DE19829999C1

DE19829999C1 - Method and measuring device for detecting the correct insertion depth in a pipe press connection

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: AU5503099A; EP1088184A2; WO1999067562A2; WO1999067562A3

Abstract

The invention relates to a method and measuring device for detecting the proper insertion depth in a pipe press-fitted connection comprising an eddy current device, a probe connected thereto, and a measuring circuit. Said measuring circuit is provided in the eddy current device and evaluates eddy current signals in such a way that a signal is produced according to the proper or improper insertion depth. For this, the probe (8) is dimensionally configured such that it can also be placed using the same application pressure on the smallest nominal dimension to be measured of a press fitting (1) or of a press fitting element without interfering with the measured result. After inserting the end area of the pipe in the press fitting or in the press fitting element, eddy current of a suitable frequency is passed into the connection in the overlapping area between the pipe and the press fitting, and the receiving signal is transformed into a good-bad indication, whereby the insertion area which can be detected from the exterior forms the point of incidence of the current.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektierung der ordnungsgemäßen Einstecktiefe in einer Rohrpreßverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for detecting the proper Insertion depth in a pipe press connection according to the preamble of Claim 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.To connect pipe ends, it is known to sleeve-shaped press fittings use that are plastically deformable and made of metal, preferably steel, consist. Such pipe connections and the associated press fittings are known for example from DE-AS 11 87 870 and DE 40 12 504 C1. For the The connection is made axially into the end of a pipe into the press fitting inserted and then by means of a placed on the press fitting Press tool by mutually movable press jaws force and positive connected with each other.

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.The reliability of the connection between the pipe and the press fitting depends u. a. from the fact that the pipe is inserted into the Press fitting is inserted. The insertion depth is reduced by a constriction in the Press fitting limited. The axial distance from the constriction to the end is in the larger the diameter of the pipe is, the larger the Pipe end or the press fitting is. The constriction forms a stop against further axial insertion of the tube.

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.Since the insertion depth is not recognizable from the outside, a measuring device is proposed been (DE 296 09 767 U1), which works with ultrasound. With this procedure Ultrasound diagonally towards the pipe end at a predetermined distance for the press fitting into the pipe and that reflected from the pipe end Ultrasonic signal as a signal corresponding to the insertion depth of the pipe used. This can, for example, be displayed qualitatively or quantitatively it can be used to control a connected press. At This procedure is transversal with the help of oblique sound Ultrasonic waves generated in the pipe, which are then reflected from the pipe end and from Ultrasound receiver can be detected. Since the ultrasound is preferably without Coupling auxiliary medium is sonicated directly into the pipe before the pipe connection, Falsifications of measurements due to air gaps should be excluded. A disadvantage of this measuring method is that a medium remaining on the tube, e.g. B. water, fat or oil acts as a coupling agent and leads to falsified measurements. This also applies if the line is already filled with water. Besides, that's for that Attaching the test head required contact shoe only for one dimension suitable and must therefore be replaced when changing dimensions. Farther the US probe cannot be built small enough to fit in a crimping tool to be ordered. The known measuring method is also one of them depending on the angle and pressure at which the test head is placed and therefore dependent on the handling of the test person.

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.The invention has for its object to a method and a measuring device develop the proper insertion depth for a large one Dimension range with high reliability and easy handling detected and almost independent of the subject's subjective handling is.

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.This task is based on the generic term in conjunction with the characterizing features of claim 1 solved. Advantageous further training and a measuring device for performing the method are part of Subclaims.

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.The core of the invention is the insonification of eddy current of a suitable frequency Connection and the conversion of the received signal into a good-bad display. This procedure takes advantage of the fact that there is a double wall in the connection area and the wall of the fitting and the wall of the inserted pipe. At the fitting from the outside the stop for the pipe to be inserted using the constriction clearly visible. The insonation point can be derived from this, since if Insertion of the end area of the tube only pushed as far as the stop can be. Something distant from this must be a properly inserted one Double wall are present. If, on the other hand, the pipe is only just behind the sealing ring inserted or at the initial correct insertion due to a Length compensation of the line has been pulled out again, then lies in the Area of the previously described insonification point only a single wall. The advantage The measuring method used according to the invention can be seen in the fact that at correct choice of the frequency resulting from the contour of the press fitting parasitic effect is perpendicular to the measurement effect. Has proven suitable in this Relationship a frequency in the range of 20-90 kHz, preferably 50-60 kHz exposed. Another advantage results from the fact that the probe dimensions can be built so small that you can use it even the smallest Can check the nominal dimensions of a press fitting. According to the norm the smallest nominal dimension at 15 mm. Because the actual probe diameter is less than 5 mm, it is despite the strong curvature of the press fitting smallest nominal size can still be placed securely. The larger dimensions up towards 4 inches, on the other hand, pose no problems.

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.The measuring device itself can be used either in mains or battery operation. In terms of size and weight, it is an easy-to-use handheld device usable. Operation is very simple and includes only one input and one Switch. If necessary, a button or controller is also available Calibration provided. A calibration can be carried out directly on the device by placing the probe on a calibration plate arranged on the measuring device is put on. The probe body is arranged spring-loaded in a holder, so that independently of the operator checked with the same contact pressure becomes.

Weitere Vorteile und die Einzelheiten des Aufbaus des Meßgerätes sind der Zeichnung zu entnehmen. Es zeigen: Further advantages and the details of the construction of the measuring device are Take the drawing. Show it:

Fig. 1 einen hälftigen Längsschnitt einer Rohrpreßverbindung mit ordnungsgemäßer Einstecktiefe des eingeschobenen Rohres unter Anwendung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens Fig. 1 shows a half longitudinal section of a pipe press connection with proper insertion depth of the inserted pipe using the measuring method according to the invention

Fig. 2 wie Fig. 1, aber mit nicht ordnungsgemäßer Einstecktiefe Fig. 2 as Fig. 1, but with improper insertion depth

Fig. 3 schematisch einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß ausgebildete Sonde Fig. 3 schematically shows a longitudinal section through the probe designed according to the invention

Fig. 4 das Detail der Wicklung Fig. 4 shows the detail of the winding

Fig. 5 eine alternative Bauform Fig. 5 shows an alternative design

Fig. 6 die Meßschaltung des Meßgerätes Fig. 6 shows the measuring circuit of the measuring device

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. In Fig. 1 is a half longitudinal section, a pipe press connection with proper insertion depth of the inserted pipe is shown using the measuring method according to the invention. The connection has a press fitting 1 , which is provided at the open end with an annular bead 2 and a sealing ring 3 inserted therein. The annular bead 2 is adjoined by a cylindrical section 4 , which merges into a subsequent section via a section 6 that reduces the diameter. This paragraph 6 forms a stop for the inserted tube 5 , the end face 7 of the tube 5 comes to rest on the inside of the paragraph 6 . The tube 5 is properly inserted into the press fitting 1 and could be pressed together with the press fitting in this position. The insertion depth, which can be seen here in section, cannot be seen from the outside. For this reason, according to the invention, a probe 8 is attached to the outside of the press fitting 1 to check the correct insertion depth, which inserts eddy current of a suitable frequency into the connection. Seen in the radial direction of sound, there is a double wall at the switch-on point 10 , on the one hand the wall of the cylindrical section 4 of the press fitting 1 and the underlying wall of the inserted pipe 5 . The air gap 9 between press fitting 1 and pipe 5 , which is shown here in a greatly exaggerated manner, does not interfere with the measurement.

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.The opposite situation is shown in FIG. 2. In this case the tube 5 has only been inserted just behind the sealing ring 3 . It is irrelevant whether it has not been inserted far enough from the outset or whether the pipe 5 has been pulled out again somewhat in the course of a length compensation of the line to be laid. There is a single wall at the insonification point 10 , namely only that of the cylindrical section 4 of the press fitting 1 . This is detected by the probe 8 and displayed accordingly. This detection is also possible after pressing, so that the method according to the invention can also be used as a check of installed lines.

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.A longitudinal section of the probe 8 designed according to the invention is shown in schematic form in FIG. 3. This consists of the actual probe body 11 , which is arranged in a two-part holder. The holder has a cylindrical part 12 facing the body to be tested, which is screwed to a second part 13 . In the second part 13 a compression spring 14 is arranged, which is supported on the one hand on a snap ring 15 attached to the probe body 11 and on the other hand on the top end face 16 of the second part 13 of the holder. The first part 12 is prism-shaped 17 at the end facing the body to be tested, in order to facilitate the placement of the probe 8 . At the back of the probe body 11 , a cable 18 is connected, which is connected to the measuring device 19 ( FIG. 6).

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. 4 in cross-section, the winding is shown in the probe body 11. The differential winding 21 is wound around a rod-shaped metal core 20 in channels formed from plastic disks 22 , 24 , 24 '. The field winding 23 is arranged above this. Fig. 5 shows another possible design.

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.In FIG. 6 for a connection between the probe 8 and measuring device 19 and the measuring device arranged in the measurement circuit 19 is shown schematically. The voltage supply 25 can take place via a mains transformer or via a rechargeable battery. A generator 26 generates the measuring frequency, which is fed via an amplifier 27 to the excitation coil 23 in the probe 8 . The measurement signal is detected with the differential measurement winding 21 and preamplified with a controllable amplifier 30 and filtered via the high-pass filter 31 . A phase-controlled rectifier made up of components 28 and 29 and a low-pass filter 32 generate the output voltage, which allows a good and bad result to be determined by means of a reference voltage 37 , a differential amplifier 33 and a window discriminator 34 . The result is visualized with the displays "good" 35 or "bad" 36 .

Claims

1. A method for detecting the correct insertion depth in a pipe press connection, consisting of a press fitting or press fitting element and an end portion of a pipe inserted therein, in which high-frequency pulses are emitted by an encoder in contact with the pipe press connection and the received signal in a measuring circuit as the correct one Insertion depth characterizing size is used for the evaluation, characterized in that after inserting the end region of the pipe into the press fitting or into the press fitting element in the overlap area between pipe and press fitting eddy current of suitable frequency is sonicated into the connection and the received signal is converted into a good-bad display the insertion area, which can be seen from the outside, forms the insonation point.

2. The method according to claim 1, characterized, that the frequency is chosen so that the contour of the press fitting resulting parasitic effect is perpendicular to the measurement effect.

3. The method according to claim 2, characterized, that the frequency is in the range between 20-90 kHz.

4. The method according to claim 2, characterized, that the frequency is in the range between 50-60 kHz.

5. The method according to any one of claims 1-4, characterized, that at the beginning and at certain intervals the functionality of the Measuring device is checked using a calibration plate.

6. Measuring device for detecting the correct insertion depth in a pipe press connection according to the method of claim 1 with an eddy current device and a probe connected to it and with a measuring circuit provided in the eddy current device for evaluating eddy current signals such that a signal dependent on the correct or incorrect insertion depth is produced , characterized in that the dimensions of the probe ( 8 ) are such that it can also be placed on the smallest nominal dimension to be tested of a press fitting ( 1 ) or a press fitting element without affecting the measurement result with the same contact pressure.

7. Measuring device according to claim 6, characterized in that around a metal core ( 20 ) around a differential measuring winding ( 21 ) and above a field winding ( 23 ) are arranged.

8. Measuring device according to claim 7, characterized in that the metal core ( 20 ) is a rod on which in the middle and at the edge discs ( 22 , 24 , 24 ') made of electrically non-conductive material with the purpose of a defined winding enable, are appropriate.

9. Measuring device according to claims 7 and 8, characterized in that the electrically non-conductive material ( 22 , 24 , 24 ') is plastic.

10. Measuring device according to claims 1-9, characterized in that the probe body ( 11 ) of the probe ( 8 ) has a diameter <5 mm.

11. Measuring device according to one of claims 1-10, characterized in that the probe body ( 11 ) is arranged cushioned in a holder.

12. Measuring device according to claim 11, characterized in that the holder consists of two screwable parts ( 12 , 13 ) and in the measuring device ( 19 ) facing part ( 13 ) with the probe body ( 11 ) cooperating compression spring ( 14 ) is arranged is.

13. Measuring device according to one of claims 6-12, characterized in that the probe ( 8 ) is an integral part of a press tool which can be used for the radial pressing of the pipe press connection.

14. Measuring device according to claim 13, characterized, that the pressing tool has a drive which with the measuring circuit is connected in such a way that the drive is blocked when the evaluation results in no good results.