DE3317428A1

DE3317428A1 - Einrichtung zur ermittlung, kennzeichnung und ueberpruefung von fehlstellen an rohren

Info

Publication number: DE3317428A1
Application number: DE19833317428
Authority: DE
Inventors: Hans 5800 Hagen Braun; Gerhard 5275 Bergneustadt Mohn
Original assignee: Reika Werk Maschf GmbH
Current assignee: Reika Werk Maschf GmbH
Priority date: 1983-05-13
Filing date: 1983-05-13
Publication date: 1984-11-15
Also published as: DE3317428C2

Description

Maschinenfabrik Reika-¥erk GmbH, Krambergstraße 5, 5800 Hagen-Kabel

"Einrichtung zur Ermittlung_? Kennzeichnung und Überprüfung von Fehlstellen an Rohren".

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung der im Gattungsbegriff des Hauptanspruches genannten Art.

Es sind Einrichtungen zur Ermittlung und Markierung von Fehlstellen, insbesondere für bandförmiges Gut bekannt. Diese sind u. a. als Ultraschalleinrichtungen ausgebildet und weisen einen oder mehrere, die Fehlstellen des Materials erfassende Prüfeinrichtungen auf, deren Impulse auf eine nachgeschaltete Markierungseinrichtung gegeben werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der oberbegrifflichen Art für ein in Längsrichtung sich bewegendes und um seine Längsachse rotierendes Rohr zu schaffen, bei der die während des PrüfVorganges an dem sich drehenden und weiterbewegenden Rohr festgestellten Fehler ortsgptrai registriert und markiert und nach Größe und

gewUnschtenfälLs nach unterschiedlichen Fehlerarten (Risse oder Dimensionsfehler) ermittelt und gekennzeichnet werden. Um den Ausschuß an fehlerhaftem Rohrmaterial möglichst gering zu halten oder aber eine gena-ue und sichere Angabe über die Lage der Fehler zu gewinnen, soll mit der erfindungsgemäßen Einrichtung eine Überprüfung der angezeigten Lage und Größe des Fehlers möglich sein, d. h. es soll kontrolliert werden können, ob die festgestellten Fehler auch ortsgetreu markiert worden sind. Mit anderen Worten, es soll festgestellt werden, daß die Markierung nicht an einer anderen Stelle als der tatsächlichen Fehlerstelle erfolgt ist. - Des weiteren soll die Gesamtlänge eines Rohres berührungslos ermittelt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vor.

Mit der Erfindung wird eine Einrichtung geschaffen, bei der ein Soll- Ist-Vergleich zwischen den Werten, die die Fehlerprüfvorrichtung nach Lage und Größe der Fehler ermittelt hat und den Werten einer Kontrollvorrichtung vorgenommen werden kann, wobei die auf das Rohr aufgetragenen Markierungen größen- und lagemäßig erfaßt werden. In dem hierfür vorgesehenen Rechner werden die von der Fehlerprüfvorrichtung ermittelten Positionen der Fehler und die durch die Kontrolleinrichtung, d. h. einen Lumineszenztaster, ermittelten Positionen wert- oder datenmäßig verglichen.

Stimmen die Werte oder Daten überein, so ist gewährleistet, daß die Markierungen der Fehlstellen auf dem Rohr richtig angebracht sind.

Auf der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung sowie Ausführungsbeispiele der dabei zur Anwendung kommenden Vorrichtungen erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 die Einrichtung der Erfindung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Abschnitt eines Rohres mit einer ringförmigen Markierung,

Fig. 3 eine Markierung, bei der die Enden von

Markierungslinien die Lage und den Umfang, der Fehlstelle erkennen lassen und

Fig. 4 eine Fehlerprüfvorrichtung mit drei Prüfköpfen.

Das zu prüfende Rohr 1, dem in äquivalenter Weise ein anderes querschnittsrundes Werkstück gleichzustellen ist, durchläuft die Meßstrecke S^ zwischen einer ersten Lichtschranke 2 und einer zweiten Lichtschranke 3 bekannter Art.

Da das Rohr mit konstanter Bewegung in Richtung des Pfeiles 4 vom Anfang der Einrichtung bis zu deren Ende (vgl. Pfeil 5 in Fig. 1) bewegt wird, wobei das Rohr in konstante Drehung versetzt wird, läßt sich die Vorschubgeschwindigkeit V des Rohrvorschubes ermitteln. Beim Durchtritt der vorderen Stirnkante des Rohres 1 durch die Lichtschranken 2 und 3 werden Impulse auf einen Rechner 6 gegeben, der aus der Strecke S₁ zwischen den Lichtschranken und der ermittelten Zeit zwischen den Impulsen der beiden Lichtschranken die exakte Rohrgeschwindigkeit errechnet.

Über den internen Taktgenerator des Rechners (Mikroprozessors) ist nunmehr die vordere Röhrstirnkante über den gesamten Meß- und Prüfweg verfolgbar. - Beim Durchtreten der vorderen Röhrstirnkante kann bei nachfolgenden Lichtschranken eine Weg- und Zeitkontrolle erfolgen und, falls dies erforderlich ist, eine Korrektur der errechneten Werte durchgeführt werden.

Im weiteren Verlauf seines Vorschubes gelangt das Rohr nach einer Strecke S₂ hinter den beiden Lichtschranken in die Fehlerprüfvorrichtung in Form des Fehlerprüfkopfes 7, der das Rohr ringartig umschließt und vorzugsweise im winkelmäßigen Abstand an seiner Innenseite einzelne Prüfkopfelemente 16, 17, 18 (Fig. 4) trägt. Dem Rechner 6 werden von den einzelnen Prüfkopfelementen die Daten der ermittelten Fehler in ihrer ortsgetreuen Lage und. Größe mittels Impulssignalen übermittelt

Dem Fehlerprufkopf 7 ist im Abstand einer Strecke S^ eine Fehlermarkierungsvorrichtung 8 nachgeschaltet, die auf dem Rohr an der .datenmäßig ermittelten Fehlstelle diese mit lumineszierender Farbe ortsgetreu markiert. Hierzu gibt der Rechner 6 durch seine vorhandenen Schieberegister aufgrund der Wegstrecke S₁- zeitverzögert die notwendigen Impulse an die Markierungsvorrichtung 8. - Dieser ist ein Lumineszenztaster 9 in Vorschubrichtung des Rohres nachgeschaltet. Von diesem wird die Markierung des Fehlers ermittelt und datenmäßig in den Rechner 6 nach Lage und Größe eingegeben. Dieser führt laufend einen Vergleich der Positionsdaten des Fehlerprüfkopfes 7 und des Lumineszenztasters 9 durch. Hierzu steht dem Rechner datenmäßig die Strecke Sg zur Verfügung. Stimmen die Positionsdaten des Prüfkopfes 7 und des Lumineszenztasters 9 überein, so liegt die durch die Markierungsvorrichtung 8 aufgebrachte Markierung an der richtigen Stelle auf dem Rohr.

Um die Lage des Fehlers durch den Prüfkopf 7 dem Rechner 6 übermitteln zu können, ist diesem die Wegstrecke S₂ zwischen der zweiten Lichtschranke 3 und dem Prüfkopf datenmäßig eingegeben. Aufgrund der Geschwindigkeit und dieser Strecke läßt sich daher von dem Prüfkopf 7 die genaue Lage und Größe des Fehlers bei sich vorwärts bewegendem und sich drehendem Rohr feststellen. Analoges gilt von der Strecke Sc und Sg zwischen dem Prüfkopf 7 und der Markierungsvorrichtung 8 einerseits und dem Lumineszenztaster 9 andererseits.

Dem ersten Prüfkopf 7 kann ein zweiter Prüfkopf 10 zugeordnet werden, der eine zweite Fehlerart ermittelt. Dessen Werte v/erden in gleicher Weise auf den Rechner 6 gegeben, da dessen Abstand zu der zweiten Lichtschranke 3 aus den Wegstrecken S₂ und S, feststeht. Diesem zweiten Prüfkopf 10 ist eine-zweite Markierungsvorrichtung 11 zugeordnet, deren Abstand von dem Prüfkopf 10 ebenfalls feststeht und dem Rechner aufgegeben wird. So wie dem Prüfkopf 7» der Markierungsvorrichtung 8 und dem Lumineszenztaster 9 ist dem Prüfkopf 10 und der Markierungsvorrichtung 11 ein zweiter Lumineszenztaster 12 zugeordnet.

Zwischen dem zweiten Prüfkopf 10 und der ersten Markierungsvorrichtung 8 kann eine v/eitere Lichtschranke 13 angeordnet sein, die Kontrollfunktion übernimmt.

Auf Höhe der beiden Lumineszenztaster 9 und 12 können weitere Lichtschranken 14, 15 vorgesehen sein; sie dienen zur Überprüfung der Fehlermarkierungen bzw. zum Erfassen des Rohranfangs und des Rohrendes.

Zur Ermittlung der Gesamtlänge eines Rohres wird wie folgt verfahren: Aus der Durchlaufzeit über die Strecke S₁ zwischer den beiden Lichtschranken 2 und 3 wird, wie obenstehend ausgeführt, die Vorschubgeschwindigkeit r des Rohres 1 ermittelt Gleichzeitig wird durch die zweite Lichtschranke 3 der Zeitpunkt festgehalten, an welchem die Stirnkante des Rohres

diese Lichtschranke durchfährt. Ferner wird aber auch das Durchfahren der hinteren Stirnkante des Rohres durch die Lichtschranke 1 gemessen, so daß aus der Zeitdifferenz zwischen der Messung der Lichtschranke 3 und der Lichtschranke 1 und der vorher gewonnenen Vorschubgeschwindigkeit V des Rohres, dessen Länge unter Berücksichtigung der zurückgelegten Strecke S^ ermittelt werden kann.

Die Ausbildung des Prüfkopfes 7 kann derart gestaltet sein, daß dieser an seinem ringartigen Innenumfang z. B. im winkelmäßigen Abstand von 120° um die Rohrachsel die Prüfkopfelemente 16, 17, 18 aufweist. Beim Drehen und Vorschieben des Rohres bis auf Höhe eines Rohrfehlers erfaßt jedes Element den Fehler auf einem Abschnitt einer schraubenförmigen Linie, wie sie zu mehreren in Fig. 2 dargestellt sind. Diese Linien sind Abtastlinien jedes Prüfkopfelementes am Umfang des Rohres. Der Abstand und die Steigung der Linienabschnitte hängt außer von der Lage des Prüfkopfelementes von der Vorschub- und Drehgeschwindigkeit des Rohres ab. Die drei Prüfkopf elemente 16, 17, 18 erfassen auf diesen Linienabschnitten die Fehlstelle F derart, daß ζ. B. dem Prüfkopfelement 16 die Linie 19» die Linie 20 innerhalb des Fehlers F dem Prüfkopfelement 17 und die nächste Linie 21 innerhalb des Fehlers dem dritten Prüfkopfelement 18 zugeordnet ist. Die weitere Linie 22 is:; wiederum dem ersten Prüfkopfelement 16, die zweite Linie 23 dem Element 17 und die v/eitere Linie 24 dem dritten Element 1Π zugeordnet, worauf das Spiel von neuem

beginnt.

Die Markierung auf dem Rohr kann nun derart erfolgen, daß : die Markierungseinrichtung 8 ebenfalls eine ringförmige Gestalt hat und an ihrer Innenseite dicht nebeneinander gelegene Düsen trägt, die eine ringartige Markierung auf das Rohr ·

ί aufbringen. Das Rohr wird daher bei seinem Vorschub und j seiner Drehung auf Höhe der Stelle F eine ringartige Markierung R erhalten. - Eine solche Markierung genügt dann, wenn das Rohr an der Vorderseite 25 seiner Markierung R von einem entsprechend breiten Rohrabschnitt getrennt wird und dieser wiederum durch Abstechen entlang der hinteren Ringlinie 2.6 von dem nächstfolgenden Rohrabschnitt getrennt wird.

Ist die Markierungsvorrichtung mit~Düsen versehen, deren Anordnung den Prüfköpfen 16, 17, 18 der Prüfeinrichtung 7 winkelmäßig entsprechen, so werden durch diese Düsen Abschnitte von schraubenförmigen Linien auf dem Rohr gebildet, wie sie die Linien 30, 31, 32, 33, 34, 35 und 36 in Fig. 3 darstellen. Diese Linien sind den einzelnen Prüfkopfelementen 16, 17, 18 und den entsprechend" angeordneten Parbdüsen der Markierungseinrichtung 8 zugeordnet. Die gedachte Verbindungslinie 37 der jeweiligen Enden der Markierungslinie 30-36 läßt die Größe und Lage der Fehlerstelle deutlich erkennen. Hierzu bedarf es nicht der Einzeichnung der Linie 37 selbst. Im allgemeinen genügt bereits das Erkennen der Enden der

Linien 30-36, um den Fehler auszumachen.

Der Prüfkopf 7 mit seinen Elementen 16-18 erfaßt in einem zeitlichen Drehabstand t, der durch die konstante Drehgeschwindigkeit des Rohres festliegt und dem Rechner 6 eingegeben ist, den jeweiligen Abstand χ eines Fehlermeßpunktes, der von einem Meßkopf erfaßt wird, derart, daß die Aneinanderreihung der Abstandswerte x1, x2, x3, x4, x5 von der Vorderkante V des Rohres (Fig. 3) nach einer bestimmten Drehzeit t die Länge einer Fehlerlinie 3Ο-36 ergibt. Bei dieser Art der Fehlermarkierung bedarf es der Berücksichtigung außer der Lage der Meßköpfe 16-18 und der einzelnen Farbdüsen der Drehgeschwindigkeit und der Strecke S₁= in dem Rechner.

Die Lumineszenztaster erfassen in gleicher Weise die vorstehend erläuterten Werte der Linien 30-36 bzw. der vorderen und hinteren Ringränder 25, 26 des Farbringes R und geben diese Werte zum Soll-Ist-Vergleich in den Rechner 6, der diese Werte mit den von dem Prüfkopf 7 eingegebenen Werten vergleicht.

Die gleichen Maßnahmen können in Bezug auf den Prüfkopf 10, die Markierung 11 und den Lumineszenztaster 12 vorgenommen werden.

Der Rechner 6 weist mittel- oder unmittelbar eine Fehleranzeigevorrichtung 40 auf, die "bei Auftreten eines Unterschiedes der Daten des Prüfkopfes 7 und der Markierungsvorrichtung 8 ein akustisches oder optisches Signal abgibt.

Die Drehgeschwindigkeit und damit die Werte t in Fig. 3 lassen sich in einfacher Weise durch einen einfachen Längsstrich und dessen Bewegung um eine Rohrumdrehung, d. h. 360 analog der Ermittlung der Vorschubgeschwindigkeit feststellen.

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Claims

_. . I-" ,, ... 4 Düsseldorf, den 11..5.1983

Uips.-Inq. Ii. Wanaemann srre«emannstraße 28

^ Fernruf 36 35 31

Dresdner Bank, DOiioldorf, Kto. 51-419 655

Pojtidi.dc-Kontoi Köln 168812

Meine Akte Nr. 6215a W/Le

Mas chinonfabrik
Reika-Werk GmbH

Patentansprüche

Einrichtung zur Ermittlung, Kennzeichnung und Überprüfung der Lage und Größe von Fehlstellen an Rohren sowie der Feststellung der Rohrlänge während der Längsbewegung und gleichzeitigen Drehung des Rohres um seine Längsachse, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß am vorderen Ende der Einrichtung zwei mit einem Rechner (6) verbundene berührungslose Impulsgeber (Lichtschranken 2, 3) zur Ermittlung der Vorschubgeschwindigkeit und Länge des Rohres (1) hintereinander angeordnet sind, daß dem letzten der beiden Impulsgeber (3) in Vorschubrichtung des Rohres (1) ein Fehlerprüfkopf (7) mit mindestens einem den Rohrumfang auf Fehlerhaftigkeit prüfenden und mit dem Rechner (6) verbundenen Prüfkopf (16, 17, 18) folgt, sich daran eine mit dem Rechner (6) verbundene Markierungsvorrichtung (8) sowie daran ein ebenfalls mit dem Rechner (6) verbundener Lumineszenztaster (9) zur Überprüfung der

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vorher in den Rechner eingegebenen Lagewerte des Fehlers anschließen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fehlerprüfkopf (7) und der Markierungsvorrichtung (8) ein weiterer berührungsloser Impulsgeber (Lichtschranke 13) angeordnet ist. ^!
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fehlerprüfkopf (7) ein oder mehrere weitere Fehlerprüfköpfe (10) und der Markierungs (8)- und dem Lumineszenztaster (9) gleichfalls ein oder mehrere gleichartige. Vorrichtungen (11, 12) zugeordnet sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungsvorrichtung (8) bzw. -vorrichtungen (8, 11) als das Rohr (1) zentrisch umschließender Ring mit an seiner Innenseite dicht nebeneinander angeordneten Düsen oder Schlitzen ausgebildet ist bzw. sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerprüfkopf (7) bzw. die Fehlerprüfköpfe (7, 11) mehrere Prüfkopfelemente (16, 17, 18) an seiner.kreisförmigen Innenwand aufweist, die im winkelmäßig gleichen Abstand um die Längsmittelachse .-·"' des Prüfkopfes angeordnet sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Markierungsvorrichtung (8) bzw. Markierungsvorrichtungen (8, 11) eine der Anzahl und der winkelmäßigen Anordnung der Prüfkopfelemente (16, 17, 18) des Prüfkopfes (7) bzw. der Prüfköpfe (7, 10) entsprechende Anzahl von Markierungsdüsen in der Anordnung der Prüfkopfelemente entsprechender Anordnung aufweist bzw. aufweisen.
7. Einrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (6) die' Vorschubzeit der vorderen Rohrstirnkanten und die Vorschubzeit der vorderen und der hinteren Stirnkante des Rohres zwischen den beiden ersten Lichtschranken (2, 3) und deren Abstand erfaßt.
8. Einrichtung nach Anspruch 1^ und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner

(6) die Lagewerte der Rohrfehl* stellen des Prüfkopfes

(7) und die Lagewerte der Markierung der Markierungsvorrichtung miteinander vergleicht.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 und 8* dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (6) eine Fehleranzeigevorrichtung aufweist.

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