DE1001505B

DE1001505B - Vorrichtung zur Fuehrung des Pruefkopfes bei der Ultraschalluntersuchung grossflaechiger Werkstuecke mit rauher Oberflaeche

Info

Publication number: DE1001505B
Application number: DEH17124A
Authority: DE
Inventors: Dr Paul Hoeller
Original assignee: Huettenwerk Oberhausen AG
Current assignee: Huettenwerk Oberhausen AG
Priority date: 1953-07-18
Filing date: 1953-07-18
Publication date: 1957-01-24
Also published as: GB739998A; BE530247A; FR1103910A

Description

DEUTSCHES

Es sind bereits eine Reihe von Ultraschallprüfgeräten zur Prüfung ebener Oberflächen, insbesondere von Schienen und Blechen bekannt, bei denen entweder ein Prüfkopf direkt fortlaufend über das zu prüfende Werkstück hinweggeführt wird oder aber zwischen Prüfkopf und dem zu prüfenden Werkstück ein endloses Band aus einem schalldurchlässigen Kunststoff abläuft. Im ersten Fall sind, um eine gleichmäßige und sichere Ankopplung zu erhalten, relativ glatte Oberflächen erforderlich, wie sie beispielsweise auf der Fahrfläche von Schienen gegeben sind. Im zweitgenannten Fall können zwar auch Prüflinge mit rauheren Oberflächen untersucht werden, jedoch werden die Meßwerte durch das zwischen Prüfkopf und Prüfling ablaufende Kunststoffband unter Umständen erheblich beeinträchtigt; insbesondere wird das Auflösungsvermögen verringert. Wenn also die Anzeige detailliert beurteilt, das Auflösungsvermögen voll ausgenutzt bzw. neben der Feststellung von Fehlern eine Strukturbeurteilung an Hand der Ultraschallabsorption erfolgen muß, ist dieses Verfahren nicht mehr anwendbar.

Des weiteren sind nach dem Durchstrahlungsverfahren arbeitende Prüfgeräte mit unter- und oberhalb des Werkstückes angeordnetem Schallsender und Schallempfänger bekannt. Solche Geräte können nur verwendet werden, wenn das zu untersuchende Werkstück von beiden Seiten zugänglich ist. Ein Absenken des Prüfkopfes an den jeweils zu prüfenden Stellen ist bei Konstruktionen dieser Art nicht erforderlich.

Zur Schienenprüfung sind auch Magnetprüfgeräte bekannt, bei denen der Prüfkopf fortlaufend über die Schiene verfahren wird. Damit das Gerät nur auf den zu prüfenden Schienenabschnitten zur Anlage an der Schiene gebracht werden kann, ist der Prüfkopf am Schienenfahrzeug heb- und senkbar angeordnet. Jedoch dient diese Verstellmöglichkeit des Prüfkopfes nicht dazu, den Prüfkopf zur Prüfung einzelner Stellen des Werkstückes zu heben oder zu senken. Der Prüfkopf wird vielmehr fortlaufend über die Schiene hinweggeführt.

Schließlich ist es bekannt, den Prüfkopf eines Ultraschallprüfgerätes in einem Magnetgehäuse anzuordnen, um den Prüfkopf am Werkstück befestigen zu können, ohne daß ihn der Bedienungsmann festhalten muß. Zum Heben und Senken des Prüfkopfes wird der Magnet aber nicht benötigt.

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Führung des bei jeder Messung auf dem Werkstück aufzusetzenden Prüfkopfes bei der Ultraschalluntersuchung großflächiger Werkstücke mit rauher Oberfläche, vorzugsweise warm gewalzter Bleche mit Walzhaut, aus. Solche Werkstücke lassen sich nach den bisher bekannten Verfahren bei kontinuierlich Vorrichtung zur Führung des Prüfkopfes bei der Ultraschalluntersuchung

großflächiger Werkstücke mit rauher

Oberfläche

Anmelder:
Hüttenwerk Oberhausen

Aktiengesellschaft,
Oberhausen (RhId.), Essener Str. 66

Dr. Paul Höller, Oberhausen (RhId.),
ist als Erfinder genannt worden

bewegtem Prüfkopf nur unter den eingangs erwähnten Einschränkungen prüfen. Bisher mußte daher, wenn eine detaillierte Beurteilung der Anzeige an einzelnen Prüfstellen, die volle Ausnutzung des Auflösungsvermögens der Geräte bzw. die Bestimmung der Schallabsorption erforderlich war, die Oberfläche solcher Werkstücke mit einem Prüfkopf von Hand, abgetastet werden. Diese Arbeit war sehr ermüdend, weil der Prüfer ständig in einer unbequemen Stellung verharren mußte. Darüber hinaus war die laufende Beobachtung der Anzeige durch den Prüfer selbst außerordentlich erschwert. Diese erfolgte daher in den meisten Fällen durch eine zweite Bedienungsperson, in anderen Fällen verschob die zweite Person, das Anzeigegerät dauernd in die Blickrichtung des Prüfers. Die bisherige Prüfung war daher umständlich, zeitraubend und demzufolge auch kostspielig.

Die Erfindung besteht darin, daß der Prüfkopf in einem Fahrgestell absenkbar aufgehängt ist. Dies hat den Vorteil, daß der Prüfkopf auf dem Werkstück verfahren werden kann, wodurch die Arbeit des Prüfers wesentlich erleichtert ist. An der jeweiligen Prüfstelle wird der Prüfkopf im Fahrgestell abgesenkt: und vor dem weiteren Verfahren wieder angehoben., Mittels einer an der Vorrichtung angelenkten Bedienungsstange kann das Verfahren des Prüfkopfes aus größerer Entfernung vorgenommen werden. Mit der Erleichterung der Prüfarbeit ist auch eine Beschleunigung möglich. Eine zweite Person ist nicht mehr erforderlich.

Gemäß der weiteren Erfindung ist der Prüfkopf in an sich bekannter Weise in.einem Elektromagnet

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angeordnet und dieser in dem Fahrgestell in senk- Unterhalb des Prüfkopfes 1 ist in einer nahe dem

rechter Richtung federnd beweglich so aufgehängt.. Rand des Prüfkopfes angeordnete Ringnut 6 eine daß seine Auflagefläche dicht über der Werkstückober- Druckfeder 7 angeordnet, die schwächer ist als die fläche liegt und bei Erregung seine Anziehungskraft Druckfeder 5 und daher bei Aufsetzen des Magnets größer ist als die Kraft der ihn haltenden Feder. Be- 5 so weit zusammengedrückt wird, daß sie völlig in der

Ringnut 6 verschwindet. Wenn der Magnet abgeschaltet ist, wird die Feder 5 wirkungslos, und die untere Feder 7 hebt den Prüfkopf von der Werkstückoberfläche ab.

An den Außenseiten der Magnetschenkel 2 sind Drehzapfen 8 befestigt. Auf diesen sind drehbar die

findet sich der Prüfkopf über der Prüfstelle, so wird der Elektromagnet eingeschaltet und sitzt fest auf der Werkstückoberfläche auf. Dadurch wird auch der Prüfkopf auf die Werkstückoberfläche gedrückt. Nach Beendigung der Ablesung wird der Elektromagnet abgeschaltet und löst sich infolge seiner federnden

Halterung im Fahrgestell von der Werkstückober- Tragschenkel 9 gelagert. Jedes Tragschenkelpaar wird fläche, so daß auch der Prüfkopf wieder abgehoben durch eine zwischen ihnen angeordnete Feder 10 in wird. Um eine einwandfreie Anlage des Prüfkopfes einer derartigen Winkellage gehalten, daß die Vorauf der Werkstückoberfläche zu erzielen, ist oberhalb 15 richtung bei abgeschaltetem Magnet sich lediglich des Prüf kopf es eine Druckfeder zwischen diesem und über die an den freien Enden der Tragschenkel 9 anseiner Halterung angeordnet. Sitzt der vorteilhaft geordneten Rollen 11 auf dem Werkstück abstützt, hufeisenförmig ausgebildete Magnetkörper mit den Wird jedoch der Magnet eingeschaltet, so spreizen Stirnflächen seiner Schenkel auf der Werkstückober- die Schenkel 9 entgegen der Kraft der Federn 10 ausfläche auf, so drückt er die Feder zusammen und preßt 20 einander, und die Magnetschenkel sitzen auf dem dadurch den Prüfkopf mit stets gleichbleibendem Werkstück 5. Die Federn 10 sind verstellbar, um den Druck auf die Werkstückoberfläche. Diese Feder ist Abstand der Stirnflächen der Magnetschenkel 2 von nur so stark, daß der Prüfkopf mit dem für einen der Werkstückoberfläche so einregulieren zu können, einwandfreien Schaltkontakt erforderlichen geringen daß beim Transport ein genügender Spalt vorhanden Anpreßdruck auf die Oberfläche des Prüflings ge- 25 ist und beim Einschalten des Magnets die Anpressung drückt wird, unabhängig von dem starken Anpreß- und die Überwindung dieses Spaltes durch die Magnetdruck des Magnets, der zur Erreichung einer hin- kraft gewährleistet sind.

reichenden Stabilität erforderlich ist. Die Rollen 11 liegen außerhalb des Fahrbereiches

Um zu gewährleisten, daß bei Abschalten des des Prüfkopfes, so daß das Kopplungsmittel beson-Magnets und Anheben desselben von der Werkstück- 30 ders bei Verwendung zähflüssiger Kopplungsmittel in oberfläche auch der Prüfkopf abgehoben wird und diesem Bereich nicht unnötig verschmiert und dadurch beim Verfahren der Prüfkopf den Prüfling nicht be- der Schallkontakt, vor allem bei rauher Oberfläche des rührt und daher ein Abschleifen des empfindlichen und Prüflings, beeinträchtigt wird.

teueren Quarzplättchens vermieden wird, ist in be- Die gabelförmige Bedienungsstange 12 ermöglicht

kannter Weise unterhalb des Prüfkörpers eine Druck- 35 es, die Vorrichtung weithin auf dem Werkstück zu feder angeordnet. Diese ist schwächer als die oberhalb verschieben, ohne daß der Prüfer dabei eine unbequeme des Prüfkopfes angeordnete Druckfeder. Beim An- Stellung einnehmen müßte. Die Vorrichtung kann mit pressen des Prüfkopfes auf die Werkstückoberfläche Hilfe dieser Stange 12 auch an Stellen gefahren überwindet die obere Druckfeder die Druckkraft der werden, die von Hand aus nur sehr schwer zu erunteren Druckfeder. Ist jedoch nach Abschalten und 40 reichen sein würden. Ein Druckknopfschalter 13 am Abheben des Magnets die obere Druckfeder entlastet, Handgriff der Bedienungsstange 12 ermöglicht ein

Aus- und Einschalten des Elektromagnets.

An dem Gerät kann noch eine Schlauchleitung vorgesehen werden, um kontinuierlich das Kopplungsmittel zuzuführen. Schließlich läßt sich noch eine Farbspritze an der Vorrichtung anordnen, die vom

so hebt die untere Druckfeder den Prüfkopf von der Werkstückoberfläche ab.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung, Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1.

Der Prüfkopf 1 ist zwischen den Schenkeln 2 eines hufeisenförmigen Magnets angeordnet. Die Schenkel 2 haben einen nach ihrer Stirn- und Anlagefläche sich erweiternden Querschnitt, wodurch eine günstige Ausnutzung des Magnetflusses erzielt wird. Der die Schenkel 2 verbindende Steg hat einen im Verhältnis zur Dicke der Schenkel kleinen Durchmesser, so daß der mittlere Windungsdurchmesser der darauf angeordneten Spule 3 klein gehalten ist, wodurch sich hohe Amperewindungszahlen bei möglichst geringem elektrischem Energieverbrauch und damit eine nur geringe Erwärmung der Spule erreichen lassen. Zwischen den Schenkeln 2 ist die Halterung 4 für den Prüfkopf 1 befestigt. Oberhalb des Prüfkopfes ist eine Druckfeder 5 vorgesehen, die den Prüfkopf gegen die Halterung 4 abstützt und den Prüfkopf bei aufgesetztem Magnet fest gegen die Werkstückoberfläche drückt. Der Magnet muß sehr stark sein, damit er, auch wenn die Prüfoberfläche nicht waagerecht liegt oder gekrümmt ist, fest auf dem Prüfling aufsitzt. Er drückt dabei die Feder 5 zusammen. Der Prüfkopf 1 wird dadurch mit stets gleichbleibendem Druck auf der Werkstückoberfläche angedrückt.

Handgriff aus zu betätigen ist und die Markierung der Fehler auf den Prüfling ermöglicht.

Claims

Patentanspruch e-

1. Vorrichtung zur Führung des bei jeder Messung auf das Werkstück aufzusetzenden Prüfkopfes bei der Ultraschalluntersuchung großflächiger Werkstücke mit rauher Oberfläche, vorzugsweise warm gewalzter Bleche mit Walzhaut, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüf kopf in einem Fahrgestell absenkbar aufgehängt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit in einem Elektromagnet angeordnetem Prüfkopf, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet in dem Fahrgestell in senkrechter Richtung federnd beweglich so aufgehängt ist, daß seine Auflagefläche dicht über der Werkstückoberfläche liegt und bei Erregung seine Anziehungskraft größer ist als die Kraft der ihn haltenden Feder.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkörper hufeisenförmig oder topfförmig ausgebildet und zwischen den Schenkeln bzw. im Innern des Topfes die Halterung für den Prüfkopf angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Prüfkopfes eine Druckfeder zwischen diesem und der Halterung angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb des Prüfkopfes angeordnete Druckfeder stärker ist als die unterhalb des Prüfkopfes angeordnete Druckfeder.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahr- to gestell aus zwei Paar beiderseits der Vorrichtung angeordneten Tragschenkeln besteht, wobei jedes Paar auf einem gemeinsamen Drehzapfen gelagert, zwischen den Schenkeln eine Zugfeder angeordnet ist und an den freien Enden der Schenkel Rollen gelagert sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 2 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am Handgriff einer an der Vorrichtung schwenkbar angebrachten Bedienungsstange ein Druckknopfschalter zum Ein- und Ausschalten des Magnets angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Handgriff der Bedienungsstange ein Druckknopfschalter zum Ein- und Ausschalten des Magnets angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentanmeldung A 5738 IX/42k (Patent Nr. 887 278);

USA.-Patentschrift Nr. 2 467 328;

Carlin, »Ultrasonics«, McGraw-Hill Book Co. (1949), S. 92;

»Umschau« vom 15. März 1952, Nr. 6, S. 187;

»Die Technik«, Bd. 5, Nr. 4 (1950), S. 285 bis 288; »Engineering« vom 3. Juli 1953, S. 11.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen