DE10315575B3 - Vorrichtung zur Ermittlung der Verformung von Hülsen unter äußerer Druckbelastung - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Ermittlung der Verformung von Hülsen unter äußerer Druckbelastung besteht aus einem rohrförmigen Druckkörper, der an beiden Enden mit druckdichten Deckeln verschlossen wird. Ein Deckel weist innen ein Zentrierstück zur Aufnahme des einen Hülsenendes auf. Der zweite Deckel ist mit einer Zylinderbohrung zur Aufnahme eines verschiebbaren Kolbens mit angeformter Kolbenstange versehen, dessen inneres Ende ebenfalls als Zentrierstück zur Aufnahme des anderen Hülsenendes vorgesehen ist. Die Kolbenstange wird durch eine Deckelbohrung nach außen geführt und ist mit einem ersten Wegaufnehmer verbunden. Zwischen Deckel und Kolben sorgen Federn für eine kraftschlüssige Verbindung des Kolbens mit der Hülse. Am Umfang des rohrförmigen Druckkörpers sind weitere Wegaufnehmer angeordnet, deren Tastköpfe mit der äußeren Hülsenwand in Berührung stehen zwecks Ermittlung der radialen Verformung der Hülse.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der Verformung von Hülsen bei Aufbringung eines äußeren Druckes auf Hülsen aus Papier oder Karton zum Aufwickeln von flächigen Materialbahnen wie Papier, Karton, Kunststoff- oder Metallfolien. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ermittlung der Längen- und Durchmesseränderung einer Hülse unter Aufbringung eines äußeren Druckes auf den Umfang einer Hülse.
• Eine gattungsgemäße Vorrichtung wird in der EP 0 605 109 B1 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird die zu prüfende Hülsenprobe in eine Ringkammer eingebracht, die von einer elastischen Membran gebildet wird, deren innerer Durchmesser größer ist als der äußere Durchmesser der Hülse. Der Ringspalt zwischen Membran und Hülse wird mit Metallkugeln mit einem Durchmesser von 1,5 mm aufgefüllt, die den auf die Außenseite der Membran aufgebrachten hydraulischen Druck gleichmäßig auf die zu prüfende Hülse übertragen sollen. Die Prüfkammer selbst ist nach oben durch einen lösbaren Deckel verschlossen, der einen verstellbaren Niederhalter für die Hülse enthält. Innerhalb der zu prüfenden Hülse können Dehnungsmessstreifen angebracht werden, die eine Verformung der Hülse anzeigen.
• Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, dass eine Längenveränderung bei Druckbeaufschlagung der Hülse nicht gemessen werden kann, da die Hülse durch den Niederhalter in ihrer freien Längenausdehnung gehindert wird. Auch eine Änderung des äußeren Umfanges bzw. eine Verformung des ursprünglichen kreisförmigen Umfanges der Hülse kann nicht erfasst werden, da die Metallkugeln die Anordnung eines Messaufnehmers am äußeren Umfang der Hülse verhindern bzw. den Messaufnehmer zerstören würden.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Ermittlung der Druckfestigkeit und Verformung von Hülsen bei Aufbringung eines äußeren Druckes zur Verfügung zu stellen, die es erlaubt, Längen- und Formänderungen der Hülse über den Umfang unter Druckbelastung zu ermitteln. Die Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem rohrförmigen Druckbehälter 1, der beidseitig mit druckdichten Deckeln (3) und (12) verschlossen ist und eine Zuführung (14) für ein gasförmiges Druckmedium aufweist. Der Deckel (3) ist auf der Innenseite mit einem Zentrierstück (4) zur Aufnahme des einen Endes der zu prüfenden Hülse (2) versehen. Der Deckel (12) enthält einen axial verschiebbaren Kolben (13) mit angeformter Kolbenstange in einer im Deckel angeordneten Zylinderbohrung. Die Kolbenstange wird durch eine Deckelbohrung nach außen geführt und ist mit einem Wegaufnehmer (9) verbunden. Zwischen Deckel (12) und Kolben (13) sind Druckfedern (11) angeordnet, die den Kolben (13) mit der zu prüfenden Hülse (2) und dem am Deckel (3) angeordneten Zentrierstück (4) kraftschlüssig in Verbindung halten. An der der Hülse zugewandten Seite ist der Kolben (13) ebenfalls als Zentrierstück zur Aufnahme der Hülse (2) ausgebildet. Am äußeren Umfang des Druckbehälter (1) sind ein oder mehrere Wegaufnehmer (5) in radialer Richtung angeordnet, deren Tastkopf druckdicht durch die Wand des Behälters hindurchgeführt sind und mit der Außenwand der Hülse (2) in Kontakt stehen.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist ein zusätzlicher Wegaufnehmer (16) mit ein bis drei Tastköpfen mittels eines Haltearms am Deckel (3) befestigt, wobei die Tastköpfe in der Mitte der zu prüfenden Hülse mit deren Innenwand in Kontakt stehen.
• Die Wegaufnehmer (5) und (9) können mechanischer oder elektrischer Bauart sein.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der zusätzliche Wegaufnehmer (16) im Deckel (3) verschiebbar angeordnet. Dadurch wird eine Messung der Verformung der Hülse (2) in deren Längsrichtung ermöglicht.
• Die Prüfung der Hülse (2) erfolgt in der Weise, dass diese auf das Zentrierstück des Kolbens (13) aufgesetzt wird und dann der Deckel (3) mit dem zweiten Zentrierstück in die passgenau abgelängte Hülse eingeschoben wird und dann mit dem Flansch des Druckbehälters (1) verschraubt wird. Über die Zuführung (14) wird das Druckmedium, im einfachsten Falle Druckluft, eingelassen und die durch die Belastung erfolgende Formveränderung der Hülse (2) mit den Wegaufnehmern (5) und (9), ggf. auch (16) gemessen. Die Druckbelastung kann in Stufen bis zum Zusammenbruch der Hülse gesteigert werden, es ist aber auch möglich, vor dem Zusammenbruch der Hülse durch Absenken der Belastung das elastische Verhalten der Hülse zu ermitteln.
• Die einzige 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Druckbehälter (1) wird durch ein zylindrisches Rohr gebildet, dessen beide Enden mit angeschweißten Flanschen versehen sind. Mit diesen Flanschen werden die Deckel (3) und (12) druckdicht verschraubt. Auf der Innenseite des Deckels (3) ist das Zentrierstück (4) angeordnet, das einstückig mit dem Deckel (3) verbunden ist oder als separates Bauteil an der Innenseite unter Zwischenfügung einer Rundschnurdichtung befestigt wird. An dem der Hülse (2) zugewandten Ende weist das Zentrierstück einen Absatz auf, dessen Außendurchmesser genau auf den Innendurchmesser der zu prüfenden Hülse abgestimmt ist. Die Hülse selbst lehnt sich unter Zwischenfügung einer Dichtung druckdicht an die Schulter des Absatzes an. Die gegenüberliegende Seite des Druckbehälters wird mit einem zweiten Deckel (12) verschlossen, der eine Zylinderbohrung zur Aufnahme eines darin beweglichen Kolbens (13) aufweist. Nach außen wird der Deckel (12) durch den Kolbendeckel (10) abgeschlossen. Zwischen dem Kolbendeckel und dem Kolben sind Federn (11) angeordnet, die den Kolben kraftschlüssig mit der zu prüfenden Hülse in Verbindung halten. In der Zylinderbohrung sind Dichtungsmittel (8) angeordnet. An dem Kolben selbst ist eine durchbohrte Kolbenstange angeformt, die durch den Deckel (12) nach außen geführt wird und mit einem Wegaufnehmer (9) verbunden, der nur schematisch angedeutet ist. Auf der dem Druckbehälter (1) zugewandten Seite ist der Kolben (13) ebenfalls als Zentrierstück mit Absatz, Dichtung und Schulter zur Aufnahme des anderen Hülsenendes ausgebildet. Das zylindrische Rohr des Druckbehälters (1) ist mit einer Zuführvorrichtung (14), Einlassventil, für ein gasförmiges Druckmedium versehen, wobei im einfachsten Fall Druckluft verwendet wird. Ein Sicherheitsventil (6) schützt den Druckbehälter (1) vor unzulässigem Überdruck. Mit (5) sind die am äußeren Umfang des Druckbehälters (1) angeordneten Wegaufnehmer bezeichnet (16) bezeichnet den inneren Wegaufnehmer, der entweder fest oder verschiebbar zur Aufnahme der Verformung über die Länge der zu prüfenden Hülse angeordnet sein kann.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Ermittlung der Verformung von Hülsen unter äußerer Druckbelastung bestehend aus: – einem rohrförmigen Druckbehälter (1), der beidseitig mit Deckeln (3) und (12) verschlossen ist und eine Zuführung (14) für ein gasförmiges Druckmedium aufweist, – dem ersten Deckel (3), der auf der Innenseite mit einem Zentrierstück (4) zur Aufnahme des einen Endes der zu prüfenden Hülse versehen ist, – dem zweiten Deckel (12), der eine axiale Zylinderbohrung zur Aufnahme eines axial verschiebbaren Kolbens (13) aufweist, wobei der Kolben (13) an einem Ende mit einer angeformten Kolbenstange versehen ist, die durch eine Deckelbohrung nach außen geführt ist und mit einem ersten Wegaufnehmer (9) verbunden ist und wobei das andere Ende des Kolbens (13) ebenfalls als Zentrierstück ausgebildet ist, – einem oder mehreren zweiten Wegaufnehmern (5), die am äußeren Umfang des Druckbehälters in radialer Richtung angeordnet sind, wobei deren Tastköpfe mit der Außenwand der Hülse (2) in Kontakt stehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des ersten Deckels (3) ein zusätzlicher dritter Wegaufnehmer (16) mit ein bis drei Tastköpfen befestigt ist, die mit der Innenwand der Hülse in Kontakt stehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzlich dritte Wegaufnehmer (16) zur Aufnahme der Verformung der Hülse über deren Länge verschiebbar angeordnet ist.