DE102014119684A1

DE102014119684A1 - Vorrichtung und ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils mit Ultraschall

Info

Publication number: DE102014119684A1
Application number: DE102014119684.8A
Authority: DE
Inventors: Rainer Meier; Thomas Rehfeldt; Anja Franek
Original assignee: Areva GmbH
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2016-06-30

Abstract

Vorrichtung (2) zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils (4) mit einem Ultraschall-Prüfkopf (6) mit zumindest einem Ultraschallwandler (10), wobei der Ultraschall-Prüfkopf (6) in einer als Vorlaufstrecke dienenden Wasserkammer (12) angeordnet ist, wobei eine Wand (14) der Wasserkammer (12) an einer Unterseite (22) zumindest eine Ausnehmung (24) aufweist, und mit einem an der Wand (14) angeordneten Dichtelement (26), das zumindest teilweise an der Wand (14) anliegt und zumindest in einem Bereich der Ausnehmung (24) bewegbar ist und einen von der Wand (14) umgrenzten Innenraum (20) der Wasserkammer (12) dichtend verschließt. Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils mit einer solchen Vorrichtung (2), bei dem das Dichtelement (26, 28a, 28b) zumindest in einem Bereich der Ausnehmung (24) derart bewegt wird, dass es sich an einen Krümmungsradius der Oberfläche des Bauteils (4) anpasst und den von der Wand (14) umgrenzten Innenraum (20) der Wasserkammer (12) dichtend verschließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils mit Ultraschall.
Die Ultraschall-Prüfung stellt eine gängige Methode zur zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen wie beispielsweise Flugzeugkomponenten aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) dar. Solche Komponenten weisen oftmals gekrümmte Oberflächen auf, deren Krümmungsradius konstruktionsbedingt oder auch aufgrund von Fertigungstoleranzen variieren kann. Um optimale Prüfergebnisse zu erreichen, ist es erforderlich, dass der Schallstrahl möglichst senkrecht auf die Oberfläche des Bauteiles trifft. Bei Verwendung einer Ultraschallwandleranordnung mit mehreren Ultraschallwandlern zur Prüfung einer gekrümmten Oberfläche wird dies beispielsweise durch elektronische Steuerung des Einschallwinkels, also durch eine zeitlich verzögerte Ansteuerung der Ultraschallwandler, erreicht. Der hierbei erzielbare Schwenkbereich ist jedoch aufgrund der Ultraschallwandlergeometrie stark eingeschränkt, das heißt, die Abweichungen der Oberflächengeometrie dürfen nicht zu groß sein. Sind viele unterschiedliche Einschallwinkel notwendig, um das Bauteil vollständig zu prüfen, wird dadurch die Prüfgeschwindigkeit stark limitiert. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Abstand zwischen dem Ultraschallwandler und der Oberfläche zu verändern, um einen nahezu senkrechten Auftreffwinkel des Schallstrahls zur Oberfläche zu erreichen.
Die Ultraschall-Prüfung erfolgt dabei beispielsweise in lokaler Tauchtechnik, bei der der Prüfkopf in einer als Vorlaufstrecke dienenden Wasserkammer angeordnet ist und das Wasser als Koppelmedium fungiert. Dabei ist neben einem optimalen Einschallwinkel des Ultraschallwandlers, der einen senkrechten Auftreffwinkel des Schallstrahls auf die Bauteiloberfläche bewirkt, eine luftblasenfreie Füllung der Wasserkammer erforderlich. Zwar ist keine „absolute“ Dichtheit der Wasserkammer, insbesondere gegenüber dem zu prüfenden Bauteil, erforderlich, jedoch sollten Leckagepfade bzw. ein übermäßiger Wasseraustritt aus dem Spalt zwischen der Wasserkammer und dem Bauteil, möglichst reduziert werden, um ein Eindringen von Luft in die Wasserkammer aufgrund von in der Vorlaufstrecke auftretenden Strömungen oder Turbulenzen weitestgehend zu verhindern.
Die Prüfung von Bauteilen, bei denen der Krümmungsradius der Oberfläche innerhalb desselben Bauteils variiert, oder die Prüfung verschiedener Bauteile mit derselben Vorrichtung, ist daher problematisch, da aus einem Spalt, dessen Größe bei sich änderndem Krümmungsradius zwischen der Wasserkammer und dem Bauteil variiert, vermehrt Wasser austritt. Dadurch fällt der Druck in der Wasserkammer ab und es muss, abhängig von der Spaltgröße, eine gewisse Wassermenge zugeführt werden, um die Wasserkammer gefüllt und eine möglichst luftblasenfreie Vorlaufstrecke aufrechtzuerhalten.
Aus der EP 1 830 185 B1 ist beispielsweise ein Ultraschallprüfkopf mit einer Ultraschallwandleranordnung zur Prüfung gekrümmter Oberflächen bekannt, der in einer Wasserkammer angeordnet ist, an deren Rand Dichtlippen vorgesehen sind, um einen Austritt von Wasser aus der Wasserkammer zu verhindern.
In der US 7,836,768 B2 ist eine Ultraschallwandleranordnung offenbart, bei der der Schallstrahl z.B. über eine Wasservorlaufstrecke in das Bauteil eingekoppelt wird. Die Ultraschallwandleranordnung ist dabei axial verschiebbar, sodass die Wasservorlaufstrecke für alle Ultraschallwandler gleich lang ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils mit Ultraschall vorzuschlagen, die insbesondere eine Prüfung von Bauteilen mit wechselnder Oberflächengeometrie sowie die Prüfung unterschiedlicher Bauteile mit derselben Vorrichtung ermöglicht.
Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1. Die Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils umfasst einen Ultraschall-Prüfkopf mit zumindest einem Ultraschallwandler, der in einer als Vorlaufstrecke dienenden Wasserkammer angeordnet ist, wobei eine Wand der Wasserkammer an einer Unterseite zumindest eine Ausnehmung aufweist. An der Wand der Wasserkammer ist ein Dichtelement angeordnet, das zumindest teilweise an der Wand anliegt und zumindest in einem Bereich der Ausnehmung bewegbar ist. Das Dichtelement verschließt einen von der Wand umgrenzten Innenraum der Wasserkammergegenüber dem zu prüfenden Bauteil.
Unter Unterseite der Wand der Wasserkammer ist dabei die dem Bauteil zugewandte Seite zu verstehen, also diejenige Seite aus der der Schallstrahl des zumindest einen Ultraschallwandlers aus der Wasserkammer austritt. Der Innenraum der Wasserkammer wird in Umfangsrichtung von der Wand begrenzt und ist auf der Unterseite der Wasserkammer offen bzw. wird während der Prüfung durch die Oberfläche des Bauteils verschlossen, sodass dazwischen die Wasser-Vorlaufstrecke ausgebildet ist. Die Oberseite der Wasserkammer kann eine Öffnung aufweisen oder vollständig verschlossen sein. Die Wand der Wasserkammer kann sowohl rund als auch eckig ausgebildet sein. Das Dichtelement kann die Wasserkammer in Umfangsrichtung vollständig umlaufen oder auch nur in einem Teilbereich der Wand, in dem diese eine Ausnehmung aufweist, vorhanden sein.
Mit der Vorrichtung können verschieden geformte Bauteile bzw. Bauteile mit unterschiedlichen Krümmungsradien geprüft werden. Der Ultraschall-Prüfkopf bzw. die Wasserkammer wird auf das Bauteil aufgesetzt, sodass sich dieses je nach Krümmungsradius der Oberfläche zumindest teilweise innerhalb der Ausnehmung befindet. Ein durch unterschiedliche Krümmungsradien entstehender Spalt zwischen dem Bauteil und der die Ausnehmung umgebenden Wand der Wasserkammer ist durch das frei bewegbare Dichtelement stets weitestgehend dichtend verschlossen, wodurch der Wasseraustritt aus dem Innenraum der Wasserkammer reduziert wird und der Wasserverbrauch minimal gehalten wird. Das Dichtelement kann entsprechend der angenäherten Bauteilform vorgeformt sein und ist frei bewegbar, also flexibel ausgestaltet und passt sich automatisch an die jeweilige Bauteilgeometrie bzw. an einen entstehenden Spalt an, sodass dieser stets hinreichend verschlossen ist.
Das Dichtelement liegt zumindest teilweise an der Wand an, ist also zumindest in einem die Ausnehmung umgebenden Wandbereich in flächigem Kontakt mit der Wand. In einer konstruktiv einfachen Variante kann dies beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Dichtelement in Wandbereichen neben der Ausnehmung befestigt ist, im Bereich der Ausnehmung an dem Bauteil anliegt und von diesem nach oben gedrückt wird. Vergrößert sich der Krümmungsradius des Bauteils, sodass dieses die Ausnehmung nicht mehr ausfüllt, wird das Dichtelement weniger nach oben gedrückt und verschließt automatisch den Spalt zwischen dem Bauteil und der Wand der Wasserkammer im Bereich der Ausnehmung. Mit anderen Worten: Das Dichtelement bildet mit der die Ausnehmung umgebenden Wand eine Dichtfläche, sodass der Innenraum durch das Dichtelement seitlich dichtend verschließbar ist. Die Vorrichtung umfasst also ein Dichtelement zum Anlegen an das Bauteil und zum Verschließen des zwischen der Wand und dem zu prüfenden Bauteil vorhandenen Spaltes, um den Innenraum der Wasserkammer bzw. die Vorlaufstrecke weitestgehend abzudichten und somit einen übermäßigen Wasseraustritt und die Bildung von Luftblasen in der Vorlaufstrecke zu verhindern. Der Innenraum ist mit dem Dichtelement also zumindest in dem Maße abdichtbar, dass eine störungsfreie Prüfung möglich ist. Die Dichtwirkung kann bei entsprechender Anordnung und Gestaltung des Dichtelements durch den statischen Druck in der Wasserkammer unterstützt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung eine Antriebseinheit zur Verschiebung des Ultraschall-Prüfkopfes innerhalb der Wasserkammer parallel zu einer Mittellängsachse des Ultraschall-Prüfkopfes. Mit anderen Worten: Mit der Antriebseinheit, z.B. einem mechanischen Antrieb, ist der Ultraschall-Prüfkopf parallel zu der Wand der Wasserkammer axial verschiebbar. Die Verschiebung erfolgt also zu dem zu prüfenden Bauteil hin, oder von diesem weg, um die Länge der Vorlaufstrecke bzw. den Abstand des Ultraschall-Prüfkopfes bzw. der Ultraschallwandleranordnung zur Oberfläche des Bauteils an die Bauteilgeometrie anzupassen.
Die Vorrichtung kann beispielsweise einen Ultraschall-Prüfkopf mit einer linearen Ultraschallwandleranordnung, also entlang einer geraden Linie nebeneinander angeordnete Ultraschalwandler, oder auch eine Ultraschallwandleranordnung, deren Ultraschallwandler entlang einer beliebig gekrümmten Linie, also unter einem beliebigen Neigungswinkel zueinander angeordnet sind, umfassen. Zur Prüfung von Bauteilen mit gekrümmten Oberflächen ist es jedoch von Vorteil, wenn die Vorrichtung einen Ultraschall-Prüfkopf mit einer Ultraschallwandleranordnung mit mehreren Ultraschallwandlern aufweist, die nebeneinander entlang einer mit einem Radius konkav gekrümmten Linie angeordnet sind. Zur Prüfung des Bauteils werden Gruppen von Ultraschallwandlern nacheinander und die Ultraschallwandler einer Gruppe zeitlich verzögert angesteuert, um den Schallstrahl elektronisch zu schwenken und das Bauteil entlang einer Abtastrichtung zu prüfen. Eine solche Ultraschallwandleranordnung dient vor allem zur Prüfung von Bauteilen mit konvex gekrümmten Oberflächen. Bei idealer Bauteilgeometrie bzw. einem konstanten Krümmungsradius der Bauteiloberfläche und einer kreisförmig gekrümmten Ultraschallwandleranordnung ist, wenn der Mittelpunkt des Radius der gekrümmten Linie und der Mittelpunkt des Krümmungsradius übereinstimmen, kein Schwenken des Schallstrahls erforderlich. Stimmen die beiden Radienmittelpunkte nicht überein, kann deren Abstand durch ein Verschieben des Ultraschall-Prüfkopfes parallel zu dessen Mittelängsachse minimiert werden, sodass etwa drei Schwenkwinkel pro Ultraschallwandlergruppe ausreichen, um das Bauteil vollständig zu prüfen. Dadurch wird die Prüfgeschwindigkeit deutlich erhöht bzw. die zur Prüfung des Bauteils erforderliche Dauerentsprechend reduziert.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst das Dichtelement zumindest zwei voneinander getrennte Teil-Dichtelemente, die jeweils an der Wand der Wasserkammer angeordnet sind, zumindest teilweise an der Wand anliegen und zumindest in einem Bereich der Ausnehmung frei bewegbar sind. Mit anderen Worten: Es sind zumindest zwei einzelne Dichtelemente vorhanden, die nicht miteinander verbunden sind, sondern separat voneinander an jeweils einer vorhandenen Ausnehmung angeordnet und unabhängig voneinander bewegbar sind. Dadurch ist jede in der Wand vorhandene Ausnehmung durch ein Dichtelement verschließbar, wobei in Bereichen der Wand in denen keine Ausnehmung vorhanden ist, kein Dichtelement angeordnet bzw. vorgesehen ist. Dies hat den Vorteil, dass die Vorrichtung in Bereichen ohne Ausnehmung mit der Wand der Wasserkammer an dem Bauteil anliegt. Dadurch wird das Gleitverhalten der Vorrichtung relativ zum Bauteil verbessert, da die mechanischen Andruckkräfte, mit denen die Vorrichtung z.B. mittels kardanischer Aufhängung, gegen das Bauteil gedrückt wird durch das Metallgehäuse des Bauteils aufgenommen werden, welches ein besseres Gleitverhalten zeigt, als das Dichtelement. Zudem ist die Führung der Vorrichtung bzw. der Wasserkammer in Bezug auf das Bauteil erleichtert, da sich die wesentlichen Führungsflächen, also die Wand der Wasserkammer an denen kein Dichtelement angeordnet ist, nicht verformen.
Die Vorrichtung ist insbesondere derart ausgestaltet, dass die Wand der Wasserkammer zwei sich gegenüberliegende Stirnwände und zwei sich gegenüberliegende Seitenwände umfasst, wobei jeweils an einer Unterseite der Stirnwand eine Ausnehmung vorhanden ist. Die Wasserkammer weist also eine quaderförmige Geometrie auf, der Innenraum der Wasserkammer ist zwischen den Stirnwänden und den Seitenwänden vorhanden. An den Stirnseiten vorhandene Ausnehmungen bieten den Vorteil, dass die Vorrichtung bzw. die Wasserkammer auf länglich geformte und konvex gekrümmte Bauteile aufgesetzt werden kann. Dabei können sowohl ein Dichtelement, welches entlang der Stirnwände und zumindest einer Seitenwand verläuft, als auch Teil-Dichtelemente, die jeweils nur an der Stirnwand angeordnet sind, vorgesehen werden.
Es ist von Vorteil, wenn das Dichtelement aus einem elastischen Material besteht, das sich der Geometrie des Bauteils anpassen kann. Das Dichtelement bzw. die Teil-Dichtelemente sind also als flexible Dichtlippe, beispielsweise aus einem elastischen Kunststoffmaterial ausgestaltet.
Alternativ dazu oder zusätzlich umfasst das Dichtelement vorteilhafterweise mehrere miteinander jeweils über Gelenke verbundene Elemente. Das Dichtelement bzw. die Teil-Dichtelemente umfassen also eine Kette mit einzelnen Kettengliedern. Dabei können die einzelnen Elemente bzw. Glieder selbst eine dichtende Seitenfläche bzw. die Dichtfläche erzeugen. Alternativ ist das Dichtelement, beispielsweise als eine elastische Membran oder ein dichtender Gummi, an der Kette bzw. an den über Gelenke verbundenen Elementen angeordnet. Eine solche Kette bietet den Vorteil, dass die Ausnehmungen bzw. der Innenraum der Wasserkammer auch bei beliebig gekrümmten Oberflächen weitestgehend dichtend verschlossen wird.
Das Dichtelement kann als verschiebbare Blende ausgestaltet sein, deren Öffnungsweite in Abhängigkeit von dem Krümmungsradius des Bauteils variiert. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Dichtelement jedoch zumindest in einem Bereich der Ausnehmung mehrere, an einem gemeinsamen Träger angeordnete, Stäbe und/oder Platten, die parallel zu der Wand und unabhängig voneinander bewegbar sind. Dies hat ebenfalls den Vorteil, dass das Dichtelement bzw. die Teil-Dichtelemente die Ausnehmungen und den Spalt bzw. den Innenraum der Wasserkammer auch bei beliebig gekrümmten Oberflächen weitestgehend dichtend verschließen, da die Stäbe und/oder Platten unabhängig voneinander in ihrer Höhe verstellbar sind und der Spalt somit unabhängig von der Geometrie der Bauteiloberfläche verschlossen wird.
Eine bevorzugte Möglichkeit besteht darin, dass das Dichtelement federnd vorgespannt und über Umlenkrollen an der Wand der Wasserkammer angeordnet ist. Das Dichtelement wird durch die Feder auf Spannung gehalten. Die Umlenkrollen bzw. das Umlenksystem aus Feder und Rollen stellt sicher, dass das Dichtelement bzw. das jeweilige Dichtelement den Innenraum unabhängig vom Radius dichtend verschließt, wobei durch die Federvorspannung eine automatische Anpassung erfolgt.
Prinzipiell kann das Dichtelement auf einer Außenseite der Wand der Wasserkammer angeordnet sein. Es ist jedoch von Vorteil, wenn das Dichtelement zumindest auf einer Innenseite der Wand der Wasserkammer angeordnet ist, um übermäßiges Austreten von Wasser aus der Wasserkammer zu verhindern, da in diesem Fall der statische Wasserdruck in der Wasserkammer die Abdichtung zwischen Dichtelement und der Wasserkammerwand unterstützt. Denkbar ist es auch ein Dichtelement sowohl auf der Innen- als auch auf der Außenseite vorzusehen.
Die zumindest eine Ausnehmung der Wasserkammer weist insbesondere eine konkave Form auf, deren Innenradius an den minimalen Krümmungsradius des zu prüfenden Bauteils angepasst ist. Der minimale Krümmungsradius des Bauteils wird beispielsweise anhand eines CAD-Modells des Bauteils ermittelt. Dadurch ist es in Kombination mit dem beschriebenen Dichtelement möglich, mit derselben Vorrichtung bzw. demselben Ultraschall-Prüfkopf das gesamte Bauteil zu prüfen.
Zur Auswertung der gemessenen Ultraschallsignale und gegebenenfalls zur Ansteuerung der Antriebseinheit umfasst die Vorrichtung bevorzugt eine Steuer- und Auswerteeinheit.
Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 13. Zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils mit einer Vorrichtung, die entsprechend den vorstehend beschriebenen Merkmalen ausgebildet ist, wird das Dichtelement während der Prüfung des Bauteils mit dem Ultraschall-Prüfkopf mit dem zumindest einen Ultraschallwandler in einem Bereich der Ausnehmung derart bewegt, dass es sich an einen Krümmungsradius der Oberfläche des Bauteils anpasst und den von der Wand umgrenzten Innenraum der Wasserkammer ausreichend dichtend verschließt.
Zur Prüfung des Bauteils wird der Ultraschall-Prüfkopf und/oder das zu prüfende Bauteil entweder schrittweise oder kontinuierlich bewegt, während mit dem Ultraschallwandler oder der Ultraschallwandleranordnung Ultraschallsignale emittiert und empfangen werden.
Der Ultraschall-Prüfkopf bzw. die Wasserkammer wird dabei auf die Oberfläche des Bauteils aufgesetzt bzw. an diese angedrückt, z.B. mittels kardanischer Aufhängung der Wasserkammer. Das Bauteil ist während der Prüfung zumindest teilweise innerhalb der Ausnehmung angeordnet. Bereiche der Wand, die keine Ausnehmung aufweisen liegen an der Oberfläche des Bauteils an, sodass ein Wasseraustritt weitestgehend verhindert wird.
Im Bereich der Ausnehmung ist das Dichtelement vorhanden, welches den Innenraum der Wasserkammer ausreichend abdichtet und so eine luftblasenfreie Wasservorlaufstrecke gewährleistet. Weist das Bauteil einen Krümmungsradius auf, welcher nicht der Form der Ausnehmung entspricht, bewegt sich das Dichtelement im Bereich der Ausnehmung und verschließt den Spalt, der sich zwischen der Wand und dem Bauteil bildet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Ultraschall-Prüfkopf zur Einstellung einer Länge der Vorlaufstrecke in Abhängigkeit des Krümmungsradius der Oberfläche innerhalb der Wasserkammer parallel zu der Mittellängsachse des Ultraschall-Prüfkopfes verschoben. Mit anderen Worten: Um einen optimalen Auftreffwinkel auf das Bauteil zu gewährleisten, wird der Abstand des Ultraschall-Prüfkopfes bzw. der Abstand der Ultraschallwandleranordnung zur Oberfläche des Bauteils, also die Länge der Vorlaufstrecke, entsprechend des Krümmungsradius der Oberfläche variiert. Der Ultraschall-Prüfkopf wird hierfür parallel zu der Mittellängsachse des Ultraschall-Prüfkopfes bzw. axial verschoben.
Die Länge der Vorlaufstrecke wird dabei insbesondere derart eingestellt, dass eine Schallstrahlachse des von dem zumindest einen Ultraschallwandler emittierten Ultraschallsignals zumindest annähernd durch einen Mittelpunkt des Krümmungsradius der Oberfläche verläuft, um einen nahezu senkrechten Auftreffwinkel des Schallstrahls auf das Bauteil zu erreichen. Mit anderen Worten: Die Länge der Vorlaufstrecke wird so eingestellt, dass die Schallstrahlachse jedes Ultraschallwandlers bzw. bei Verwendung einer Ultraschallwandleranordnung mit zwei oder mehreren Ultraschallwandlern, alle Schallstrahlachsen zumindest annähernd durch den Mittelpunkt des Krümmungsradius der Oberfläche verlaufen.
Wird zur Prüfung des Bauteils eine Ultraschallwandleranordnung mit mehreren Ultraschallwandlern, die nebeneinander entlang einer mit einem Radius konkav gekrümmten Linie angeordnet sind, verwendet, wird die Länge der Vorlaufstrecke insbesondere derart eingestellt, dass ein Radiusmittelpunkt der Ultraschallwandleranordnung mit dem Mittelpunkt des Krümmungsradius der Oberfläche zusammenfällt. Mit anderen Worten: Die Länge der Vorlaufstrecke bzw. der Abstand des Ultraschall-Prüfkopfes wird derart gewählt, dass die Vorlaufstrecke für alle Ultraschallwandler gleich lang bzw. der Abstand jedes Ultraschallwandlers zu der Oberfläche des Bauteils gleich groß ist. Zur Prüfung des Bauteils werden Gruppen von Ultraschallwandlern nacheinander und die Ultraschallwandler einer Gruppe zeitlich verzögert angesteuert.
Die einzustellende Länge der Vorlaufstrecke, bei der ein senkrechter Auftreffwinkel auf das Bauteil erreicht wird, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform anhand eines Modells des Bauteils ermittelt. Beispielsweise wird hierfür ein CAD-Modell des Bauteils herangezogen und eine Tabelle erstellt, die für jede Prüfposition den Radius des Bauteils und somit die optimale Länge der Vorlaufstrecke zur Verfügung stellt. Mit der Antriebseinheit wird der Ultraschall-Prüfkopf während der Prüfung auf Grundlage der Modellwerte automatisch verfahren.
Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn eine aktuell eingestellte Länge der Vorlaufstrecke anhand von drei Ultraschallwandlern ermittelt wird und eine Überprüfung erfolgt, ob die aktuell eingestellte Vorlaufstrecke für alle Ultraschallwandler gleich lang ist, also alle Ultraschallwandler denselben Abstand zur Oberfläche des Bauteils aufweisen.
Dabei werden als die drei Ultraschallwandler insbesondere ein auf einer Symmetrieachse der Ultraschallwandleranordnung angeordneter Ultraschallwandler und zwei weitere in einem Randbereich der Ultraschallwandleranordnung angeordnete Ultraschallwandler verwendet. Jeder der drei Ultraschallwandler emittiert ein Ultraschallsignal und empfängt das vom Bauteil reflektierte Antwortsignal. Besteht eine Laufzeitdifferenz der Ultraschallsignale, ist die Länge der Vorlaufstrecke für die einzelnen Ultraschallwandler verschieden und eine Änderung der Länge der Vorlaufstrecke notwendig. Wird mit den beiden Ultraschallwandlern im Randbereich eine kürzere Laufzeit gemessen als mit dem zentralen Ultraschallwandler, erfolgt eine Verschiebung des Ultraschall-Prüfkopfs in Richtung des Bauteils, ist die mit den beiden Ultraschallwandlern im Randbereich gemessene Laufzeit länger, wird der Ultraschall-Prüfkopf vom Bauteil weg bewegt. Eine solche Überprüfung der aktuell eingestellten Länge der Vorlaufstrecke kann kontinuierlich während der Ultraschallprüfung erfolgen.
Vorzugsweise erfolgt auch die Einstellung der Länge der Vorlaufstrecke kontinuierlich während der Prüfung des Bauteils. Mit anderen Worten: Die Länge der Vorlaufstrecke wird in Abhängigkeit der anhand eines Modells des Bauteils ermittelten Länge der Vorlaufstrecke oder unter Berücksichtigung der Messdaten der ermittelten aktuell eingestellten Länge der Vorlaufstrecke während der Prüfung korrigiert. Der Ultraschall-Prüfkopf wird somit simultan verschoben, sodass stets eine ideale Länge der Vorlaufstrecke eingestellt ist.
Prinzipiell kann zur Ermittlung einer Laufzeitdifferenz, also zur Ermittlung der aktuell eingestellten Länge der Vorlaufstrecke, ein an der Oberfläche des Bauteils, also an dessen Vorderseite reflektiertes Ultraschallsignal verwendet werden. Vorteilhafterweise wird jedoch als Antwortsignal ein von der Rückseite des Bauteils reflektiertes Ultraschallsignal verwendet. Dies hat den Vorteil, dass die Länge der Vorlaufstrecke auch bei asymmetrischen Bauteilen, also bei solchen, die an der Oberfläche und an der Rückwand unterschiedliche Krümmungsmittelpunkte aufweisen, der Abstand zuverlässig eingestellt werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
1 eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils in einer perspektivischen Darstellung,
2 eine Vorrichtung mit einem Dichtelement aus elastischem Material,
3 eine Vorrichtung mit einem Stäbe und/oder Platten umfassendem Dichtelement,
4 eine Vorrichtung mit einem mehrere Elemente aufweisendem Dichtelement,
5 Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils,
6 Verfahren zur Ermittlung einer aktuell eingestellten Länge der Vorlaufstrecke.
1 zeigt eine Vorrichtung 2 zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils 4 (gestrichelt angedeutet) mit einem Ultraschall-Prüfkopf 6, der in Wasserkammer 12 angeordnet ist, die als Vorlaufstrecke dient. Eine Wand 14 der Wasserkammer 12 umfasst zwei sich gegenüberliegende Stirnwände 16a, 16b und zwei sich gegenüberliegende Seitenwände 18a, 18b, die einen Innenraum 20 der Wasserkammer 12 umgrenzen. Jeweils an einer Unterseite 22 der Stirnwand 16a, 16b ist eine Ausnehmung 24 vorhanden, die eine konkave Form aufweist.
Die Vorrichtung 2 umfasst ein Dichtelement 26, wobei dieses zwei voneinander getrennte Teil-Dichtelemente 28a, 28b umfasst, die jeweils auf der Innenseite der Stirnwände 16a, 16b der Wasserkammer 12 angeordnet sind, und jeweils teilweise, nämlich in dem schraffierten Bereich B an der Wand 14 anliegen. Das Teil-Dichtelement 28a ist an der Stirnwand 16a, das Teil-Dichtelement 28b ist an der Stirnwand 16b angeordnet und daher in 2 nicht sichtbar. In einem Bereich der Ausnehmung 24 ist das Dichtelement 26 bzw. sind die Teil-Dichtelemente 28a, 28b frei bewegbar, wobei das Teil-Dichtelement 28a teilweise über den Rand der Ausnehmung 24 hervorragt. Während der Prüfung des Bauteils 4 verschließen das Dichtelement 26 bzw. die Teil-Dichtelemente 28a, 28b den Innenraum 20 der Wasserkammer 12 gegenüber dem Bauteil 4 weitestgehend dichtend, sodass ein Wasseraustritt in einem Bereich der Ausnehmung 24 minimiert wird.
2 zeigt die Vorrichtung 2 mit einem in der Wasserkammer 12 angeordneten Ultraschall-Prüfkopf 6 in Vorderansicht und ein Bauteil 4, das eine konvex gekrümmte Oberfläche aufweist. Der Ultraschall-Prüfkopf 6 weist eine Ultraschallwandleranordnung 8 mit mehreren Ultraschallwandlern 10 auf, die nebeneinander entlang einer mit Radius R gekrümmten Linie 30 angeordnet sind. Das Teil-Dichtelement 28a ist an der Seitenwand 16a angeordnet und liegt hier vollständig an der Seitenwand 16a an, da das Bauteil die Ausnehmung vollständig ausfüllt. Das Dichtelement 26 bzw. die Teil-Dichtelemente 28a, 28b bestehen aus einem elastischen Material. Das Dichtelement 26 bzw. die Teil-Dichtelemente 28a, 28b sind über eine Feder 44 vorgespannt und über Umlenkrollen 46 an der Wand befestigt. Dadurch passen sich das Dichtelement 26 bzw. die Teil-Dichtelemente 28a, 28b automatisch an den Krümmungsradius der Oberfläche des Bauteils 4 an.
Die Vorrichtung 2 umfasst weiter eine Antriebseinheit 32 zur Verschiebung des Ultraschall-Prüfkopfes 6 innerhalb der Wasserkammer 12 in Richtung A bzw. parallel zu einer Mittellängsachse M des Ultraschall-Prüfkopfes 6. Ebenso umfasst die Vorrichtung eine Steuer- und Auswerteeinheit 34 zur Ansteuerung der Ultraschallwandleranordnung 8 und zur Auswertung der gemessenen Ultraschallsignale sowie zur Ansteuerung der Antriebseinheit 32.
3 zeigt die Vorrichtung 2 bei der das Dichtelement 26 bzw. das Teil-Dichtelement 28a in einem Bereich der Ausnehmung 24 mehrere, an einem gemeinsamen Träger 36 angeordnete Stäbe bzw. Platten 38 umfasst. Die Stäbe bzw. Platten 38 sind in Richtung A frei verschiebbar an dem Träger 36 gelagert und können unabhängig voneinander parallel zu den Stirnwänden 16a, 16b und den Seitenwänden 18a, 18b bewegt werden. Die Stäbe bzw. Platten 38 bilden eine Dichtfläche 40 aus, die den entstehenden Spalt 42 verschließt und den Innenraum 20 der Wasserkammer 12 gegenüber dem Bauteil 4 weitestgehend dichtend verschließt. Ein solches Dichtelement 26, 28a ist insbesondere zur Prüfung von Bauteilen 4 mit beliebig gekrümmten Oberflächen von Vorteil. Die einzelnen Stäbe bzw. Platten 38 werden mittels Federkraft gegen das Bauteil gedrückt. Bei einfach konvex gekrümmten Bauteilen können die einzelnen Stäbe bzw. Platten auch gemeinsam über einen über die oberen Enden verlaufenden Spanndraht sowie Umlenkrollen und Federn ähnlich 2 gegen das Bauteil gedrückt werden.
Bei der in 4 dargestellten Vorrichtung 2 umfasst das Dichtelement 26 bzw. das Teil-Dichtelement 28a mehrere miteinander jeweils schwenkbar über Gelenke 48 verbundene Elemente 50. Die Elemente 50 bzw. die Gliederkette sind an einer Innenseite der Stirnwand 16a auf beiden Seiten der Ausnehmung 24 und über eine Aufhängung 58 oberhalb der Ausnehmung 24 befestigt. Des Weiteren ist die Gliederkette über Umlenkrollen 46 und mithilfe einer Feder 44 federnd gegenüber der Oberfläche des Bauteils 4 vorgespannt. Dabei können die Elemente 50 selbst eine Dichtfläche 40 erzeugen. Alternativ wird die Dichtfläche 40 jedoch von einer zwischen der Innenseite der Stirnwand 16a und den Elementen 50 vorhandene und an den Elementen 50 befestigte Membran 52 gebildet, die in 4 gestrichelt angedeutet ist. Die Membran 52 folgt einer Bewegung der Elemente 50 und dichtet den Innenraum 20 der Wasserkammer ab. Bei einem solchen Dichtelement 26 bzw. Teil-Dichtelement 28a ist stets ein lückenloser Kontakt zum Bauteil 4 gewährleistet.
In 5 ist ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils 4 mit einem Ultraschall-Prüfkopf 6 mit einer Ultraschallwandleranordnung 8 mit mehreren Ultraschallwandlern 10, die nebeneinander entlang einer konkav gekrümmten Linie 30 angeordnet sind, dargestellt. In 5a entspricht der Krümmungsradius der Oberfläche des Bauteils annähernd der Form der Ausnehmung 24. Der Ultraschall-Prüfkopf 6 ist derart axial in der Wasserkammer 12 angeordnet, dass die Schallstrahlachse S_U der von der Ultraschallwandleranordnung 8 bzw. den Ultraschallwandlern 10 emittierten Ultraschallsignale durch den Mittelpunkt M_K des Krümmungsradius der Oberfläche des Bauteils 4 verläuft bzw. der Mittelpunkt M_U mit dem Mittelpunkt M_K zusammenfällt. Ändert sich der Krümmungsradius der Oberfläche des Bauteils 4 (5b) entsteht ein Spalt 42 zwischen der die Ausnehmung umgrenzenden Stirnwand 16a und dem Bauteil 4. Um die Länge der Vorlaufstrecke so einzustellen, dass der Einschallwinkel des Ultraschallwandlers in die Vorlaufstrecke einen senkrechten Auftreffwinkel des Schallstrahls in das Bauteil herbeiführt, wird der Ultraschall-Prüfkopf 6 in Abhängigkeit des Krümmungsradius mit der Antriebseinheit 32 in Richtung A parallel zur Mittellängsachse M des Ultraschall-Prüfkopfes 6 zum Bauteil 4 hin verschoben. Die Einstellung der Länge der Vorlaufstrecke erfolgt dabei kontinuierlich während der Prüfung des Bauteils, z.B. unter Berücksichtigung der mittels CAD-Modells ermittelten Geometriedaten des Bauteils.
Das Dichtelement 26, 28a, 28b welches aus Gründen der Übersichtlichkeit nur in den 5c, 5d gezeigt ist, wird während der Prüfung im Bereich der Ausnehmung 24 so bewegt, dass es den Spalt 42 und somit den Innenraum 20 der Wasserkammer 12 weitestgehend dichtend verschließt. Das Dichtelement 26, 28a, 28b ist hierfür an der Stirnwand 16a der Wasserkammer 12 angeordnet und über Umlenkrollen 46 und Federn 44 federnd vorgespannt. In 5c liegt das Dichtelement 26, 28a, 28b vollständig an der Stirnwand 16a an, da das Bauteil 4 die Ausnehmung 24 vollständig ausfüllt und das Dichtelement 26, 28a, 28b nach oben gedrückt wird. Ändert sich der Krümmungsradius des Bauteils 4 wird das Dichtelement 26, 28a, 28b in Richtung des Bauteils 4 bewegt und verschließt den Spalt 42. Durch das Umlenksystem aus Umlenkrollen 46 und Federn 44 erfolgt diese Bewegung des Dichtelementes 26, 28a, 28b selbstständig, d.h. das flexible Dichtelement 26, 28a, 28b passt sich automatisch an die jeweilige Bauteilgeometrie an. Das Dichtelement 26, 28a, 28b bildet zusammen mit der Stirnwand 16a eine Dichtfläche 40 aus, um einen unnötigen Wasseraustritt zu verhindern.
In 6 ist die Ermittlung einer aktuell eingestellten Länge L₁, L₂ der Vorlaufstrecke anhand von drei Ultraschallwandlern 10 gezeigt. Ein erster Ultraschallwandler 10a, der auf einer Symmetrieachse S der Ultraschallwandleranordnung 8 angeordnet ist, sowie zwei im Randbereich bzw. äußere Ultraschallwandler 10b emittieren und empfangen jeweils ein an der Oberfläche bzw. Vorderseite oder auch an der Rückseite 54 des Bauteils 4 reflektiertes Ultraschallsignal. Die Steuer- und Auswerteeinheit 34 ermittelt eine Laufzeitdifferenz der empfangenen Ultraschallsignale. Die Ermittlung der Laufzeitdifferenz der empfangenen Ultraschallsignale und somit die Ermittlung der jeweils aktuell eingestellten Länge der Vorlaufstrecke erfolgt simultan, also während der gesamten Prüfung des Bauteils. Es stehen somit ständig ermittelte Messdaten zur Verfügung, die sofort zur Korrektur der Länge der Vorlaufstrecke herangezogen werden können, um den Ultraschall-Prüfkopf so zu verschieben, dass dieser stets einen idealen Abstand zu dem Bauteil einnimmt.
In 6a ist die ermittelte Laufzeit für den zentralen Ultraschallwandler 10a kürzer als die Laufzeit für die beiden äußeren Ultraschallwandler 10b. Der zentrale Ultraschallwandler 10a weist also einen geringeren Abstand L₁ von der Oberfläche bzw. Rückwand des Bauteils bzw. eine geringere Länge L₁ der Vorlaufstrecke auf. Der Ultraschall-Prüfkopf 6 bzw. die Ultraschallwandleranordnung 8 wird dann mit der Antriebseinheit 32 in Richtung A vom Bauteil weg verschoben, bis die Längen L₁, L₂ der Vorlaufstrecken der Ultraschallwandler 10 gleich lang sind und die jeweiligen Schallstrahlachsen S_U der Ultraschallwandler 10 bzw. Ultraschallwandlergruppen 56 durch den Mittelpunkt M_K des Krümmungsradius der Oberfläche des Bauteils 4 verlaufen. Die Länge L₁, L₂ der Vorlaufstrecke wird also derart eingestellt, dass ein Radiusmittelpunkt M_U der Ultraschallwandleranordnung 8 mit dem Mittelpunkt M_K des Krümmungsradius der Oberfläche zusammenfällt. Dadurch wird ein senkrechter Auftreffwinkel auf das Bauteil 4 gewährleistet.
In 6b ist die für das vom zentralen Ultraschallwandler 10a emittierte und empfangene Ultraschallsignal ermittelte Laufzeit länger als die des Ultraschallsignals der Rand-Ultraschallwandler 10b. Der Ultraschall-Prüfkopf 6 wird also in Richtung A des Bauteils 4 verschoben, bis die Länge L₁, L₂ der Vorlaufstrecken übereinstimmt und der Radiusmittelpunkt M_U der Ultraschallwandleranordnung 8 mit dem Mittelpunkt M_K des Krümmungsradius der Oberfläche deckt, also alle Ultraschallwandler 10 denselben Abstand von der Oberfläche des Bauteils 4 aufweisen.
Durch die Verschiebung des Ultraschall-Prüfkopfes 6 wird ein optimaler Auftreffwinkel bei Bauteilen 4 mit unterschiedlichen Krümmungsradien sichergestellt. Das Dichtelement 26, 28a, 28b, welches aus Gründen der Übersichtlichkeit in 6 nicht dargestellt ist, bewegt sich während der Verschiebung des Ultraschall-Prüfkopfes 6 unabhängig vom Ultraschall-Prüfkopf 6 frei in dem Bereich der Ausnehmung 24, um den bei unterschiedlich gekrümmten Bauteilen 4 entstehenden Spalt 42 bzw. den Innenraum 20 der Wasserkammer 12 weitestgehend dichtend zu verschließen.
Bezugszeichenliste

2: Vorrichtung
4: Bauteil
6: Ultraschall-Prüfkopf
8: Ultraschallwandleranordnung
10, 10a, b: Ultraschallwandler
12: Wasserkammer
14: Wand
16a, b: Stirnwand
18a, b: Seitenwand
20: Innenraum
22: Unterseite
24: Ausnehmung
26: Dichtelement
28a, b: Teil-Dichtelement
30: Linie
32: Antriebseinheit
34: Steuer- und Auswerteeinheit
36: Träger
38: Stäbe und/oder Platten
40: Dichtfläche
42: Spalt
44: Feder
46: Umlenkrollen
48: Gelenk
50: Element
52: Membran
54: Rückseite des Bauteils
56: Ultraschallwandlergruppe
58: Aufhängung
A: Richtung
B: Bereich
M: Mittellängsachse
R: Radius
S: Symmetrieachse
M_K: Mittelpunkt des Krümmungsradius
S_U: Schallstrahlachse
M_U: Radiusmittelpunkt der Ultraschallwandleranordnung
L₁, L₂: Länge der Vorlaufstrecke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1830185 B1 [0005]
US 7836768 B2 [0006]

Claims

Vorrichtung (2) zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils (4) mit einem Ultraschall-Prüfkopf (6) mit zumindest einem Ultraschallwandler (10), wobei der Ultraschall-Prüfkopf (6) in einer als Vorlaufstrecke dienenden Wasserkammer (12) angeordnet ist, wobei eine Wand (14) der Wasserkammer (12) an einer Unterseite (22) zumindest eine Ausnehmung (24) aufweist, und mit einem an der Wand (14) angeordneten Dichtelement (26), das zumindest teilweise an der Wand (14) anliegt und zumindest in einem Bereich der Ausnehmung (24) bewegbar ist und einen von der Wand (14) umgrenzten Innenraum (20) der Wasserkammer (12) dichtend verschließt.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, mit einer Antriebseinheit (32) zur Verschiebung des Ultraschall-Prüfkopfes (6) innerhalb der Wasserkammer (12) parallel zu einer Mittellängsachse (M) des Ultraschall-Prüfkopfes (6).
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Ultraschall-Prüfkopf (6) eine Ultraschallwandleranordnung (8) mit mehreren Ultraschallwandlern (10) aufweist, die nebeneinander entlang einer mit einem Radius (R) konkav gekrümmten Linie (30) angeordnet sind.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Dichtelement (26) zumindest zwei voneinander getrennte Teil-Dichtelemente (28a, 28b) umfasst, die jeweils an der Wand (14) der Wasserkammer (12) angeordnet sind, zumindest teilweise an der Wand (14) anliegen und zumindest in einem Bereich der Ausnehmung (24) bewegbar sind.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Wand (14) der Wasserkammer (12) zwei sich gegenüberliegende Stirnwände (16a, 16b) und zwei sich gegenüberliegende Seitenwände 18a, 18b) umfasst, wobei jeweils an einer Unterseite (22) der Stirnwand (16a, 16b) eine Ausnehmung (24) vorhanden ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Dichtelement (26, 28a, 28b) aus einem elastischen Material besteht.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Dichtelement (26, 28a, 28b) mehrere miteinander jeweils über Gelenke (48) verbundene Elemente (50) umfasst.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Dichtelement (26, 28a, 28b) zumindest in einem Bereich der Ausnehmung (24) mehrere, an einem gemeinsamen Träger (36) angeordnete, Stäbe und/oder Platten (38) umfasst, die parallel zu der Wand (14) und unabhängig voneinander bewegbar sind.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Dichtelement (26, 28a, 28b) federnd vorgespannt und über Umlenkrollen (46) an der Wand (14) der Wasserkammer (12) angeordnet ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Dichtelement (26, 28a, 28b) auf einer Innenseite der Wand (14) der Wasserkammer (12) angeordnet ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die zumindest eine Ausnehmung (24) der Wasserkammer (12) eine konkave Form aufweist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (34) zur Auswertung der Ultraschallsignale und zur Ansteuerung der Antriebseinheit (32).
Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Bauteils mit einer Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem das Dichtelement (26, 28a, 28b) zumindest in einem Bereich der Ausnehmung (24) derart bewegt wird, dass es sich an einen Krümmungsradius der Oberfläche des Bauteils (4) anpasst und den von der Wand (14) umgrenzten Innenraum (20) der Wasserkammer (12) dichtend verschließt.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem zur Einstellung einer Länge (L₁, L₂) der Vorlaufstrecke der Ultraschall-Prüfkopf (6) in Abhängigkeit des Krümmungsradius der Oberfläche innerhalb der Wasserkammer (12) parallel zu der Mittellängsachse (M) des Ultraschall-Prüfkopfes (6) verschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Länge (L₁, L₂) der Vorlaufstrecke derart eingestellt wird, dass eine Schallstrahlachse (S_U) des von dem zumindest einen Ultraschallwandler (10) emittierten Ultraschallsignals durch einen Mittelpunkt (M_K) des Krümmungsradius der Oberfläche verläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem eine Ultraschallwandleranordnung (8) mit mehreren Ultraschallwandlern (10), die nebeneinander entlang einer mit einem Radius (R) konkav gekrümmten Linie (30) angeordnet sind, verwendet wird und die Länge (L₁, L₂) der Vorlaufstrecke derart eingestellt wird, dass ein Radiusmittelpunkt (M_U) der Ultraschallwandleranordnung (8) mit dem Mittelpunkt (M_K) des Krümmungsradius der Oberfläche zusammenfällt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem die einzustellende Länge (L₁, L₂) der Vorlaufstrecke anhand eines Modells des Bauteils ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem eine aktuell eingestellte Länge (L₁, L₂) der Vorlaufstrecke anhand von drei Ultraschallwandlern (10) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem als die drei Ultraschallwandler (10) ein auf einer Symmetrieachse (S) der Ultraschallwandleranordnung (8) angeordneter Ultraschallwandler (10a) und zwei weitere in einem Randbereich der Ultraschallwandleranordnung (8) angeordnete Ultraschallwandler (10b) verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, bei dem zur Ermittlung der aktuell eingestellten Länge (L₁, L₂) der Vorlaufstrecke ein von der Rückseite (54) des Bauteils (4) reflektiertes Ultraschallsignal verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, bei dem die Einstellung der Länge (L₁, L₂) der Vorlaufstrecke kontinuierlich während der Prüfung des Bauteils erfolgt.