DE19829999C1

DE19829999C1 - Verfahren und Meßgerät zur Detektierung der ordnungsgemäßen Einstecktiefe in einer Rohrpreßverbindung

Info

Publication number: DE19829999C1
Application number: DE1998129999
Authority: DE
Inventors: Heinz Schneider; Gert Fischer; Andreas Groos; Thomas Gigowski
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Mapress GmbH and Co KG
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2000-01-13
Anticipated expiration: 2018-06-25
Also published as: WO1999067562A3; WO1999067562A2; AU5503099A; EP1088184A2

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

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.