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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien
Prüfung
rotationssymmetrischer Werkstücke.
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Nach
dem Stand der Technik ist es bekannt, rotationssymmetrische Werkstücke, beispielsweise Walzen
für Wälzlager,
auf Fehler zu prüfen.
Gängige Praxis
ist es, derartige Werkstücke
nach der Herstellung einer Wirbelstromprüfung zu unterziehen. Eine solche
Wirbelstromprüfung
eignet sich zur vollautomatischen Ausschussermittlung in der Massenfertigung.
Mit der Wirbelstromprüfung
können
allerdings nur oberflächennahe
Fehler erkannt werden. Bei der Wirbelstromprüfung werden mitunter durch falsch-positive
Messergebnisse auch Werkstücke ausgesondert,
die im Wesentlichen fehlerfrei sind. Infolgedessen ist man dazu übergegangen,
die in Folge der Wirbelstromprüfung
ausgesonderten Werkstücke
nochmals zu prüfen,
und zwar mittels Ultraschallprüfung.
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Die
Ultraschallprüfung
ermöglicht
das Erkennen sowohl oberflächennaher
als auch im Werkstück eingeschlossener
Fehler. Zur Durchführung
der Ultraschallprüfung
wird jedes zu prüfende
Werkstück
in eine Rotationsvorrichtung eingespannt und nachfolgend rotierend,
beispielsweise nach dem Ultraschall-Impulsecho Verfahren, geprüft. Eine
solche Ultraschallprüfung
ist äußerst empfindlich.
Eine Interpretation der damit gewonnenen Ergebnisse ist mitunter
schwierig. Die stückweise
Prüfung
der Werkstücke
erfordert einen hohen Kosten- und Zeitaufwand.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu
beseitigen. Es sollen insbesondere ein Verfah ren und eine Vorrichtung
angegeben werden, mit denen eine möglichst effiziente Prüfung einer
Vielzahl von Werkstücken
mittels Ultraschallverfahren möglich
ist. Nach einem weiteren Ziel soll die Ultraschallprüfung möglichst
so ausgeführt werden,
dass damit sicher und zuverlässig
fehlerhafte Werkstücke
von fehlerfreien unterschieden werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 18 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen
ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 17 und 19 bis 39.
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Nach
Maßgabe
der Erfindung ist ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung rotationssymmetrischer
Werkstücke
mittels Ultraschall mit folgenden Schritten vorgesehen:
Aufeinander
folgendes Zuführen
der Werkstücke
zu einer in einer Flüssigkeit
untergetauchten Transportvorrichtung,
Transport der Werkstücke mittels
der Transportvorrichtung entlang eines Transportwegs,
Prüfung der
Werkstücke
mittels Ultraschall während des
Transports, wobei die Werkstücke
um ihre Achse rotiert werden, und nachfolgend
Wegführen der
Werkstücke
von der Transportvorrichtung.
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Nach
einem wesentlichen Merkmal der Erfindung, werden die Werkstücke mittels
einer Transportvorrichtung entlang eines Transportwegs transportiert.
Sie werden auf dem Transportweg um ihre Achse rotiert. Infolgedessen
können
sie während
des Transports an einer Ultraschallprüfeinrichtung vorbeigeführt und
sowohl auf Oberflächen-
als auch auf im Inneren der Werk stücke eingeschlossene Fehler
geprüft
werden. Dabei findet der Transport der Werkstücke in einer Flüssigkeit
statt. Eine Verwendung von Flüssigkeit
als Kopplungsmedium durchgeführte
Ultraschallprüfung
ermöglicht
eine sicheres und zuverlässiges
Erkennen fehlerhafter Werkstücke.
Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich zumindest zu einer teilautomatischen
Prüfung
von Werkstücken
mittels Ultraschall.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung, werden die Werkstücke gravitativ
zugeführt.
Sie können dabei
beispielsweise rollend in einem schräg zur Transportvorrichtung
hin abfallenden Kanal zugeführt werden.
In diesem Fall gelangt immer dann ein neues Werkstück auf die
Transportvorrichtung, wenn ein zuvor zugeführtes Werkstück bereits
einen seiner Länge
entsprechenden Weg auf dem Transportweg zurückgelegt hat.
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Vorteilhafterweise
werden gleichzeitig mehrere Werkstücke in einer mit einer Rotationseinrichtung
versehenen Transportrinne transportiert. Dabei können die Werkstücke mittels
der Rotationseinrichtung gleichzeitig und gleichsinnig rotiert werden.
Das ermöglicht
beispielsweise eine gleichzeitige Prüfung mehrerer in der Förderrinne
befindlicher Werkstücke. Die
Werkstücke
können
dabei nach unterschiedlichen Kriterien geprüft werden. Das vorgeschlagene Verfahren
ist besonders effizient. Es ist insbesondere nicht mehr erforderlich,
jedes Werkstück
gesondert in eine Rotationsvorrichtung einzuspannen, nachfolgend
zu prüfen
und dann wieder aus der Rotationsvorrichtung herauszunehmen.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung werden die Werkstücke taktweise
entlang des Transportwegs transportiert. Das erleichtert die Verfahrensführung. Als
fehlerhaft erkannte Werkstücke
können
einem bestimmten Takt zugeordnet und in folgedessen einfach ausgesondert
werden. Bei Verwendung eines taktweisen Vorschubs bleiben die Werkstücke für eine vorgegebene
Dauer in der Transportvorrichtung an einem bestimmten Ort. Sie werden
an diesem Ort rotiert und können
dort einer Prüfung
unterzogen werden.
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Als
zweckmäßig hat
sich erwiesen, dass die Werkstücke
durch ein in die Förderrinne
eingreifendes Schubmittel taktweise transportiert werden. Das Schubmittel
kann insbesondere so ausgeführt
sein, dass es zur axialen Länge
der Werkstücke
korrespondiert. Infolgedessen können
durch die Vorschubmittel die Werkstücke auch bei einer Rotation
in der Transportrichtung sicher und zuverlässig an Ort und Stelle gehalten
werden. Das ermöglicht
eine besonders zuverlässige
Prüfung.
Damit ist es insbesondere auch möglich,
nicht nur in Form zylindrischer Walzen ausgeführte Werkstücke, sondern auch Tonnenwalzen
und andere rotationssymmetrische zur Herstellung von Lagern verwendete
Körper
einer automatisierten Prüfung
mittels Ultraschall zu unterziehen. Das vorgeschlagene Verfahren
eignet sich insbesondere auch für
Walzen mit einer balligen oder konvexen Mantelfläche.
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Zweckmäßigerweise
werden die Werkstücke entlang
des Transportwegs in einer parallel zur Axialrichtung der Werkstücke verlaufenden
Transportrichtung transportiert. Dabei kann die Transportrinne durch
zwei nebeneinander angeordnete gleichsinnig rotierende Walzen gebildet
sein.
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Der
Begriff "Transportrinne", ist im Sinne der vorliegenden
Erfindung allgemein zu verstehen. Eine solche Transportrinne muss
keinen geschlossenen Boden aufweisen, sondern lediglich ähnlich einer Rinne
eine Transportfunktion entlang eines Transportwegs erfüllen.
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Die
Werkstücke
können
im Wesentlichen koaxial zu den Walzen in der Transportrinne transportiert
werden. Zweckmäßigerweise
liegen die Werkstücke
reibschlüssig
an den Walzen an und werden durch deren Rotation während des
Transports um die Achse rotiert. Dabei wird zweckmäßigerweise
eine Neigung und/oder Spreizung der Walzenachsen so eingestellt,
dass die Werkstücke
mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit entlang des Transportwegs transportiert
werden. Die Neigung und/oder die Spreizung der Walzenachsen ist
so gewählt,
dass sich insgesamt eine Neigung der zwischen den Walzen gebildeten
Transportrinne von einem Zuführort zu
einem Abführort
der Werkstücke
ergibt. – Die
vorgeschlagene Transportvorrichtung ist einfach aufgebaut. Sie ist
störunanfällig und
lässt sich
insbesondere auch untergetaucht in einer Flüssigkeit problemlos betreiben.
Sie ermöglicht
einen Transport entlang des durch die Transportrinne gegebenen Transportwegs
sowie gleichzeitig eine Rotation der Werkstücke um deren Achse. Infolgedessen
können
die Werkstücke
an zumindest einer am Transportweg vorgesehenen Ultraschallprüfeinrichtung
vorbeigeführt
werden. Zur Ultraschallprüfung
ist es also nicht unbedingt erforderlich, die Ultraschallprüfeinrichtungen
zu bewegen.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung können die
Werkstücke
auch mittels eines eine Wand der Förderrinne bildenden Förderbands
um ihre Achse rotiert werden. In diesem Fall steht die Achse der
rotationssymmetrischen Werkstücke
senkrecht zur Transportrichtung. Der Transport erfolgt bei dieser Ausgestaltung
zweckmäßigerweise
taktweise mittels der in die Förderrinne
eingreifenden Vorschubmittel. Die Schubmittel halten in diesem Fall
die rotierenden Werkstücke
jeweils für
eine bestimmte Zeitdauer in einer vorgegebenen Position in der Transportrichtung.
Solange die Werkstücke
in dieser Position ge halten werden, ist beispielsweise eine Prüfung mittels
Ultraschallvorrichtungen möglich,
die entlang einer Oberfläche
des zu prüfenden
Werkstücks
bewegt werden.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Werkstücke auf
dem Transportweg mittels einer ersten Ultraschallprüfeinrichtung
auf Oberflächenfehler
geprüft.
Die Werkstücke
können
auf dem Transportweg auch mittels einer zweiten Ultraschallprüfeinrichtung
auf im Werkstück
eingeschlossene Fehler geprüft
werden. Mit der vorgeschlagenen 2-fachen Prüfung können sicher und zuverlässig sämtliche
relevanten Fehler des Werkstücks
erkannt werden.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung werden fehlerhafte Werkstücke identifiziert
und nachfolgend ausgesondert. Dabei ist es insbesondere auch möglich, Werkstücke mit
Oberflächenfehlern
und Werkstücke
mit im Inneren eingeschlossenen Fehlern getrennt voneinander auszusondern.
Eine solche Trennung der ausgesonderten Werkstücke je nach Art des identifizierten
Fehlers, kann im Hinblick auf Qualitätssicherungsmassnahmen vorteilhaft
sein.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung werden die Werkstücke mittels einer, vorzugsweise
elektromotorisch angetriebenen, Fördervorrichtung weggeführt und
aus der Flüssigkeit
herausgehoben. Zweckmäßigerweise
werden die als fehlerhaft identifizierten Werkstücke nach dem Herausheben aus
der Flüssigkeit
ausgesondert. Das erleichtert die Handhabung der ausgesonderten
Werkstücke.
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Nach
weiterer Maßgabe
der Erfindung ist eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung rotationssymmetrischer
Werkstücke
vorgesehen
mit einer in einem Behälter zur Aufnahme einer Flüssigkeit
vorgesehenen Transportvorrichtung zum Transport der Werkstücke entlang
eines Transportwegs,
einer Rotationseinrichtung zum Rotieren
der Werkstücke
um ihre Achse und
einer Einrichtung zur Prüfung der rotierenden Werkstücke mittels
Ultraschall.
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Die
vorgeschlagene Vorrichtung erlaubt eine effiziente Ultraschallprüfung einer
Vielzahl von Werkstücken.
Die Ultraschallprüfung
kann teil- oder auch vollautomatisch erfolgen. Damit ist erstmals
eine routinemäßige Ultraschallprüfung in
der Massenproduktion von Werkstücken
möglich.
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Nach
einer Ausgestaltung ist eine Einrichtung zum aufeinander folgenden
Zuführen
der Werkstücke
zur Transportvorrichtung und/oder eine Einrichtung zum Wegführen der
Werkstücke
von der Transportvorrichtung vorgesehen. Die vorgeschlagenen Einrichtungen
ermöglichen
einen automatisierten Betrieb.
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Zweckmäßigerweise
weist die Einrichtung zum Zuführen
der Werkstücke
einen zur Transportvorrichtung hin schräg abfallenden Kanal auf. Der Kanal
kann eine einstellbare Breite aufweisen, so dass damit Walzen einer
unterschiedlichen Länge rollend
zur Transporteinrichtung zugeführt
werden können.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist stromabwärts der Einrichtung zum aufeinander
folgenden Zuführen
eine mit der Rotationseinrichtung versehene Förderrinne vorgesehen. Die Förderrinne kann
so ausgebildet sein, dass darin gleichzeitig mehrere Werkstücke aufnehmbar
sind. Die Rotationseinrichtung ist zweckmäßigerweise so ausgebildet,
dass damit die Werkstücke
gleichzeitig und gleichsinnig rotiert werden. Das ermöglicht eine gleichförmige und
gleichzeitige Prüfung
mehrerer Werkstücke.
Die vorgeschlagene Vorrichtung ist besonders einfach aufgebaut.
Es ist zur Rotation der Werkstücke
nicht für
jedes Werkstück
eine gesonderte Rotationseinrichtung erforderlich.
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Nach
einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Einrichtung
zum taktweisen Transport der Werkstücke entlang des Transportwegs
vorgesehen. Damit ist es möglichst,
die Werkstücke
rotierend für
die Zeitdauer der Prüfung
an einem bestimmten vorgegebenen Ort auf dem Transportweg zu halten.
Das ermöglicht
insbesondere eine Prüfung
nichtzylindrischer rotationssymmetrischer Werkstücke, beispielsweise von Tonnenwalzen.
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Zweckmäßigerweise
weist die Einrichtung zum taktweisen Transport in die Förderrinne
eingreifende Schubmittel auf. Ein Abstand zweier aufeinander folgender
Schubmittel kann so gewählt
sein, dass er zur axialen Länge
der zu prüfenden
Werkstücke korrespondiert.
Damit können
insbesondere Tonnenwalzen rotierend in einer vorgegebenen Position
zur Durchführung
der Prüfung
auf den Transportweg gehalten werden. Die Einrichtung zum taktweisen Transport,
weist zweckmäßigerweise
eine einzige Antriebseinrichtung auf. Damit ist gewährleistet,
dass sämtliche
Werkstücke
im selben Takt und mit der selben Geschwindigkeit auf dem Transportweg
taktweise transportiert werden.
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Die
Transportvorrichtung weist zweckmäßigerweise zwei nebeneinander
angeordnete, eine Transportrinne bildende, Walzen auf. Ein zwischen den
Umfangsflächen
der Walzen vorgesehener Abstand ist einstellbar. Der zwischen den
Umfangsflächen
der Walzen gewählte
Abstand ist so bemessen, dass er in jedem Fall kleiner ist als der
Durchmesser der zu transportierenden Werkstücke.
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Nach
einer Ausgestaltung ist eine Neigung und/oder Spreizung der Walzenachsen
einstellbar. Durch eine geeignete Einstellung der Neigung und/oder
Spreizung der Walzenachsen, kann eine vorgegebene Transportgeschwindigkeit
der Werkstücke
entlang des Transportwegs eingestellt werden.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung ist eine Antriebseinrichtung zum gleichsinnigen
Rotieren der Walzen vorgesehen. Es kann sich dabei zweckmäßigerweise
um einen außerhalb
des Behälters
angeordneten Elektromotor handeln, welcher über einen Keilriemen mit an
den Walzen vorgesehenen Antriebsscheiben verbunden ist.
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Die
Transportvorrichtung kann auch ein Förderband aufweisen. Das Förderband
dient zweckmäßigerweise
zur gleichzeitigen und gleichsinnigen Rotation einer Mehrzahl von
auf dem Transportweg befindlichen Werkstücken. Die Werkstücke stehen
in diesem Fall mit ihrer Rotationsachse senkrecht zur Transportrichtung.
Die Förderrinne
kann aus zwei schräg
aufeinander stehenden Wänden
gebildet sein, wobei eine der Wände
durch das Förderband gebildet
ist. Die andere Wand kann zum Abstützen der Werkstücke dienen.
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Vorteilhafterweise
sind die Walzen oder das Förderband
aus einem für
Ultraschall im Wesentlichen transparenten Material, vorzugsweise
aus Kunststoff oder Gummi, hergestellt. Damit werden unerwünschte durch
die Walzen hervorgerufene Echos bei der Ultraschallprüfung vermieden.
Es kann eine besonders exakte Ultraschallprüfung durchgeführt werden.
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Eine
Umfangsfläche
der Walzen oder des Förderbands
kann aus Kunststoff, Gummi oder Silkon hergestellt sein. Zweckmäßigerweise
ist die Umfangsfläche
aus einem Material hergestellt, das einen reibschlüssigen Kontakt
zu den zu transportierenden Werkstücken auch dann gewährleistet,
wenn als Flüssigkeit Öl verwendet
wird.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung ist in der Nähe des Transportwegs eine an
einer, vorzugsweise elektromotorisch antreibbaren, ersten Bewegungseinrichtung
angebrachte erste Ultraschallprüfeinrichtung
zur Prüfung
auf Oberflächenfehler
vorgesehen. Des Weiteren kann in der Nähe des Transportwegs eine an
einer, vorzugsweise ebenfalls elektromotorisch antreibbaren, zweiten
Bewegungseinrichtung angebrachte zweite Ultraschallprüfeinrichtung
zur Prüfung
auf im Werkstück
eingeschlossene Fehler vorgesehen sein. Bei den vorgeschlagenen Ultraschallprüfeinrichtungen
kann es sich um herkömmliche
Ultraschallköpfe
handeln, die mittels der Bewegungseinrichtung in eine geeignete
Position relativ zu den zu prüfenden
Werkstücken
gestellt werden können.
Die Bewegungseinrichtungen sind zweckmäßigerweise elektromotorisch
antreibbar. Infolgedessen ist es möglich, einen solchen Antrieb mittels
eines Mikroprozessors zu steuern. So können beispielsweise für bestimmte
vorgegebene Werkstoffgeometrien geeignete Positionen für die erste und
die zweite Ultraschallprüfeinrichtung
gespeichert werden. Bei einem Wechsel auf eine andere Werkstoffgeometrie
kann eine für
jede der Ultraschallprüfeinrichtungen
gespeicherte geeignete Position abgerufen und automatisch mittels
der jeweiligen Bewegungseinrichtung schnell und einfach eingestellt
werden. Mittels der Bewegungseinrichtun gen ist es aber auch möglich, die
Ultraschallprüfeinrichtungen
entlang eines vorgegebenen Wegs über
die Oberfläche der
zu prüfenden
Werkstücke
zu führen.
Der Weg kann in Axialrichtung der zu prüfenden Werkstücke verlaufen.
Er kann aber auch gekrümmt
sein und von der Axialrichtung abweichen. Die Wahl eines geeigneten
Wegs hängt
insbesondere von der Oberflächengestaltung
des zu prüfenden
Werkstücks
ab. Zur reproduzierbaren Bewegung der Ultraschallprüfeinrichtungen
werden die Bewegungseinrichtungen zweckmäßigerweise per Verwendung eines
geeigneten Programms angesteuert. Das ermöglicht eine automatisierte
Prüfung
von rotationssymmetrischen Werkstücken, welche insbesondere eine
nichtzylindrische Geometrie aufweisen.
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Nach
einer weiteren Ausgestaltung ist eine Einrichtung zum Identifizieren
fehlerhafter Werkstücke
vorgesehen. Es handelt sich dabei beispielsweise um einen Computer
mit einem geeigneten Programm zur Verarbeitung der von den Ultraschallköpfen gelieferten
Signale. Des Weiteren kann eine Einrichtung zum Aussondern fehlerhafter
Werkstücke vorgesehen
sein. Eine solche Einrichtung ist zweckmäßigerweise außerhalb
des Behälters
angeordnet. Bei der Einrichtung zum Aussondern kann es sich um herkömmliche
elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder magnetisch antreibbaren
Stellmittel handeln. Die Einrichtung zum Aussondern kann zweckmäßigerweise
mittels des vorerwähnten
Computers gesteuert werden. Zur Steuerung können ferner in herkömmlicher
Weise Lichtschranken entlang des Transportwegs vorgesehen sein,
mittels derer eine eindeutige Reihenfolge der geprüften Werkstücke festgelegt
und ein Aussondern als fehlerhaft identifizierter Werkstücke stromabwärts der
Ultraschallprüfeinrichtungen
bewirkt werden kann.
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Vorteilhafterweise
ist ferner eine Steuerung zum automatischen, vorzugsweise taktweisen, Transport
und zur Steuerung der Bewegungseinrichtungen vorgesehen. Bei einer
solchen Steuerung können
die Bewegungen der Ultraschallprüfeinrichtungen
sowie die taktweisen Vorschubbewegungen der Werkstücke koordiniert,
beispielsweise mittels eines Computerprogramms, durchgeführt werden.
Das ermöglicht
eine schnelle und effiziente Prüfung
der Werkstücke.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung,
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2 eine
Detailansicht gemäß 1,
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3 eine
Detailansicht gemäß 1,
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4 eine
Teilschnittansicht gemäß der Schnittlinie
A-A' in 1,
-
5 eine
Draufsicht auf die in 1 gezeigte Transportvorrichtung,
-
6 eine
Seitenansicht gemäß 5,
-
7 eine
Draufsicht auf eine Ultraschallprüfeinrichtung,
-
8 eine
Seitenansicht gemäß 7,
-
9 eine
Querschnittsansicht gemäß der Schnittlinie
B-B' in 1,
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10 eine
Draufsicht auf eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung,
-
11 eine
Schnittansicht gemäß der Schnittlinie
C-C' in 10,
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12 eine
schematische Seitenansicht der Transportvorrichtung nach 10,
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13 eine
schematische Seitenansicht einer weiteren Transportvorrichtung und
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14 eine
Querschnittsansicht der weiteren Transportvorrichtung gemäß 13.
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In
den 1 bis 3 ist in einem z. B. aus Metall
oder Kunststoff hergestellten Behälter 1 eine allgemein
mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnete Transportvorrichtung
aufgenommen. Die Höhe
der Wände
des Behälters 1 ist
so gewählt,
dass die Transportvorrichtung 2 vollständig in eine im Behälter 1 aufgenommene
Flüssigkeit,
z. B. Öl,
untergetaucht werden kann.
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Die
Transportvorrichtung 2 umfasst zwei Walzen 3a und 3b,
welche mittels eines Motors 4 antreibbar sind. Die Walzen 3a, 3b sind
zweckmäßigerweise
aus Kunststoff hergestellt. Ihre Oberfläche kann aus Gummi gebildet
sein. Mit dem Bezugszeichen 5 ist eine Einrichtung zum
Zuführen
und mit dem Bezugszeichen 6 eine Einrichtung zum Abführen von
rotationssymmetrisch ausgebildeten Werkstücken 7 bezeichnet.
Entlang einer mit dem Pfeil 8 bezeichneten Transportrichtung
sind an einem (hier nicht gezeigten) Gestell elektromotorisch bewegbare Ultraschallprüfeinrichtungen 9a und 9b angeordnet. Jeder
der Ultraschallprüfeinrichtung 9a und 9b ist eine
Lichtschranke 10a sowie 10b zugeordnet. Es kann
sich dabei um herkömmliche
Laser-Lichtschranken handeln. Stromabwärts der Einrichtung 6 zum
Abführen
ist eine Einrichtung 11 zum Aussondern fehlerhafter Werkstücke 7 vorgesehen.
Die Einrichtung 11 umfasst insbesondere zwei Schubmittel 12a und 12b,
mit denen fehlerhafte Werkstücke 7 aus dem
Strom der abgeführten
Werkstücke 7 ausgestoßen werden
können.
Bei den Schubmitteln 12a, 12b kann es sich beispielsweise
um Pneumatikzylinder mit Schubstangen handeln.
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2 zeigt
eine Detailansicht gemäß 1. Daraus
ist ersichtlich, dass jede der Walzen 3a, 3b jeweils
in Lagerböcken 13a, 13b aufgenommen
sind. Die Lagerböcke 13a und 13b können sowohl
in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung verstellt
werden. Die Walzen 3a und 3b sind über einen gemeinsamen
Keilriemen 14 mit dem Motor 4 verbunden. Die Einrichtung 5 zum
Zuführen
weist einen Zuführkanal 15 auf,
dessen Breite mittels eines Winkelblechs 16 einstellbar
ist.
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3 zeigt
nochmals im Detail die Einrichtung 11 zum Aussondern.
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4 bis 6 zeigen
die Transportvorrichtung 2. Die Walzen 3a, 3b sind
so angeordnet, dass deren Walzenachsen in der Draufsicht (siehe 5) einen
spitzen Winkel α bilden.
Der spitze Winkel α öffnet sich
in Transportrichtung 8. Ein Abstand zwischen den Walzen 3a und 3b ist
so gewählt,
dass er stets kleiner als der Durchmesser der zu prüfenden Werkstücke 7 ist.
Infolgedessen bilden die beiden Walzen 3a, 3b eine
Förderrinne 17.
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Wie
aus 6 ersichtlich ist, sind die Walzenachsen der Walzen 3a und 3b auch
vertikal um einen weiteren spitzen Win kel β gegeneinander verkippt. Auch
der Winkel β öffnet sich
in Transportrichtung 8.
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Die 7 und 8 zeigen
im Detail eine der Ultraschallprüfeinrichtungen,
hier die Ultraschallprüfeinrichtung 9a.
Sie umfasst eine Klemmvorrichtung 18 zur Aufnahme eines
Ultraschallprüfkopfs 19. Die
Klemmvorrichtung 18 ist um eine im Wesentlichen parallel
zu den Walzenachsen verlaufende Rotationsachse rotierbar. Ein die
Klemmvorrichtung 18 aufnehmender Träger 20 kann mit einer
geeigneten Antriebsvorrichtung (hier nicht gezeigt) in vertikaler Richtung
als auch in einer senkrecht zu den Walzenachsen verlaufenden horizontalen
Richtung verstellt werden. Dazu können geeignete Elektromotoren
vorgesehen sein, welche mittels einer (hier nicht gezeigten) Steuervorrichtung
automatisch steuerbar sind. Die Lichtschranke 10a ist so
angeordnet, dass damit die Werkstücke 7 automatisch
gezählt
werden können.
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9 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie B-B'. Die Einrichtung 6 zum
Abführen besteht
im Wesentlichen aus einem Förderband 21 an
dessen Oberseite durch zwei weitere Winkelbleche 22 ein
Abfuhrkanal 23 gebildet ist.
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Die
Funktion der ersten Vorrichtung ist folgende: Im Zufuhrkanal 15 werden
die rotationssymmetrischen Werkstücke 7, bei denen es
sich beispielsweise um Walzen für
Wälzlager
handelt, rollend in Richtung der Transportvorrichtung 2 aufeinander folgend
zugeführt.
Die Walzen 3a und 3b werden mittels des Motors 4 mit
derselben Drehgeschwindigkeit angetrieben. Sie rotieren in dieselbe
Richtung. Infolge der unter dem spitzen Winkel α eingestellten Spreizung sowie
der unter dem weiteren spitzen Winkel β eingestellten vertikalen Verkippung
der walzenachsen werden die Werkstücke 7 rotierend in
der Transpor trinne 17 entlang der Transportrichtung 8 transportiert.
Dabei werden die Werkstücke 7 entlang des
Transportwegs an den Ultraschallprüfeinrichtungen 9a und 9b vorbeigeführt. Mittels
der Ultraschallprüfeinrichtungen 9a und 9b erfolgt
eine Prüfung
der Werkstücke 7 auf
Oberflächenfehler
sowie auf in den Werkstücken 7 eingeschlossene
Fehler. Mittels der Lichtschranken 10a und 10b kann
die Reihenfolge der zugeführten
Werkstücke 7 ermittelt
werden. Das ermöglicht
ein gezieltes Aussondern von als fehlerhaft identifizierten Werkstücken 7 mittels
der Ausstoßmittel 12a und 12b.
Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung ist es insbesondere auch möglich, gesondert
Werkstücke 7 mit
Oberflächenfehlern
und Werkstücke 7 mit
im Inneren eingeschlossenen Fehlern auszusondern. Die Identifizierung
von Werkstofffehlern sowie das Aussondern kann automatisiert unter
Verwendung eines Computers erfolgen, der geeignet programmiert ist.
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In
den 10 bis 12 ist
eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung
gezeigt. Sie unterscheidet sich von der ersten Vorrichtung im Wesentlichen dadurch,
dass hier zusätzlich
ein allgemein mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnetes Vorschubmittel
zum taktweisen Vorschub der Werkstücke 7 in Transportrichtung 8 vorgesehen
ist. Die zweite Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Prüfung von
in Form von Tonnenwalzen ausgeführten
Werkstücken 7.
Wie am besten aus den 11 und 12 ersichtlich
ist, umfasst das Vorschubmittel 24 zwei Rollen 25,
um die ein Riemen 26 umläuft. Zumindest eine der Rollen 25 ist
mittels einer (hier nicht gezeigt) taktweise betreibbaren Antriebseinrichtung
antreibbar. Der Riemen 26 weist in regelmäßigen Abständen an
seiner den Rollen 25 abgewandten Außenseite Schubmittel 27 auf.
Das Vorschubmittel 24 ist bezüglich der Walzen 3a, 3b so
angeordnet, dass die Schubmittel 27 durch einen zwischen
den Walzen 3a, 3b gebildeten Spalt hindurchgreifen.
Die Schubmittel 27 sind in ihrer Länge so bemessen, dass sie an
einer Grund-/Deckfläche
der Werkstücke 7 anliegen.
Infolgedessen kann durch eine Bewegung der Schubmittel 27 eine
Bewegung der Werkstücke 7 in
Transportrichtung 8 erzwungen werden. Bei der hier gezeigten zweiten
Vorrichtung können
die Walzen 3a, 3b horizontal und parallel zueinander
angeordnet sein. Die bei der ersten Vorrichtung vorgesehene Verkippung der
Achsen der Walzen 3a, 3b relativ zueinander ist hier
nicht unbedingt erforderlich.
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Anstelle
der Rollen 25 sowie des Riemens 26 können selbstverständlich auch
andere geeignete Mittel verwendet werden. Beispielsweise können anstelle
der Rollen 25 Zahnscheiben, Riemenscheiben, Ritzel und
dgl. verwendet werden. Anstelle des Riemens 26 kann ein
Keilriemen, Zahnriemen oder eine Kette oder dgl. verwendet werden.
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Die
Funktion der zweiten Vorrichtung ist folgende:
Die Werkstücke 7 werden ähnlich wie
bei der ersten Vorrichtung mittels der Einrichtung 5 zum
Zuführen zugeführt. Sie
werden durch die Walzen 3a, 3b rotiert. Dabei
liegen die Werkstücke 7 mit
ihrer Grund- oder Deckfläche
an einem Schubmittel 27 an. Eine unerwünschte Bewegung der Werkstücke 7 in
oder entgegen der Transportrichtung 8 wird damit vermieden.
Um das sicher zu gewährleisten,
können
die Schubmittel 27 so voneinander beabstandet sein, dass
der Abstand geringfügig
größer als
eine axiale Länge
der Werkstücke 7 ist.
Die Werkstücke 7 werden
mittels des Vorschubmittels 24 taktweise in Transportrichtung 8 transportiert.
Sie werden dabei mittels der Ultraschallprüfköpfe 19 auf Fehler
geprüft. Zu
diesem Zweck werden die Ultraschallprüfköpfe 19 jeweils mit
einer vorgegebenen Geschwindigkeit und auf einem vorgegebenen Weg
entlang der Oberfläche
der zu prüfenden
Werkstücke 7 automa tisch
bewegt. Dazu sind die Ultraschallprüfköpfe an einer geeigneten elektromotorisch
betreibbaren Bewegungseinrichtung angebracht. Während der Prüfung der Werkstücke 7 tauchen
sowohl die Ultraschallprüfköpfe 19 als
auch die Werkstücke
wiederum in eine Flüssigkeit,
beispielsweise Öl,
als Kopplungsmedium ein. Der Abtransport der geprüften Werkstücke 7 kann analog
wie bei der ersten Vorrichtung erfolgen.
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Die 13 und 14 zeigen
eine dritte erfindungsgemäße Vorrichtung.
Wie insbesondere aus 14 ersichtlich ist, ist hier
eine Förderrinne 17 gebildet
durch eine erste Wand 28, die beispielsweise aus einer
Kunststoffplatte oder dgl. gebildet ist. Die erste Wand 28 steht
schräg.
Daran angebracht sind weitere Rollen 29, um die ein weiteres
Förderband 30 umläuft. Eine
der weiteren Rollen 29 ist kontinuierlich angetrieben (hier
nicht gezeigt). Eine Förderseite
des Förderbands 30 bildet
eine zweite bewegbare Wand der Förderrinne 17.
Diese zweite bewegbare Wand steht zweckmäßigerweise senkrecht zur ersten Wand 28.
In Kombination mit der beschriebenen Förderrinne 17 ist wiederum
das bereits oben erwähnte Vorschubmittel 24 vorgesehen.
Das Vorschubmittel 24 ist so angeordnet, dass die Schubmittel 27 von oben
her in die Förderrinne 17 eingreifen
und bis nahe an die erste Wand 28 reichen. Die Werkstücke 7 sind
mit ihrer Rotationsachse senkrecht zur Transportrichtung 8 in
der Förderrinne 17 aufgenommen.
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Die
Funktion der dritten Vorrichtung ist folgende:
Die Werkstücke 7 werden
mit einer geeigneten Einrichtung zum Zuführen der Förderrinne 17 an einem ersten
Ende zugeführt.
Die Einrichtung zum Zuführen kann ähnlich der
in der 1 gezeigten Einrichtung ausgebildet sein, wobei
hier die Werkstücke
allerdings stehend zugeführt
werden. Sobald die Werk stücke 7 der
Förderrinne 17 zugeführt worden
sind, werden sie durch das Förderband
gegen das Schubmittel 27 geführt. Infolge der kontinuierlichen
Bewegung des Förderbands 30 wird
das Werkstück 7 in eine
Rotationsbewegung um seine Rotationsachse versetzt. Mittels des
Vorschubmittels 24 wird das Werkstück 7 taktweise entlang
des durch die Förderrinne 17 gebildeten
Transportwegs transportiert. Entlang des Transportwegs sind in vorgegebenen
Positionen die Ultraschallprüfköpfe 19 vorgesehen.
Sie werden mittels einer Bewegungseinrichtung zur Prüfung der
Werkstücke 7 über deren
Oberfläche
entlang eines vorgegebenen Wegs bewegt. Entlang des Transportwegs
können
mehrere Ultraschallprüfköpfe 19 zur
Durchführung
unterschiedlicher Ultraschallprüfungsverfahren
vorgesehen sein.
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- 1
- Behälter
- 2
- Transportvorrichtung
- 3a,
3b
- Walze
- 4
- Motor
- 5
- Einrichtung
zum Zuführen
- 6
- Einrichtung
zum Abführen
- 7
- Werkstück
- 8
- Transportrichtung
- 9a,
9b
- Ultraschallprüfeinrichtung
- 10a,
10b
- Lichtschranke
- 11
- Einrichtung
zum Aussondern
- 12a,
12b
- Schubmittel
- 13a,
13b
- Lagerbock
- 14
- Keilriemen
- 15
- Zuführkanal
- 16
- Winkelblech
- 17
- Förderrinne
- 18
- Klemmvorrichtung
- 19
- Ultraschallprüfkopf
- 20
- Träger
- 21
- Förderband
- 22
- weiteres
Winkelblech
- 23
- Abführkanal
- 24
- Vorschubmittel
- 25
- Rolle
- 26
- Riemen
- 27
- Schubmittel
- 28
- erste
Wand
- 29
- weitere
Rolle
- 30
- zweites
Förderband
- α
- spitzer
Winkel
- β
- weiterer
spitzer Winkel