DE29609767U1

DE29609767U1 - Meßgerät zur Erfassung der Einschubtiefe in einer Rohrverbindung

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Publication number: DE29609767U1
Application number: DE29609767U
Authority: DE
Original assignee: Mannesmann AG; Novopress GmbH Pressen und Presswerkzeuge and Co KG
Current assignee: Vodafone GmbH; Novopress GmbH Pressen und Presswerkzeuge and Co KG
Priority date: 1995-06-08
Filing date: 1996-06-01
Publication date: 1996-10-10
Anticipated expiration: 2006-06-02
Also published as: WO1996041982A1; AU6220896A; DE19520889A1

Description

Beschreibung; Novopress GmbH Pressen und Presswerkzeuqe & Co. KG, Scharnhorststr. 1, 41460 Neuss Mannesmann AG, Mannesmannufer 2, 40213 Düsseldorf

Meßgerät zur Erfassung der Einschubtiefe in einer Rohrverbindung

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät zur Erfassung der Einschubtiefe in einer Rohrverbindung, bestehend aus einem Rohr und einem Preßfitting, mit einem Geräteträger mit wenigstens einem am Geräteträger angeordneten Ultraschallgeber und Ultraschallempfänger sowie mit einer Meßschaltung zur Auswertung von Ultraschallsignalen derart, daß ein von der Einschubtiefe abhängiges Signal entsteht.

Zur Verbindung von Rohrenden ist es bekannt, hülsenförmige Preßfittings zu verwenden, die plastisch verformbar sind und aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, bestehen. Solche Rohrverbindungen und die zugehörigen Preßfittings sind beispielsweise aus der DE-C-Il 87 870 und der DE-C-40 12 504 bekannt. Für die Herstellung der Verbindung wird der Endbereich eines Rohres axial in den Preßfitting eingeschoben und anschließend mittels eines auf den Preßfitting aufgesetzten Preßwerkzeugs durch zueinander bewegbare Preßbacken kraft- und formschlüssig miteinander verbunden.

Die Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen dem Rohr und dem Preßfitting hängt u. a. davon ab, daß das Rohr um eine bestimmte Mindesteinschubtiefe in den Preßfitting eingeschoben wird. Die Einschubtiefe wird durch eine Einschnürung im Preßfitting begrenzt. Dabei ist der axiale Abstand der Einschnürung zu dem Ende, in das das Rohr einzuschieben ist, umso größer, je größer

der Durchmesser des Rohrendes bzw. des Preßfittings ist. Die Einschnürung bildet dabei einen Anschlag gegen das weitere axiale Einschieben des Rohres.

Da die Einschubtiefe von außen nicht erkennbar ist, ist ein Meßgerät entwickelt worden, das der Messung der Einschubtiefe dienen soll. Es hat einen auf die Außenseite der Rohrverbindung aufsetzbaren Geräteträger, der auch als Preßgerät ausgebildet sein kann und an dem ein Dickensensor zur Erfassung der Materialstärke der Rohrverbindung angebracht ist (PCT/WO 95/06232). Als Dickensensoren werden Ultraschall-, Magnetfeld- und/oder Wirbelstromsensoren vorgeschlagen. Mit Hilfe einer Auswerteeinrichtung wird die erfaßte Materialstärke zumindest qualitativ optisch oder akustisch dargestellt.

Diese Meßmethode hat sich als nicht zuverlässig erwiesen. Grund hierfür ist der in seiner Dimension schwankende Luftspalt zwischen dem Rohr und dem Preßfittirig. Auch die im Preßfitting im Bereich der Rohrverbindung eingelassenen Dichtringe stören die empfangenen Signale. Soweit magnetische Verfahren vorgeschlagen werden, sind sie nur bei magnetisierbarem Material und demnach nicht bei Edelstahlrohrverbindungen einsetzbar.

Daneben sind Wirbelstrommeßverfahren bekannt, die die Beeinflussung der Wirbelstromausbildung durch das Rohr hinter dem Preßfitting messen. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß das Empfangssignal bei verschiedenen Rohr- bzw. Fittingdurchmessern unterschiedlich ist, weil sich mit dem Durchmesser auch die Wanddicken von Preßfitting und Rohr ändern. Zudem wird der Wirbelstrom durch die Wandung des Preßfittings soweit abgeschwächt, daß eine genaue Messung der Einschubtiefe nicht gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßgerät der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die Einschubtiefe mit hoher Zuverlässigkeit erfaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Ultraschallgeber und Ultraschallempfänger für die Schrägeinschallung bzw. den Schrägempfang ausgebildet sind und der Geräteträger derart gestaltet ist, daß Ultraschallgeber und Ultraschallempfänger am Rohr in einem vorgegebenen Abstand zum Preßfitting anbringbar sind, wobei die Meßschaltung für die Auswertung von Ultraschallechos am Rohrende eingerichtet ist. Mit dem Ultraschallgeber werden Transversalwellen erzeugt, die am Rohrende reflektiert und dann von dem Ultraschallempfanger erfaßt werden können. Dabei können Ultraschallgeber und Ultraschallempfänger als ein einziger Ultraschallwandler ausgebildet sein, der durch die Meßschaltung so gesteuert wird, daß er sowohl als Geber als auch als Empfänger arbeitet.

Das Ultraschallsignal kann sich aus einer Mehrzahl von Einzelsignalen zusammensetzen. Es kann dann beispielsweise qualitativ oder quantitativ angezeigt, oder es kann zur Steuerung angeschlossener Geräte, z. B. eines Preßgeräts, verwendet werden. Dabei kann der vorher erwähnte Abstand im wesentlichen beliebig sein, sollte jedoch wesentlich geringer sein als zum anderen Rohrende. Br kann auch gegen Null gehen.

Grundgedanke der Erfindung ist demnach, mit Hilfe von Schrägeinschallung transversale Ultraschallwellen im Rohr zu erzeugen, die dann vom Rohrende reflektiert und vom Ultraschallempfänger detektiert werden. Dabei sollte darauf geachtet werden, daß die Einschallung unter dem ersten Winkel der Totalreflektion nach dem Schellius'sehen Gesetz erfolgt, um ein Überlappen der zurückgesendeten Signale zu vermeiden und damit eine aussagefähige Auswertung möglich zu machen. Da der Ultraschall vorzugsweise ohne Koppelhilfsmedium direkt und vor der Rohrverbindung in das Rohr eingeschallt wird, sind Meßwertverfälschungen aufgrund von Luftspalten ausgeschaltet. Mit dem Meßgerät ist also eine hohe Zuverlässigkeit und Meßgenauigkeit erreichbar.

Die für die Auswertung herangezogenen Bmpfangssignale können auf verschiedene Weise erzeugt werden. So kommt das im Stand der Technik bekannte Interferenzverfahren in Frage, bei dem Frequenzen überlagert werden. Geeignet ist auch das ebenfalls bekannte Resonanzverfahren, bei dem Frequenzen solange geändert werden, bis Resonanz eintritt, sowie Verfahren, bei denen eine Frequenzanalyse vorgenommen wird,, Daneben besteht die Möglichkeit, die Laufzeit des eingeschallten Ultraschallsignals bis zum Ultraschallempfänger als eine der Einschubtiefe des Rohres entsprechende Größe heranzuziehen.

Damit sich immer derselbe Abstand zwischen Ultraschallgeber bzw. Ultraschallempfänger und Preßfitting ergibt, kann der Geräteträger so ausgebildet sein, daß er sich am Preßfitting axial unbeweglich abstützen kann, beispielsweise an dem für solche Fittings charakteristischen Rundwulst oder am vorderen Ende des Preßfittings.

Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Meßgerät in einem bestimmten vorgegebenen Abstand zum Rohrende an das Rohr ansetzbar und die Meßschaltung für die Berechnung einer der Schallgeschwindigkeit des Rohres entsprechenden Größe aus dem Verhalten, insbesondere der Laufzeit eines Ultraschallsignals eingerichtet ist, wobei dieser Wert anschließend für die Bestimmung der Einschubtiefe übernommen, wird. Aufgrund des bekannten Abstands zum Rohrende läßt sich mit diesem zusätzlichen Schritt die Schallgeschwindigkeit im Rohrmaterial feststellen, die dann für die nachfolgende eigentliche Messung herangezogen wird. Ein solches Meßgerät kann auch bei unbekannten Rohrmaterialien verwendet werden.

Alternativ dazu kann das Meßgerät eine Verschiebeeinrichtung für die axiale Verschiebung des Ultraschallwandlers um einen vorbestimmten Weg aufweisen. Diese Ausbildung läßt es zu, daß an zwei in einem vorbestimmten axialen Abstand zueinander liegenden Stellen Ultraschallsignale in das Rohr eingeschallt und

wieder empfangen werden. Aufgrund des Unterschieds zwischen den daraus gebildeten Empfangssignalen kann die Schallgeschwindigkeit im Rohr ermittelt werden, d. h. der Unterschied stellt ein Maß für diese Schallgeschwindigkeit dar.

In Abweichung dazu kann das Meßgerät so ausgebildet sein, daß ein erster Ultraschallwandler als Ultraschallgeber und ein zweiter Ultraschallwandler als Ultraschallempfanger im Längsabstand zueinander angeordnet v/erden und die Meßschaltung auch für die Erfassung der Laufzeit eines Ultraschallsignals vom Ultraschallgeber direkt zum Ultraschallempfänger eingerichtet ist, wobei diese Laufzeit anschließend als eine der Schallgeschwindigkeit entsprechende Größe für die Bestimmung der Einschubtiefe übernommen wird. Dies setzt allerdings das Vorhandensein von zwei beabstandeten Ultraschallwandlern voraus.

Die übergabe der der Schallgeschwindigkeit entsprechenden Größe kann auf einfache Weise dadurch geschehen, daß diese Größe angezeigt und über eine Eingabeeinrichtung in die Meßschaltung eingegeben wird. Empfehlenswerter ist jedoch, die Meßschaltung so auszubilden, daß sie die der Schallgeschwindigkeit des Rohres entsprechenden Größe automatisch oder durch Quittierung von Hand für die Bestimmung der Einschubtiefe übernimmt.

Sofern das Meßgerät ausschließlich für Rohre aus Werkzeugstahl oder Edelstahl verwendet werden soll, ist es ausreichend, daß das Meßgerät einen Magnetsensor für die Erfassung der Magnetisierbarkeit des Rohres aufweist, wobei das jeweils erzeugte Signal für die Meßschaltung als eine für die Schallgeschwindigkeit charakteristische Größe herangezogen wird. Auch dies kann von Hand mit Hilfe einer Anzeige- und Eingabeeinrichtung oder durch automatische übergabe geschehen. Der Magnetsensor spricht darauf an, daß Edelstahl im Unterschied zu Werkzeugstahl praktisch nicht magnetisierbar ist.

Sofern die Meßschaltung für die Ermittlung der Laufzeit des Ul-

traschallsignals ausgerichtet ist, kann sie für die Erfassung und Verarbeitung des zeitlich kürzesten Ultraschallsignals eingerichtet sein, da diese Laufzeit direkt proportional zum Abstand zwischen Rohrende und Ultraschallgeber bzw. -nehmer und damit zur Einschubtiefe ist. Vorzuziehen ist jedoch eine Meßschaltung für die Erfassung und Verarbeitung des maximalen Einzelsignals des reflektierten Ultraschallsignals.

Darüberhinaus kann es sich empfehlen, daß die Meßschaltung für die Erfassung des Reflexionsverlaufs durch Verarbeitung mehrerer zeitlich nacheinander liegender Empfangssignale sowie für den Vergleich des Reflexionsverlaufs mit vorgegebenen Werten eingerichtet ist, welche für zumindest einen Rohrdurchmesser charakteristisch sind. Diese Art der Meßschaltung sollte mit einer Signaleinrichtung für eine Signalgabe verbunden sein, die für die Erfassung des jeweiligen Rohrdurchmessers charakteristisch ist. Aufgrund dieser Signalgabe läßt sich feststellen, ob der gemessene Rohrdurchmesser entweder mit den beispielsweise in einer Matrix gespeicherten theoretischen Werten übereinstimmt oder nicht. Ist letzteres der Fall, kann über die Signaleinrichtung entschieden werden, ob das zur Verfügung stehende Preßgerät für die Verbindung zwischen Rohr und Preßfitting größenmäßig geeignet ist oder nicht. Dabei besteht auch die Möglichkeit, daß mehrere Gruppen von vorgegebenen Werten vorhanden sind, die jeweils für einen bestimmten Rohrdurchmesser charakteristisch sind. Dies läßt es sogar zu, dem jeweiligen Rohrdurchmesser nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ anzuzeigen, wobei die Bedienungsperson dann anhand der Anzeige entscheiden kann, welches Preßgerät passend ist.

In besonders bevorzugter Ausbildung ist der Geräteträger als Preßwerkzeug zum radialen Verpressen der Rohrverbindung ausgebildet. Infolge des bestimmungsgemäßen Ansetzens des Preßgeräts an die Rohrverbindung durch Einfassen des wulstförmigen Endes des Preßfittings ist automatisch gesichert, daß der Ultraschallgeber entsprechend dem Grundgedanken der Erfindung immer in

einem vorbestimmten Abstand zu dem Preßfitting angeordnet und auf das Rohr zwecks Einschallung aufgesetzt wird. Diese Kombination aus Meßgerät und Preßwerkzeug ist besonders sicher einsetzbar, wenn die schon oben erwähnte Meßschaltung vorhanden ist, die eine Erfassung des Reflexionsverlaufs eingerichtet ist. Durch eine entsprechende Anzeige erhält die Bedienungsperson eine Information darüber, ob das zugehörige Preßgerät zu dem Durchmesser des Rohres paßt oder nicht.

In besonders bevorzugter Ausführung ist der gewöhnlich an dem Preßwerkzeug vorgesehene Antrieb mit der Meßschaltung derart verbunden, daß der Antrieb blockiert ist, wenn die Empfangssignale, die bei der Erfassung des Reflexionsverlaufs entstehen, nicht mit den vorgegebenen Werten übereinstimmt. Die hierdurch erreichte Sicherheit gegen Fehlbedienung läßt sich noch dadurch steigern, daß der Antrieb auch dann blockiert wird, wenn die gemessene Einschubtiefe kleiner ist als ein vorgegebener Wert für eine Einschubtiefe. Dies verhindert einen Preßvorgang bei zu geringer Einschubtiefe.

Alternativ dazu kann vorgesehen sein, daß das Meßgerät eine zumindest qualitative Anzeige für die Einschubtiefe hat. Diese Anzeige kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß eine optische Anzeige erst dann erlischt, wenn ein zuvor eingespeicherter Wert für die Einschubtiefe erreicht oder überschritten wird. Da die Mindesttiefe für die Einschubtiefe vom Rohrdurchmesser abhängig sind, kann die Meßschaltung auch so eingerichtet sein, daß bei Eingabe eines bestimmten Rohrdurchmessers die jeweils vorzugebende Einschubtiefe errechnet oder zugeordnet wird. Diese Ausbildung der Meßschaltung läßt sich auch mit der schon vorerwähnten Erfassung des Rohrdurchmessers mit Hilfe der Ultraschallmessung in der Weise kombinieren, daß nach Ermittlung des Rohrdurchmessers ein zugehöriger Wert für die Einschubtiefe zugeordnet oder errechnet wird, der dann für die Anzeige herangezogen wird.

Unabhängig davon besteht selbstverständlich die Möglichkeit, die jeweils gemessene Binschubtiefe nach entsprechender Aufbereitung der Meßsignale quantitativ anzuzeigen, so daß die Bedienungsperson die Möglichkeit hat, den angezeigten Wert mit sich aus Tabellen ergebenden Werten zu vergleichen. Die vorerwähnten automatischen Abgleiche bis hin zur Blockierung des Antriebs bei nicht ausreichender Einschubtiefe vermeiden jedoch Ablesefehler, die beim Vergleich mit einer Tabelle passieren können.

Nach der Erfindung ist schließlich vorgesehen, daß Ultraschallgeber und Ultraschallempfänger in Radialrichtung federnd geführt sind. Auf diese Weise ist gesichert, daß der oder die Ultraschallwandler unabhängig vom jeweiligen Rohrdurchmesser an dem Rohr zur Anlage kommen.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Bs zeigen:

Figur 1 ein Preßwerkzeug mit Ultraschallmeßgerät in der

Frontalansicht mit Schnitt durch eine Rohrverbindung;

Figur 2 die Seitenansicht des Preßwerkzeugs mit der

Rohrverbindung gemäß Figur 1;

Figur 3 einen Axialschnitt durch die Rohrverbindung und

einen Teil des Preßwerkzeugs gemäß den Figuren 1 und 2 in um 90° verdrehter Stellung;

Figur 4 eine scheniatische Darstellung eines anderen

Meßgeräts an dem Rohr;

Figur 5 eine Grafik zur Erläuterung der Ultraschallausbreitung im Rohr;

Figur 6 eine Grafik zur Darstellung der Ultraschall-

echos in Abhängig vom Radius des Rohres und

Figur 7 eine Grafik zur Darstellung der Ultraschallechos in Abhängigkeit vom Einschallwinkel.

In den Figuren 1 bis 3 ist ein Preßwerkzeug 1 dargestellt. Bs weist zwei im Abstand zueinander angeordnete Grundplatte 2, 3 auf, die nach nach oben in herzförmige, mit den Grundplatten 2, 3 verbundene Endplatten 4, 5 fortsetzen. In dem Freiraum zwischen den Grundplatten 2, 3 und den Bndplatten 5, 6 erstrecken sich Preßhebel 7, 8, die etwa mittig über Gelenkbolzen 9, 19 in den Bndplatten 5, 6 gelagert sind.

Die jeweils oberen Hebelarme 11, 12 der Preßhebel 7, 8 haben einander gegenüberliegende Einbuchtungen 13, 14. Innenseitig haben die Einbuchtungen 13, 14 zueinander passende Preßnuten 15, 16. Außenseitig werden die Einbuchtungen 13, 14 durch unregelmäßig vorstehende Ringstege 17, 18, 19, 20 begrenzt.

Die Preßhebel 7, 8 weist untere Hebelarme 21, 22 auf, deren Abstand sich in Richtung auf die Gelenkbolzen 9, 10 konisch verringert. Zwischen den Grundplatten 2, 3 sind zwei Spreizrollen 23, 24 auf einem hier nicht näher dargestellten Schlitten nebeneinander gelagert. Der Schlitten kann durch eine anmontierbare Antriebseinrichtung in Richtung des Pfeils P bewegt werden. Dabei fahren die Spreizrollen 23, 24 gegen Spreizflächen 25, 26 an den unteren Hebelarmen 21, 22 und drücken sie auseinander. Dies wiederum hat zur Folge, daß die oberen Hebelarme 11, 12 zueinander, d. h. in Preßrichtung bewegt werden.

An der in Figur 2 linksseitigen Grundplatte 2 ist eine Halterung 27 eines Meßgeräts angebracht, die eine nach oben offene Bohrung 28 aufweist. In diese Bohrung 28 ist ein Ultraschallwandler 29 teleskopisch bewegbar eingesetzt. Br stützt sich auf einer Schraubenfeder 30 ab, die bestrebt ist, den Ultraschallwandler 29 in Auswärtsrichtung, d. h. nach oben zu drücken. Der

Ultraschallwandler 29 ist - was in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist - so ausgebildet, daß er Ultraschall schräg in Richtung auf das Preßwerkzeug 1 aussenden und auch reflektierte Ultraschallsignale empfangen kann. Von der Unterseite des Ultraschallwandlers 29 geht eine elektrische Leitung 31 aus, die über eine vom Boden der Bohrung 28 ausgehenden Leitungskanal 32 zu einem hier nicht näher dargestellten Auswertgerät des Meßgeräts mit einer Meßschaltung zur Verarbeitung der vom Ultraschallwandler 29 ausgehenden Empfangssignale geht.

Wie sich insbesondere aus den Figuren 2 und 3 ersehen läßt, umfassen die Einbuchtungen 13, 14 eine Rohrverbindung 33. Sie besteht aus einem Rohr 34 und einem Preßfitting 35, beide üblicher Bauart. Der Preßfitting 35 hat endseitig über den Umfang gehende Ringwülste 36, 37, in die innenseitig jeweils ein Dichtungsring 38, 39 aus elastomerem Material eingelegt ist. In der Mitte hat der Preßfitting 35 eine Einschnürung 40, welche einen Anschlag für das Rohrende 41 des Rohres 34 bildet. Das Rohr 34 ist bis zu der Einschnürung 40 in den Preßfitting 35 eingeschoben.

Figur 4 zeigt schematisch eine Variante zu der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 3. Statt nur eines Ultraschallwandlers 29 sind hier zwei in Axialrichtung des Rohres 34 hintereinander angeordnete Ultraschallwandler vorgesehen, und zwar ein Ultraschallgeber 42 mit dem Abstand L zum Rohrende 41 und ein um den Abstand a näher zum Rohrende 41 angeordneter Ultraschallempfänger 43, wobei der Abstand zum Rohrende 41 durch b angezeigt ist. Beide Ultraschallwandler sind in einer hier nicht näher dargestellten Halterung geführt, welche in analoger Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 3 an dem hier ebenfalls nicht dargestellten Preßwerkzeug 1 fest angebracht ist. Auf diese Weise ist gesichert, daß Ultraschallgeber 42 und Ultraschallempfänger 43 bei bestimmungsgemäßem Ansetzen des Preßgeräts am Preßfitting 35 immer gleiche Abstände zum Preßfitting 35 haben.

Mit Hilfe des Ultraschallgebers 42 können Ultraschallwellen schräg in Richtung auf das Rohrende 41 eingeschallt werden, die sich im Rohr 34 als Transversalwellen zum Rohrende 41 hin ausbreiten und dort reflektiert werden. Die Ultraschallechos können dann von dem Ultraschallempfänger 43 empfangen und in elektrische Bmpfangssignale umgewandelt werden. Darüberhinaus kann die vom Ultraschallgeber 42 direkt zum Ultraschallempfänger 43 kommende Schallwelle erfaßt werden. Die Laufzeit dieser Schallwelle dient in der Meßschaltung als Basis für die Schallgeschwindigkeit des Rohrmaterials.

In Figur 5 ist das Rohr 34 mit dem Rohrende 41 erneut dargestellt, jedoch ohne den Preßfitting 35. "A" versinnbildlicht die Stelle, an der der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Ultraschallwandler 29 auf dem Rohr 34 aufgesetzt ist, und zwar in einem Abstand L zum Rohrende 41. Die Übertragung erfolgt ohne Koppelhilfsmedium wie Wasser oder Gelee. Mit Hilfe des Ultraschallwandlers 29 werden schräge Ultraschallimpulse von sehr kurzer Zeitdauer eingeschallt. Hierdurch entstehen über den Rohrquerschnitt transversale Schallwellen, die sich in allen Richtungen ausbreiten. Dabei ist der Abstand L so gewählt, daß eventuelle Schallreflexionen von links ausgeblendet werden können, indem der Abstand L wesentlich kleiner als die Gesamtlänge des Rohres 34 gewählt wird.

Der eingeschallte Ultraschallimpuls bzw. die Ultraschallwelle läuft bis zum Rohrende 41 und wird dort reflektiert. Die Laufzeit hängt davon ab, an welchem Punkt des Rohrquerschnitts zwischen S0 und Sl der jeweilige Anteil des Ultraschallimpulses reflektiert wird, d. h. je größer der Winkel &agr; ist, desto langer braucht der Anteil des Ultraschallimpulses, um nach Reflexion am Rohrende 41 wieder um Ausgangspunkt A und damit zu dem Ultraschallwandler 29 zu kommen. Die geringste Laufzeit hat der parallel zur Oberfläche des Rohres 34 zwischen A und S0 verlaufende Anteil. Seine Laufzeit entspricht dem Abstand L und ist

damit ein Meß für die Einschubtiefe des Rohres 34 in den Preßfitting 35, wenn das Preßwerkzeug 1 auf die Rohrverbindung 33 in der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Stellung aufgesetzt ist, die Preßnuten 15, 16 also den Ringwulst 36 einfassen.

Die im Winkel zu der Rohroberfläche laufenden Anteile des Ultraschallimpulses legen teilelliptische Strecken zurück, wie dies am Beispiel des Winkels &agr; und damit der Strecke A-Q durch Projizierung der Schnittfläche durch das Rohr 34 nach unten dargestellt ist. Der Ultraschallimpuls geht von A aus und teilt sich in einen Anteil A-G und einen Anteil A-H. Dabei erfolgt bei G und H die Reflexion. Am längsten ist der Weg von A bis Sl, Ist der Winkel &agr; größer als bei der Strecke A-Sl, also bei einem Winkel A-Sl bis A-K, löschen sich die Anteile des Ultraschallimpulses selbst aus, da sie sich entlang der Strecke K-Sl treffen und gleiche Amplitude und Phasen besitzen.

Nach Reflexion am Rohrende 41 kommen am Punkt A zeitlich nacheinander Reflexionen des Ultraschallimpulses an. Wenn sie von der Innenseite der Rohrwandung selbst kommen, ist die Zeit bei den üblicherweise verwendeten dünnwandigen Rohren sehr kurz, so daß sie ausgeblendet werden können. Umgekehrt treffen die von dem hier nicht dargestellten anderen Rohrende kommenden Echos im Verhältnis zu den Echos vom Rohrende 41 so spät ein, daß sie ebenfalls ausgeblendet werden können.

Figur 6 zeigt eine Schar von Teilellipsen, die die Anteile der Schallimpulse bei einem Geberabstand L zum Rohrende 41 von 32 mm und bei einem Rohrdurchmesser von 27 mm durchlaufen.

In Figur 7 ist die jeweils halbe zurückgelegte Strecke S über den Winkel des jeweiligen Anteils des Schallimpulses aufgezeichnet. Bei einem Winkel Null ist die halbe zurückgelegte Strecke S identisch mit L und damit mit dem Abstand des Ultraschallwandlers 29 vom Rohrende 41. Je größer der Winkel &agr; {Figur 5) wird, desto langer werden die Strecken und damit die Laufzeiten. Die

Enden der senkrechten Striche ergeben - miteinander verbunden eine für den jeweiligen Rohrdurchmesser charakteristische Kurve, die den Reflexionsverlauf darstellt. Der Winkel, bei dem Auslöschung erfolgt, ist im vorliegenden Beispiel 57°. Er ist umso kleiner, je größer der Abstand des Ultraschallwandlers 29 vom Rohrende 41 ist.

Die charakteristische Kurvenform, die sich aus der Verbindung der Enden der vertikalen Striche ergibt, ist umso steiler, je größer der Durchmesser des Rohres 34 ist. Nach Erfassung des Abstands L - hier 32 mm - läßt sich aufgrund der Kurvenform ermitteln, welchen Durchmesser das Rohr 34 hat. Dies kann dazu verwendet werden, über die Auswerteeinrichtung eine Anzeige über den Rohrdurchmesser zu geben, damit die Bedienungsperson für das Preßgerät 1 entscheiden kann, ob der Durchmesser zu dem Preßgerät 1 paßt oder nicht. Sicherheitshalber kann die Ermittlung des Rohrdurchmessers auch mit dem Antrieb für das Preßgerät 1 dergestalt verbunden werden, daß der Antrieb blockiert wird, wenn der festgestellte Rohrdurchmesser nicht zu den Einbuchtungen 13, 14 des Preßgeräts 1 paßt.

Claims

Ansprüche: Novopress GmbH Pressen und Presswerkzeuqe & Co. KG, Scharnhorststr. 1, 41460 Neuss Mannesmann AG, Mannesmannufer 2, 40213 Düsseldorf Meßgerät zur Erfassung der Sinschubtiefe in einer Rohrverbindung

1. Meßgerät zur Erfassung der Einschubtiefe in einer Rohrverbindung (33), bestehend aus dem Rohrende (41) eines Rohres (34) und einem Preßfitting (35), mit einem Geräteträger mit wenigstens einem am Geräteträger (1) angeordneten Ultraschallgeber (29, 34) und Ultraschallempfänger (29, 34) sowie mit einer Meßschaltung zur Auswertung von Ultraschallsignalen derart, daß ein von der Sinschubtiefe abhängiges Signal entsteht,

dadurch gekennzeichnet, daß Ultraschallgeber (29, 42) und Ultraschallempfänger (29, 43) für die Schrägeinschallung bzw. den Schrägempfang ausgebildet sind und der Geräteträger (1) derart gestaltet ist, daß Ultraschallgeber (29, 42) und Ultraschallempfänger (29, 43) am Rohr (34) in einem vorgegebenen Abstand zum Preßfitting (35) anbringbar sind, wobei die Meßschaltung für die Auswertung des Empfangssignals des Ultraschallempfängers (29, 43) eingerichtet ist.

2. Meßgerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung für die Erfassung der Laufzeit des Ultraschallsignals eingerichtet ist.

3. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät in einem bestimmten vorgegebenen Abstand zum Rohrende (41) an das Rohr (34) an-

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setzbar und die Meßschaltung für die Berechnung eines der
Schallgeschwindigkeit des Rohres (34) entsprechende Größe
aus dem Verhalten eines Ultraschallsignals eingerichtet ist, wobei dieser Wert anschließend für die Bestimmung der Einschubtiefe
übernommen wird.

4. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät eine Verschiebeeinrichtung für die axiale Verschiebung des Ultraschallwandlers um einen vorbestimmten Weg aufweist.

5. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallgeber (42) und
der Ultraschallempfänger (43) im Längsabstand zueinander angeordnet sind und daß die Meßschaltung auch für die Erfassung
der Laufzeit eines Ultraschallsignals vom Ultraschallgeber (42) direkt zum Ultraschallempfänger (43) eingerichtet ist, wobei diese Laufzeit anschließend als ein der Schallgeschwindigkeit entsprechende Größe für die Bestimmung der Einschubtiefe übernommen wird.

6. Meßgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät eine Anzeigeeinrichtung für die Schallgeschwindigkeit und eine Eingabeeinrichtung für die Vorgabe der Schallgeschwindigkeit des Rohres
(34) hat.

7. Meßgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung die der Schallgeschwindigkeit des Rohres (34) entsprechenden Größe automatisch oder durch Quittierung für die Bestimmung der Einschubtiefe übernimmt.

8. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät einen Magnetsensor für die Erfassung der Magnetisierbarkeit des Rohres (34) auf-

weist, wobei das jeweils erzeugte Signal für die Meßschaltung
als eine für die Schallgeschwindigkeit charakteristische
Größe herangezogen wird.

9. Meßgerät nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät eine Anzeige für
die zumindest qualitative Darstellung der Magnetisierbarkeit hat.

10. Meßgerät nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetsensor mit der Meßschaltung
für die automatische Übernahme der der Magnetisierbarkeit entsprechenden Größe verbunden ist.

11. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung für die Erfassung und Verarbeitung des maximalen Einzelsignals des reflektierten Ultraschallsignals eingerichtet ist.

12. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschaltung für die Erfassung des Reflexionsverlaufs durch Verarbeitung mehrerer zeitlich nacheinander liegender Empfangssignale und für den Vergleich des Reflexionsverlaufs mit vorgegebenen Werten eingerichtet ist, welche für zumindest einen Rohrdurchmesser charakteristisch sind.

13. Meßgerät nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Meßschaltung eine Signalgabe gehört, die für die Erfassung des jeweiligen Rohrdurchmessers
charakteristisch ist.

14. Meßgerät nach Ansprch 12 oder 13,

dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen von vorgegebenen Werten vorhanden sind, die jeweils für einen bestimmten
Durchmesser charakteristisch sind.

15. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14,

dadurch gekennzeichnet, daß der Geräteträger als Preßwerkzeug (1) zum radialen Verpressen der Rohrverbindung {33) ausgebildet ist.

16. Meßgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14 und Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßwerkzeug (1) einen Antrieb aufweist, der mit der Meßschaltung derart verbunden ist, daß der Antrieb blockiert ist, wenn der gemessene Reflesionsverlauf nicht mit den vorgegebenen Werten übereinstimmen .

17. Meßgerät nach Anspruch 15 oder 16,

dadurch gekennzeichnet, daß das Preßwerkzeug (1) einen Antrieb aufweist, der mit der Meßschaltung derart verbunden ist, daß der Antrieb blockiert ist, wenn die gemessene Einschubtiefe kleiner ist als ein vorgegebener Wert.

18. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17,

dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät eine zumindest qualitative Anzeige für die Einschubtiefe hat.

19. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18,

dadurch gekennzeichnet, daß Ultraschallgeber (29, 42) und Ultraschallempfänger (29, 43) in Radialrichtung federnd geführt sind.