EP2018536A1 - Verfahren und vorrichtung zur prüfung von rohrförmigen gegenständen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur prüfung von rohrförmigen gegenständen

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Publication number
EP2018536A1
EP2018536A1 EP07722413A EP07722413A EP2018536A1 EP 2018536 A1 EP2018536 A1 EP 2018536A1 EP 07722413 A EP07722413 A EP 07722413A EP 07722413 A EP07722413 A EP 07722413A EP 2018536 A1 EP2018536 A1 EP 2018536A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
tubular
hollow cylinder
testing
jacket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07722413A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Schwab
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corex Finland Oy
Original Assignee
Corenso United Oy Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corenso United Oy Ltd filed Critical Corenso United Oy Ltd
Publication of EP2018536A1 publication Critical patent/EP2018536A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • G01N3/12—Pressure testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0019—Compressive
    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026—Specifications of the specimen
    • G01N2203/0262—Shape of the specimen
    • G01N2203/0274—Tubular or ring-shaped specimens
    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/04—Chucks, fixtures, jaws, holders or anvils
    • G01N2203/0411—Chucks, fixtures, jaws, holders or anvils using pneumatic or hydraulic pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/34—Paper

Definitions

  • the invention relates to a method for testing tubular objects, in particular paper tubes, in a cylindrical pressure chamber and to a device for using the method.
  • the present method can be applied to all tubular articles to test their compressive strength.
  • the process has been developed to subject paper sleeves to a standard test for their compressive strength.
  • the paper sleeve must have sufficient compressive strength, so that the wound on the sleeve materials can be wound without damaging the core and transported in particular after winding.
  • the tubular walls are hereby used on a large scale for a variety of uses, such as in the paper industry for winding the base paper for newspaper publishers, the paper tubes may have a length of about 10 m and a load of up to 10 1 must wear.
  • the tubular bodies are also used for winding films, films, threads or yarns and textiles or synthetic materials, in some cases the memory effect of the wound plastic materials is taken into account, which can lead to constrictions of the tubular body, and thus to an additional Radial pressure load leads.
  • the paper tubes are wound, using various techniques, adhesives and manufacturing processes are used.
  • the intended loading of the paper sleeves requires that the manufacturers of such tubular products perform quality assurance and must guarantee certain pressure resistance properties to their customers. For this purpose, a pressure is applied to the curved outer surface and the compressive strength is checked.
  • test methods are known in which the tubular objects are directly exposed to a hydraulic fluid.
  • the test tubular part is received in a cylindrical pressure chamber whose inner diameter is substantially larger than the part to be tested.
  • the space is filled with small balls which are pressurized from the outside to exert a uniform pressure on the curved surface of the tubular part to be tested.
  • a rubber membrane is provided, on which the pressure is exerted and from where the pressure is transmitted to the balls, which bear against the surface of the tubular part.
  • the present invention is therefore based on the object to simplify the test method in order to eliminate the disadvantages of the prior art and also to improve the handling significantly.
  • a method for testing tubular objects, in particular paper tubes is provided in a cylindrical pressure chamber, which is characterized by the following steps:
  • a pressure chamber which consists of a hollow cylinder with a pressure jacket, wherein the pressure jacket relative to the hollow cylinder is supported and wherein an extension of the pressure jacket in the radial direction outwardly and axially limited;
  • the inventive method is characterized in that the tubular article is received in a pressure chamber, which consists in principle of a hollow cylinder, preferably a metallic hollow cylinder, with a pressure jacket.
  • a pressure chamber which consists in principle of a hollow cylinder, preferably a metallic hollow cylinder, with a pressure jacket.
  • the tubular article is inserted into the pressure chamber, so that the pressure jacket partially comes to rest on the curved surface of the tubular article, without any pressure being exerted.
  • the pressure jacket applies uniformly to the surface of the article over the entire circumference and at the same time supports itself against the hollow cylinder, so that the further pressure build-up is transferred exclusively to the surface of the tubular article.
  • a controlled increase in pressure is carried out until the end pressure to be tested is reached and thus ensures the stability of the tubular article or damage has occurred.
  • An advantage of this method according to the invention is in particular that an exchange of the tubular article without great expenditure of time is possible because, for example, only a pressure relief is required so that the tubular article within the pressure jacket can move freely again. After feeding a further tubular article, a new test can be carried out immediately, without the need for elaborate sealing measures.
  • the method according to the invention is therefore characterized in particular by the fact that a tubular object to be tested, for example a paper tube, is inserted into the test device and pressure is applied to the surface of the tubular article over the entire length of the test device through the pressure jacket the expansion of the pressure jacket in the radial direction outwards and axially limited.
  • a recess can be made only in the direction of the tubular object to be tested.
  • a short-term pressure relief is to replace the tubular article.
  • elaborate sealing measures are dispensable even in the case of higher applied test pressures, since only the inner volume of the applied pressure jacket comes into direct contact with the fluid used.
  • test device no clamping end of the tester are required and the length of the surface to be tested can be designed substantially larger. Here it depends only on the length of the test device and this can be dimensioned accordingly.
  • clamping is particularly ensured that the tubular article, such as a paper sleeve behaves as in later use and as a result of the compressive load warps or compressions that extend over the entire axial length of the sleeve, so any weak points to destruction lead the sleeve.
  • a test is much more realistic and beyond fast and flexible feasible by the simplicity of the test arrangement.
  • a uniform pressure is exerted on the curved surface of the tubular article by the pressure jacket and, for this reason, a shape coaxially surrounding the tubular article is selected.
  • a hydraulic pressure medium is primarily a liquid, such as water, an oil or a gel, in question. Alternatively, it is possible to use a mixture of the aforementioned pressure medium.
  • the particular advantage of the method used is further that at the same time a surface inspection of the tubular objects can be made.
  • paper sleeves are provided with a finish coat to prevent damage to the materials to be wound.
  • the finish layer may in this case have a different layer thickness and is adapted to the respective intended use.
  • films are to be wound on the paper sleeves, they must not be damaged and for this reason, a soft finish layer is wound up.
  • the present test method it is possible during the pressure build-up to reach the final pressure, the change in the surface after removal of the tubular article from the tester understand. If the surface is still smooth and elastically returned to its original shape, damage to the wound materials are excluded.
  • the method according to the invention makes it possible to simulate certain pressures and in each case to test the surface condition and to increase this to the maximum pressure, so that deformation of the surface can be reconstructed in individual test steps at an early stage.
  • a device for testing tubular objects which comprises a cylindrical pressure chamber for receiving the tubular article, a control unit and further pressure-generating devices, wherein the pressure chamber consists of a metallic hollow cylinder in which a pressure jacket is mounted, which with a pressure medium can be applied.
  • the hollow cylinder used is made of metal and has a corresponding wall thickness.
  • Within the metallic hollow cylinder of the pressure jacket is mounted, which is either directly connected to the inner surface of the metallic hollow cylinder or inserted in the form of a loosely inserted flexible sleeve.
  • the cuff or the pressure jacket thus widens and rests with its outer surface on the metallic hollow cylinder, while the inner surface rests evenly on the tubular article.
  • the expansion of the sleeve in the radial direction is limited by the hollow cylinder and in the axial direction by flange, which are screwed to the front side of the hollow cylinder and having an opening which at the Outer diameter of the tubular objects is adjusted so far, so that the largest objects to be examined can be inserted through the flange into the hollow cylinder.
  • flange which are screwed to the front side of the hollow cylinder and having an opening which at the Outer diameter of the tubular objects is adjusted so far, so that the largest objects to be examined can be inserted through the flange into the hollow cylinder.
  • the pressure jacket itself is subjected to a pressure medium, which can be supplied from the outside through a pressure medium connection, wherein any position of the pressure medium supply can be selected.
  • the pressure medium connection is preferably guided radially outwards through the hollow cylinder, so that the connection of the pressure medium connection to the pressure jacket or the sleeve is mounted with positive engagement with respect to the hollow cylinder, so that a mechanical stress can be excluded.
  • the cuff used in this case is thus between the hollow cylinder and the tubular article and is pressed flat in the pressurization to the hollow cylinder and the tubular article. This ensures in particular that a drape or irregular contact with the object to be tested is avoided.
  • the durability of this cuff is thus designed for a variety of experiments, while the device is further characterized in that the test objects can be easily inserted from both sides in the tester and just as easily removed again.
  • the cuff may for example consist of a flexible rubber boot or a mixture of textile fibers, synthetic fibers or rubber-like materials.
  • the invention is provided in a further embodiment that the pressure build-up can be continuously checked and logged by pressure gauges, a sudden drop in pressure being immediately detectable and indicating damage to the tubular article.
  • the paper sleeve can not withstand the pressure loads, it will lead to a deformation, so that not only the surface, but also the wall thickness and the present geometry is impaired.
  • the rubber sleeve can thus expand immediately, resulting in a short-term but clearly detectable pressure drop.
  • an electronic control unit in particular a computerized control unit can be used, which not only monitors the sensors and records and stores the measured values, but also controls the pressure medium accordingly, wherein, if necessary, the forwarding of the stored information to a disk or a higher-level communication unit.
  • an optical and / or acoustic Is activated so that regardless of the electronic control unit for the person to be examined immediately recognizes that the test procedure can be canceled because the tubular object has not withstood the loads.
  • a sufficient final pressure generating means comprise at least one pressure medium container, a pump and a supply line to the pressure jacket, so that the pressure medium can be supplied continuously and monitored. Additionally, additional sensors in the form of films or gauges may be provided on the surface of the tubular body to monitor the surface stress.
  • the test apparatus has a shaft which is supported by bearing elements and has a hand wheel, wherein the sensors are rotatably connected to the shaft.
  • the shaft With the help of the shaft, the concentricity can be checked before or after the pressure test has been carried out, which must be given special consideration, for example, in high-speed printing presses.
  • FIG. 1 is a sectional side view of the device according to the invention for testing the compressive strength of a tubular body
  • FIG. 2 shows a further side view of the device according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows in a first perspective view of the device according to the invention according to FIG. 1 with its outer jacket
  • FIG. 2 shows a further side view of the device according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows in a first perspective view of the device according to the invention according to FIG. 1 with its outer jacket
  • FIG. 4 shows the device according to the invention according to FIG. 3 in a perspective sectional view D.
  • Fig. 5 shows an arrangement for carrying out the test method
  • Figure 1 shows a sectional side view of an inventive device 1, consisting of a hollow cylinder 2, two end flange washers 3, 4 and a pressure jacket 5.
  • the hollow cylinder 2 has an opening 6 through which a pressure medium connection 7 of the pressure jacket 5 led to the outside is.
  • the front side of the hollow cylinder 2 is limited by two flange discs 3, 4, which are bolted by means of fastening bolts 8 with the hollow cylinder 2.
  • the flange discs 3, 4 have an opening 9 through which the tubular body 10 to be tested can be inserted.
  • a paper sleeve portion which is inserted over the entire length in the device 1 and with its outer surface 11 is directly in contact with the inner surface 12 of the pressure jacket 5, used.
  • the device 1 is also used for testing other tubular body, such as plastic sleeves.
  • the pressure jacket 5 bears with its outer surface 13 on the inner surface 14 of the hollow cylinder 2, so that in the case of pressurization of the pressure jacket 5 can be supported against the hollow cylinder 2 and the lateral flange discs 3, 4.
  • an expansion of the pressure jacket 5, which is formed in the present embodiment as a pressure diaphragm or pressure cuff, only in the radial direction of the tubular body 10 is possible.
  • connection 7 of the pressure jacket 5 is guided out of the hollow cylinder 2 via the bore 6, so that a pressure medium, for example water, oil or a gel, can be supplied at high pressure.
  • a pressure medium for example water, oil or a gel
  • the pressure generating units and a control device are not shown in this figure and the figure 5 can be removed.
  • Figure 2 shows the device 1 of the invention in a further side view, in the direction of the end face, so that only the flange 3 with the bolt 8 and the opening 9 and the inner tubular body 10 can be seen.
  • FIG. 3 shows the device 1 according to the invention in a perspective view with the pressure medium connection 7 guided out of the hollow cylinder 2 and flange disks 3, 4 screwed on the end side, which are screwed to the hollow cylinder 2 by means of screw bolts 8.
  • screw bolts 8 Through the recess 9 through the pressure jacket 5 and the pressure cuff and the inserted tubular body 10 can be seen.
  • the tubular body 10 of this is inserted through the opening 9 into the device 1 and then can be supplied via the pressure medium connection 7, the pressure medium.
  • This passes exclusively into the existing pressure jacket 5, which is completely closed and rests on the one hand on the hollow cylinder 2 and on the other hand on the tubular body 10.
  • a uniform pressure is exerted externally on the curved surface of the tubular body 10 and a uniform pressure can be applied, so that the tubular body 10 to be tested can be checked for its compressive strength.
  • a control device also not shown, the flow of the test program can be specified and recorded data recorded and logged.
  • Figure 5 shows the device 1 according to the invention in a sectional view, consisting of the hollow cylinder 2 and two end flange washers 3, 4 and the pressure jacket 5 used in the device 1 is a body to be tested 10 is inserted, and that is in the illustrated embodiment a paper tube section consisting of a plurality of wound paper layers.
  • the entire test arrangement further comprises a control unit 15, which is used to evaluate the measured value nale and for acting on the pressure jacket 5 is provided with a pressure medium, wherein the pressure medium is supplied from a reservoir 16 via a pump device 17 to the pressure jacket 5.
  • the pressure fluid reservoir 16 is connected via a supply line 18 on the one hand with the pump device 17 and the pump device 17 via a further supply line 19 to the pressure medium connection 7.
  • a pressure gauge 20 is provided which can directly indicate the pressure in the supply line 19. Via a control line 21, the control of the pump device 17 is carried out by the control unit 15.
  • the control unit 15 is equipped with supply lines 22, 23, 24 which lead to individual sensors 25, 26, 27, 28, 29.
  • the sensors 25, 29 are used to detect a change in length of the tubular body 10, while the sensors 26, 27, 28 monitor a possible deformation of the tubular body in the radial direction.
  • the tubular body 10 itself may be provided with measuring films 30 or measuring strips on the surface, which are partially wound around the tubular body, so as to determine the determination of the pressure profile over the entire length of the pipe.
  • an acoustic and / or optical device 31 makes it possible to indicate a sudden pressure drop as a result of destruction of the tubular body 10.
  • the device 1 has a shaft 32, which is laterally supported by bearing elements 33, 34 and has a handwheel 35.
  • the sensors 26, 27, 82 are fixed, which are arranged within the tubular wall 10 and abut with their sensors on the wall of the tubular body.
  • the sensors 26, 27, 28 are fixed to the shaft 32, so that by means of the sensors 26, 27, 28 and actuation of the handwheel 35, a concentricity of the tubular body 10 can be checked.
  • the concentricity can be made, for example, regardless of a pressurization to determine whether the paper sleeves is formed axially symmetrical.
  • With the help of the sensors 26, 27 and 28 there is also the possibility to determine whether the sleeve has a desired concentricity without geometric deformation after pressurization in order to maintain a predetermined quality standard.
  • Figure 6 shows the typical course of the determined characteristic during the stress test with the test device according to the invention.
  • the ratio E r Dp / DD initially shows a linear increase with pressure increase before the characteristic transitions into an asymmetrical course up to the breakpoint.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10), insbesondere Papierhülsen, in einer zylindrischen Druckkammer sowie eine Vorrichtung (1) zur Anwendung des Verfahrens. Um das Handling während der Prüfung zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Verfahren angewendet wird, welches zur Prüfung der rohrförmigen Gegenstände (10) mittels einer zylindrischen Druckkammer durchgeführt wird, wobei die Aufnahme des zu prüfenden rohrförmigen Gegenstands (10) in einem Hohlzylinder (2) mit einem Druckmantel (5) erfolgt und wobei sich der Druckmantel (5) gegenüber dem Hohlzylinder (2) abstützt, wenn dieser mit einem Druckmittel beaufschlagt wird. Durch die Abstützung des Druckmantels (5) an dem Hohlzylinder (2) kann somit der Druckmantel (5) seine Volumenänderung nur in radialer Richtung zum rohrförmigen Gegenstand vornehmen. Hierbei legt sich die Innenfläche (12) des Druckmantels (5) gleichmäßig an die Oberfläche des Gegenstands (10) an und bei weiterer Druckerhöhung kann somit die Druckfestigkeit bis Erreichen eines voreingestellten Enddrucks protokolliert werden oder, falls eine Beschädigung des rohrförmigen Gegenstands (10) eingetreten sein sollte, kann festgestellt werden, welche maximale Druckfestigkeit besteht.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen, insbesondere Papierhülsen, in einer zylindrischen Druckkammer sowie eine Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens.
Das vorliegende Verfahren kann bei sämtlichen rohrförmigen Gegenständen angewendet werden, um deren Druckfestigkeit zu prüfen. Vorzugsweise wurde das Verfahren jedoch entwickelt, um Papierhülsen hinsichtlich ihrer Druckfestigkeit einer standardmäßigen Prüfung zu unterziehen. Entsprechend dem vorgesehenen Verwendungszweck muss der rohrförmige Gegenstand, also die Papierhülse eine ausreichende Druckfestigkeit aufweisen, damit die auf die Hülse aufgewickelten Materialien ohne Beschädigung des Kerns aufgewickelt und insbesondere nach erfolgter Aufwicklung transportiert werden können. Die rohrförmigen Wandungen werden hierbei in großem Umfang für eine Vielzahl von Verwendungszwecken eingesetzt, beispielsweise in der Papierindustrie zum Aufwickeln des Rohpapiers für Zeitungsverlage, wobei die Papierhülsen eine Länge von über 10 m aufweisen können und eine Last von bis zu 10 1 tragen müssen. Die rohrförmigen Körper werden darüber hinaus zum Aufwickeln von Folien, Filmen, Fäden oder Garne sowie Textilien oder synthetische Stoffen verwendet, wobei in einigen Fällen der Memoryeffekt der aufgewickelten Kunststoffmaterialien zu beachten ist, der beispielweise zu Einschnürungen der rohrförmigen Körper führen kann und somit zu einer zusätzlichen Radialdruckbelastung führt. Dementsprechend dickwandig sind die Papierhülsen gewickelt, wobei verschiedene Techniken, Klebstoffe und Herstellungsverfahren zur Anwendung gelangen. Durch die vorgesehene Belastung der Papierhülsen ist es erforderlich, dass die Hersteller solcher rohrförmigen Produkte eine Qualitätssicherung durchführen und bestimmte Druckfestigkeitseigenschaften gegenüber ihren Kunden gewährleisten müssen. Zu diesem Zweck wird die gekrümmte Außenfläche mit einem Druck beaufschlagt und die Druckfestigkeit geprüft.
Bekannt sind bisher Prüfmethoden, bei denen die rohrförmigen Gegenstände unmittelbar mit einer hydraulischen Flüssigkeit beaufschlagt werden. Infolge des hohen Drucks, der aufzubringen ist, entstehen jedoch immer wieder Probleme mit einer zuverlässigen Abdichtung und darüber hinaus kann nicht ausgeschlossen werden, dass infolge des direkten Kontaktes mit der hydraulischen Flüssigkeit eine Verfälschung der Prüfergebnisse eintritt. Aus der DE 603 OO 993 T2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem das prüfende rohrförmige Teil in einer zylindrischen Druckkammer aufgenommen wird, deren Innendurchmesser wesentlich größer als das zu prüfende Teil ist. Der Zwischenraum wird mit kleinen Kugeln aufgefüllt, die von außen unter Druck gesetzt werden, um einen gleichmäßigen Druck auf die gekrümmte Oberfläche des zu prüfenden rohrförmigen Teils auszuüben. Um einen Direktkontakt des Druckmittels mit den Kugeln und des zu prüfenden Teils zu verhindern, ist eine Gummimembran vorgesehen, auf die der Druck ausgeübt wird und von wo der Druck auf die Kugeln übertragen wird, die an der Oberfläche des rohrförmigen Teils anliegen. Zur Erzielung einer ausreichenden Dichtigkeit ist es hierbei erforderlich, den vorhandenen Druckraum nach der Einlagerung des rohrförmigen Teils anschließend zu befüllen und in der Weise abzudichten, dass der beaufschlagte Druck nur auf die vorhandenen Kugeln einwirkt. Als nachteilig hat sich hierbei herausgestellt, dass der Aufwand zur Montage der Prüfvorrichtung und Demontage sehr hoch ist, sodass nur wenige rohrförmige Teile von ein und derselben Prüfvorrichtung in angemessener Zeit überprüft werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Prüfverfahren zu vereinfachen, um die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen und darüber hinaus das Handling wesentlich zu verbessern.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen, insbesondere Papierhülsen, in einer zylindrischen Druckkammer vorgesehen, welches durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
- Aufnehmen des zu prüfenden rohrförmigen Gegenstandes in einer Druckkammer, welche aus einem Hohlzylinder mit einem Druckmantel besteht, wobei sich der Druckmantel gegenüber dem Hohlzylinder abstützt und wobei eine Ausdehnung des Druckmantels in radialer Richtung nach außen sowie axial begrenzt wird;
- Beaufschlagen des Druckmantels mit einem Druckmittel, sodass sich die Innenfläche des Druckmantels gleichmäßig an die Oberfläche des Gegenstandes anlegt; und
- Vornehmen einer Druckerhöhung, bis der zu prüfende Enddruck erreicht wird oder eine Beschädigung des rohrförmigen Gegenstandes eingetreten ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der rohrförmige Gegenstand in einer Druckkammer aufgenommen wird, welche prinzipiell aus einem Hohlzylinder, vorzugsweise einem metallischen Hohlzylinder, mit einem Druckmantel besteht. Hierbei wird der rohrförmige Gegenstand in die Druckkammer eingeschoben, sodass der Druckmantel an der gekrümmten Oberfläche des rohrförmigen Gegenstands teilweise zu liegen kommt, ohne dass bereits ein Druck ausgeübt wird. Nach Druckbeaufschlagung legt sich der Druckmantel gleichmäßig an die Oberfläche des Gegenstands über den gesamten Umfang an und stützt sich gleichzeitig gegenüber dem Hohlzylinder ab, sodass der weitere Druckaufbau ausschließlich auf die Oberfläche des rohrförmigen Gegenstands übertragen wird. Hierbei wird eine kontrollierte Druckerhöhung so lange vorgenommen bis der zu prüfende Enddruck erreicht wird und somit die Stabilität des rohrförmigen Gegenstands gewährleistet oder eine Beschädigung eingetreten ist. Soweit eine vorzeitige Beschädigung des rohrförmigen Gegenstands eintritt, ist die erforderliche Druckfestigkeit nicht gegeben. Wenn jedoch der maximale Enddruck erreicht und entsprechend protokolliert wurde, hat der rohrförmige Gegenstand diesen Teil der Qualitätsprüfung bestanden, sodass das vorliegende Prüfergebnis als Qualitätszeugnis für die Kunden verwendbar ist.
Von Vorteil bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist insbesondere, dass ein Austausch des rohrförmigen Gegenstands ohne großen Zeitaufwand möglich ist, weil beispielsweise nur eine Druckentlastung erforderlich ist, damit sich der rohrförmige Gegenstand innerhalb des Druckmantels wieder frei bewegen lässt. Nach Zuführung eines weiteren rohrförmigen Gegenstands kann sofort eine erneute Prüfung durchgeführt werden, ohne dass aufwändige Abdichtungsmaßnahmen erforderlich sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich somit insbesondere dadurch aus, dass ein zu prüfendender rohrförmiger Gegenstand, zum Beispiel eine Papierhülse, in die Prüfvorrich- tung eingelegt wird und auf die Oberfläche des rohrfömigen Gegenstandes über die gesamt Länge der Prüfvorrichtung durch den Druckmantel eine Druckbeaufschlagung erfolgt, wobei die Ausdehnung des Druckmantels in radialer Richtung nach außen sowie axial begrenzt wird. Bei dieser Druckbeaufschlagung kann somit eine Ausnehmung nur in Richtung des zu prüfenden rohrförmigen Gegenstandes erfolgen. Nach Beendigung der Prüfung, dass heißt entweder Erreichen eines vorgegebenen Enddrucks oder erfolgter Beschädigung des rohrförmigen Gegenstandes, ist zum Austausch des rohrförmigen Gegenstandes lediglich eine kurzfristige Druckentlastung vorzunehmen. Von besonderer Bedeutung ist bei dem Verfahren ferner, dass aufwändige Abdichtungsmaßnahmen auch im Falle höher aufzubringender Prüfdrücke entbehrlich sind, da lediglich das Innenvolumen des beaufschlagten Druckmantels mit dem verwendeten Fluid in unmittelbaren Kontakt gelangt.
Ein weiterer Vorteil bei der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung besteht darin, dass keine Einspannungen endseitig der Prüfvorrichtung erforderlich sind und die Länge der zu prüfenden Oberfläche wesentlich größer ausgebildet sein kann. Hier kommt es nur auf die Länge der Prüfvorrichtung an und diese kann entsprechend dimensioniert werden. Durch diese Art der Einspannung wird insbesondere sichergestellt, dass der rohrförmige Gegenstand, beispielweise eine Papierhülse, sich wie im späteren Einsatz verhält und infolge der Druckbelastung Verwerfungen oder Stauchungen erfährt, die sich über die gesamte axiale Länge der Hülse erstrecken, sodass eventuelle Schwachstellen zu einer Zerstörung der Hülse führen. Somit ist eine solche Prüfung wesentlich realistischer und darüber hinaus durch die Einfachheit der Prüfungsanordnung schnell und flexibel durchführbar.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung besteht ferner darin, dass die Prüfungsvorrichtung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Aufbaus sehr lang gebaut werden kann und somit absolut realistische Belastungstests an den Papierhülsen vorgenommen werden können. Des Weiteren erlaubt die Prüfvorrichtung die Erfassung der Längen- und Durchmesseränderung während der Druckerhöhung, sodass das typische Verhalten der zu prüfenden Papierhülse festgestellt werden kann, bevor eine Zerstörung eintritt. Typischerweise tritt bei der Druckerhöhung zunächst ein linearer Anstieg des Verhältnisses Er = Dp / DD auf, bevor nach einem asymmtotischen Verlauf der Kennlinie der Bruchpunkt erreicht wird. Hierbei handelt es sich um das typische Verhalten einer gewickelten Rohrhülse während des praktischen Einsatzes, falls diese zu schwach dimensioniert war.
Von besonderer Bedeutung ist, dass auf die gekrümmte Oberfläche des rohrförmigen Gegenstands ein gleichmäßiger Druck durch den Druckmantel ausgeübt wird und aus diesem Grund wird eine Form gewählt, die koaxial den rohrförmigen Gegenstand umschließt. Als hydraulisches Druckmittel kommt vorrangig eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, ein Öl oder ein Gel, infrage. Alternativ besteht die Möglichkeit, ein Gemisch der vorgenannten Druckmittel zu verwenden.
Um eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung des rohrförmigen Gegenstands zu gewährleisten, ist ferner vorgesehen, dass die Ausdehnung des Druckmantels durch den Hohlzylinder einerseits und durch endseitige Flanschscheiben andererseits begrenzt ist, sodass bei der Druckbeaufschlagung eine Ausdehnung nur in Richtung der rohrförmigen Gegenstände erfolgen kann.
Zur Protokollierung ist hierbei vorgesehen, dass durch Manometer die Überwachung und Anzeige des jeweiligen Drucks vorgenommen wird bis der erforderliche Enddruck erreicht wurde. Im Falle einer vorzeitigen Zerstörung des rohrförmigen Gegenstands kann durch die Detektion eines plötzlichen Druckabfalls infolge eines Zusammendrückens des rohrförmigen Gegenstands die Beschädigung angezeigt werden.
In weiterer Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, während der Druckbeaufschlagung den Innendurchmesser zu überwachen, um die Formstabilität während der Druckbeaufschlagung und somit die Formveränderung ebenfalls zu protokollieren. Hierbei besteht im Weiteren die Möglichkeit, durch Sensoren eine Längenveränderung des rohrförmigen Gegenstands zu überwachen, um auch diese Formänderung zu protokollieren. Darüber hinaus kann mit Hilfe einer zusätzlichen Rotationseinrichtung der Rundlauf des rohrförmigen Körpers geprüft werden. Die Maßnahme ist für schnell laufende rohrförmige Körper von besonderer Bedeutung, da bereits eine geringe Unwucht zu großen Problemen führen kann.
Der besondere Vorteil des angewendeten Verfahrens besteht im Weiteren darin, dass gleichzeitig eine Oberflächenprüfung der rohrförmigen Gegenstände vorgenommen werden kann. In vielen Fällen werden Papierhülsen mit einer Finishschicht versehen, die eine Beschädigung der aufzuwickelnden Materialien verhindern soll. Die Finishschicht kann hierbei eine unterschiedliche Schichtstärke aufweisen und ist dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst. Soweit beispielsweise Folien auf die Papierhülsen aufgewickelt werden sollen, dürfen diese nicht beschädigt werden und aus diesem Grund wird eine weiche Finishschicht aufgewickelt. Mit dem vorliegenden Prüfverfahren besteht die Möglichkeit, während des Druckaufbaus bis zum Erreichen des Enddrucks die Veränderung der Oberfläche nach Herausnahme des rohrförmigen Gegenstands aus der Prüfvorrichtung nachzuvollziehen. Ist die Fläche nach wie vor glatt und elastisch in ihre Ursprungsform zurückgegangen, sind Beschädigungen der aufzuwickelnden Materialien auszuschließen. Weist die Oberfläche jedoch infolge der Druckbelastung Unebenheiten auf oder die neigt die Oberfläche zur Rissbildung besteht die Gefahr, dass auf die Hülse aufgewickelte Materialien ebenfalls beschädigt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren besteht somit während der Prüfung die Möglichkeit, bestimmte Drücke zu simulieren und jeweils die Oberflächenbeschaffenheit zu prüfen und dies bis zum maximalen Druck zu steigern, sodass bereits frühzeitig eine Deformierung der Oberfläche in einzelnen Prüfschritten nachvollzogen werden kann.
Erfindungsgemäß ist im Weiteren eine Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen vorgesehen, welche eine zylindrische Druckkammer zur Aufnahme des rohrförmigen Gegenstands, eine Steuereinheit und weitere Druck erzeugende Einrichtungen umfasst, wobei die Druckkammer aus einem metallischen Hohlzylinder besteht, in dem ein Druckmantel gelagert ist, welcher mit einem Druckmittel beaufschlagt werden kann. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Vorrichtungsansprüchen.
Aus Stabilitätsgründen ist der verwendete Hohlzylinder aus Metall gefertigt und weist eine entsprechende Wandstärke auf. Innerhalb des metallischen Hohlzylinders ist der Druckmantel gelagert, welcher entweder unmittelbar mit der Innenfläche des metallischen Hohlzylinders verbunden ist oder in Form einer lose eingelegten flexiblen Manschette eingefügt wird. Im Fall einer Druckmittelbeaufschlagung weitet sich somit die Manschette beziehungsweise der Druckmantel und stützt sich mit seiner Außenfläche an dem metallischen Hohlzylinder ab, während die Innenfläche gleichmäßig an dem rohrförmigen Gegenstand anliegt. Um einen gleichmäßigen Anpressdruck auf den rohrförmigen Gegenstand, insbesondere die Papierhülsen, zu erzielen, ist die Ausdehnung der Manschette in radialer Richtung durch den Hohlzylinder begrenzt und in axialer Richtung durch Flanschscheiben, welche stirnseitig mit dem Hohlzylinder verschraubt sind und einen Durchbruch aufweisen, der an den Außendurchmesser der rohrförmigen Gegenstände insoweit angepasst ist, sodass die größten zu untersuchenden Gegenstände durch die Flanschscheiben hindurch in den Hohlzylinder eingeschoben werden können. Von besonderem Vorteil ist hierbei die beidseitige Zugänglichkeit der Prüfvorrichtung. Der Druckmantel selbst wird mit einem Druckmittel beaufschlagt, welches durch einen Druckmittelanschluss von außen zugeführt werden kann, wobei eine beliebige Position der Druckmittelzufuhr gewählt werden kann. Vorzugsweise wird der Druckmittelanschluss hierbei durch den Hohlzylinder radial nach außen geführt, sodass die Anbindung des Druckmittelanschlusses an den Druckmantel oder die Manschette unter Formschluss gegenüber dem Hohlzylinder gelagert ist, sodass eine mechanische Beanspruchung ausgeschlossen werden kann. Die hierbei verwendete Manschette liegt somit zwischen dem Hohlzylinder und dem rohrförmigen Gegenstand und wird bei der Druckbeaufschlagung flächig an den Hohlzylinder und an den rohrförmigen Gegenstand gepresst. Hierdurch ist insbesondere sicher gestellt, dass ein Faltenwurf oder eine unregelmäßige Anlage an den zu prüfenden Gegenstand vermieden wird. Die Haltbarkeit dieser Manschette ist somit für eine Vielzahl von Versuchen ausgelegt, während sich die Vorrichtung im Weiteren dadurch auszeichnet, dass die prüfenden Gegenstände leicht von beiden Seiten in die Prüfvorrichtung eingeführt und ebenso leicht wieder entfernt werden können. Die Manschette kann beispielweise aus einer flexiblen Gummimanschette oder aus einer Mischung von textilen Fasern, Kunstfasern oder gummiähnlichen Materialien bestehen.
Während des Prüfvorgangs ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass durch Manometer der Druckaufbau kontinuierlich geprüft und protokolliert werden kann, wobei ein plötzlicher Druckabfall sofort detektierbar ist und eine Beschädigung des rohrförmigen Gegenstands anzeigt. Immer dann, wenn die Papierhülse den Druckbelastungen nicht mehr Stand halten kann, wird es zu einer Deformierung führen, sodass nicht nur die Oberfläche, sondern auch die Wandstärke und die vorliegende Geometrie beeinträchtigt wird. Bei einem Nachgeben kann sich somit die Gummimanschette sofort ausdehnen, wodurch ein kurzzeitiger aber deutlich feststellbarer Druckabfall entsteht. Ferner besteht die Möglichkeit, sowohl den Innendurchmesser als auch eine Längenveränderung der rohrförmigen Gegenstände durch Sensoren zu überwachen und ebenfalls zu protokollieren, damit auftretende Formänderungen, welche ebenfalls unerwünscht sind, nicht ein übliches Toleranzmaß überschreiten. Sämtliche aufgenommenen Messwerte können somit in einem Protokoll zusammen gefasst eine Qualitätssicherung für ein bestimmtes Produkt gewährleisten, welches die gesetzten Anforderungen nach bestandener Prüfung erfüllt.
Vorzugsweise kann für die Prüfvorrichtung eine elektronische Steuereinheit, insbesondere eine EDV-gestützte Steuereinheit verwendet werden, welche nicht nur die Sensoren überwacht und deren Messwerte aufnimmt und speichert, sondern auch die Druckmittelbeaufschlagung entsprechend steuert, wobei im Bedarfsfall die Weiterleitung der gespeicherten Informationen zu einem Datenträger oder einer übergeordneten Kommunikationseinheit erfolgt. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass im Fall eines schnellen Druckabfalls durch eine Beschädigung des rohrförmigen Gegenstands ein optischer und/oder akustischer Signalgeber aktiviert wird, sodass unabhängig von der elektronischen Steuereinheit für die prüfende Person sofort ersichtlich ist, dass der Prüfvorgang abgebrochen werden kann, weil der rohrförmige Gegenstand den Belastungen nicht Stand gehalten hat. Zur Erzeugung eines ausreichenden Enddrucks werden Druck erzeugende Einrichtungen vorgesehen, welche wenigstens einen Druckmittelbehälter, eine Pumpe und eine Zuleitung zum Druckmantel umfassen, sodass das Druckmittel kontinuierlich und überwacht zugeführt werden kann. Zusätzlich können weitere Sensoren in Form von Folien oder Messstreifen auf die Oberfläche der rohrförmigen Köper vorgesehen sein, um die Oberflächenbeanspruchung zu überwachen.
In besonderer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Prüfvorrichtung eine Welle aufweist, die über Lagerelemente abgestützt ist und ein Handrad aufweist, wobei die Sensoren drehfest mit der Welle verbunden sind. Mit Hilfe der Welle kann vor oder nach der erfolgten Druckprüfung die Rundlaufeigenschaft geprüft werden, welche beispielweise bei schnell laufenden Druckmaschinen besonders beachtet werden muss.
Zusammenfassend kann somit festgestellt werden, dass durch das erfindungsgemäß-e Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Vorrichtung eine Vielzahl von rohrförmigen Gegenständen innerhalb kürzester Zeit hinsichtlich ihrer Druckfestigkeit prüfen kann, wobei die Besonderheit des Verfahrens darin besteht, dass ein schnelles Auswechseln des rohrförmigen Gegenstands gewährleistet ist und aufwändige Abdichtungsmaßnahmen, Verschraubungen etc., die nach jedem Einlegen eines rohrförmigen Gegenstands erforderlich sind, vermieden werden können. Mit der Vorrichtung kann vielmehr ein kontinuierlicher Prüfvorgang durchgeführt werden, mit einem schnellen Austausch der rohrförmigen Gegenstände und sofortiger Weiterverwendung der Prüfvorrichtung.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand der Figuren näher erläutert, wobei das gezeigte Ausführungsbeispiel nicht als Einschränkung angesehen werden darf.
Es zeigt
Fig. 1 in einer geschnittenen Seitenansicht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Prüfung der Druckfestigkeit eines rohrförmigen Körpers,
Fig. 2 eine weitere Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Figur 1, Fig. 3 in einer ersten perspektivischen Ansicht die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Figur 1 mit ihrem Außenmantel,
Fig. 4 die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Figur 3 in einer perspektivischen geschnittenen Ansicht D.
Fig. 5 eine Anordnung zur Durchführung des Prüfverfahrens und
Fig. 6 einen typischen Verlauf der Kennlinie für Er = Dp / DD bei einer Papierhülse.
Figur 1 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 , bestehend aus einem Hohlzylinder 2, zwei stirnseitigen Flanschscheiben 3, 4 sowie einem Druckmantel 5. Der Hohlzylinder 2 weist einen Durchbruch 6 auf, durch den hindurch ein Druckmittelanschluss 7 des Druckmantels 5 nach außen geführt ist. Stirnseitig ist der Hohlzylinder 2 durch zwei Flanschscheiben 3, 4 begrenzt, die mittels Befestigungsbolzen 8 mit dem Hohlzylinder 2 verschraubt sind. Die Flanschscheiben 3, 4 weisen einen Durchbruch 9 auf, durch den hindurch der zu prüfende rohrförmige Körper 10 eingeschoben werden kann.
Für den vorgesehenen Verwendungszweck wird als Körper 10 ein Papierhülsenabschnitt, der über die gesamte Länge in die Vorrichtung 1 eingeschoben ist und mit seiner Außenfläche 11 unmittelbar in Kontakt mit der Innenfläche 12 des Druckmantels 5 steht, herangezogen. Es ist jedoch denkbar, dass die Vorrichtung 1 auch zur Prüfung anderer rohrförmiger Körper, beispielweise Kunststoffhülsen, verwendet wird. Der Druckmantel 5 liegt mit seiner Außenfläche 13 an der Innenfläche 14 des Hohlzylinders 2 an, sodass im Falle der Druckbeaufschlagung der Druckmantel 5 sich gegenüber dem Hohlzylinder 2 und den seitlichen Flanschscheiben 3, 4 abstützen kann. Somit ist eine Ausdehnung des Druckmantels 5, welcher im vorliegenden Ausführungsfall als Druckmembran oder Druckmanschette ausgebildet ist, nur in radialer Richtung auf den rohrförmigen Körper 10 möglich. Der Anschluss 7 des Druckmantels 5 ist über die Bohrung 6 aus dem Hohlzylinder 2 heraus geführt, sodass ein Druckmittel, beispielsweise Wasser, Öl oder ein Gel, mit hohem Druck zugeführt werden kann. Die Druck erzeugenden Aggregate sowie eine Steuereinrichtung sind in dieser Abbildung nicht dargestellt und der Figur 5 entnehmbar. Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einer weiteren Seitenansicht, und zwar in Richtung der Stirnfläche, sodass lediglich die Flanschscheibe 3 mit den Schraubbolzen 8 und dem Durchbruch 9 sowie dem innen liegenden rohrförmigen Körper 10 erkennbar ist.
Figur 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einer perspektivischen Ansicht mit dem aus dem Hohlzylinder 2 heraus geführten Druckmittelanschluss 7 sowie endseitig aufgeschraubten Flanschscheiben 3, 4, die mit Schraubbolzen 8 mit dem Hohlzylinder 2 verschraubt sind. Durch die Aussparung 9 hindurch ist der Druckmantel 5 bzw. die Druckmanschette sowie der eingelegte rohrförmige Körper 10 erkennbar.
Aus Figur 4, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einer geschnittenen Darstellung zeigt, ist im Weiteren deutlich zu entnehmen, wie der Hohlzylinder 2 an dem Druckmantel 5 und der Druckmantel 5 an dem rohrförmigen Körper anliegt. Ebenso ist die Verschraubung der Flanschscheiben 3, 4 mit dem Hohlzylinder 2 ersichtlich.
Zur Prüfung des rohrförmigen Körpers 10 wird dieser durch den Durchbruch 9 hindurch in die Vorrichtung 1 eingeschoben und sodann kann über den Druckmittelanschluss 7 das Druckmittel zugeführt werden. Dies gelangt ausschließlich in den vorhandenen Druckmantel 5, welcher vollständig geschlossen ist und einerseits an dem Hohlzylinder 2 und andererseits an dem rohrförmigen Körper 10 anliegt. Infolge der Druckerhöhung wird ein gleichmäßiger Druck von außen auf die gekrümmte Oberfläche des rohrförmigen Körpers 10 ausgeübt und es kann ein gleichmäßiger Druck aufgebracht werden, sodass der zu prüfende rohrförmige Körper 10 hinsichtlich seiner Druckfestigkeit überprüft werden kann. Durch weitere nicht dargestellte Sensoren kann hierbei eine Veränderung des Innendurchmessers, der Gesamtlänge des rohrförmigen Körpers 10 sowie des erzeugten Druckes gemessen werden und über eine ebenfalls nicht dargestellte Steuereinrichtung kann der Ablauf des Prüfprogramms vorgegeben sowie die ermittelten Daten aufgenommen und protokolliert werden.
Figur 5 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in einer geschnittenen Darstellung, bestehend aus dem Hohlzylinder 2 und zwei stirnseitigen Flanschscheiben 3, 4 sowie dem verwendeten Druckmantel 5. In die Vorrichtung 1 ist ein zu prüfender Körper 10 eingeschoben, und zwar handelt es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um einen Papierhülsenabschnitt, der aus einer Vielzahl von gewickelten Papierlagen besteht. Die gesamte Prüfanordnung besteht im Weiteren aus einer Steuereinheit 15, die zur Auswertung der Messwertsig- nale und zur Beaufschlagung des Druckmantels 5 mit einem Druckmittel vorgesehen ist, wobei das Druckmittel aus einem Vorratsbehälter 16 über eine Pumpeneinrichtung 17 dem Druckmantel 5 zugeführt wird. Zu diesem Zweck ist der Druckmittelvorratsbehälter 16 über eine Zuleitung 18 einerseits mit der Pumpeneinrichtung 17 sowie die Pumpeneinrichtung 17 über eine weitere Zuleitung 19 mit dem Druckmittelanschluss 7 verbunden. Zusätzlich ist ein Druckmessgerät 20 vorgesehen, welches unmittelbar den Druck in der Zuleitung 19 anzeigen kann. Über eine Steuerleitung 21 erfolgt die Steuerung der Pumpeneinrichtung 17 durch die Steuereinheit 15. Darüber hinaus ist die Steuereinheit 15 mit Zuleitungen 22, 23, 24 ausgestattet, die zu einzelnen Sensoren 25, 26, 27, 28, 29 führen. Die Sensoren 25, 29 dienen zur Feststellung einer Längenänderung des rohrförmigen Körpers 10, während die Sensoren 26, 27, 28 eine mögliche Deformierung des Rohrkörpers in radialer Richtung überwachen. Des Weiteren kann der rohrförmige Körper 10 selbst mit Messfolien 30 beziehungsweise Messstreifen auf der Oberfläche versehen sein, die um den rohrförmigen Körper teilweise gewickelt werden, um somit die Bestimmung des Druckverlaufes über die gesamte Rohrlänge festzustellen. Über eine akustische und/oder optische Einrichtung 31 besteht darüber hinaus die Möglichkeit einen plötzlichen Druckabfall infolge einer Zerstörung des rohrförmigen Körpers 10 anzuzeigen.
Des Weiteren verfügt die Vorrichtung 1 über eine Welle 32, die seitlich über Lagerelemente 33, 34 abgestützt ist und über ein Handrad 35 verfügt. An der Welle 32 sind die Sensoren 26, 27, 82 befestigt, die innerhalb der rohrförmigen Wandung 10 angeordnet sind und mit ihren Messfühlern an der Wandung des rohrförmigen Korpus anliegen. Die Sensoren 26, 27, 28 sind an der Welle 32 befestigt, sodass mit Hilfe der Sensoren 26, 27, 28 und Betätigung des Handrades 35 ein Rundlauf des rohrförmigen Körpers 10 überprüft werden kann. Der Rundlauf kann beispielweise unabhängig von einer Druckbeaufschlagung vorgenommen werden, um festzustellen, ob die Papierhülsen axial symmetrisch ausgebildet ist. Mit Hilfe der Sensoren 26, 27 und 28 besteht darüber hinaus die Möglichkeit festzustellen, ob die Hülse nach erfolgter Druckbeaufschlagung einen gewünschten Rundlauf ohne geometrische Verformung aufweist, um einen vorgegebenen Qualitätsstandard einzuhalten.
Figur 6 zeigt den typischen Verlauf der ermittelten Kennlinie während des Belastungstestes mit der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung. Das Verhältnis Er= Dp / DD zeigt zunächst einen linearen Anstieg bei Druckerhöhung bevor die Kennlinie in einen asymmtotischen Verlauf bis zum Bruchpunkt übergeht. Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Hohlzylinder
3 Flanschscheibe
4 Flanschscheibe
5 Druckmantel
6 Durchbruch
7 Druckmittelanschluss
8 Befestigungsbolzen
9 Durchbruch
10 rohrförmige Körper
1 1 Außenfläche
12 Innenfläche
13 Außenfläche
14 Innenfläche
15 Steuereinheit
16 Vorratsbehälter
17 Pumpeneinrichtung
18 Zuleitung
19 Zuleitung
20 Druckmessgerät
21 Steuerleitung
22 Zuleitung
23 Zuleitung
24 Zuleitung
25 Sensor
26 Sensor
27 Sensor
28 Sensor
29 Sensor
30 Messfolie
31 Einrichtung
32 Welle
33 Lagerelement Lagerelement Handrad Klemmkörper Klemmkörper

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10), insbesondere Papierhülsen, in einer zylindrischen Druckkammer,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Aufnehmen des zu prüfenden rohrförmigen Gegenstandes (10) in einer Druckkammer, welche aus einem Hohlzylinder (2) mit einem Druckmantel (5) besteht, wobei sich der Druckmantel (5) gegenüber dem Hohlzylinder (2) abstützt und wobei eine Ausdehnung des Druckmantels (5) in radialer Richtung nach außen sowie axial begrenzt wird;
- Beaufschlagen des Druckmantels (5) mit einem Druckmittel, sodass sich die Innenfläche (12) des Druckmantels (5) gleichmäßig an die Oberfläche des Gegenstandes (10) anlegt; und
- Vornehmen einer Druckerhöhung, bis der zu prüfende Enddruck erreicht wird oder eine Beschädigung des rohrförmigen Gegenstandes (10) eingetreten ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet dadurch,
dass auf die gekrümmte Oberfläche des rohrförmigen Gegenstandes (10) ein gleichmäßiger Druck durch den Druckmantel (5) ausgeübt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet dadurch,
dass als hydraulisches Druckmittel eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser oder Öl, ein Gel oder ein Gemisch der vorgenannten Druckmittel verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch,
dass die Ausdehnung des Druckmantels (5) durch den Hohlzylinder (2) und endseitige Flanschscheiben (3, 4) begrenzt wird, sodass eine Ausdehnung in Richtung der rohr- förmigen Gegenstände (10) erreicht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4,
gekennzeichnet dadurch,
dass durch ein Manometer (20) der Druck innerhalb des Druckmantels (5) überwacht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5,
gekennzeichnet dadurch,
dass durch die Detektion eines plötzlichen Drucksabfalls die Beschädigung des Gegenstandes (10) angezeigt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6,
gekennzeichnet dadurch,
dass durch weitere Sensoren (26, 27, 28) der Innendurchmesser überwacht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7,
gekennzeichnet dadurch,
dass durch weitere Sensoren (25, 29) die Längenveränderung des rohrförmigen Gegenstandes (10) überwacht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8, gekennzeichnet dadurch,
dass mit Hilfe der Prüfvorrichtung eine Oberflächenprüfung der rohrförmigen Gegenstände (10), insbesondere eine Rundlaufprüfung und eine Prüfung auf geometrische Verformung, vorgenommen wird.
10. Vorrichtung (1) zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10), umfassend eine zylindrische Druckkammer zur Aufnahme des rohrförmigen Gegenstandes (10), eine Steuereinheit und weitere druckerzeugende Einrichtungen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Druckkammer aus einem metallischen Hohlzylinder (2) besteht, in dem ein Druckmantel (5) gelagert ist, welcher mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist, wobei der Druckmantel (5) mit der Innenfläche (12) an dem rohrförmigen Gegenstand (10) bei einer Druckbeaufschlagung anliegt, während sich die Außenfläche (13) an dem Hohlzylinder (2) abstützt, wobei eine Ausdehnung des Druckmantels (5) in radialer Richtung nach außen sowie axial begrenzt ist.
11. Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckmantel (5) aus einer flexiblen Manschette besteht.
12. Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10) nach Anspruch 10 oder 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckmantel (5) mit einem Druckmittel beaufschlag bar ist, welches durch einen Druckmittelanschluss (7) von außen zuführbar ist.
13. Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10) nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckmantelanschluss (7) durch den Hohlzylinder (2) hindurch radial nach außen geführt ist.
14. Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10) nach einem der Ansprüche 10 - 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Hohlzylinder (2) stirnseitig mit Flanschscheiben (3, 4) verschraubt ist, welche einen Durchbruch (9) aufweisen, der an den Außendurchmesser der rohrförmigen Gegenstände (10) angepasst ist.
15. Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10) nach einem der Ansprüche 10 - 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch ein Manometer (20) der Druckaufbau kontrollierbar ist.
16. Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10) nach einem der Ansprüche 10 - 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch Sensoren ein Druckabfall detektierbar ist, um die Beschädigung des rohrförmigen Gegenstandes (10) festzustellen.
17. Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10) nach einem der Ansprüche 10 - 16,
dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des rohrförmigen Gegenstandes (10) und/oder eine Längenänderung durch Sensoren (25, 26, 27, 28, 29) überwacht wird.
18. Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10) nach einem der Ansprüche 10 - 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch eine elektronische Steuereinheit (15) die Sensoren (25, 26, 27, 28, 29) überwacht und die Messwerte gespeichert sowie die Druckmittelbeaufschlagung gesteuert wird, wobei im Bedarfsfall die Weiterleitung der gespeicherten Information erfolgt.
19. Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10) nach einem der Ansprüche 10 - 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Falle eines Druckabfalls optische und/oder akustische Signalgeber (31) aktivierbar sind.
20. Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10) nach einem der Ansprüche 10 - 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Druck erzeugende Einrichtung wenigstens einen Druckmittelbehälter (16), eine Pumpe (17) und Zuleitung (18, 19) zum Druckmantel (5) aufweist.
21. Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10) nach einem der Ansprüche 10 - 21 ,
dadurch gekennzeichnet, dass weitere Sensoren in Form von Folien (30) oder Messstreifen auf der Oberfläche des rohrförmigen Körpers vorgesehen sind.
22. Vorrichtung zur Prüfung von rohrförmigen Gegenständen (10) nach einem der Ansprüche 10 - 21,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Prüfvorrichtung eine Mitnahmewelle (32) aufweist, die über Lagerelemente (33, 34) abgestützt ist und ein Handrad (35) aufweist, wobei die Sensoren (26, 27, 28) drehfest mit der Welle (32) verbunden sind.
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