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Druck-Prüfvorrichtung für die Güteprüfung von Steinzeugrohren oder
dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Druck-Prüfvorrichtung für die Güteprüfung
von Steinzeugrohren oder dgl.
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Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen technischen Mitteln eine
DruckprüSung bei Rohren durch mechanische Rohraufweitung vorzunehmen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
auf einem in das Rohrinnere einführbaren Ring eine aufblähbare Manschette befestigt
ist, die mit einem solchen Innendruck beaufschlagbar ist, daß ihre äußere Umfangsfläche
das Rohr bis etwa zu seiner Bruchgrenze radial auseinanderdrückt.
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Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß beispielsweise
bei
Steinzeugrohren die empfindlichsten Stellen die Rohrenden sind, so daß es genügt,
eine stellenweise mechanische Druckprüfung an den Enden vorzunehmen, um sicherzustellen,
ob das Rohr in seiner Gesamtheit die nötige Festigkeit aufweist. Es ist daher nicht
nötig, das Rohr über seine gesamte Länge mit einem Druckfluid zu füllen, nachdem
es an den Enden entsprechend abgedichtet wurde, wie verschiedene bekannte Rohrprüfverfahren
vorsehen. Bei der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung genügt es vielmehr, den die
Manschette tragenden Ring in das Rohr einzuführen und den Ring mit Druckfluid bis
auf einen bestimmten Druck zu spannen.
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Nach dem Ablassen des Druckes kann der Ring sehr leicht wieder aus
dem Rohr herausgenommen werden.
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Aufblasbare Manschetten sind von anderen Anwendungsgebieten her an
sich bekannt. Sie werden beispielsweise bei trommelartigen Schaltkupplucgen verwandt,
um die Reibflächen der beiden Kupplungsteile fest gegeneinanderzupressen. Auch bei
Transportvorrichtungen für rohrähnliche Teile verwendet man gelegentlich aufblasbare
Manschetten, die in das Rohr eingeführt und anschliessend mit Druckluft beaufschlagt
werden, um das aufrechtstehende Rohr anzuheben und transportieren zu können.
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Hierbei werden die pneumatisch betriebenen Manschetten als Greifer
benutzt. Der aufzuwendende Druck muß in jedem Falle so gering sein, daß sichergestellt
ist, daß das Rohr während des Greifzustandes nicht zerspringt.
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Die pneumatisch aufgebrachten Drücke liegen daher in -der Größenordnung
von 1 atü.
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Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung bietet den Vorteil,
daß
der Prüfvorgang mit ihr in kürzester Zeit durchgeführt werden kann. Insbesondere
sind außer dem inführen des die Manschette tragenden Ringes in das Rohr und dem
Herausnehmen aus denr Rohr keinerlei Vorbereitungen oder Hilfstätigkeiten erforderlich.
Die Prüfvorrichtung eignet sich daher insbesondere für die Massenprüfung bei der
Rohrherstellung.
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Die elastische Manschette sollte so stabil ausgebildet sein, daß sie
ohne äußere Abstützung einem Innendruck von mindestens 25 atü standhält, wobei an
die Manschette ein Flüssigkeitsdruckbehälter angeschlossen ist. Die Manschette muß
einerseits weich sein, damit sie leicht aufgebläht werden kann, zum anderen muß
sie aber so fest sein, daß sie ohne äußeren Gegendruck aufgebläht werden kann und
dabei nicht auseinanderfliegt. Die erfindungsgemäße Druck-Prüfvorrichtung arbeitet
vorzugsweise mit Druckflüssigkeit und kann z.B. mit Wasser betrieben werden. Dabei
besteht gegenüber der Verwendung von Preßluft der Vorteil, daß die Druckmanschette
sich beim Zerspringen des Rohres wegen der geringeren Kompressibilität der Druckflüssigkeit
nicht zu stark aufweitet, so daß die Rohrteile nicht explosionsartig auseinanderfliegen.
Würde Preßluft als Druckmedium verwendet, dann würden bei einem Zerspringen des
Rohres bei den angegebenen Drücken die Rohrstücke infolge der schlagartigen Teilentspannung
der relativ kompressiblen Druckluft die Gefahr erheblicher Beschädigungen oder Verletzungen
durch herumfliegende Rohrsplitter bestehen.
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Vorteilhafterweise weist der teilweise mit Flüssigkeit gefüllte Flüssigkeitsdruckbehälter
in seinem oberen
Bereich einen Ieruei.lu! einlaß und in seinem unteren
Bereich einen Flüssigkeitsauslaß auf. Obwohl für die Beschickung der Mansc}zet-te
Druckflüssigkeit verwandt wird, ist es aus gerätetechnischen Gründen oft einfacher,
den Druck mit einem Preßluftkompressor zu erzeugen und ihn in dem Flüssigkeit-sdruckbehälter
in einen Flüssigkeitsdruck umzusetzen. Durch Drosselstellen in der Zuleitung zu
der aufblähbaren Manschette bzw. durch die Drosselwirkung dieser Leitung selbst
kann eine ausreichende Entkopplung des Innenraumes der Manschette gegen den Preßluftraum
:im Inneren des Flüssigkeitsdruckbehälters erfolgen, so daß die Preßluft keine nachteiAigeri
Folgen auf das Auseinanderschnellen der Druckmanschette beim Zerplatzen eines Rohres
hat.
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Da es bei der DruckprUfung von Rohren in erster Linie auf die Untersuchuilg
der Rohrenden ankommt, braucht die Druckmanschette im allgemeinen nicht sehr weit
in das Rohr eingeführt zu werden. Der die Druckmanschette tragende Ring weist vorzugsweise
einen sich gegen die Stirnseite des Rohres legenden Anschlag auf, mit dem die Einsatztiefe
des Ringes in das Rohr festgelegt wird.
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Die Positionierung der Manschette auf dem Ring erfolgt vorzugsweise
dadurch, daß an der Außenfläche des Ringes radial ausgerichtete umlaufende Anschlagflächen
zur Positionierung der an ihrem Innenrand mit einem Ringvorsprung versehenen Manschette
vorhanden sind.
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Die durch die Druck-Prufvorrichtung in der Rohrwand erzeugten Flächenspannungen
hängen maßgeblich von der Breite der Manschette ab, bzw. von der Größe derjenigen
Fläche,
auf der die Manschette die Zugspannungen erzeugt. Die Manschette ist daher vorzugsweise
so ausgebildet, daß ihr Außenmantel sowohl im entlasteten als auch im aufgeblähten
Zustand eine im wesentlichen zylindrische Fläche jeweils gleicher Größe bildet,
so daß die mechanische Rohrbelastung dem hydraulischen Druck innerhalh der Manschette
unabhängig von Abweichungen des Rohrdurchmessers proportional ist. Die Angriffsfläche
der Rohrmanschette ist unabhängig von Abweichungen des Rohrdurchmessers im wesentlichen
konstant.
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Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Ansicht des Ringes mit montierter Manschette im
druddosen Zustand, Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Ring und die Manschette
an der Stelle des Schlauchanschlusses im drucklosen Zustand, und Fig. 3 zeigt einen
Querschnitt an einer anderen Stelle des Ringes im aufgeblähten Zustand der Manschette.
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Fig. 4 zeigt den Prüfkopf mit einem zusätzlich angebrachten Schutzkorb,
Fig. 5 zeigt eine Ansicht des Schlauchansenlußstückes aus Richtung des Pfeiles IV
der Fig. 2, und-
Flg. 6 zeigt einen Längsschnitt durch den Flüssigkeitsdruckbehälter.
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Der in den Fig. 1 bis 5 ganz oder ausschnittsweise abgebildete Prüfkopf,
der in das zu prüfende Rohr eingeschoben wird, besteht aus einem Ring 10 mit einer
Breite von z.B. 67 mm und einer Stärke von etwa 10 mm sowie der aufblähbaren Manschette
11. Die Manschette 11 sitzt ähnlich wie ein Reifen auf einer Felge auf dem Ring
10. Sie ist auch sonst als geschlossener Reifen ausgebildet und weist an ihrem Innenrand
einen umlaufenden nach innen weisenden Ringvorsprung 12 auf, der seitlich gegen
radial ausgerichtete umlaufende Anschlagflachen 13 des Ringes anliegt, so daß die
Manschette dadurch, daß der Ringvorsprung 12 genau zwischen die Anschlagflächen
13 paßt, in Achsrichtung exakt positioniert ist. Die Anschlagflächen sowie der Ringvorsprung
haben eie Höhe von ca. 2 mm.
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Der Ring 10 besitzt an einer Stelle seines Umfangs eine Radialbohrung
14, in die ein fest mit der Manschette 11 verbundenes metallisches Schlauchanschlußstück
15 von außen her hineinragt. Das Schlauchanschlußstück 15 besitzt eine Durchgangsbohrung
16 mit Gewinde und hat in demjenigen Bereich, in dem es in den Ring 10 eingreift,
die aus Fig. 5 ersichtliche unrunde Außenkontur, mit der es der Innenkontur der
ebenfalls unrunden Bohrung 14 angepaßt ist. Auf diese Weise ist für einen drehfesten
Fingriff des Schlauchanschlußstückes 15 in den Ring 10 gesorgt. Ein Lösen des Schlauchanschlußstückes
15 von dem Ring ist durch einfaches Abheben radial zum Ring möglich. Das Schlauchanschlußstück
15 ist mit einem
umlaufenden Flansch 17 versehen, der der Verankei1f
il 1 der Basisflëclle der hohlprofilartig ausgebi ldc--ten Manschette 11 dient.
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Die Form der Manschette 11 im entspannten Zustand i; aus Fig. 2 ersichtlich.
Die Manschette hat hier c-ire im wesentlichen zylindrische äußere Mantelfläche 18,
deren Breite etwa derjenigen des Ringes 10 entspricht, Unterhalb der zylindrischen
Mantelfläche befindet sich eine Verdickung 19, die das für die Dehnung der Manschette
nötige Material bereitstellt und für ein Einziehen der zylindrischen Fläche 18 im
druckentspannten Zustand sorgt.
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Der Querschnitt der Manschette im aufgeweiteten Zustand ist in Fig.
3 abgebildet. Die Verdickung 19 bewirkt daß die zylindrische Außenform im aufgeblähten
Zustand erhalten bleibt.
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Um die Einsatztiefe des Prüfkopfes in dem Rohr zu begrenzen bzw. festzulegen,
ist an einer Stirnseite des Ringes ein Flansch 21 festgeschraubt, der in radialer
Richtung über die zylindrische Außenfläche 18 der entspannten Manschette-hinausragt.
Beim Einsetzen in ein Rohr stößt der Flansch 21 gegen das stirnseitige Ende des
Rohres, so daß die Axialentfernung der Prüfstelle vom Rohrende genau festgelegt
wird.
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Für die Druckprüfung wird an die Gewindebohrung 16 abdichtend ein
Schlauch angeschlossen, der durch das Innere des Ringes 10 nach außen geführt wird.
Dieser (nicht dargestellte) Schlauch wird an den Prüfkopfanschluß 22
des
in Fig. 5 dargestellten Flüssigkeitsdruckbehälters 23 angeschlossen. Der Flüssigkeitsdruckbehälter
besteht aus einem aufrechtstehenden zylindrischen Rohr 24, das an den beiden Stirnseiten
verschlossen ist.
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An der oberen Stirnseite befindet sich ein Stutzen 25 für den Drucklufteinlaß.
Der Stutzen 25 ist an einen Dreiwegehahn oder an ein elektrisches Ventil angeschlossen.
Außerdem ist in der oberen Stirnwand ein Stutzen 26 für ein Manometer vorgesehen.
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Im mittleren Bereich des Rohres 24 befindet sich ein seitlicher Anschlußstutzen
27, über den über ein Rückschlagventil Wasser in den Behälter eingefüllt wird.
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Der Wasserstand reicht etwa bis zur Höhe des Stutzens 27. über den
im unteren Bereich des Druckbehälters vorgesehenen Prüfkopfanschluß 22 und den Schlauch
gelangt das Wasser in die Manschette hinein. Wird anschließend über den Stutzen
25 Preßluft eingeführt, so entsteht in dem gesamten Druckbehälter einschließlich
der Manschette ein entsprechender Druck, der 25 atü und mehr betragen kann. Dieser
Druck bläht die Manschette auf, so daß deren äußere Stirnfläche 18 radial gegen
die Innenwand des zu prüfenden Rohres drückt. Hält das Rohr dem vorgesehenen Druck
stand, so kann anschließend eine Entlastung erfolgen, so daß der Prüfkopf aus dem
Rohr herausgezogen werden kann.
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Hält das Rohr der DruckprUfung nicht stand, sondern wird es von dem
Druck der Manschette 11 gesprengt, dann nimmt die Manschette schlagartig die in
Fig. 3 dargestellte Form an. Da als Druckmedium Wasser verwendet wird, das relativ
inkompressibel ist, ist das Volumen
der Aufweitung der Manschette
nicht allzu groß. Hierdurch wird ein gefährliches Auseinanderfliegen der Rohrteile
vermieden. Entweder in der Druckleitung zu der Manschette oder in dem Schlauchanschlußstück
15 ist eine Drosselstelle vorgesehen, durch die ein allzu schnelles Nachströmen
von Druckmedium in die Manschette nach dem Zerspringen des zu prüfenden Rohres vermieden
wird. Im vorliegenden Falle wirkt der in die Gewindeöffnung 16 einschraubbare Schlauch
infolge seines geringen Querschnittes als Drosselelement.
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Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der an dem flanschförmigen
Anschlag 21 ein im wesentlichen zylindrischer Schutzkorb 30 befestigt ist, der das
Rohr über dem Ring 10 von außen her mit Abstand umgibt. Der Schutzkorb hat die Aufgabe,
Schäden, die beim Zerspringen des Rohres durch umherfliegende Rohrstücke entstehen
könnten, zu vermeiden.
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Der in Fig. 6 abgebildete Flüssigkeitsdruckbehälter ist als tragbares
Gerät ausgebildet, das ein Wasservolumen von etwa 5 1 faßt. An der unteren Stirnwand
des Rohres 24 sind horizontale Ständerverstrebungen 28 angeschweißt. Im oberen Bereich
des Rohres ist außerdem ein Handgriff 29 vorgesehen.