DE4447297C2 - Meßeinrichtung für Ventilsitze kleineren Durchmessers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zum Messen des Abtrages an einer Ventilsitzfläche beim (vor dem und nach dem) Nachschleifen einer Armatur, wie Absperr- oder Rückschlagventil. Gemessen werden kann ebenso der Neuzustand des Ventilsitzes (oder Ventilsitzfläche).

Aus der DD-PS 1 51 223 (VEB SKL Magdeburg) ist eine Vorrichtung zur Verschleißmessung von Ventilsitzflächen dem Fachmann offenbart (vgl. dort Seite 5, 2. Absatz). Der dort beschriebene Meßvorgang erfolgt so, daß eine spezielle Eichvorrichtung vorhanden ist, um die Null-Einstellung der Meßuhren vorzunehmen. Die Eichvorrichtung ist dem zu vermessenden Werkstück nachgebildet und nach der Eichung wird die Meßvorrichtung auf dem tatsächlich zu vermessenden Werkstück aufgesetzt und der Meßvorgang durchgeführt. Die Meßuhr (dort Bezugsziffer 9) liegt dabei in unmittelbarer Nähe des Ventilsitzes (dort 6, 4) und gibt ein Maß an, das relativ zu einer Abstützung (dort 10) auf der Meßuhr angezeigt wird. Nachdem diese Vorrichtung also unmittelbar an der Ventilsitzfläche arbeitet, können solche Ventilsitzflächen nicht ausgemessen oder nachgemessen werden, die schwer zugänglich sind und die bei Armaturen oft auftreten.

Es ist üblich bei solchen Armaturen die flache oder kegelförmige Ventilsitzfläche abriebfest auszubilden, d. h. den Bereich der Sitzfläche zu härten oder zu panzern. Dennoch treten im Betrieb Verschleißerscheinungen an der Ventilsitzfläche auf, welche das Abdichten in der Schließstellung beeinträchtigen. Das bedeutet, daß die gehärteten oder gepanzerten Flächen nachgearbeitet oder geschliffen werden müssen. In bestimmten Anwendungsbereichen müssen solche Nachbearbeitungsvorgänge genau protokollarisch festgehalten werden, wozu ein Nachmessen nach jedem Nachschleifen oder dgl. erforderlich ist.

Bisher hat man für jedes Ventil dazu eine eigene Lehre benötigt und die Ventile wurden entsprechend gebaut. Mit Hilfe dieser Lehre konnte die Abtragung des gehärteten oder gepanzerten Bereiches gemessen und festgehalten werden. Ein Nachteil besteht darin, daß jedes Ventil seine eigene Lehre benötigt und daß die Lehre an einen bestimmten Armaturentyp von einem bestimmten Hersteller gebunden ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Meßeinrichtung zu schaffen, die universeller einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst und gemäß den abhängigen Ansprüche konkretisiert.

Nach Öffnen des Ventilgehäuses und Ausbau des Ventilgliedes bietet jedes Ventilgehäuse eine entsprechende ebene Stirnfläche dar, an der die Meßeinrichtung mit Hilfe z. B. eines entsprechenden Fußteils festgelegt werden kann. Mit Hilfe des in dem Hohlrohr längsverschieblichen Meßrohres kann der Meßschieber mit seinem Meßkopf in eine vorbestimmte Ausgangsstellung an dem betreffenden Ventil gebracht werden. Diese Ausgangsstellung ist bei neuem Ventil die fabrikmäßig vorbereitete Ventilfläche. Dabei kann der Meßschieber gegenüber dem Meßrohr eine vorbestimmte gleichbleibende Ausgangsstellung aufweisen, indem z. B. die Rückfläche des Meßkopfes in Anlage an die untere Stirnfläche der Führungsbuchse gebracht wird. Damit kann als Ausgangswert das Tiefenmaß gemessen werden, bevor der Ventilsitz schleif-behandelt wird.

Anhand der zwischen Hohlrohr und Meßrohr vorgesehenen Meßvorrichtung kann die Ausgangsstellung festgestellt und protokolliert werden. Ist eine Nachbearbeitung erforderlich, kann die Meßeinrichtung in gleicher Weise an dem geöffneten Armaturengehäuse angebracht und das Meßrohr gegenüber dem Hohlrohr in die protokollierte Ausgangsstellung gebracht und dort festgelegt werden. Anschließend wird der Meßschieber mit dem Meßkopf bis zur Anlage an die nachgearbeitete Ventilsitzfläche gebracht. Die dafür erforderliche relative Verschiebung kann an der zweiten Meßvorrichtung genau festgestellt und protokolliert werden.

In gleicher Weise wird bei späteren Nachbearbeitungsvorgängen verfahren, so daß nach jedem Schleifvorgang das Ausmaß der Abtragung an der Ventilsitzfläche genau festgestellt und protokolliert werden kann. Dadurch hat man stets die Gewähr, daß die nachbearbeitete Sitzfläche in dem gehärteten oder gepanzerten Bereich liegt.

Durch Auswechseln des Meßkopfes kann die Meßeinrichtung an unterschiedliche Kegelsitzflächen oder an ebene Sitzflächen, wie sie bei Rückschlagventilen häufig sind, angepaßt werden. Eine Anpassung ist auch an Ventile oder Sitzflächen unterschiedlicher Nenngrößen möglich. Dadurch läßt sich die Meßeinrichtung sehr universell einsetzen und mit wenigen Handgriffen auf jeweils den konkreten Anwendungsfall einrichten. Die Messungen sind sehr genau, so daß die Protokolle ein genaues Bild der verschiedenen Bearbeitungsvorgänge und von deren Resultaten liefert.

Aus einem anderen technischen Fachgebiet (DE 37 43 418 A1, Helmut Wenzel) ist ein Meßschieber dem Fachmann zugänglich, welcher Schieber für das Messen von Innengewindelängen und Passungstiefen geeignet ist. Zwei achsparallele Meßstangen (dort 3, 4) sind nebeneinander angeordnet und relativ zueinander verschiebbar. Eine dieser Meßstangen kann mit einer Feststelleinrichtung (dort 5, 6) festgelegt werden, ohne die Beweglichkeit der anderen Meßstange zu beeinflussen. Dadurch kann eine Differenzmessung an Innengewinden und Passungstiefen ausgeführt werden. Noch ein anderes Fachgebiet ist von der DE 32 37 274 C1 (Daimler Benz) berührt, es geht dort um Bremsbelag-Verschleißanzeigen. Die dortige Vorrichtung hat im weiteren Sinne - vergleichbar mit einem Teil der anspruchsgemäß festgelegten Erfindung - einen Hohlzylinder (dort 3) und eine darin geführte längsverschiebliche Stange (dort 2). Beide, der als Rohr ausgebildete Hohlzylinder und die darin verschiebliche Meßstange 2 haben vorderseitig nach unten abgewinkelte Enden (dort 7, 8), die eine Differenzmessung zwischen der ausgezogenen und der eingezogenen Stellung erlauben, die an einer Anzeige an dem "Führungsrohr" (dort 3) ablesbar ist. Damit kann die Dicke von zwei beabstandeten Bremsbelägen gemessen werden, wenn das Führungsrohr am Bremssattel angelegt wird und mit der im Führungsrohr verschieblichen Stange 2 entgegengesetzte Anschläge der Rest-Bremsscheibe mit Bremsbelägen gemessen wird.

Die Erfindung wird nachfolgen anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 im senkrechten oder axialen Schnitt eine Meßeinrichtung gemäß der Erfindung im Betriebszustand.

Fig. 2 im Querschnitt eine Möglichkeit zur Halterung der Meßeinrichtung an dem Ventilgehäuse (Armatur).

Fig. 3 im Querschnitt A-B-C Einzelheiten der Meßeinrichtung zum Arretieren 26 von Meßrohr 10/Hohlrohr 9 bzw. zum Anbringen einer Meßuhr 22 am freien Ende des Meßrohres 10.

Fig. 4 im Ausschnitt und in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 ein abgewandelten Ausführungsbeispiel zum Messen von Flachsitzen 4a.

In Fig. 1 ist bei 1a im Ausschnitt der wesentliche Teil des Gehäuses eines Absperrventils gezeigt. Eine kegelförmige Ventilsitzfläche 4 liegt zwischen der Zuströmseite 2 und der Abströmseite 3 des Ventils. Das Ventil ist auseinandergenommen und die Ventilspindel mit dem eigentlichen Ventilelement ist ausgebaut. Der dargestellte Teil des Ventilgehäuses 1a bietet eine Stirnfläche 5a dar, an der im zusammengebauten Zustand der Spindelteil des Ventilgehäuses montiert ist. Diese Stirnfläche 5 dient im dargestellten Beispiel als Anlagefläche für die insgesamt mit 7 bezeichnete Meßeinrichtung. Diese Meßeinrichtung weist ein Hohlrohr-Abschnitt 9 auf, das im dargestellten Beispiel mit Hilfe eines dreiarmigen Montagefußes 8 auf der Fläche 1a anlegbar/anbringbar ist. In dem Hohlrohr 9 ist ein langgestrecktes Meßrohr 10 längsverschieblich und mit einer Feststelleinrichtung 26 in jeder Stellung feststellbar. In dem Meßrohr 10 ist der Meßschieber axialverschiebbar, wobei er mit einer Feder 12a elastisch nach unten wirkend vorgespannt ist. Eine Arretierung zwischen Meßrohr 10 und Schieber 12 ist nicht erforderlich.

Um ein relatives Drehen des Meßrohres 10 im Hohlrohr 9 zu verhindern weist es einen Längsschlitz 27a auf, in den ein Stift 27 des Hohlrohres 9 eingreift.

Auf der gegenüberliegenden Seite weist im dargestellten Beispiel das Hohlrohr 9 ein Längsfenster 17 auf, in dessen Bereich die Teilung eines Nonius 18 angebracht ist. Der andere Teil der Nonius-Teilung ist (nicht gezeigt) am Umfang des Meßrohres 10 vorgesehen.

Das Meßrohr 10 ist langgestreckt und weist an seinen Enden Gleitlager 11 auf, in denen leichtgängig aber spielfrei ein langgestreckter Meßschieber 12 verschiebbar ist. Dieser ragt nach beiden Enden über das Meßrohr 10 hinaus und trägt an seinem unteren Ende auswechselbar einen Meßkopf 14, dessen Rückseite 15 zur Bestimmung einer Meßausgangsstellung an die Stirnfläche 13 der Führungsbuchse 10 anlegbar ist und der im dargestellten Beispiel als Meßfläche eine kegelstumpfförmige Fläche 30 aufweist. Am anderen oder äußeren Ende des Meßrohres 10 ist ein Meßkörper 21 aufgeschraubt, an dem (nicht gezeigt) ebenfalls eine Nonius-Teilung vorgesehen sein kann, die mit einem Zeigerelement 25 am oberen Ende des Meßschiebers 12 zusammenwirkt. Zusätzlich oder alternativ dazu kann mit Hilfe einer Klemmeinrichtung 19 eine Meßuhr 22 montiert sein, deren Meßfühler 23 an der Stirnfläche 24 des Meßschiebers 12 anliegt. Der Meßschieber 12 kann obenliegend einen umlaufenden Kragen haben, der verhindert, daß er in das Meßrohr ganz hineinrutscht. Der Kragen 24 kann mit einer Druckfeder 12a und der Halteeinrichtung 21 in Achsrichtung 100 federelastisch zusammenwirken, um dem Meßkopf 14 eine Vorspannung zu geben.

Die elastische, insbesondere federnde, Lagerung 12a des Kragens 14 dämpft den Meßanschlag im Ventilsitz.

Bei ebener Ventilsitzfläche, wie sie z. B. bei Rückschlagventilen üblich ist, kann ein zylindrischer Meßkopf 14a mit ebener Meßfläche 30a vorgesehen sein, wie dies in Fig. 4 für die Ventilsitzfläche 4a angedeutet ist.

Wie Fig. 3 zeigt, kann die Halterung 19 geschlitzt sein, so daß mit der Klemmschraube 20 die Meßuhr 22 gelockert oder festgestellt werden kann. Entsprechend kann zur Festlegung des Meßrohres 10 in dem Hohlrohr 9 eine Klemmschraube 26 vorgesehen sein.

Der Meßkopf 14 kann auch gegen andere Meßköpfe mit kegelförmiger Meßfläche von anderem Durchmesser bzw. anderer Kegelneigung ausgetauscht werden.

Aus der voranstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Meßeinrichtung an das Ventilgehäuse verschiedenartiger Ventile unterschiedlicher Hersteller leicht und zuverlässig eingesetzt oder angelegt werden kann. Durch die Auswechselbarkeit des Meßkopfes ist ebenfalls eine leichte Anpassung möglich. Das gleiche gilt für die Verstellbarkeit der Führungshülse 10 in dem Hohlrohr-Abschnitt 9. Dabei können zwei Meßvorrichtungen vorgesehen sein, und zwar einmal zwischen dem Hohlrohr und der Führungsbuchse und zum anderen zwischen dieser und dem Meßschieber. Die Art der Ausbildung dieser Meßvorrichtungen ist nicht kritisch. Beide können mit Nonius arbeiten.

Die gezeigte Ausbildung mit Nonius im Bereich zwischen Hohlrohr und Führungsbuchse und Meßuhr im Bereich zwischen Führungsbuchse und Meßschieber hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, weil die Meßuhr eine Nullstellungsmöglichkeit besitzt, die ausgehend vom mit Nonius eingestellten Ausgangswert die direkte Messung des Abtrages erlaubt (ohne Differenzbildung).

Das Vorgehen bei einem Messen mit der vorerwähnten Meßeinrichtung mit Nonius am Hohlrohr 9 und mit einer Meßuhr 22 am freien Ende des Meßschiebers 12 beginnt mit dem Feststellen des Tiefenmaßes, wozu der Meßkegel 30 an dem Meßrohr 10 unten (bei 14) bündig anliegt. Wenn der Meßkegel 14 mit seiner Kegelfläche 30 dann genau an der Ventilsitzfläche 4 anliegt, kann das Tiefenmaß am Nonius 18 abgelesen werden. Mit der Feststellschraube 26 wird dann das Meßrohr 10 an dem Hohlrohr- Abschnitt 9 festgestellt. Die Anordnung wird dann aus der Armatur herausgenommen und der Ventilsitz nachgearbeitet. Danach wird erneut gemessen, allerdings ohne Verstellen des Meßrohres 10, sondern durch axiales Nachuntenschieben des Meßschiebers 12, was besonders günstig durch die in Axialrichtung wirkende Feder 12a erreicht wird. Die Meßstange 12 (Meßschieber) überträgt dabei das durch Schleifen abgetragene Differenzmaß des Ventilsitzes auf die obenliegende Meßuhr 22, wo der Differenzwert als Absolutwert (bei vorheriger Nullstellung der Meßuhr 22) unmittelbar abgelesen werden kann.

Aufgrund der Federbelastung des Meßschiebers 12 ist ein Feststellen oder Arretieren des Meßschiebers 12 gegenüber dem Meßrohr 10 nicht erforderlich, der Meßschieber 12 erhält nur durch eine in Axialrichtung wirkende Druckfeder 12a eine elastische Vorspannung, die den Meßkegel 14 immer gegen den Ventilsitz 4 federnd drückt. Ganz von selbst wird daher an der Meßuhr 22 das Maß des Nacharbeitens angezeigt. Um zu vermeiden, daß der Meßschieber 12 ganz in das Meßrohr 10 hineinrutscht, kann das Oberende (freie Ende) des Meßschiebers 12 einen umlaufenden Kragen oder Sicherungsring 24 erhalten, an dem auch die Feder 12a mit ihrer Kraft ansetzen kann.

Zur Fig. 3 sei verdeutlichend erwähnt, daß sie zwei Feststelleinrichtungen im Schnitt A-B-C zeigt, die in unterschiedlichen axialen Höhen am Meßschieber gemäß Fig. 1 vorgesehen sind. Während der linke Teil der Fig. 3 die Arretiervorrichtung auf der Höhe des Hohlrohr-Abschnittes 9 und der Längsführung 27, 27a zeigt (in Fig. 1 rückwärtig), zeigt der rechte Teil der Fig. 3 die Feststelleinrichtung 20 an dem freien Ende der Meßeinrichtung, an der die Meßuhr 22 lösbar befestigt wird.

Claims (10)

1. Meßeinrichtung zum Messen des Neuzustandes von oder des Abtrages an einem Ventilsitz (4) beim Nachschleifen einer Armatur (1a, 5), wie Absperr- oder Rückschlagventil, wobei

• (a) ein Meßrohr (10) längsverstellbar und feststellbar in einem Hohlrohr (9) angeordnet ist, welches an dem Armaturengehäuse (1a, 5) festlegbar ist;
• (b) ein Meßschieber (12) mit einem der Ventilsitzfläche (4) angepaßten Meßkopf (14, 14a) in dem Meßrohr (10) verschiebbar ist;
• (c) zwischen Hohlrohr (9), Meßrohr (10) und Meßschieber (12) jeweils eine deren relative Stellung wiedergebende Meßvorrichtung (18, 22) vorgesehen ist.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (14) austauschbar, insbesondere federnd angeordnet ist.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtungen (18, 22) jeweils Nonius-Meßvorrichtungen sind.

4. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrohr (9) ein Längsfenster (17) mit Nonius- Teilung (18) aufweist.

5. Meßeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Meßrohres (10) eine Meßuhr (22) so anbringbar ist, daß ihr Meßelement (23) an dem freien Ende (24) des Meßschiebers (12) anliegt.

6. Meßeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrohr (9) einen an einer Gehäusestirnfläche (5) anbringbaren Fuß, insbesondere einen dreiarmigen Fuß (8) aufweist.

7. Meßeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (10) an seinem unteren Ende eine Anlagefläche (13) für den Meßkopf (14, 14a) in seiner Meßausgangsstellung (Tiefenmaß) aufweist.

8. Meßeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (14, 14a) eine flache oder eine kegelförmige Meß-Kontaktfläche (30, 30a) aufweist.

9. Meßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen freiem Ende (24) des Meßschiebers (12) und einer am freien Ende des Meßrohres (10) angeordneten Klemmeinrichtung (19, 21) eine in Achsrichtung (100) begrenzt wirkende Feder (12a) angeordnet ist.

10. Meßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Hohlrohr (9) als Abschnitt ausgebildet ist, der deutlich kürzer als Meßschieber (12) und Meßrohr (10) ist, wobei das Meßrohr (10) etwas kürzer als der Meßschieber (12) ist.