DE3806301C1 - Wall thickness measuring device for pipes, cable claddings and the like, in particular made from extruded plastic - Google Patents
Wall thickness measuring device for pipes, cable claddings and the like, in particular made from extruded plasticInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wanddickenmeßvor richtung für Rohre, Kabelummantelungen und dergleichen, insbesondere aus extrudiertem Kunststoff, mit einem Meßkopf, der mittels einer an einem eine Durchlauföffnung für das zu messende Rohr aufweisenden Gestell befestigten Führung um die Durchlauföffnung herum reversierend gelagert ist.The invention relates to a wall thickness measuring device direction for pipes, cable jackets and the like, especially made of extruded plastic, with a Measuring head by means of a through opening for the frame to be measured The guide is reversibly mounted around the flow opening is.
Bei bekannten Wanddickenmeßvorrichtungen, die nach dem Ultraschallprinzip arbeiten, wird der Sensor mit einem Ankoppelmedium, insbesondere Wasser, an das Rohr mittels einer druckbeaufschlagten Anstellvorrichtung gedrückt. Wegen der geforderten Messung der Wanddicke über den gesamten Umfang des Rohres ist der Meßkopf reversierend gelagert. Die druckbeaufschlagte Anstellvorrichtung sorgt dafür, daß der Meßkopf nicht nur bei Abweichungen des Rohres von der Kreisform, sondern auch bei exzentrischen Versetzungen des Rohres in der Durchlauföffnung in Anlage am Rohr gehalten wird. Die durch die Exzentrizität des Rohres in der Durchlauföffnung bedingten Stellbewegungen wären überflüssig, wenn es gelänge, das Rohr zentrisch durch die Durchlauföffnung zu führen (Sonderdruck aus der Zeitschrift "Kunststoffe" 77. Jahrgang 1987/9 Carl Hanser Verlag München, "Automatische Ultraschall-Wanddickenmessung bei der Rohrextrusion" von J. Orzechwski, Bad Oeyenhausen; Firmendruckschrift der Firma Battenfeld Extrusionstechnik GmbH "Automation of pipe extrusion", Seite 10 und 11).In known wall thickness measuring devices, which according to Working with the ultrasound principle, the sensor works with a Coupling medium, in particular water, to the pipe by means of a pressurized adjusting device. Because of the required measurement of the wall thickness over the entire The measuring head is reversibly mounted around the circumference of the tube. The pressurized adjusting device ensures that the measuring head not only when the tube deviates from the Circular shape, but also with eccentric dislocations of the Pipe held in the flow opening in contact with the pipe becomes. Due to the eccentricity of the pipe in the Passage-dependent adjusting movements would be superfluous if it were possible to pass the pipe through the center Lead passage opening (special print from the magazine "Kunststoffe" 77th year 1987/9 Carl Hanser Verlag Munich, "Automatic ultrasonic wall thickness measurement at Pipe extrusion "by J. Orzechwski, Bad Oeyenhausen; Company brochure from Battenfeld Extrusionstechnik GmbH "Automation of pipe extrusion", page 10 and 11).
Bei einer anderen bekannten Wanddickenmeßvorrichtung der eingangs genannten Art ist das Gestell für den reversierend gelagerten Meßkopf auf einem Träger montiert, der um eine senkrechte, die Achse des Rohres schneidende Achse verschwenkbar ist. Auf diese Art und Weise ist eine beschränkte Ausrichtung der Durchlauföffnung auf das Rohr möglich. Eine selbsttätige Zentrierung des Rohres auf die Durchlauföffnung ist bei diesem Stand der Technik nicht vorgesehen (DE-AS 21 67 281).In another known wall thickness measuring device type mentioned is the frame for the reversing mounted measuring head mounted on a carrier, which by a vertical axis intersecting the axis of the pipe is pivotable. That way is one limited alignment of the flow opening on the pipe possible. An automatic centering of the pipe on the Through opening is not in this prior art provided (DE-AS 21 67 281).
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wanddickenmeßvorrichtung für Rohre und dergleichen zu schaffen, bei der das Rohr zentrisch durch die Durchlauföffnung des Gestells geführt wird.The object of the invention is a wall thickness measuring device to create pipes and the like where the pipe guided centrally through the passage opening of the frame becomes.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gestell vor der Durchlauföffnung eine am Rohr angreifende Zentriervorrichtung aufweist und auf einem Gelenklager um zwei zueinander und zu der Rohrachse senkrechte Achsen verschwenkbar ist. Vorzugsweise ist darüber hinaus das Gestell des Gelenklagers auch noch um eine zur Rohrachse parallele Achse verschwenkbar.This object is achieved in that the Frame in front of the passage opening engaging the pipe Has centering device and on a spherical bearing two axes perpendicular to each other and to the pipe axis is pivotable. In addition, this is preferably Frame of the spherical bearing also around one to the pipe axis parallel axis swiveling.
Wegen der Lagerung des Gestells auf einem dem Gestell mehrere Freiheitsgrade verleihenden Gelenklager läßt sich das Gestell mittels der Zentriervorrichtung hinsichtlich seiner Durchlauföffnung auf das Rohr ausrichten, so daß das Rohr zentrisch durch die Durchlauföffnung geführt wird. Mittels der Anstellvorrichtung für den Meßkopf brauchen dann nur noch geringe, durch Unrundungen des Rohres bedigte Ausgleichsbewegungen ausgeführt zu werden.Because of the storage of the frame on one of the frame Spherical bearings giving several degrees of freedom can be the frame with respect to the centering device Align its flow opening on the pipe so that the Pipe is guided centrally through the passage opening. Then use the adjusting device for the measuring head only slight, due to rounding of the pipe Compensatory movements to be carried out.
Die Zentriervorrichtung weist vorzugsweise mehrere außen am Rohr anstellbare und umfangsmäßig versetzte Führungselemente auf. Als Führungselemente eignen sich vor allem Rollen, insbesondere Doppelkegelrollen. Wenn an einer Seite zwei axial versetzte Führungselemente und an der dazu gegenüberliegenden Seite ein zwischen diesen Führungselementen angeordnetes Führungselement vorgesehen ist, wird zusätzlich erreicht, daß das Gestell hinsichtlich der Achse seiner Durchlauföffnung parallel zur Rohrachse ausgerichtet wird.The centering device preferably has several on the outside Pipe adjustable and circumferentially offset guide elements on. Roles are particularly suitable as guide elements, especially double tapered rollers. If two on one side axially offset guide elements and on the opposite side one between these Guide elements arranged guide element provided is additionally achieved that the frame with respect the axis of its passage opening parallel to the pipe axis is aligned.
Für die Grundeinstellung der Ausrichtung sollten die an einer Seite angreifenden Führungselemente feststellbar und das an der dazu gegenüberliegenden Seite angreifende Führungselement federnd abgestützt sein. Dadurch erreicht man, daß das Rohr bei Durchmesserabweichungen von allen Führungselementen gehalten wird.For the basic setting of the alignment should be on one side attacking guide elements detectable and the one attacking on the opposite side Guide element be resiliently supported. Thereby achieved one that the tube with diameter deviations from all Guide elements is held.
Das Gelenklager kann von Stützfedern gebildet sein, die auch einen Parallelversatz des Gestells zur Rohrachse ermöglichen. Vorzugsweise besteht jedoch das Gelenklager aus einer Kugelkalotte und einer darin gelagerten Kugelkappe. Dabei können die Stützfedern parallel zum Gelenklager vorgesehen sein, um das Lager in einer mittigen Nullage zu halten.The spherical plain bearing can be formed by support springs also a parallel offset of the frame to the tube axis enable. However, the spherical bearing is preferably present from a spherical cap and one stored in it Ball cap. The support springs can be parallel to Spherical bearings can be provided to center the bearing To hold zero position.
Es ist üblich, daß die Messung der Wanddicke bei durchlaufendem Rohr erfolgt. In diesem Fall ergibt sich eine schraubenlinienförmige Meßlinie auf dem Rohr. Damit lassen sich aber nicht alle maßgeblichen Meßdaten erfassen. Es wäre wünschenswert, an einer axialen Stelle die Dicke der Rohrwand zu erfassen. Dies ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung dann möglich, wenn das Gestell in Richtung der Rohrachse verfahrbar, z. B. auf Schienen gelagert ist, wobei es mittels einer Klemmvorrichtung am Rohr festklemmbar ist. Durch das Festklemmen nimmt das Rohr das Gestell mit, so daß der Meßkopf eine geschlossene Kreislinie als Meßlinie auf dem Rohr beschreibt. Mittels einer Rückholvorrichtung, beispielsweise in Form einer Zylinderkolbenanordnung, kann das Gestell wieder in die Anfangsposition zurückgefahren werden.It is common for the measurement of the wall thickness at continuous pipe takes place. In this case it results a helical measuring line on the pipe. In order to however, not all of the relevant measurement data can be recorded. It would be desirable to have the thickness at an axial location of the pipe wall. This is according to an embodiment the invention then possible if the frame in the direction the pipe axis movable, e.g. B. is mounted on rails, whereby it can be clamped to the tube by means of a clamping device is. By clamping the tube takes the frame with it, so that the measuring head has a closed circular line as a measuring line describes on the tube. By means of a return device, for example in the form of a cylinder piston arrangement the frame is moved back to the starting position will.
Vorzugsweise ist die Zentriervorrichtung als Klemmvorrichtung ausgebildet. In diesem Fall sollte mindestens eine der Rollen blockierbar oder gegen eine Klemmbacke austauschbar sein.The centering device is preferably a Clamping device formed. In this case at least one of the roles can be blocked or against one Jaw can be exchangeable.
Die erfindungsgemäße Wanddickenmeßvorrichtung läßt sich auf einfache Weise in eine Durchmessermeßeinrichtung dadurch umwandeln, daß das Gestell zwei diametral zur Rohrachse und in festem Abstand voneinander angeordnete Meßköpfe trägt. Nach Erfassung des Abstandes der Meßköpfe vom Rohr läßt sich über den Abstand der Meßköpfe voneinander der Durchmesser des Rohres errechnen. Durch Erfassung des ersten Echos läßt sich der Außendurchmesser und durch Erfassung des zweiten Echos der Innendurchmesser des Rohres bestimmen.The wall thickness measuring device according to the invention can be in a simple way in a diameter measuring device thereby convert that the frame two diametrically to Pipe axis and a fixed distance apart Measuring heads. After recording the distance between the measuring heads from the tube can be the distance of the measuring heads calculate the diameter of the pipe from each other. By The outer diameter can be recorded with the first echo and by sensing the second echo, the inside diameter of the pipe.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel schematisch darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigtIn the following the invention is based on a Embodiment schematically illustrating drawing explained in more detail. In detail shows
Fig. 1 eine Wanddickenmeßvorrichtung in Seitenansicht, Fig. 1 is a wall thickness measuring device in side view,
Fig. 2 die Wanddickenmeßvorrichtung gem. Fig. 1 in Aufsicht und Fig. 2 shows the wall thickness measuring device. Fig. 1 in supervision and
Fig. 3 eine Durchmessermeßvorrichtung mit zwei Meßköpfen, in zu Fig. 1 und 2 vergrößertem Maßstab, in Ansicht. Fig. 3 shows a diameter measuring device with two measuring heads, on an enlarged scale to Figs. 1 and 2, in view.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Wanddickenmeßvorrichtung weist ein auf Schienen 1, 2 parallel zur Förderrichtung eines extrudierten Rohres 3 verfahrbares Gestell 4 mit einer Durchlauföffnung 5 für das Rohr 3 auf. Das Gestell 4 ist über ein zwischen Grundplatten 6, 7 angeordnetes, aus einer Kugelkalotte und einer darin gelagerten Kugelkappe bestehendes Gelenklager 8 gegen die Kraft von zwischen den Grundplatten 6, 7 angeordneten Stützfedern 9, 10 in Richtung des Pfeils P 1 um eine senkrecht zur Rohrachse verlaufende horizontale Achse, in Richtung des Pfeils P 2 um eine senkrecht zur Rohrachse verlaufende vertikale Achse und in Richtung des Pfeils P 3 um eine parallel zur Rohrachse verlaufende horizontale Achse verschwenkbar. Ein Parallelversatz des gesamten Gestells ist möglich, wenn auf das Kugelgelenklager 8 verzichtet wird.The wall thickness measuring device shown in FIGS. 1 and 2 has a frame 4 which can be moved on rails 1, 2 parallel to the conveying direction of an extruded tube 3 and has a passage opening 5 for the tube 3 . The frame 4 is arranged between base plates 6, 7 , consisting of a spherical cap and a spherical cap mounted therein, spherical bearing 8 against the force of support springs 9, 10 arranged between the base plates 6, 7 in the direction of arrow P 1 about a perpendicular to the tube axis horizontal axis, pivotable in the direction of arrow P 2 about a vertical axis running perpendicular to the pipe axis and in the direction of arrow P 3 about a horizontal axis running parallel to the pipe axis. A parallel offset of the entire frame is possible if the ball joint bearing 8 is dispensed with.
An der Einlaufseite des Rohres 3 des Gestells 4 trägt das Gestell 4 drei in Achsrichtung des Rohres 3 gegeneinander versetzte doppelte Kegelrollen 11 bis 13, die das Rohr 3 zwischen sich einspannen. Die beiden Kegelrollen 11, 12 sind gegen das Rohr 3 anstellbar und dann starr feststellbar, während die Kegelrolle 13 gegen das Rohr 3 anstellbar und dann federnd abgestützt ist. Mindestens eine dieser Kegelrollen 11 bis 13 ist blockierbar, damit das Rohr 3 über die blockierte Rolle das Gestell 4 mitnehmen und auf den Schienen 1, 2 verfahren kann. Vorzugsweise sind jedoch zu diesem Zweck die Kegelrollen 11, 12, 13 gegen entsprechend gestaltete Klemmbacken austauschbar. Zum Zurückfahren des Gestells 4 dient eine in der Zeichnung nicht dargestellte, am Gestell angreifende Rückholvorrichtung, zum Beispiel in Form einer Zylinderkolbenanordnung.On the inlet side of the tube 3 of the frame 4, the frame 4 carries three in the axial direction of the pipe 3 mutually offset double tapered rollers 11 to 13, which clamp the pipe 3 between them. The two tapered rollers 11, 12 can be adjusted against the tube 3 and then rigidly locked, while the tapered roller 13 can be adjusted against the tube 3 and is then resiliently supported. At least one of these tapered rollers 11 to 13 can be blocked so that the tube 3 can take the frame 4 along with the blocked roller and move on the rails 1, 2 . For this purpose, however, the tapered rollers 11, 12, 13 are preferably interchangeable with appropriately designed clamping jaws. To return the frame 4 , a return device, not shown in the drawing, acts on the frame, for example in the form of a cylinder piston arrangement.
Das Gestell 4 trägt an seiner Auslaufseite einen flachen hohlzylindrischen Kasten 14, der einen reversierend umlaufenden Meßkopf 15 und dessen Antrieb sowie zum Meßkopf 15 führenden Meß- und Versorgungsleitungen als Führung dient. Der Meßkopf 15 wird mittels einer hydraulischen Anstellvorrichtung in Anlage am Rohr 3 gehalten. Der Meßkopf 15 dient zur Erfassung der Wanddicke.The frame 4 carries on its outlet side a flat hollow cylindrical box 14 which serves as a guide for a reversing rotating measuring head 15 and its drive as well as measuring and supply lines leading to the measuring head 15 . The measuring head 15 is held in contact with the pipe 3 by means of a hydraulic adjusting device. The measuring head 15 is used to measure the wall thickness.
Der reversierende Antrieb des Meßkopfes 15, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, läßt sich in bekannter Weise mittels eines Riemenantriebes verwirklichen, der über eine konzentrisch zur Durchlauföffnung 5 angeordnete Riemenscheibe verläuft, die mit einer ebenfalls konzentrisch angeordneten, in den hohlzylindrischen Kasten 14 gelagerten und den Meßkopf 1 tragenden Büchse gekuppelt ist.The reversing drive of the measuring head 15 , which is not shown in the drawing, can be realized in a known manner by means of a belt drive which runs over a pulley arranged concentrically with the passage opening 5 , which is also arranged concentrically and is mounted in the hollow cylindrical box 14 and the measuring head 1 carrying bush is coupled.
Zur Erfassung des Außen- und Innendurchmessers sind an dem Kasten 14 oder an einer anstelle des Kastens 14 anbringbaren Montageplatte zwei Meßköpfe 16, 17 diametral zur Rohrachse und mit Abstand vom Rohr 3 angeordnet, die wie der Meßkopf 15 nach dem Ultraschallprinzip arbeiten. Wie beim Meßkopf 15 wird auch bei den Meßköpfen 16, 17 vorzugsweise Wasser als Ankoppelmedium zwischen den Meßköpfen 16, 17 und dem Rohr 3 verwendet. Durch Erfassung des Sendesignals und des Echos auf dieses Sendesignal läßt sich der Abstand des Rohres 3 von dem jeweiligen Meßkopf 16, 17 ermitteln. Das erste Echo kommt von der Außenseite und das zweite Echo von der Innenseite der Rohrwand. Da die Abstände a, b der beiden Meßköpfe 16, 17 vom Rohr 3 auf diese Art und Weise meßbar und der feste Abstand D der beiden Meßköpfe 16, 17 voneinander bekannt sind, lassen sich der Außen- und Innendurchmesser des Rohres 3 bestimmen. Meßfehler aufgrund einer exzentrischen Versetzung können nicht auftreten, weil das Rohr 3 durch die Zentriervorrichtung 11 bis 13 exakt zentrisch geführt wird.To detect the outside and inside diameter, two measuring heads 16, 17 are arranged diametrically to the pipe axis and at a distance from the pipe 3 on the box 14 or on a mounting plate which can be attached instead of the box 14 and which, like the measuring head 15, work according to the ultrasound principle. As 17 is preferably water as a coupling medium between the measuring heads 16, 17 and the tube 3 is also used in the measurement heads 16 in the measuring head 15 is used. The distance of the tube 3 from the respective measuring head 16, 17 can be determined by detecting the transmission signal and the echo to this transmission signal. The first echo comes from the outside and the second echo from the inside of the pipe wall. Since the distances a, b of the two measuring heads 16, 17 from the pipe 3 can be measured in this way and the fixed distance D of the two measuring heads 16, 17 from one another is known, the outside and inside diameter of the pipe 3 can be determined. Measurement errors due to an eccentric offset cannot occur because the tube 3 is guided exactly centrally through the centering device 11 to 13 .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |