenden Körper zugewandten Ende
prismaförmig 17 ausgebildet, um so das Aufsetzen der Sonde 8 zu erleichtern. An
dem Sondenkörper 11 ist rückseitig ein Kabel 18 angeschlossen, das mit dem
Meßgerät 19 (Fig. 6) verbunden ist.
In Fig. 4 ist im Querschnitt die Wicklung im Sondenkörper 11 dargestellt. Um einen
stabförmigen Metallkern 20 ist die Differenzwicklung 21 in aus Kunststoffscheiben
22, 24, 24' gebildeten Kanälen aufgewickelt. Darüber ist die Feldwicklung 23
angeordnet. Fig. 5 zeigt eine weitere mögliche Bauform.
In Fig. 6 ist schematisch zum einen die Verbindung zwischen Sonde 8 und Meßgerät
19 sowie die im Meßgerät 19 angeordnete Meßschaltung dargestellt. Die
Spannungsversorgung 25 kann über einen Netztrafo oder über einen Akku erfolgen.
Ein Generator 26 erzeugt die Meßfrequenz, die über einen Verstärker 27 der
Erregerspule 23 in der Sonde 8 zugeführt wird. Das Meßsignal wird mit der
Differenzmeßwicklung 21 detektiert und mit einem regelbaren Verstärker 30
vorverstärkt sowie über den Hochpaß 31 gefiltert. Ein phasengesteuerter Gleichrichter
aus den Komponenten 28 und 29, sowie ein Tiefpaß 32 erzeugen die
Ausgangsspannung, die mittels einer Referenzspannung 37, einem
Differenzverstärker 33 und einem Fensterdiskriminator 34 einen Gut- und
Schlechtbefund erlaubt. Der Befund wird mit den Anzeigen "gut" 35 oder "schlecht" 36
visualisiert.
Claims (14)
1. Verfahren zur Detektierung der ordnungsgemäßen Einstecktiefe in einer
Rohrpreßverbindung, bestehend aus einem Preßfitting oder Preßfittingelement
und einem darin eingeschobenen Endbereich eines Rohres, bei dem von einem
in Kontakt mit der Rohrpreßverbindung stehenden Geber hochfrequente
Impulse ausgesandt und das Empfangssignal in einer Meßschaltung als eine
die ordnungsgemäße Einstecktiefe charakterisierenden Größe für die
Auswertung herangezogen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach Einschieben des Endbereiches des Rohres in den Preßfitting oder in
das Preßfittingelement im Überdeckungsbereich zwischen Rohr und Preßfitting
Wirbelstrom geeigneter Frequenz in die Verbindung eingeschallt und das
Empfangssignal in eine Gut-Schlecht-Anzeige umgewandelt wird, wobei der von
außen erkennbare Einsteckbereich die Einschallstelle bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Frequenz so gewählt ist, daß der durch die Kontur des Preßfittings sich
ergebende parasitäre Effekt senkrecht zum Meßeffekt steht.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Frequenz im Bereich zwischen 20-90 kHz liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Frequenz im Bereich zwischen 50-60 kHz liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zu Beginn und in bestimmten Abständen die Funktionsfähigkeit des
Meßgerätes mittels einer Kalibrierplatte überprüft wird.
6. Meßgerät zur Detektierung der ordnungsgemäßen Einstecktiefe in einer
Rohrpreßverbindung gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 mit einem
Wirbelstromgerät und einer damit verbundenen Sonde sowie mit einer im
Wirbelstromgerät vorgesehenen Meßschaltung zur Auswertung von
Wirbelstromsignalen derart, daß ein von der ordnungsgemäßen oder nicht
ordnungsgemäßen Einstecktiefe abhängiges Signal entsteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sonde (8) abmessungsmäßig so gestaltet ist, daß diese auch auf die
kleinste zu prüfende Nennabmessung eines Preßfittings (1) oder eines
Preßfittingelementes ohne Beeinträchtigung des Meßergebnisses mit gleichem
Anpreßdruck aufsetzbar ist.
7. Meßgerät nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß um einen Metallkern (20) herum eine Differenzmeßwicklung (21) und
darüberliegend eine Feldwicklung (23) angeordnet sind.
8. Meßgerät nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Metallkern (20) ein Stab ist, auf dem in der Mitte und am Rand
Scheiben (22, 24, 24') aus elektrisch nicht leitendem Material mit dem Zweck,
eine definierte Wicklung zu ermöglichen, angebracht sind.
9. Meßgerät nach den Ansprüchen 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das elektrisch nicht leitende Material (22, 24, 24') Kunststoff ist.
10. Meßgerät nach den Ansprüchen 1-9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sondenkörper (11) der Sonde (8) einen Durchmesser < 5 mm aufweist.
11. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1-10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sondenkörper (11) in einem Halter abgefedert angeordnet ist.
12. Meßgerät nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Halter aus zwei miteinander verschraubbaren Teilen (12, 13) besteht
und in dem dem Meßgerät (19) zugewandten Teil (13) eine mit dem
Sondenkörper (11) zusammenwirkende Druckfeder (14) angeordnet ist.
13. Meßgerät nach einem der Ansprüche 6-12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sonde (8) integraler Bestandteil eines zum radialen Verpressen der
Rohrpreßverbindung einsetzbaren Preßwerkzeuges ist.
14. Meßgerät nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Preßwerkzeug einen Antrieb aufweist, der mit der Meßschaltung
derartig verbunden ist, daß der Antrieb blockiert ist, wenn die Auswertung
keinen Gut-Befund ergibt.
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