DE4123471A1 - Einrichtung zum pruefen und/oder montieren von werkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Prüfen und/oder Montieren von mit wenigstens einem Flansch versehenen Werkstücken, insbesondere Ventilen.

Für das Zusammensetzen der Einzelteile einer für den Einbau in Rohrleitungen bestimmten Armatur, beispielsweise eines Regel­ oder Schaltventils, ist es wünschenswert, daß die Armatur in einer entsprechenden Vorrichtung lagestabil gehalten wird. Außerdem besteht das Bedürfnis, die Dichtheit der Verschlußorgane von solchen Ventilen nach deren Zusammenbau zu prüfen. Damit solche Ventile in Rohrleitungen eingebaut werden können, weisen sie im Regelfall zwei gegenüberliegende Flansche auf, mit denen sie an den jeweils anschließenden Rohrabschnitten befestigt werden können.

Im Stand der Technik sind Spanneinrichtungen bekannt, mit deren Hilfe sich Werkstücke an einem Aufnahmeflansch festklemmen lassen, und zwar mit Hilfe von verstellbaren Spannarmen, die den Aufnahmeflansch von seiner Rückseite her zur Aufnahmefläche hin umfassen. Beispielhaft wird hier auf die DE-FS 1 96 318 und die DD-PS 2 41 219 verwiesen. Der Einsatz solcher Spanneinrichtungen bei der Prüfung und Montage von mit einem Flansch versehenen Werkstücken, insbesondere bei Armaturen, ist bisher nicht bekannt geworden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Prüfen und/oder Montieren von insbesondere mit wenigstens einem Flansch versehenen Ventilen, in der das jeweilige Werkstück schnell und problemlos gehaltert werden kann, auch wenn der Flansch unterschiedliche Durchmesser hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung mit folgenden Merkmalen gelöst:

• a) die Einrichtung weist eine Halterung auf;
• b) die Halterung trägt einen Aufnahmeflansch;
• c) der Aufnahmeflansch hat eine Aufnahmefläche mit mehreren, konzentrischen Dichtringen;
• d) die Einrichtung hat im Abstand zueinander verstellbare Spannarme, die den Aufnahmeflansch von seiner Rückseite her zur Aufnahmefläche hin umfassen und zwischen deren freien Enden und der Aufnahmefläche der Flansch eines Werkstückes einspannbar ist;
• e) die Spannarme stehen mit einer Spanneinrichtung in Verbindung, die sich rückseitig an der Halterung oder dem Aufnahmeflansch abstützt, mit der die Spannarme in Spannrichtung, d. h. quer zur Spannfläche, bewegbar sind.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß das jeweilige Werkstück einseitig mit seinem Flansch an den Aufnahmeflansch festgespannt werden kann, wobei das Festspannen mittels der Spanneinrichtung und den Spannarmen problemlos und schnell geht. Da die Spannarme im Abstand zueinander verstellbar sind und die Aufnahmefläche mehrere konzentrische Dichtringe mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist, ist die Einrichtung sehr universell einsetzbar und können mit ihr auch Dichtheitsprüfungen durchgeführt werden.

In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spanneinrichtung eine drehbar gelagerte Spannwelle mit Spanngewinde aufweist, wobei mit dem Spanngewinde ein Spannarmhalter im Eingriff steht, an dem die Spannarme abstandsverschieblich,geführt sind. Diese Konstruktion zeichnet sich durch besondere Einfachheit und die Möglichkeit, hohe Spannkräfte aufzubringen, aus. Der Spannarmhalter kann dabei als mehrarmiger Spannbügel ausgebildet sein, wobei auf jedem Bügelarm ein Spannarm quer zur Spannwelle verschieblich geführt ist. Es ist selbstverständlich, daß der Spannarmhalter dabei gegen Verdrehung gesichert sein muß. Die Spannwelle sollte sich an der Halterung bzw. dem Aufnahmeflansch über ein Axiallager abstützen, damit auch bei hohen Spannkräften eine leichte Drehbarkeit der Spannwelle gegeben ist.

Besonders vorteilhaft ist die Einrichtung, wenn unterhalb des Aufnahmeflansches über die Aufnahmefläche vorspringend eine Flanschabstützung vorgesehen ist. Diese kann beispielsweise auswechselbar sein, um verschiedenen Durchmessern des aufzuspannenden Werkstückes Rechnung tragen zu können. Alternativ dazu ist jedoch erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Flanschabstützung wenigstens eine Abstützscheibe aufweist, die exzentrisch drehbar gelagert ist und mehrere Ausnehmungen als Abstützflächen aufweist. Durch Drehung dieser Abstützscheibe kann die jeweils passende Ausnehmung so angeordnet werden, daß das Werkstücke mit dem Flansch in der Ausnehmung abgesetzt werden kann. Um besonders viele Durchmesser berücksichtigen zu können, sollten wenigstens zwei Abstützscheiben unterschiedlicher Größe vorgesehen sein, die senkrecht zur Aufspannfläche verschieblich gelagert sind. Dabei sollten die Ausnehmungen Kreisabschnitte mit einem Radius bilden, dessen Mittelpunkt in Abstützstellung durch die Achse des Aufnahmeflansches geht, so daß der jeweils einzuspannende Flansch flächig über einen Teil seines Umfanges abgestützt wird.

Nach der Erfindung ist schließlich vorgesehen, daß der Aufnahmeflansch innerhalb des kleinsten Dichtrings eine Bohrung aufweist, die zu einem Anschluß auf der Rückseite oder der Umfangsfläche des Aufnahmeflansches führt. Über den Anschluß kann Luft in das Ventil eingeleitet werden, um die Dichtheit des Verschlußorgangs überprüfen zu können.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. (1) eine Frontansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig. (2) einen Vertikalschnitt durch die Einrichtung gemäß Figur (1) und

Fig. (3) einen Horizontalschnitt durch die Einrichtung gemäß den Figuren (1) und (2).

Die in den Fig. (1) bis (3) dargestellte Einrichtung (1) weist eine Halterung (2) in Form einer sich in einer senkrechten Ebene erstreckenden Halteplatte auf. Diese Halteplatte kann an einer passenden Stelle fest installiert werden, beispielsweise mittels Verschraubung oder dergleichen.

Im oberen Teil der Halterung (2) ist eine Bohrung (3) vorgesehen, in die ein Fortsatz (4) eines ansonsten nach vorn vorstehenden Aufnahmeflansches (5) eingesetzt ist. Seine freie Aufnahmefläche (6) weist insgesamt vier konzentrisch angeordnete Ringnuten (7, 8, 9, 10) unterschiedlichen Durchmessers auf, in die sich als O-Ringe ausgebildete Dichtringe einsetzen lassen, welche dann über die Aufnahmefläche (6) vorstehen. (Die O-Ringe sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen.)

In den Aufnahmeflansch (5) und in den Fortsatz (4) ist von der Rückseite her zentrisch ein Sackloch (11) eingelassen, in die das vordere Ende einer Spannwelle (12) einfaßt. Dabei stützt sich die Spannwelle (12) stirnseitig über ein Axiallager (13) an dem Boden des Sackloches (11) ab. Die Spannwelle (12) weist in dem Abschnitt innerhalb des Sackloches (11) eine Ringnut (14) auf, in die von außen eine in den Fortsatz (4) eingeschraubte Führungsschraube (15) einfaßt. Durch diese Ausbildung wird ein selbstätiges Herausfallen der Spannwelle (12) aus dem Sackloch (11) vermieden.

Die Spannwelle (12) weist außerhalb des Sackloches (11) ein Spanngewinde (16) auf. Hinter dem Spanngewinde (16) ist auf die Spannwelle (12) ein dreispeichiges Handrad (17) aufgesetzt und durch eine Mutter (18) gesichert. Das Handrad (17) sitzt verdrehsicher auf der Spannwelle (12).

Das Spanngewinde (16) wird von einem Spannbügel (19) umfaßt, wobei der Spannbügel (19) ein in das Spanngewinde (16) einfassendes Innengewinde aufweist. Der Spannbügel (19) erstreckt sich im wesentlichen quer zur Achse der Spannwelle (12) und hat zwei Bügelarme (28, 21) quadratischen Querschnitts, auf denen jeweils ein Spannarm (22, 23) sitzt. Die Spannarme (22, 23) lassen sich quer zur Achse der Spannwelle (12) verschieben, wobei Stopper (24, 25) an den Enden der Spannarme (22, 23) ein Herunterrutschen verhindern. Die Spannarme (22, 23) erstrecken sich zunächst nach vorne und biegen dann in Richtung auf den jeweils anderen Spannarm (22, 23) um.

Wie insbesondere der Figur (2) entnommen werden kann, ist unterhalb der Spannwelle (12) ein Verdrehsicherungsstift (26) angeordnet, der die Halterung (2) durchsetzt und mit seiner linken Seite in ein Sackloch (27) einfaßt, das sich in dem Aufnahmeflansch (6) befindet. Auf diese Weise wird der Aufnahmeflansch daran gehindert, sich in der Bohrung (3) zu drehen. Der Verdrehsicherungsstift (26) setzt sich nach hinten bis unterhalb des Spannbügels (19) fort und faßt dort in eine Nut ein, die in die Unterseite des Spannbügels (19) eingeformt ist. Auf diese Weise wird auch der Spannbügel (19) an einer selbstätigen Verdrehung gehindert, hält also während der Verdrehung des Spannbügels (19) seine horizontale Lage ein.

Unterhalb des Aufnahmeflansches (5) ist eine Flanschabstützung (28) vorgesehen. Diese Flanschabstützung (28) weist einen Stützbolzen (29) auf, dessen hinterer Fortsatz (30) in eine passende Bohrung in der Halterung (2) axial verschieblich gelagert ist, wobei am freien Ende ein Ring (31) vorgesehen ist, der ein Herausrutschen verhindert. Mittig weist der Stützbolzen (29) einen Bund (32) auf, mit dem er sich an der Halterung (2) abstützen kann. Vor dem Bund (32) hat der Stützbolzen (29) einen vorderen Fortsatz (33), auf dem zwei Stützscheiben (34, 35) hintereinander aufgesetzt und durch einen Ring (36) gesichert sind. In der gezeigten Stellung befindet sich die hintere Stützscheibe (34) unterhalb des Aufnahmeflansches (5) und damit außer Funktion, während die vordere Stützscheibe (35) über die Aufnahmefläche (6) des Aufnahmeflansches (5) vorsteht. Durch Verschieben des Stützbolzens (29) nach vorn bis zur Anlage des Rings (31) an der Rückseite der Halterung (2) kann auch die hintere Stützscheibe (34) in eine Stellung gebracht werden, in der sie über die Aufnahmefläche (6) vorsteht.

Wie insbesondere aus Figur (1) zu ersehen ist, haben die beiden Stützscheiben (34, 35) eine unterschiedliche Größe, d. h. die vordere Stützscheibe (35) ist wesentlich kleiner ausgebildet als die hintere Stützscheibe (34). Beide Stützscheiben (34, 35) weisen Stützausnehmunngen (37 bis 42) bzw. (43 bis 45) auf, die über den Umfang der Stützscheiben (34, 35) verteilt sind. Die Stützausnehmungen (37 bis 42 bzw. 43 bis 45) sind jeweils kreisbogenförmig ausgebildet, wobei der Radius jedes Kreisbogens dann, wenn die jeweilige Stützausnehmung (37 bis 42 bzw. 43 bis 45) zuoberst liegt, einen durch die Mittelachse des Aufnahmeflansches (5) gehenden Mittelpunkt hat. Die Stützscheiben (34, 35) sind exzentrisch auf dem vorderen Fortsatz (33) des Stützbolzens (29) gelagert und in der jeweils gewünschten Stellung arretierbar. Entsprechend können durch Verdrehen der Stützscheiben (34, 35) Stützausnehmungen (37 bis 42 bzw. 43 bis 45) nach oben ausgerichtet werden, wobei der Abstand zur Mittelachse des Aufnahmeflansches (5) jeweils unterschiedlich ist. Auf diese Weise können auf den Stützscheiben (34, 35) Werkstückflansche unterschiedlichen Durchmessers so abgestützt werden, daß ihre Mittelachsen durch die Mittelachse des Aufnahmeflansches (5) gehen.

Zur Befestigung eines Werkstückes, insbesondere eines Ventils in der vorbeschriebenen Einrichtung (1) werden zunächst die Spannarme (22, 23) auf den Spannbügel (19) nach außen geschoben. Dann wird die jeweilige Stützscheibe (34, 35) so verdreht bzw. axial verschoben, daß eine Stützausnehmung (37 bis 42 bzw. 43 bis 45) nach oben gerichtet und über die Ebene der Aufnahmefläche (6) vorsteht, deren Radius dem Radius des Werkstückflansches entspricht. Das Werkstück wird dann auf dieser Stützausnehmung (37 bis 42 bzw. 43 bis 45) abgesetzt. Dann werden die Spannarme (22, 23) derart nach innen geschoben, daß sie den Werkstückflansch hinterfassen, wobei sie selbstverständlich zuvor durch entsprechendes Drehen der Spannwelle (12) derart nach vorne bewegt worden sind, daß sie hinter den Werkstückflansch geschoben werden können.

Im Anschluß daran wird dann die Spannwelle (12) derart gedreht, daß sich der Spannbügel (19) und damit die Spannarme (22, 23) nach hinten bewegen und den Werkstückflansch langsam gegen den Aufnahmeflansch (5) drücken. Dies geschieht so lange, bis der Werkstückflansch fest gegen die Aufnahmefläche (6) bzw. die über sie vorstehenden Dichtungsringe angepreßt wird.

An dem Werkstück können dann Montagevorgänge durchgeführt werden, beispielsweise die Verschlußorgane eines Ventils eingesetzt und verschraubt werden.

Für eine Dichtungsprüfung weist der Aufnahmeflansch (5) zusätzlich eine Bohrung (46) auf, deren eines Ende zentral in der Aufnahmefläche (6) mündet und deren anderes Ende zu einem Anschluß (47) am Umfang des Aufnahmeflansches (5) geht. Hier kann ein Druckluftschlauch angesetzt und dieser mit einer Druckluftquelle verbunden werden. An Hand des auftretenden Luftverlustes kann dann die Dichtheit beispielsweise des Verschlußorgans eines Ventils festgestellt werden.

Claims (9)

1. Einrichtung zum Prüfen und/oder Montieren von mit wenigstens einem Flansch versehenen Werkstücken, insbesondere Ventilen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die Einrichtung (1) weist eine Halterung (2) auf;
• b) die Halterung (2) trägt einen Aufnahmeflansch (5);
• c) der Aufnahmeflansch (5) hat eine Aufnahmefläche (6) mit mehreren, konzentrischen Dichtringen;
• d) die Einrichtung hat im Abstand zueinander verstellbare Spannarme (22, 23), die den Aufnahmeflansch (5) von seiner Rückseite her zur Aufnahmefläche (6) hin umfassen und zwischen deren freien Enden und der Aufnahmefläche (6) der Flansch eines Werkstückes einspannbar ist;
• e) die Spannarme (22, 23) stehen mit einer Spanneinrichtung (12, 16) in Verbindung, die sich rückseitig an der Halterung (2) oder dem Aufnahmeflansch (5) abstützt, mit der die Spannarme (22, 23) in Spannrichtung bewegbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung eine drehbar gelagert Spannwelle (12) mit Spanngewinde (16) aufweist, wobei mit dem Spanngewinde (16) ein Spannarmhalter (19) in Eingriff steht, an dem die Spannarme (22, 23) abstandsverschieblich geführt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Spannarmhalter als mehrarmiger Spannbügel (19) ausgebildet ist, wobei auf jedem Bügelarm (20, 21) ein Spannarm (22, 23) quer zur Spannwelle (12) verschieblich geführt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch (2) oder (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Spannwelle (12) sich an der Halterung (2) bzw. dem Aufnahmeflansch (5) über ein Axiallager (13) abstützt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche (1) bis (4), dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Aufnahmeflansches (5) über die Ebene der Aufnahmefläche (6) vorspringend eine Flanschabstützung (28) vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschabstützung (28) wenigstens eine Stützscheibe (34, 35) aufweist, die exzentrisch drehbar gelagert ist und mehrere Ausnehmungen (37 bis 45) als Abstützflächen aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch (6), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Stützscheiben (34, 35) unterschiedlicher Größe vorgesehen sind, die senkrecht zur Ebene der Aufnahmefläche (6) verschieblich gelagert sind.

8. Einrichtung nach Anspruch (6) oder (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (37 bis 45) Kreisabschnitte mit einem Radius bilden, dessen Mittelpunkt in Abstützstellung durch die Achse des Aufnahmeflansches (5) geht.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche (1) bis (8), dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeflansch (5) innerhalb des kleinsten Dichtrings eine Bohrung (46) aufweist, die zu einem Anschluß (47) auf der Rückseite oder der Umfangsfläche des Aufnahmeflansches (5) führt.