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Mechanismus für das Messen von Wanddicken von Rohrkörpern Die Erfindung
betrifft eine mechanische Vorrichtung zum Messen der Wanddicke eines Rohrkörpers.
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Bekannt ist, die Rohrstärke mittels einzelner Taster oder Tasthebel
zu messen, und zwar wurden hisher zu diesem Zweck Meßköpfe mit einem Meßrohr in
das Rohr eingeführt und auf der gegenüherliegenden Seite des Rohres ein Meßklotz
angebraucht, wobei mit dessen Hilfe die Stärke des Rohres ermittelt wurde; auch
wurden Tasthebel verwendet, wobei mittels Zusammenwirkens von zwei Tasthebeln mit
Hilfe eines zu spannenden Drahtes die Stärke des Rohres gemessen wurde.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, mit Hilfe nur einer Kurvenrolle
oder eines Tasthebels und nur einer Ablesevorrichtung die Rohrstärke zu ermitteln,
wobei die Lagerung des Rohres derart gestaltet wird, daß sie gleichzeitig bei der
Messung eine Funktion erfüllt.
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Die an sich bekannten Bestandteile der Erfindung sind eine Kurvenrolle,
welche die Innenfläche des Rohrkörpers berührt und in Längsrichtung im Verhältnis
zu ihm beweglich ist, eine lineare Skala, welche der Kurvenrolle zugeordnet und
an ihr befestigt ist, ein Meßelement, daß die äußere Fläche des Rohrkörpers gegenüber
der Kurvenrolle berührt und mit der Kurvenrolle zur Messung zusammenarbeitet, und
eine Ablesevorrichtung. Erfindungsgemäß berührt die Kurvenrolle den Boden der inneren
Fläche des Rohrkörpers und wird von einem Balken getragen, der an einem Ende unabhängig
von dem Rohrkörper befestigt ist, wobei ferner das Meßelement einen Lagerteil aufweist,
der den Rohrkörper von unten trägt und den Basis-
punkt bildet,
von welchem aus die Messung gemacht wird.
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Es ist besonders vorteilhaft gemäß der Erfindung, daß die Lagerung
zum Tragen des Rohres dient und gleichzeitig bei der Messung mitwirkt.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es leicht möglich, die gesamte
Rohrlänge in kleinen Abständen auf sehr einfache Art und Weise abzutasten und dadurch
die kleinen Unterschiede in der Rohrstärke einwandfrei festzustellen.
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Die Zeichnungen zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, wobei Fig. I eine Seitenansicht des gesamten Mechanismus ist; Fig.
2 ist ein Grundriß davon mit den Teilen, die angeordnet sind, um den Balken der
Apparatur in den zu messenden Rohrkörper einzuführen, der fahrbare Bewegungsmechanismus
ist fortgelassen: Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. I; Fig.
4 ist ein Vertikalschnitt entlang der Linie 4-4 der Fig. 3, der Tragbalken ist fortgelassen;
Fig. 5 ist ein Vertikalschnitt entlang der Linie 5-5 von Fig. I, mit den Hilfsrollen
und dem von ihnen getragenen Rohrkörper in ihrer angehobenen Stellung in gestrichelten
Linien gezeichnet; Fig. 6 ist eine Seitenansicht des freien Endes des Tragbalkens;
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 der Fig. 6, und Fig. 8
ist eine Vorderansicht der Tragplatte, die in gestrichelten Linien das von ihr getragene
glockenförmig endende Rohr zeigt.
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In der Beschreibung wird die Apparatur gezeigt, wie sie zur Messung
der Wanddicke eines glockenförmig endenden Rohres angewendet wird, aber es ist leicht
zu verstehen, daß die Erfindung mit gleicher Leichtigkeit zur Bestimmung der Wanddicke
irgendeines zylindrischen Hohlkörpers sowohl als auch von Hohlkörpern von prismatischer
und konischer Gestaltung angewendet werden kann.
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Unter Bezug auf die Zeichnungen und besonders Fig. 1 und 2: Die dort
dargestellte Ausführungsform enthält ein hauptsächliches, strukturelles Grundglied
I, welches starr auf Pfeiler oder andere Fundamente I gestützt ist, und sieht Träger
für Rahmenglieder 3 vor, die quer über der Apparatur angeordnet sind. Eine Mehrzahl
von horizontalen Rollen 4 ist in Trägern 5 verzapft, die in Seitenrahmen 6 auf dem
Rahmen 3 vorgesehen sind; die Rollen bestimmen eine Lagerung, im allgemeinen mit
7 bezeichnet, zum Tragen eines Rohres 8 in einer im wesentlichen horizontalen Lage
für die relative Bewegung des Rohres entlang seiner Längsachse auf ihnen, d. h.
senkrecht zu den Achsen der Rollen. Das Rohr 8, dessen Wanddicke gemessen werden
soll, kann eine Glocke 9 an einem Ende und eine Muffe 10 am anderen Ende haben.
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Vorzugsweise haben die Rollen 4 Stundenglasform, d. h. ihre Beriihrungsoberflächen
sind konkav und der Radius, der die Hohlrundung bestimmt, ist zumindest so groß
wie der Außenseitenradius des zu messenden Rohres 8. Die kreisförmige, unterbrochene
Linie 1I in Fig. 3 stellt den größten Durchmesser des Rohres dar, das der konkaven
Rolle, die in Fig. 4 gezeigt ist, angepaßt ist.
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Ein Balkenglied I2, hier als Rohr gezeigt, ist in Brückenkopfart
angrenzend an ein Ende der Lagerung 7 auf einen Trägerrahmen I3 mittels eines Stahlbügels
14 und eines Sattels t5 gestützt, die so ausgerichtet sind, daß das freie Ende des
Bal-Diens auf die Lagerung 7 gelegt wird, wie gezeigt.
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Wenn der Tragbalken in dieser Lage ist, wird es bei Prüfung klar sein,
daß es möglich ist, in die Bohrung des Rohres 8 auf der Lagerung 7 hineinzukommen,
wenn das Rohr längs im Verhältnis zum Tragbalken gegen dessen befestigtes Ende bewegt
wird. Eine Kurvenrolle, vorzugsweise in Form einer Rolle I6, ist am freien Ende
des Tragbalkens vorgesehen, um die innere Fläche des Rohres, welches gemessen werden
soll, zu berühren. Die Kurvenrolle I6 ist über der konkaven Rolle 4 an das freie
Ende des Balkens 12 anliegend angebracht und kann dort beharren, wenn kein Prüfstück
dazwischengesetzt ist. Somit funktioniert die Rolle 4 als ein Meßelement und bildet
einen Basispunkt, von welchem aus die Dickenmessung gemacht wird.
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Die Kurvenrolle I6 ist in einem vertikalen Schlitz I7, welcher in
einem Blockglied I8 vorgesehen ist, zur Drehung um eine horizontale Welle 19 montiert.
Die Rolle I6 hat einen solchen Durchmesser, daß sie aus dem Boden des Tragbalkens
I2 durch einen Schlitz 20 heraustritt. Der rollentragende Block I8 ist an das freie
Ende des Tragbalkens durch irgendwelche üblichen Mittel gesichert, z. B. durch Schrauben
2I. Angrenzend an die Kurvenrolle I6 befindet sich eine vertikal angebrachte lineare
Skala 22, welche vorzugsweise auf ein Winkelglied 23 aufgezeichnet ist, das von
dem oberen Teil des Inneren des Tragbalkens herabhängt; die Indizes der Skala entsprechen
irgendwelchen gewünschten linearen Einheiten.
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Elektrische Beleuchtung ist benachbart an die Skala in üblicher Weise
an Armen 25, die von dem Block I8 getragen werden, angebracht.
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Ein Schild 26 mit einem Durchmesser, der im wesentlichen dem inneren
Durchmesser des Tragbalkens 12 entspricht, ist am Block I8 befestigt, z. B. durch
Schrauben 27, um den Beobachter vor dem Glanz der Lampen 24 zu schützen. Das Schild
26 ist vorzugsweise auf der Seite, die den Lampen zugekehrt ist, poliert, um die
Beleuchtung der Skala 22 ZU verbessern. In dem Schild ist in Richtung der Skala
eine Öffnung 28 vorgesehen, um das Ablesen dieser mit Hilfe eines optischen Instrumentes
zu erlauben, z. B. eines Teleskops 29, welches von einem Ständer 30 getragen wird,
angrenzend an das feste Ende des Tragbalkens und in Ausrichtung mit seiner Bohrung.
Der Tragbalken ist vorzugsweise mit einer Öffnung 3I versehen, um die Wärme, die
die Skala 22 während der Ablesung verzerren können, aus dem Inneren des Tragbalkens
herauszulassen. Ein Windenglied 32 ist angrenzend an das feste Ende des Tragbalkens
vorgesehen, um dessen freies Ende zu heben und die
Einführung des
Tragbalkens in die Bohrung des zu messenden Rohres zu erleichtern.
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Die Längsbewegung des Rohres 8 in Hinsicht auf die Lagerung 7 während
der Messung der Wanddicke des Rohres wird durch den Wagen 33 bewirkt. Dieser ist
mit Rädern 34 versehen und auf diesen hin und zurück von der Lagerung 7 auf Schienen
35 beweglich, die in Ausrichtung mit dem Lager an dessen Ende, welches von dem festen
Ende des Balkens I2 entfernt ist, angeordnet sind.
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Der Rahmen 36 des Wagens trägt eine quer dazu angeordnete rohrtragende
Platte 37, die eine bogenförmige Einziehung 3S hat, um darin das Rohr an einem Punkt
seiner zylindrischen Wand, der angrenzend an die Glocke g liegt, einzupassen. Auch
von dem Rahmen 36 des Wagens getragen, aber etwas entfernter voll der Lagerung 7
als die Platte 37 ist eine diagonal angebrachte Stoßplatte 39. Der Platz zwischen
den Platten muß groß genug sein, um darin die Glocke g einzupassen. Wenn sich der
Wagen 33 so auf die Lagerung 7 (Fig. I) zu bewegt, schiebt die Platte 39 das Rohr
die Lagerung entlang, und wenn die Platte von der Lagerung fortbewegt wird, berührt
die Platte 37 die Glocke g und zieht das Rohr auf der Lagerung in entgegengesetzter
Richtung.
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Ein Satz von Ständern 40 von im wesentlichen der gleichen Höhe wie
der Wagen 33 ist an einer Seite der Schienen 35 vorgesehen, um eine Mehrzahl von
Rohren 8, die gemessen werden sollen, zu halten, und ein zweiter Satz von ähnlichen
Ständern 41 ist an der entgegengesetzten Seite der Schienen angebracht, um die Rohre
nach der Messung aufzunehmen. Durch diese Anordnung können die Rohre 8 schnell von
Hand von dem Wagen 33 auf und ab gerollt werden.
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Wenn das glockenförmige Ende des Rohres 8 auf dem Wagen zur Messung
vorbereitet gelagert ist, wie oben beschrieben, so ruht das Muffenende 10 des Rohres
auf einem Paar gleichachsiger rohrtragender Rollen 42. Die Rollen 42 sind an ihren
benachbarten Enden abgeschrägt, wie bei 43, und sind drehbar an den freien Enden
der tragenden Wellen 44 montiert, die gleitbar in zylindrischen Führungen 45 liegen,
welche mittels der Arme 46 an Rahmen oder Ständer 47 an den entgegengesetzten Seiten
der Schienen 45 befestigt sind und welche quer zu diesen gelagert sind. Die Wellen
44 sind in ihren Führungen gleichzeitig hin und zurück voneinander beweglich, vorzugsweise
mittels Kolben 48, die in hydraulischen Zylindern 49 arbeiten. Die Kolben 48 sind
mit den Wellen 44 gekuppelt, wie bei 50 gezeigt, wobei die Rollen 42 zwischen Stellungen
bewegt werden können, in welchen ihre abgeschrägten Enden im wesentlichen in Berührung
stehen, um das freie Ende des zu messenden Rohres zu tragen, und zwischen Stellungen
bewegbar sind, in welchen sie genügend getrennt werden können, um den Wagen 33 zu
erlauben, zwischen ihnen hindurchzugehen. So kann der Wagen in enge Nachbarschaft
mit der Lagerung 7 gebracht werden und kann die gesamte zylindrische Länge des Rohres
auf der Lagerung während des Laufes der Messung des Rohres bewegen, wie später vollständiger
beschrieben wird.
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Es können irgendwelche üblichen Mittel angewendet werden, um den
Wagen auf den Schienen 35 zu bewegen; die gezeigten Mittel bestehen aus einem Kettenriemen
5I, der über Rollen 52 und 53 läuft und an dem Wagen an beiden Enden befestigt ist,
wie gezeigt. Die Rolle 52 ist an der Leistungswelle 54 der Zahnradübersetzung 55
befestigt, die reversibel mit dem Elektromotor 56 gekuppelt ist, und die Rolle 53
ist frei mittels Zapfen an der Welle 57 in einem Schlitz 58 des Grundgliedes I einstellbar,
wobei die Spannung des Kettenriemens eingestellt werden kann. Die Schutzbleche 59
und 60 sind vorzugsweise an den oberen und unteren Lauf dem Kettenriemen entsprechend
vorgesehen, aus Gründen, die nicht näher dargelegt zu werden brauchen.
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Während des ersten Teils der Fahrt des Wagens 33 auf die Unterlage
7 zu arbeitet die bogenförmige Ausschneidung 38 in der Tragplatte 37 mit der Kerbe,
die durch die Gehrungen 43 gebildet wird, zusammen, wenn die Rollen 42 benachbart
sind, um das Rohr 8 mit dem Träger 12 auszurichten. Jedoch hilft die durch die Gehrungen
43 gebildete Kerbe nicht weiter bei der Aufrechterhaltung dieser Ausrichtung, da,
wie vorher erklärt, die Rollen 42 voneinander zurückgezogen werden, um dem Wagen
zu erlauben, zwischen ihnen zu passieren, wenn er sich der Lagerung 7 nähert. Deshalb
sind zusätzliche Mittel für die Aufrechterhaltung der richtigen Ausrichtung des
Rohres 8 mit dem Balken I2 am Eingang zu der Lagerung in Form eines Paares vertikaler
Rollen 6I vorgesehen, die an Lagern 62, welche von Wellen 63 getragen sind, montiert
sind. Die Wellen 63 sind verbunden mit den Armgliedern 64, welche an entgegengesetzten
Seiten der Mittellinie der Lagerung 7 angeordnet sind. Die Arme 64 sind mit einer
innen mit Schraubgewinde versehenen Hülse 65 versehen, 'welches eine Führungsschraube
66 in Gang setzt, die mit ihren Enden in Lagern 67 in senkrechten Rahmengliedern
68 des Rahmens 3 verzapft ist. Die Führungsschraube 66 wird an ihrem Mittelteil,
der ohne Gewinde ist, von einem Lagerblock 69, der auch durch den Rahmen 3 getragen
wird, gestützt.
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Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die Führungsschraube 66 auf der einen
Seite des Lagerblocks mit rechtsläufigem Gewinde und auf den anderen Seite mit linksläufigem
Gewinde versehen, wobei die Rollen 6i gleichzeitig und um die gleichen Beträge hin
und weg von der Mittellinie der Lagerung bewegt werden können, indem man die Schraube
66 mittels eines Handrades 70 dreht, welches an einem Ende der Schraubenwelle befestigt
ist. Die Rollen 6I werden im wesentlichen vertikal durch Hülsen 7I gehalten, die
um die Arme 64 liegen zum gleitenden Eingriff mit Führungsstangen 72, die an ihren
Enden von dem Rahmen 68 getragen werden.
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Zwischen dem befestigten Träger I3 für den Balken I2 und dem entfernten
Ende der Lagerung 7 sind Rahmenglieder 73 vorgesehen, die sich quer
iiber
die Lagerung erstrecken und U-förmige Auskehlungen an ihren Enden für gleitenden
Eingriff mit vertikalen Führungen 74 aufweisen, welche an entgegengesetzten Seiten
der Lagerung angeordnet sind. An jeder Seite des Rahmens 73 (Fig. 5) ist ein Rollenpaar
75 auf den Wellen 76 verkeilt, die drehbar in die Trägerblöcke 77 eingesetzt sind,
die von dem Rahmen 73 getragen werden. Die Achsen der Rollen 75 stehen senkrecht
zu den Achsen der konkaven Rollen 4, und jede Rolle ist an je einer Seite der Mittellinie
der Lagerung angebracht. Die Rollen 75 sind geeignet, als Hilfe für die Handhabuilg
des zu messenden Rohres zu funktionieren, wie im einzelnen später erklart wird;
sie liegen normalerweise unter der horizontalen Ebene der Lagerung 7, aber sie sind
vertikal in einem begrenzten Abstand durch die Tätigkeit der Winde 78 bewegbar,
welche hydraulisch betätigt werden kann, wenn gewünscht. Der ausziehbare Teil 79
der Winde ist mit dem Rahmen 73 verbunden, wie in Fig. 5 gezeigt wird.
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Einer der Rahmen 73 trägt auch die Grundplatte 80, welche einen Elektromotor
8I und dessen Zahnradübersetzung 82 trägt, die Welle 83 der letzteren trägt ein
Rad 84. Eine Riemenkette 85 wird um das Rad 84 geführt und um ein Rad 86, das an
einer der Wellen 76 befestigt ist, wodurch die entsprechenden Rollen 75 um ihre
Achsen rotieren können. So kann ein Rohr, welches anfänglich auf der Lagerung 7
ruht, durch die Rollen 75 gehoben werden, bis es die konkaven Rollen 4 nicht mehr
berührt, und kann zusätzlich um seine eigene Längsachse gedreht werden.
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Es ist erwünscht, daß ein Rohr, welches auf der Lagerung der Meßapparatur
bewegt werden soll, direkt unter der Kurvenrolle r6 und nur in einem gegenseitigen
Punkt von den konkaven Rollen 4 gestützt wird, um Irrtümer in der Messung auszuschalten,
welche sonst durch irgendein Verbiegen des zu messenden Rohres bedingt werden könnten,
entsprechend wird die rohrtragende Platte 37 leicht unter der waagerechten Ebene
der Lagerung, die durch die konkaven Rollen 4 bestimmt ist, gehalten.
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Durch diese Anordnung wird ein Rohr, welches anfänglich in der Nähe
seiner Enden durch die Platte 37 und die Rollen 4 unter dem freien Ende des Balkens
gehalten wird, nachdem der Schwerpunkt des Rohres die Rollen passiert hat, nur durch
die beiden Rollen 4 getragen, da das glockenförmige Ende des Rohres dann von der
tragenden Berührung mit der Platte 37 abgehoben wird. Vertikale Schlitze 87 in der
Platte 37, durch welche die Bolzen 88 die Platte mit dem Wagenrahmen 36 verhinden,
erlauben geringe vertikale Einstellungen dieser Platte.
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Bevor man das Arbeiten mit dem vorliegenden Apparat heginnt, läßt
man die Kurvenrolle I6 am freien Ende des Balkens I2 unter diesem auf den konkaven
Rollen 4 ruhen, und wenn der Balken in dieser Stellung ist, wird das Fernrohr 29
so eingestellt, daß sein Fadenkreuz auf den Nullindex der Skala 22 ausgerichtet
ist. Auch werden die rohrtragenden Rollen 42 in ihre aneinanderstoßenden Stellungen
bewegt, um einen Träger für das Muffenende 10 des zu messenden Rohres zu bilden.
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Ein Rohr wird jetzt von Hand durch die Gleitkufen 40 zu dem Wagen
33 und den Rollen 42 bewegt, die Glocke g des Rohres ruht zwischen den Platten 37
und 39, und die Muffe liegt auf den Rollen 42. Die Kerbe, die durch die abgeschrägten
Enden der Rollen 42 gebildet wird, arbeitet mit der Einziehung 38 in der Platte
37 zusammen, um das Rohr richtig mit dem Balken 12 auszurichten. Der fahrbare Bewegungsmechanismus
wird dann in Gang gesetzt, um das Muffenende des Rohres zu der ersten konkaven Rolle
4, welche direkt unter dem freien Ende des Balkens liegt, zu bringen; dieses letztere
wird leicht mittels der Winde 32 gehoben, um es dem Balken zu ermöglichen, in das
Ende des Rohres einzutreten, und dann wird es gesenkt, damit die Kurvenrolle I6
den Boden des Inneren des Rohres berühren kann. Die endgültige Ausrichtung des Rohres
8 mit dem Balken I2 wird dadurch gesichert, daß die vertikalen Rollen 6I leicht
in Berührung mit den Seiten des Rohres gebracht werden. Die rohrtragenden Rollen
42 werden jetzt zurückgezogen, um Raum zu schaffen, damit der Wagen zwischen ihnen
passieren kann, und der fahrbare Bewegungsmechanismus wird dann wieder in Gang gesetzt,
um das Rohr entlang der Lagerung zu schieben, während Ablesungen der Rohrdicke fortgesetzt
durch das Fernrohr vorgenommen werden.
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Wenn es erwünscht ist, Messungen entlang irgendeines anderen Längselementes
des Rohres 8 zu erhalten, wird der Balken gehoben, um die Kurvenrolle I6 von der
Berührung mit dem Rohr zu entfernen, und die Hilfsrollen 75 werden durch ihren hydraulischen
Apparat gehoben, um das Rohr leicht über das Bett 7 zu heben. Die Rollen 75 können
dann um ihre Achsen um den gewünschten Betrag mittels des Elektromotors 81 gedreht
werden, um das Rohr in die neue Stellung zu bringen, und gesenkt, um das Rohr auf
die Lagerung für eine zusätzliche Messung zurückzubringen.
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Gemäß der Rückbewegung des Wagens 33 wird das Rohr 8 von der Lagerung
7 entfernt; es muß wieder Sorge dafür getragen werden, die abgeschrägten Rollen
42 zusammenzubringen, wenn der Wagen zwischen ihnen hindurchgetreten ist und bevor
sich das Muffenende des Rohres vollkommen von der Lagerung entfernt hat.