DE3843450C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vormontieren eines
Schneidrings oder Keilrings einer Rohrverschraubung an
einem Rohr, wobei der Schneidring bzw. Keilring durch
eine auf ihn einwirkende Axialkraft in einen Innenkegel
eines Vormontagekörper eingepreßt wird, wodurch mindestens
eine Kante des Schneidrings bzw. Keilrings in die Außenseite
des Rohrs einschneidet, und das Rohr an einem
Anschlag im Vormontagekörper abgestützt wird.
Zum Befestigen z.B. eines Verbindungsstücks mit Außengewinde
am Endabschnitt eines Rohrs, insbesondere für
eine Hydraulikleitung werden spezielle Rohrverschraubungen
verwendet, die einen Schneidring oder einen Keilring verwenden.
Das hier als Keilring bezeichnete Teil weist eine Außenkegel
fläche auf, die bei der fertigen Rohrverschraubung mit einer
Innenkegelfläche eines Fertigmontagekörpers zusammenwirkt, der
das oben genannte Außengewinde aufweisen kann. Die Innenfläche
des Keilringes weist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung ver
laufenden scharfkantigen rippenartigen Vorsprüngen auf, die
beim Einpressen des Keilrings in einen dem Konus des Fertigmon
tagekörpers entsprechenden Konus eines Vormontagekörpers in
die Außenseite des im Inneren des Keilrings angeordneten Rohrs
eingepreßt werden. Bei der Vormontage und Fertig
montage des genannten Keilrings darf sich dieser relativ zum
Rohr nicht axial bewegen. Bei anderen Rohrver
schraubungen wird der oben genannte Schneidring verwendet, der
bei der Vormontage ebenfalls in den Innenkonus eines Vormonta
gekörpers eingepreßt wird; hierbei ist im allgemeinen im Gegen
satz zum genannten Keilring eine Axialbewegung des Schneidrings
relativ zum Rohr erforderlich, damit der Schneid
ring durch seine unmittelbar an seiner vorderen Stirnfläche
gelegene Schneidkante vor der Stirnfläche des Schneidrings
einen sichtbaren Bund aufwirft.
Sowohl der Keilring als auch der Schneidring dienen als metal
lisches, abdichtendes Element bei Rohrverschraubungen, und sie
dienen außerdem dazu, große axial wirkende Kräfte in das Rohr
einzuleiten. Die aufnehmbaren Kräfte sind dabei
bei Schneidringverschraubungen größer als bei Keilringverschrau
bungen. Unter den Begriffen Keilring und Schneidring soll hier
jede Art von Ringen mit Außenkonus und Verankerung am Rohr
durch Zusammenpressen verstanden werden.
Um qualitativ hochwertige Rohrverschraubungen herzustellen,
werden die Keilringe oder Schneidringe vorzugsweise mit Hilfe
eines Vormontagekörpers, dessen Innenkonus dem Innenkonus des
später verwendeten Fertigmontagekörpers genau (mit vorgegebenen
Toleranzabweichungen) entsprechen soll, vormontiert, so daß
bei der Fertigmontage am Verwendungsort der Fertigmontagekörper
mittels einer zur Rohrverschraubung gehörenden Überwurfmutter,
wobei sich der Keilring bzw. Schneidring zwischen der Überwurf
mutter und dem Fertigmontagekörper befindet, durch Ausführen
von relativ wenigen Umdrehungen der Überwurfmutter fertigmon
tiert wird. Die beim Fertigmontieren aufgebrachte Axialkraft
soll insbesondere dazu führen, daß der Keilring bzw. Schneidring
mit seiner Außenkonusfläche allseitig fest an der Innenkonus
fläche des Fertigmontagekörpers anliegt und im Schneidenbereich
vollständig und formschlüssig einschneidet. Am anderen Ende
soll der Schneidring durch den 90°-Konus der Überwurfmutter
eine radiale Einschnürung erhalten, und dadurch soll der Rohr
abschnitt fest eingespannt werden, ohne daß aber an dieser
Stelle der Rohrabschnitt selbst eingeschnürt wird. Dadurch
werden Rohrbrüche z.B. infolge von Schwingungen verhindert.
Zum Vormontieren gemäß dem eingangs beschriebenen Verfahren
sind maschinell betriebene Vorrichtungen bekannt, bei denen
das Einpressen des Keilrings bzw. Schneidrings in den Vormon
tagekörper mittels eines Hydraulikkolbens erfolgt, der durch
eine vorgegebene Maximalkraft, die in Abhängigkeit von dem
jeweiligen Rohrdurchmesser geeignet gewählt wird, beaufschlagt
wird. Der Weg, den der Keilring oder Schneidring relativ zum
Vormontagekörper dabei zurücklegt, wird bei den bekannten ma
schinell ausgeführten Verfahren nicht erfaßt. Solche
Verfahren sind aus B 70 Voss Betriebsanleitung
Vormontagegerät 70, 1985 und ERMETO Katalog Werkzeuge und
Montagegeräte 1984, S. 14 und 15 bekannt.
Es ist auch bekannt, die Vormontage mittels einfacher Handwerk
zeuge und eines Schraubstocks (Schraubstock-Vormontage) auszu
führen. Hierbei schraubt der Arbeiter die Überwurfmutter, die
den Keilring oder Schneidring in den Vormontagekörper preßt,
von Hand (ohne Werkzeug) so weit wie möglich auf, und führt
anschließend mit Hilfe eines Schraubenschlüssels oder derglei
chen Werkzeugs noch eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen
der Überwurfmutter aus, so daß unter Berücksichtigung der Stei
gung des Gewindes der Überwurfmutter der Keilring oder Schneid
ring relativ zum Vormontagekörper einen vorbestimmten Weg zu
rücklegt. Die Kraft, mit der der Schneidring oder Keilring in
den Vormontagekörper eingepreßt wird, wird dabei nicht
erfaßt. Aus Voss Taschenkatalog Rohrverschraubungen 1983,
S. 16, 17, 222, 223 und aus DE-Z. Der Konstrukteur 4/1982,
S. 35-52 ist bekannt, daß für die Güte einer Rohrverschraubung
der Einschneidweg wichtig ist.
Bei beiden bekannten Verfahren können Streuungen in den Abmes
sungen der verwendeten Geräteteile oder in den Materialeigen
schaften der Rohre dazu führen, daß weder bei der
Vormontage noch bei der anschließenden Fertigmontage, für die
dem Monteur ein vorbestimmter Weg des Keilrings bzw. Schneid
rings relativ zum Fertigmontagekörper (angegeben als eine vor
bestimmte Anzahl von bei der Fertigmontage auszuführenden Um
drehungen der Überwurfmutter) vorgegeben wird, eine ausreichende
Festigkeit der Verankerung des Keilrings oder Schneidrings am
Rohr erreicht wird oder aber durch zu starkes
Anziehen der Überwurfmutter das Rohr beschädigt
wird. Ein nicht richtiges Anziehen der Überwurfmutter kann
dadurch begünstigt werden, daß der Monteur bei der Fertigmontage
in räumlich stark beengter Umgebung arbeiten muß, wo es ihm
nur schwer möglich ist, die korrekte Anzahl von Umdrehungen
der Überwurfmutter richtig zu zählen, weil er das Werkzeug
häufig umstecken muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß unter Berücksich
tigung von Maßtoleranzen und Werkstofftoleranzen eine qualitativ
einwandfreie Vormontage ermöglicht wird, wobei insbesondere
für die Fertigmontage nur noch ein kurzer Weg, der vorzugsweise
maximal 1/4 Umdrehung der Überwurfmutter entspricht, ausgeführt
werden muß.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
daß die Axialkraft beginnend bei einem für ein Einschneiden
nicht ausreichenden Wert stetig oder stufenweise vergrößert
wird, daß der Verlauf der Axialkraft in Abhängigkeit vom
ermittelten Weg des Schneidrings bzw. Keilrings relativ
zum Vormontagekörper erfaßt wird, daß ein erster sprungartiger
Anstieg des Widerstands beim Einpressen des
Schneidrings bzw. Keilrings in den Vormontagekörper beim
vollständigen Anliegen des Schneidrings bzw. Keilrings am
Rohr festgestellt wird, daß beim weiteren Einpressen prüft
wird, ob die Axialkraft und der Einschneidweg sich
innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfelds befinden, und
daß ein Signal erzeugt wird, wenn sich die Axialkraft
oder der Einschneidweg außerhalb des Toleranzfelds befindet
und/oder innerhalb des Toleranzfelds befindet, und
daß das Einpressen beendet wird, wenn die Axialkraft oder
der Einschneidweg einen vorbestimmten Maximalwert erreicht
hat.
Durch die von einem relativ kleinen
Wert ansteigende Axialkraft wird zunächst der Schneidring bzw.
Klemmring mit seiner Innenfläche in dichte Anlage an die Außen
fläche des Rohrs gebracht, ohne daß jedoch ein
merkliches Einschneiden auftritt. Die beim festen Anliegen
auftretende Widerstandserhöhung gegen ein weiteres Anpressen
des Klemmrings oder Schneidrings an den Vormontagekörper wird
erfaßt und markiert das genannte Anliegen. Ausgehend von dem
an diesem Punkt erreichten Weg zwischen Vormontagekörper und
Schneidring bzw. Klemmring und der erreichten Kraft wird nun
der weitere Weg (beim Schneidring als Einschneidweg bezeichnet)
erfaßt und die jeweils anstehende Axialkraft ermittelt.
Das Signal kann dann erzeugt werden, wenn die Axialkraft und
der Einschneidweg innerhalb des für ein bestimmtes Rohrmaterial
(vorgegeben nach Außendurchmesser, Wanddicke und Materialart)
gegebenen Toleranzfelds liegt, und/oder wenn die genannten
Werte außerhalb des genannten Toleranzfelds liegen.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bereits bei der
Ausführung der Vormontage mit hoher Zuverlässigkeit festgestellt
werden kann, ob die vormontierte Rohrverschraubung bei der
Endmontage zu einer einwandfreien Rohrverschraubung verarbeitet
werden kann. Stellt sich beispielsweise während des Vormontie
rens heraus, daß, ausgehend vom vollständigen Anliegen des
Schneidrings oder Keilrings an der Außenseite des Rohrs
nach Zurücklegen eines maximal zulässigen Wegs zwischen
Schneidring bzw. Keilring und Vormontagekörper die Axialkraft
außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, und zwar derart, daß
die Axialkraft zu klein ist, so deutet dies darauf hin, daß
die Festigkeit des Materials des Rohrs aus irgend
welchen Gründen zu klein ist, um eine ausreichend feste Rohr
verschraubung zu liefern. Diese vormontierte Rohrverschraubung
kann daher als fehlerhaft ausgeschieden werden, wobei sich
eine Überprüfung nach der genauen Fehlerursache anschließen
kann. Ist umgekehrt dann, wenn der maximal mögliche Axialdruck
erreicht ist, der Weg zwischen Keilring bzw. Schneidring und
Vormontagekörper zu klein, so deutet dies auf ein zu hartes
Material des Rohrs oder auf unscharfe Schneiden
des Schneidrings bzw. Keilrings hin.
Die genannten Fehler können auch dann auftreten, wenn der Innen
konus des Vormontagekörpers infolge Verschleißes von der vorge
gebenen Form abweicht. Weiter ist bei der Erfindung von Vorteil,
daß ein nicht ausreichendes Einschneiden des Schneidrings oder
nicht ausreichendes Einpressen des Keilrings und ein daraus
erfolgendes Ausreißen des Rohrs aus der Rohrverschraubung selbst
dann vermieden werden kann, wenn bei der Fertigmontage die
Überwurfmutter infolge eines Fehlers des Monteurs nicht richtig
angezogen wird. Das Ausreißen wird deshalb vermieden, weil
bereits bei der Vormontage das Einschneiden oder Einpressen
weitestgehend ausgeführt wurde. Eine derartige vom Monteur
nicht einwandfrei fertig montierte Rohrverschraubung ist allen
falls zwischen den aneinander anliegenden Konusflächen undicht.
Die Erfindung ermöglicht eine lückenlose Qualitätskontrolle,
wodurch die Leckagesicherheit und die Qualität jeder Rohrver
schraubung entscheidend verbessert werden kann. Weiter ist von
Vorteil, daß eine Schwächung des Rohrs durch Ein
schnürung (Verringerung des lichten Durchmessers) infolge Anwen
dung einer zu hohen Axialkraft verhindert wird. Die Erfindung
gestattet es auch, festzustellen, wenn Rohre ver
wendet werden, deren Außendurchmesser nicht innerhalb der vor
gegebenen Toleranzen liegt, was zu einer unbrauchbaren Vormon
tage führen kann. Der bekannte Kegelwinkel der Konusflächen
gestattet über die Ermittlung des in axialer Richtung zurück
gelegten Wegs zwischen Vormontagekörper und Keil- oder Schneid
ring die Tiefe des Einschneidens in radialer Richtung festzu
stellen, und zwar zerstörungsfrei. Deswegen, weil das
Einpressen dann beendet wird, wenn die Axialkraft oder der
Einschneidweg einen vorbestimmten Maximalwert erreicht
hat, läßt sich besonders zuverlässig überprüfen, ob die
oben genannten Werte innerhalb eines vorgegebenen
Toleranzfeldes liegen.
Um bei der Fertigmontage mit einem kürzest möglichen Fertigmon
tageweg auszukommen, der beispielsweise einer Viertelumdrehung
der Überwurfmutter nach dem Anziehen der Überwurfmutter von
Hand entsprechen kann, ist bei einer Ausführungsform der Erfin
dung vorgesehen, daß als maximaler Weg (beim Schneidring maxi
maler Einschneidweg) ein Wert vorgegeben ist, der nahe, vor
zugsweise um den etwa einem Viertel eines Gewindegangs der
Rohrverschraubung entsprechenden Weg, unterhalb des für eine
Fertigmontage erforderlichen Wegs liegt. Dadurch kann die Rohr
verschraubung schnell und sicher fertig montiert werden.
Es kann vorteilhaft sein, wie bei einer Ausführungsform der
Erfindung vorgesehen, festzustellen, ob der Weg, ausgehend von
einer Anlage zwischen der Überwurfmutter, dem Schneidring bzw.
Keilring und dem Vormontagekörper (wobei noch keine plastische
oder elastische Verformung eingetreten ist) bis zum festen
Anliegen des Schneidrings bzw. Keilrings an dem Rohrleitungs
stück innerhalb eines vorbestimmten Toleranzfelds liegt. Wenn
dies nicht der Fall ist, so deutet dies darauf hin, daß der
Schneidring oder Klemmring oder aber der Innenkonus des Vormon
tagekörpers nicht die vorgeschriebene Form aufweist.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum
Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einer
Halterung für einen Vormontagekörper, einem Vormontagekörper,
einem auf den Schneidring bzw. Keilring ein
wirkenden Preßelement und einer eine Axialkraft erzeugenden
Einrichtung.
Eine derartige
Vorrichtung ist durch die DE-OS 19 57 565 bekannt. Bei der
bekannten Vorrichtung wird für jeden Rohrdurchmesser eine eigene
Stützscheibe mit einem speziellen Anschlag verwendet, und der
Anschlag beeinflußt die Vorspannung eines Überdruckventils,
wodurch der oben genannte Maximaldruck am Hydraulikkolben auto
matisch eingestellt wird.
Die bekannte Vorrichtung weist einen Hydraulikkolben auf, an
dem der Vormontagekörper befestigt ist, und die Überwurfmutter
ist an einer in eine ortsfeste Lagerung der Vorrichtung einge
setzten Stützplatte abgestützt. An der Überwurfmutter wiederum
stützt sich der Schneidring ab. Der Vormontagekörper weist im
Gegensatz zum Fertigmontagekörper kein mit dem Innengewinde
der Überwurfmutter in Eingriff kommendes Außengewinde auf,
sondern hat einen so kleinen Außendurchmesser, daß er ohne
Berühren des Innengewindes der Überwurfmutter in die Überwurf
mutter eingefahren werden kann. Bei der bekannten Vorrichtung
ist eine einstellbare Druckbegrenzung vorgesehen, durch die
der Druck der dem Hydraulikkolben zugeführten Hydraulikflüssig
keit auf einen einstellbaren Wert begrenzt werden kann. Im
übrigen wird aber weder der während der Bewegung des Hydraulik
kolbens dort herrschende Druck noch der Weg des Innenkonus des
Vormontagekörpers relativ zum Schneidring erfaßt.
Der die Vorrichtung betreffenden Erfindung liegt die oben be
reits genannte Aufgabe zugrunde. Diese Aufgabe wird, ausgehend
von der genannten Vorrichtung, dadurch gelöst, daß die vom
Preßelement auf den Schneidring bzw. Keilring ausgeübte Axialkraft
vorzugsweise stetig oder stufenweise veränderbar ist, und daß
eine Meßeinrichtung zum Erfassen der Kraft und des vom Schneid
ring bzw. Keilring relativ zum Vormontagekörper zurückgelegten
Wegs vorgesehen ist.
Bei stufenweiser Änderung der Kraft sind die Stufen ausreichend
fein bemessen, um den bei den einzelnen Kraftstufen jeweils
zurückgelegten Weg ausreichend feingestuft erfassen zu können,
um die genannte Prüfung, ob Weg und/oder Kraft innerhalb der
vorgebenen Toleranzfelder liegen, ausführen zu können.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen
jenen, die oben bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genannt
wurden.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Einrichtung
zum Vergleichen der Meßwerte der Meßeinrichtung mit Sollwerten
und eine Einrichtung zum Abgeben eines die Abweichung von Soll
werten oder die Übereinstimmung mit Sollwerten charakterisieren
den Signals vorgesehen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung
ist eine Einrichtung zum Ausgeben eines Meßprotokolls vorgese
hen, das vorzugsweise den bei der Endmontage noch zurückzule
genden Endmontageweg und/oder das für die Endmontage nötige
Drehmoment enthält. Ein derartiges Meßprotokoll kann jeder
einzelnen vormontierten Rohrverschraubung beigegeben werden. Ein
derartiges Protokoll ist dann gleichzeitig ein Qualitätszeugnis
für die vormontierte Rohrverschraubung.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Einrichtung
zum Markieren einer vormontierten Rohrverschraubung vorgesehen.
Diese Einrichtung zum Markieren kann von der Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens automatisch gesteuert werden und
eine Rohrverschraubung (z.B. das Rohr oder die
Überwurfmutter) z.B. durch eine Prägung kennzeichnen, wenn die
vormontierte Rohrverschraubung den Qualitätserfordernissen
entspricht und somit für eine Fertigmontage geeignet ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 die Einzelteile einer Schneidring-Rohrverschraubung
mit einem Fertigmontagekörper,
Fig. 2 den Zeitpunkt des festen Anliegens des Schneidrings
an der Außenseite des Rohrs bei der
Vormontage mittels eines Vormontagekörpers,
Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 nach dem Abschluß der Vor
montage,
Fig. 4 schematisch eine Vorrichtung zum Vormontieren,
Fig. 5 eine Stützplatte der Vorrichtung nach Fig. 5 in Drauf
sicht,
Fig. 6 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung bei Verwen
dung eines Keilrings.
Die Einzelteile einer Schneidringverschraubung nach Fig. 1
sind ein Fertigmontagekörper 2, ein Schneidring 4 und eine
Überwurfmutter 6, die am Endbereich eines hier als Rohrleitungsstück 8 bezeichneten Rohrs
zu befestigen sind. Der Fertigmontagekörper 2 weist ein zum
Zusammenwirken mit der Überwurfmutter 6 bestimmtes Außengewinde
10 und in dessen Bereich einen Innenkonus 12 auf, sowie an
seinem anderen Ende ein Außengewinde 14, das nach dem Montieren
der Rohrverschraubung z.B. zur Verbindung mit einer Armatur oder
einer anderen Rohrverschraubung zur Verfügung steht. Der
Schneidring 4 weist mindestens in seinem zum Ende 16 des Rohr
abschnitts 8 weisenden Endbereich an seiner Innenseite eine
umlaufende Schneide 18 auf und im Beispiel im Abstand davon
eine weitere Schneide 19, vergleiche hierzu Fig. 2. Im gleichen
Endbereich weist der Schneidring 4 eine Außenkonusfläche 21
auf, die zur Innenkonusfläche 12 des Fertigmontagekörpers und
zur völlig gleichen Innenkonusfläche 12 eines Vormontagekörpers
20 aus gehärtetem Stahl paßt. An seinem anderen Ende weist der
Schneidring 4 eine konische Stützfläche 22 auf, die mit einer
Gegenfläche 24 der Überwurfmutter 6 zusammenwirkt. Bei der
Vormontage wird mittels der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung
die Überwurfmutter 6 an ihrer Rückseite 30 ortsfest abgestützt,
der Rohrabschnitt 8 wird so gehalten, daß er sich beim Einwirken
von Axialkräften auf sein freies Ende verschiebt, nicht jedoch
lediglich aufgrund seines Gewichts verschiebt, und der Vor
montagekörper 20 wird so bewegt, daß seine Innenkonusfläche 12
auf die Außenkonusfläche 21 des Schneidringes 4 aufgleitet.
Dabei wird dieser Teil des Schneidrings 4 radial nach innen
gedrückt, bis die Schneiden 18 und 19 an der Außenseite des
Rohrabschnitts 8 fest anliegen. Während dieses Verschiebevor
gangs zwischen den beiden Konusflächen verschiebt sich auch
der Rohrabschnitt 8, der mit seiner Stirnfläche an einem Absatz
32 des Vormontagekörpers 20 anliegt, relativ zum Schneidring 4
und zur Überwurfmutter 6. Die zwischen der Überwurfmutter und
dem Vormontagekörper wirkende Kraft ist so bemessen, daß beim
Anliegen der Schneiden 18 und 19 an der Außenseite des Rohrab
schnitts 8 kein merkliches Einschneiden auftritt.
Die Tatsache des festen Anliegens wird daran erkannt, daß im
Anschluß hieran zum weiteren Verschieben des Vormontagekörpers
20 relativ zum Schneidring ein deutlicher Kraftanstieg erfor
derlich ist. Vom Zeitpunkt des festen Anliegens der Schneiden
18 und 19 an der Außenseite des Rohrleitungsabschnittes 8 an
wird der weitere Weg, den der Vormontagekörper 20 relativ zur
Überwurfmutter 6 zurücklegt, erfaßt. Außerdem wird die Größe
der Axialkraft erfaßt. Beim weiteren Aufschieben des Vormonta
gekörpers auf den Schneidring dringen dessen Schneiden zunehmend
in die Wandung des Rohrleitungsstücks 8 ein, und vor der Stirn
fläche der vorderen Schneide 18 wirft sich ein Bund 36 (siehe
Fig. 3) auf. Sobald entweder der maximal zulässige Weg zwischen
dem Vormontagekörper und dem Schneidring zurückgelegt ist, was
normalerweise der Tatsache entspricht, daß sich der Schneidring
mit seinen Schneiden maximal in das Rohrleitungsstück 8 einge
schnitten hat, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, oder sobald die
maximal zulässige Axialkraft erreicht ist, wird festgestellt,
ob der jeweils andere Parameter (Axialkraft bzw. Weg) innerhalb
eines von der jeweiligen Rohrverschraubung, insbesondere dem
Schneidring und dem Rohrleitungsstück abhängigen Toleranzbe
reichs liegt. Ist dies der Fall, so ist die Vormontage erfolg
reich beendet. Vorteilhaft kann sich noch eine Sichtprüfung
anschließen, ob der Bund 36 auf dem ganzen Umfang des Rohrlei
tungsabschnittes gebildet wurde.
Ein Überschreiten der maximal zulässigen Axialkraft könnte
dazu führen, daß sich der Schneidring in seinem mittleren Län
genbereich radial nach außen aufbaucht und daß der Rohrabschnitt
an der Seite der Überwurfmutter einschnürt (Kerbwirkung, Bruch
gefahr).
Bei der ordnungsgemäß vormontierten Schneidringverschraubung
ist der Schneidring 4 unverlierbar am Rohrleitungsabschnitt 8
befestigt, und durch diesen ist auch die Überwurfmutter 6 am
Rohrleitungsabschnitt 8 befestigt, wenn man davon ausgeht, daß
ein Herausgleiten an dem anderen Ende des Rohrleitungsabschnitts
8 verhindert ist. Es kann nun der in Fig. 1 gezeigte Fertigmon
tagekörper mit der Überwurfmutter verbunden werden. Nach dem
festen Anziehen ohne Werkzeug von Hand, bei dem der Innenkonus
des Fertigmontagekörpers zur Anlage an der Außenkonusfläche
des Schneidrings gebracht wird, wird die Überwurfmutter noch
um eine Viertelumdrehung mittels eines Werkzeugs angezogen,
wodurch Formabweichungen zwischen den aneinander anliegenden
Konusflächen, die im Rahmen der zulässigen Toleranzen liegen,
ausgeglichen werden und eine flüssigkeitsdichte Anlage zwischen
den beiden Konusflächen geschaffen wird.
Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung 100 zum Vormontieren weist
einen Hydraulikzylinder 102 mit einem Hydraulikkolben 104 auf,
an dessen unterem Ende das Vormontagewerkzeug 20 befestigt
ist. In einer ortsfesten Halterung 106 und 108 ist eine Stütz
platte 110 auswechselbar befestigt, die einem dem jeweiligen
Außendurchmesser des Rohrabschnitts angepaßten einseitig offenen
Längsschlitz 112 hat. Die Stützplatte 110 dient als Abstützung
für die Fläche 30 der in Fig. 4 nur schematisch dargestellten
Überwurfmutter 6. Von der vorne ist in den Schlitz 112 ein
Rohrabschnitt 8 eingeführt worden, auf den die Überwurfmutter
6 aufgeschoben wurde. Ein Schneidring 4 ist auf den oberen
Endabschnitt des Rohrabschnitts 8 aufgeschoben und stützt sich
an der Überwurfmutter 6 ab. Der Rohrabschnitt 8 wird durch
eine Klemmvorrichtung gehalten, die ihn mit geringer Kraft
festhält, so daß er nicht infolge seines Eigengewichtes nach
unten herausfallen kann.
Durch den Hydraulikkolben 104 wird das Vormontagewerkzeug 20
nach unten bewegt und bewirkt dabei die oben beschriebene Vor
montage des Schneidringes 4.
Die Vorrichtung 100 weist zum Antrieb des Hydraulikkolbens 4
einen Elektromotor 120 auf, der eine Hydraulikpumpe 122 an
treibt, die Hydraulikflüssigkeit aus einer Wanne 124 ansaugt.
Je nach Schaltstellung eines Wegeventils 126 wird die Hydraulik
flüssigkeit dem Hydraulikzylinder 102 über eine Leitung 127
zugeführt und über eine Leitung 128 abgeführt, wobei der Kolben
abgesenkt wird, oder es wird der Hydraulikkolben angehoben,
oder der Hydraulikkolben 104 befindet sich im Stillstand, was
der in Fig. 4 gezeigten Stellung des Wegeventils 126 entspricht.
Das Wegeventil 126 kann von Hand betätigt werden. Der jeweilige
Druck in den Leitungen 127 und 128 wird durch einen Druckgeber
130 bzw. 132 erfaßt und einer Steuervorrichtung 134 zugeführt.
Der Steuervorrichtung ist über eine geeignete Eingabevorrich
tung, im Beispiel durch eine angedeutete Tastatur 136 mitgeteilt
worden, welche Toleranzbereiche für Druck und Weg bei der spe
ziellen zu montierenden Rohrverschraubung angewendet werden
sollen. Über eine Ausgabevorrichtung, im Beispiel ein Sichtgerät
138, können die Eingaben überwacht werden und z.B. die genannten
Druckwerte abgelesen werden. Die Steuervorrichtung 134 steuert
über eine Steuerleitung 140 den Motor 120, insbesondere auch
dessen Drehzahl und somit den Druck der Hydraulikflüssigkeit
in dem Hydraulikzylinder 102, und somit die Größe der Kraft,
mit der das Vormontagewerkzeug 20 nach unten bewegt wird. Ein
Weggeber 150, der mit einem am Hydraulikkolben 104 befestigten
Meßlineal 152 zusammenwirkt, gibt über eine Leitung 154 die
jeweilige Stellung des Hydraulikkolbens 104 in die Steuervor
richtung 134 ein.
Eine Markiervorrichtung 160 ist im Bereich der Halterung für die
Überwurfmutter 106 angeordnet und erhält von der Steuervorrich
tung 134 nach dem erfolgreichen Beenden einer Vormontage ein
Signal, woraufhin die Markiervorrichtung die Überwurfmutter
durch eine Prägung oder einen Stempelaufdruck markiert.
Bei Beginn der Vormontage stellt die Steuervorrichtung 134
zunächst für die Absenkbewegung des Hydraulikkolbens 104 eine
Kraft durch entsprechende Drehzahleinstellung des Motors 120
ein, die nicht ausreicht, die Schneiden des Schneidringes 4
merklich in die Außenseite des Rohrabschnittes 8 einzudrücken.
Die Kraft ist aber so groß, z.B. 50 N, daß die Überwurfmutter,
der Schneidring und der Vormontagekörper ohne Verformung irgend
welcher Teile in dichte Anlage gebracht werden, wie dies beim
sog. Handanzug bei der Schraubstockmontage der Fall ist. Beim
Erreichen dieser Position des Vormontagekörpers bzw. Hydraulik
kolbens kann die Vorrichtung bei einer Ausführungsform der
Erfindung erkennen, welches Werkzeug eingesetzt ist, und die
dazu gehörenden gespeicherten Einstellwerte und Toleranzbereiche
abrufen bzw. wirksam schalten. Dadurch entfallen manuelle Ein
stellarbeiten. Die Werkzeugerkennung kann z.B. aufgrund abwei
chender Längen der verschiedenen Vormontagekörper stattfinden.
Die Kraft wird stetig oder in ausreichend kleinen Stufen erhöht,
bis aus der Tatsache, daß die Bewegung des Hydraulikkolbens
104 zum Stillstand kommt, abgeleitet wird, daß die Schneiden
allseitig am Rohrabschnitt 8 anliegen. Nun erhöht die Steuer
vorrichtung 134 die vom Hydraulikkolben 104 ausgeübte Kraft
unter stetiger Überwachung des nun zurückgelegten Wegs des
Hydraulikkolbens (beginnend vom Zeitpunkt des festen Anliegens
der Schneiden am Rohrabschnitt), bis entweder die Kraft oder
der Weg ihren zulässigen Maximalwert erreicht haben. Sobald
dies der Fall ist, wird geprüft, ob der jeweils andere Parameter
innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs liegt. Ist dies
der Fall, so ist die Vormontage erfolgreich abgeschlossen,
sofern eine nachfolgende Sichtprüfung, die sich anschließen
kann, dieses Ergebnis bestätigt. Anderenfalls ist die vormon
tierte Rohrverschraubung aus den weiter oben genannten Gründen
nicht brauchbar.
Anschließend wird der Hydraulikkolben 104 angehoben, die vor
montierte Verbindung kann aus der Stützplatte 110 herausgenommen
werden und die nächste vorzumontierende Rohrverbindung kann
eingesetzt werden.
Die jeweilige Sollage des Schneidrings 4, der sich gemäß Fig.
4 auf dem Rohrabschnitt 8 innerhalb der Überwurfmutter 6 befin
det, ist der Steuereinrichtung 134 entweder durch Tastaturein
gabe oder in anderer Weise mitgeteilt worden. Die Steuereinrich
tung 134 überprüft, ob der Weg, den der Hydraulikkolben 104
ausgehend von einer vorgegebenen Startposition nach unten zu
rückgelegt hat, wenn die allseitige Anlage der Schneiden des
Schneidrings an dem Rohrabschnitt 8 festgestellt wird, innerhalb
eines vorbestimmten Toleranzbereichs liegt, und ob auch die
dabei vom Hydraulikkolben 104 ausgehende Kraft innerhalb eines
vorgegebenen Toleranzbereichs liegt. Wenn dies nicht der Fall
ist, läßt dies darauf schließen, daß die Innenkonusfläche des
Vormontagekörpers und/oder die Abmessungen des Schneidrings 4
und/oder der Außendurchmesser des Rohrabschnitts 8 nicht inner
halb der zulässigen Toleranzbereiche liegen. In diesem Fall
beendet die Steuervorrichtung 134 den Vormontagevorgang und
gibt ein Signal ab, das anzeigt, daß der Vormontagevorgang
unterbrochen wurde.
Da die Anzahl der innerhalb eines Betriebs zu verarbeitenden
Rohrverschraubungen und die Anzahl der unterschiedlichen Typen
von Rohrleitungsabschnitten 8 begrenzt ist, können die Toleranz
bereiche für die Wege und die Kräfte, die oben erläutert wurden,
für die einzelnen herzustellenden Verbindungen zusammengefaßt
werden und in die Steuervorrichtung 134 vorab eingegeben werden,
und es ist dann möglich, durch eine einfache Eingabe, beispiels
weise die Eingabe einer einzigen Ziffer der Steuervorrichtung
134 mitzuteilen, welchen Satz von Toleranzwerten sie für die
jeweils herzustellende Vormontage verwenden soll.
Fig. 6 zeigt noch in einem Teillängsschnitt die Vormontage einer
Rohrverschraubung, bei der anstatt eines Schneidrings ein Keil
ring 50 verwendet wird, der sich vom Schneidring dadurch unter
scheidet, daß er an seiner Innenfläche eine Vielzahl von in
Umfangsrichtung verlaufenden scharfkantigen rippenartigen Vor
sprüngen von geringer Tiefe hat. Auch derartige Keilringver
schraubungen können mit der Vorrichtung gemäß Fig. 4 und 5
vormontiert werden.
Die Steuervorrichtung 134 kann durch eine programmgesteuerte
Datenverarbeitungsanlage realisiert sein. Anstatt der automa
tischen Einstellung der vom Kolben 104 erzeugten Kraft kann
diese auch von Hand gesteuert werden, wobei der Arbeiter auf
dem Sichtgerät 138 die jeweils anstehenden Werte ablesen kann.
Der Antrieb für den Vormontagekörper 20 kann anstatt hydraulisch
auch pneumatisch oder in anderer Weise, z.B. elektrisch erfolgen.
Claims (8)
1. Verfahren zum Vormontieren des Schneidrings oder Keilrings
einer Rohrverschraubung an einem Rohr (8), wobei
der Schneidring (4) bzw. Keilring (50) durch eine auf ihn
einwirkende Axialkraft in einen Innenkegel eines Vormontagekörper
(20) eingepreßt wird, wodurch mindestens eine
Kante des Schneidrings bzw. Keilrings in die Außenseite
des Rohrs (8) einschneidet, und das Rohr an einem Anschlag
im Vormontagekörper abgestützt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Axialkraft beginnend bei einem
für ein Einschneiden nicht ausreichenden Wert stetig oder
stufenweise vergrößert wird, daß der Verlauf der Axialkraft
in Abhängigkeit vom ermittelten Weg des Schneidrings (4)
bzw. Keilrings (50) relativ zum Vormontagekörper (20)
erfaßt wird, daß ein erster sprungartiger Anstieg des
Widerstands beim Einpressen des Schneidrings (4) bzw.
Keilrings (50) in den Vormontagekörper (20) beim vollständigen
Anliegen des Schneidrings (4) bzw. Keilrings (50)
am Rohr (8) festgestellt wird, daß beim weiteren Einpressen
geprüft wird, ob die Axialkraft und der Einschneidweg
sich innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfelds befinden,
und daß ein Signal erzeugt wird, wenn sich die Axialkraft
oder der Einschneidweg außerhalb des Toleranzfelds befindet
und/oder innerhalb des Toleranzfelds befindet, und
daß das Einpressen beendet wird, wenn die Axialkraft oder
der Einschneidweg einen vorbestimmten Maximalwert erreicht
hat.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
maximaler Einschneidweg ein Wert vorgegeben ist, der nahe,
vorzugsweise um den etwa einem Viertel eines Gewindegangs
der Rohrverschraubung entsprechenden Weg, unterhalb des
für eine Fertigmontage erforderlichen Einschneidwegs liegt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß festgestellt wird, ob der beim
vollständigen Anliegen des Schneidrings bzw. Keilrings
(50) am Rohr (8) ermittelte Weg innerhalb eines
vorgegebenen Toleranzfelds liegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß festgestellt wird, ob der Weg,
ausgehend von einer Anlage zwischen der Überwurfmutter,
dem Schneidring bzw. Keilring und dem Vormontagekörper,
wobei noch keine plastische oder elastische Verformung
eingetreten ist, bis zum festen Anliegen des Schneidrings
bzw. Keilrings an dem Rohr innerhalb eines vorgegebenen
Toleranzfelds liegt.
5. Vorrichtung (100) zum Durchführen des Verfahrens nach
einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Halterung
für einen Vormontagekörper (20), einem Vormontagekörper
(20), einem auf den Schneidring (4) bzw. Keilring (50) ein
wirkenden Preßelement (104) und einer eine Axialkraft
erzeugenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die
vom Preßelement auf den Schneidring (4) bzw. Keilring
(50) ausgeübte Axialkraft veränderbar ist, und daß eine
Meßeinrichtung (130, 132) zum Erfassen der Kraft und eine
Meßeinrichtung (150, 152) zum Erfassen des vom Schneidring
(4) bzw. Keilring (50) relativ zum Vormontagekörper (20)
zurückgelegten Wegs vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Einrichtung zum Vergleichen der Meßwerte der Meßeinrichtung
mit Sollwerten und eine Einrichtung zum Abgeben
eines für die Abweichung von Sollwerten oder Übereinstimmung
mit Sollwerten charakteristischen Signals vorgesehen
sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung zum Ausgeben eines Meßprotokolls
vorgesehen ist, das vorzugsweise den bei der Endmontage
noch zurückzulegenden Endmontageweg und/oder das für die
Endmontage erforderliche Drehmoment enthält.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (60) zum Markieren
einer vormontierten Rohrverschraubung vorgesehen ist.
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