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Prüfvorrichtung für kontinuierlich wandernde Bänder und Bleche Gegenstand
der Erfindung ist eine Prüfvorrichtung zum Auffinden von Materialfehlern, wie Doppelungen,
Seigerungseinschlüsse oder dergleichen bei Bändern und Blechen, bei der der kontinuierliche
Arbeitsfluß der Prüfstücke aufrecht erhalten wird.
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Zum Prüfen von Blechtafeln oder Blechbändern sind Prüfgeräte bekannt
geworden, bei denen Schallimpulse, Kathodenstrahlen oder Magnetfelder das Prüfstück
durchdringen, wobei unterschiedliche Materialstärken, Anrisse, Einschlüsse oder
dergleichen durch Veränderungen des Schallbildes, des Durchgangswiderstandes von
Kathodenstrahlen und Veränderungen des Magnetflusses erkenntlich gemacht werden.
Zur Erzielung einer größeren Wirtschaftlichkeit ist man dazu übergegangen, die Prüfstücke,
wie Bleche, Bänder oder dergleichen, unmittelbar nach dem Herstellungsprozess oder
sogar noch während des Herstellungsprozesses auf Fehler zu untersuchen und die fehlerhaften
Stücke so früh wie möglich auszuschalten. Das bei der Herstellung von Blechen, Bändern
oder dergleidhen übliche Herstellungsverfahren ist das Walzen. Die Bleche werden
während des Walzvorganges über
kontinuierliche Rollgänge von einer
Arbeitsmaschine zur anderen fortbewegt und müssen bis zum letzten Fertigungprozess,
zumeist Entzundern, Farbspritzen, Einölen und Richten, in Bewegung bleiben, damit
keine Stauung innerhalb des Arbeitsflusses eintritt.
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Bei den bisher bekannt gewordenen Prüfverfahren müssen die Bleche
jedoch aus dem Arbeitsfluß herausgenommen werden, um sie an stationäre Prüfstände
bzw. Prüfvorrichtungen heranzubringen. Eine besondere Schwierigkeit ergibt sich
bei der Verwendung von Ultraschall-Prüfgeräten, bei denen, nach dem Durchstrahlungsverfahren
arbeitend, auf einer Seite des Blechprüfstückes Schallgeber und auf der anderen
Seite entsprechende Schallempfänger angeordnet werden, die in möglichst festem Kontakt
mit dem Blechprüfstück stehen müssen. Zu diesem Zweck werden zylindrische Schallgeber
und Schallempfänger in gleicher Höhe und Achsenlage mit einer ringförmigen Öffnung
beidseitig auf das Blech aufgesetzt, wobei die eigentliche Schallübertragung von
dem Schallerzeuger, einem hochempfindlichen Quarzkristall, durch eine Flüssigkeitssaule
unmittelbar auf das Blech erfolgt. Die Flüssigkeitssäule vermittelt einen einwandfreien
und sicheren Kontakt zu der betreffenden Blechoberfläche, unabhängig von deren Beschaffenheit,
was bei Verwendung von Membranen oder dergleichen nicht gewährleistet ist. Die Schallgeber
wie auch die Schallempfänger müssen nach dem Aufsetzen auf das Blech zunächst mit
Flüssigkeit gefüllt werden, wozu einige Zeit erforderlich ist. Erst wenn die Flüssigkeitssäule
sich nach dem Einfüllen beruhigt hat und blasenfrei ist, kann der eigentliche Prüfvorgang
erfolgen. Zum Prüfen wird bei den bekannten Vorrichtungen das Prüfstück zunächst
in eine
Ruhelage gebracht, damit die Prüforgane angesetzt und in
Betrieb genommen werben können, was den kontinuierlichen Arbeitsfluß der Bleche
bzw. Bänder erheblich stört. Es kommt entweder zu einer Stauung der Bleche bzw..
Bänder oder es wird, um die erforderliche Geschwindigkeit der Gesamtanlage nicht
zu beeinträchtigen, nur jedes dritte, vierte usw. Blech geprüft.
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Des weiteren ist je nach Arbeitsweise der Prüfvorrichtung die Prüfgeschwindigkeit
nach oben hin begrenzt. Die betreffenden Blechtafeln oder Bänder müßten auf eine
entsprechend geringere Geschwindigkeit gebracht werden als es der normale Arbeitsprozess
verlangt. Aus diesem Grunde können solche stationären Prüfvorrichtungen nicht unmittelbar
hinter eine Arbeitsmaschine, wie z. B. eine Entzunderungsanlage, angeordnet werden,
da nur in den seltensten Fällen die erforderliche Arbeitsgeschwindigkeit für z.
B. das Entzundern die gleiche ist wie die Arbeitsgeschwindigkeit der Prüfvorrichtung.
Deshalb werden solche stationären Prüfgeräte in entsprechendem Abstand von den Arbeitsmaschinen
aufgestellt, damit die Bleche dort zur Ruhe gebracht werden können, wenn sie die
betreffende Arbeitsmaschine durchlaufen haben. Hierdurch ist der Raumbedarf für
eine solche Prüfanlage verhältnismäßig groß, die Anlage selbst kostspielig und unwirtschaftlich
; die aufgeführten Mängel haben teilweise dazu geführt, daß man, um den Arbeitsfluß
aufrecht zu erhalten, nur prozentuale Prüfungen vornimmt.
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Die gleichen ähnlichen Nägel treten auch bei der Verwendung von Prüfgeräten
auf, die mittels Kathodenstrahlen oder Magnetfeldern prüfen. Auch hier müssen die
Prüforgane an das Blech
bzw. Band herangebracht werden, und es sind
auch hier die Prüfgeschwindigkeiten nach oben hin begrenzt. Schon die unterschiedliche
Materialstärke der Bleche und Bänder Verlangt ein jeweiliges genaues Einstellen
der Prüforgane in bezug auf das Prüfstück. Deshalb werden auch bei diesen Prüfvorrichtungen
die Bleche bzw. Bänder zur Ruhe gebracht, und es treten die bereits oben erwähnten
Schwierigkeiten hinsichtlich der Aufrechterhaltung des kontinuierlichen Arbeitsflusses
auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den kontinuierlichen Fluß
der Prüfstücke aufrecht zu erhalten, wobei der Einfluß der Prüfgeschwindigkeit des
jeweiligen Prüfgerätes möglichst weitgehend ausgeschaltet werden soll. Die Erfindung
vermeidet die Nachteile der bisherigen Prüfverfahren dadurch, daß die Prüfvorrichtung
verfahrbar ist und sich mit dem in kontinuierlichen Arbeitsfluß bewegenden Prüfstück
zumindest auf einem Teil des Weges mit gleicher oder geringerer Geschwindigkeit
bewegt als dieses, wobei die Prüfvorrichtung und der Prüfvorgang durch Anlaufen
des Prüfstückes an Hebeln, Schaltern, Nocken oder dergleichen gesteuert werden.
Zweckmäßig wird die Prüfvorrichtung nun unmittelbar hinter oder zwischen den Arbeitsmaschinen
angeordnet, wobei durch entsprechende Differenzgeschwindigkeiten vom Prüfstück zur
Prüfvorrichtung der Einfluß der Prüfgeschwindigkeit ausgeglichen werden kann. Insbesondere
bei Verwendung von Ultraschall-Prüfgeräten, bei denen, wie oben bereits ausgeführt,
der Schallkopf bzw. Schallempfänger zunächst an das Prüfstück herangebracht und
mit Flüssigkeit gefüllt werden muß, ist es nunmehr durch die Erfindung in vorteilhafter
eise möglich, das Prüfgerät mit seinen Prüforganen mit dem Prüfstück in Verbindung
zu bringen, ohne das dieses seine Geschwindigkeit zu
ändern braucht.
Zweckmäßig wird unmittelbar nach dem Einlaufen in die Prüfvorrichtung die Prüfvorrichtung
über eine gewisse Wegstrecke mit gleicher Geschwindigkeit laufen wie das Prüfstück,
damit die Schallköpfe bzw. Schallempfänger sicher angesetzt werden und sich die
Flüssigkeitssäule bilden und beruhigen kann. Ist die erforderliche Wegstrecke, die
dem Zeitaufwand für das Ansetzen der Prüfvorrichtung entsprechend proportional ist,
durchlaufen, wird die Prüfvorrichtung ihre Geschwindigkeit verringern bzw. in Ruhestellung
kommen, so daß das Prüfstück nunmehr die ganze Prüfvorrichtung durchlaufen kann,
ohne daß es selbst zum Stillstand gekommen wäre oder seine Geschwindigkeit verändern
mußte.
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Zweckmäßig wird die Prüfvorrichtung vertikal angeordnet, so daß die
Bleche oder Bänder die Prüfvorrichtung hochkant durchlaufen.
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Die Bleche können dann beidseitig beobachtet werden und fehlerhafte
Stücke durch einfaches Abkippen aus dem Arbeitsprozess herausgezogen werden. Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Prüforgane oder die Träger derselben je nach
Blech-oder Randbreite eingestellt werden können, damit vor allem die Randzonen der
Blechtafeln bzw. Bänder, an denen Materialfehler zumeist auftreten, geprüft werden
können. Weiterhin kann nunmehr in einem Abschnitt, bei dem Prüfstück und Prüfvorrichtung
mit
| gleicher Geschwindigkeit fährt, eine Auf-und Abwärts-bzw. bei |
| horizontaler Anordnung eine Hin-und Her-Bewegung der Prüfvor- |
richtung oder des Prüfstückes vorgenommen werden, wodurch besonders die geschnittenen
Blechenden einer besonderen Prüfung unterzogen werden. Insbesondere da, wo die Blechtafeln
nicht über ihre gesamte Breite sondern nur streifenförmig überprüft werden, ist
die Prüfung der Blechenden in der vollen Breite sehr erwünscht. Besonders an den
Blechenden können durch das Beschneiden
derselben Anrisse entstanden
sein, die bei einem nur streifenförmigen Prüfen des Bleches bzw. des Bandes unbemerkt
bleiben können, während die sonstigen Materialfehler, vor allen Dingen Doppelungen
des Bleches, durchweg genügend groß sind, um von einem der Prüfstreifen erfaßt zu
werden.
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Die Zeichnungen zeigen eine bespielsweise Ausführung einer Prüfvorrichtung
nach der Erfindung. Es zeigen die Fig. 1 die Prüfvorrichtung in der Ausgangsstellung
in Seiten-
| ansicht, |
| : |
| die Fig. 2 die Prüfvorrichtung in Ausgangsstellung in der |
| Draufsicht, |
die Fig. 3 eine Ansicht der Prüfvorrichtung mit einem darin befindlichen Prüfstück
in Laufrichtung gesehen, und die Fig. 4 eine Seitenansicht der Prüfvorrichtung mit
einem darin befindlichen Prüfstück während des Prüfvorganges.
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In der Fig. 1 ist eine nicht näher dargestellte Entzunderungsanlage
1 gezeigt, die von den Prüfstücken, hier Blechplatten, 2 hochkant durchlaufen wird.
Die eigentliche Prüfvorrichtung 3 befindet sich in ihrer Ausgangsstellung und liegt
an den Anschlägen bzw. Schaltern 4 an. Die Prüfvorrichtung trägt Ultraschall-Prüfköpfe
5,5', 5"usw. Stützrollen 6,6', die mit den Prüfköpfen 5 gemeinsam auf die jeweilige
Dicke des Prüfstückes eingestellt werden, übernehmen die Führung des Prüfstückes
innerhalb des Prüfgerüstes. Für das Ansetzen der Prüfköpfe ist eine gewisse Zeit
erforderlich. Damit das Prüfstück bzw. die
Blechplatten nicht zur
Ruhe gebracht werden muß, muß die Prüfvorrichtung zumindest auf einem Teil des Weges
mit der gleichen Geschwindigkeit fahren wie das Prüfstück, sobald dieses mit seiner
Vorderkante in den Bereich der Prüfköpfe gelangt. Die Prüfköpfe und die Stützrollen
sind an Platten 7, 8, 9 befestigt, wobei zweckmäßigerweise jeweils mehrere Prüfköpfe
auf einer Platte angeordnet sind und diese Platten je nach Höhe der Bleche bzw.
der Prüfstücke auswechselbar bzw. höheneinstellbar sind. Die Höheneinstellung erfolgt
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Hubzylinder 10, der in dem Hubrahmen
11 befestigt ist. Die einzelnen Platten, die auch je nach den zu stellenden Prüfanforderungen
mehr oder weniger dicht mit Prüfköpfen besetzt sein können, werden an einem Gestänge
12,12'und Führungsbuchsen 13 in dem Hubrahmen gehalten und geführt. Am vorderen
Ende der Prüfvorrichtung ist ein Hebel 14 angeordnet, an dessen Ansatz 15 das Prüfstück
2 anläuft und die ganze Prüfvorrichtung mit der gleichen Geschwindigkeit, wie sie
das Prüfstück besitzt, mitnimmt für die Wegstrecke, die erforderlich ist, um die
Prüfköpfe an die Vorderkante der Blechplatte heranzubringen, sie mit Wasser zu füllen,
einzuschalten und gegebenenfalls das Blech an seiner Randzone durch Auf-und Abwärtsbewegen
der Platten mit den Prüfköpfen besonders zu prüfen.
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Das Ansetzen der Prüfvorrichtung, das Füllen mit Wasser und der Prüfvorgang
selbst wird eingeleitet durch die Betätigung des Schalters 20, der von der anlaufenden
Blechvorderkante niedergedrückt wird. Nach dieser Wegstrecke fährt der Hebel 14
mit abwärts gerichteten Ansätzen 17 gegen einen verstellbaren und auf dem Schinengerüst
verfahrbaren Anschlag 19 mit Nocken 18, die den Hebel 14 außer Eingriff bringen.
Ist die erforderliche Prüfgaschwindigkeit gleich der Arbeitsgeschwindigkeit der
Prüfstücke, kommt nunmehr die Prüfvorrichtung zur Ruhe und wird von dem Prüfstück
durchlaufen. Ist jedoch die Laufgeschwindigkeit des Prüfstückes
größer
als die mögliche Prüfgeschwindigkeit, wird nach der erforderlichen Wegstrecke die
Prüfvorrichtung nicht zum Stillstand kommen sondern durch einen Schalter 25, der
durch das Abschwenken des Hebels 14 betätigt wird, auf eine entsprechend eingestellte
geringere Geschwindigkeit gebracht. Das auslaufende Blechende schaltet über den
Schalter 20 den Wasserzufluß ab, setzt die Prüfköpfe zurück und läßt die ganze Prüfvorrichtung
wieder in ihre Ausgangsstellung zurücklaufen. Ein Sicherheits-Endausschalter 21
ist am Ende der Fahrbahn der Prüfvorrichtung angeordnet. Angetriebene Reibrollen
22, die über einen Schalter 23 betätigt werden übernehmen die für das Ingangsetzen
der Prüfvorrichtung zusätzlich erforderliche Treibkraft. Zweckmäßig besitzt die
Prüfvorrichtung eigene Antriebsaggregate, die in den Zeichnungen nicht näher dargestellt
wurden.
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Die Fig. 2 zeigt die Prüfvorrichtung in Draufsicht, wobei die schematisch
dargestellte Entzunderungsanlage mit 1, das Prüfstück mit 2 und der Prüfrahmen mit
3 bezeichnet ist. Der Prüfrahmen läuft auf Schienenführungen 24 bzw. 24'. Die Prüfköpfe
5, 5'. befinden sich in der Endstellung. Sie sind an parallelogrammartig angeordneten
Hebeln angelenkt und stellen sich automatisch auf die vorhandene Blechdicke ein.
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Das An-und Absetzen der Prüfstücke erfolgt, wie bereits beschrieben,
über den in Fig. 1 dargestellten Schalter 20. Der Anschlag 19 mit den Anlaufnocken
18 ist auf dem Schienengerüst der Prüfvorrichtung verstellbar angeordnet.
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In der Fig. 3 sind die Reibrolle mit 22 bezeichnet, Die Prüfköpfe
5, 5'usw. befinden sich in Anstellung, das Prüfstück 2 durchläuft nunmehr die entweder
zum Stillstand gekommene oder
mit unterschiedlicher Geschwindigkeit
fahrende Prüfvorrichtung 3.
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Die Tragrollen 16, deren Antrieb nicht näher dargestellt ist, tragen
und treiben das Prüfstück.
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Die Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der Prüfanlage mit einem
| darin befindlichen Prüfstück teilweise im Schnitt, wobei der |
| Prüfrahmen 5 eine geringere Geschwindigkeit besitzt als das
durch |
die Tragrollen 16 angetriebene Prüfstück 2. Die schraffierten Flächen zeigen den
geprüften Querschnitt des Prüfstückes, wobei zu erkennen ist, daß in der Randzone
26 eine Auf-und Abwärtsbewegung der Prüfköpfe stattgefunden hat in dem Zeitpunkt,
| als Prüfstück und Prüfvorrichtun'I geiche Geschwindigkeiten
hatten |
Normalerweise genügt zur Prüfung einer Blechplatte das in Fig. 4 dargestellte Prüfverfahren,
nach dem nur einzelne Streifen des Prüfstückes geprüft werden. Koppelungen, Faltungen
oder der-
| gleichen würden von einem der Prüfstreifen immer erfaßt. In
den |
| 4 |
| g |
Rand-bzw. Sohnittzonen der Blechtafeln, die durch den voraufgegangenen Zuschnitt
bzw. die Seitenstauchungen besonders gefährdet sind, können nach dem erfindugnsgemäßen
Verfahren besonders geprüft werden, indem, wie bereits beschrieben, die Platten
mit den Prüfköpfen in eine Auf-und Abwärtsbewegung versetzt werden, die durch entsprechende
Schalter, Nocken usw. gesteuert wird. In der Figur 4 ist eine schematische Anordnung
des Hubzylinders 10, der diese Bewegung ausführt, zu erkennen. Selbstverständlich
kann das hintere Ende einer Blechtafel in gleicher Weise geprüft werden, indem auch
hier wieder über entsprechende Steuerungen die Geschwindigkeit der Prüfvorrichtung
mit der des Prüfstückes gleichgesetzt wird und die Prüfkörper wiederum eine Auf-und
Abwärtsbe-
Es ist auch denkbar, über den ganzen Weg der Prüfstücke eine ständige
Auf-und Abwärtsbewegung mit der normalen Prüfbewegung zu koppeln, um die gesamte
Fläche des Bleches zu prüfen, ohne daß es notwendig wäre, weitere Prüfköpfe anzuordnen.
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Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung bietet vor allem in Hinsicht
auf den kontinuierlichen Arbeitsablauf bedeutende Vorteile gegenüber dem bisherigen
Verfahren. Darüberhinaus wird nicht nur der kontinuierliche Arbeitsfluß aufrecht
erhalten, sondern es wird auch möglich, neuartige Verfahren,.. ie das Verfahren
mit Ultraschall-Prüfgeräten, anzuwenden und die bisher immer nur sehr schwierig
anzuprüfenden Schnittkanten der Prüfstücke besonders zu untersuchen. Durch die Kombination
der Vorwätrsbewegung mit einer Auf-und Abwärtsbewegung ist es möglich, das Ausmaß
der Prüffläche veränderlich zu halten, wobei besonders bei nur punktförmiger Anordnung
der Prüfköpfe die gesamte Fläche geprüft werden kann. Hierdurch wird eine bedeutende
Ersparnis an den hoohkomplizierten und außerordentlich teueren Prüfköpfen erzielt.
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Diese vorzugsweise für Ultraschall-Prüfgeräte vorgesehene Prüfvorrichtung
eignet sich jedoch in ihrem Arbeitsablauf in gleicher guter'reise für Prüfverfahren
mittels kathodischen Strahlen, Isotopenstrahlen oder Magnetfeld. Die Prüfvorrichtung
arbeitet vollautomatisch und wird von einem einzigen Steuerpult aus kontrolliert.
Sie wird auf die jeweilig zu prüfenden Blechplattenhöhen und-längen eingestellt.
Fehlerstellen können durch in Höhe der Prüfköpfe angeordnete Farbspritzdüsen automatisch
markiert werden, so daß Bedienungspersonal nur zum Einstellen der Vorrichtung benötigt
wird. Es ist durchaus denkbar, die Prüfvorrichtung in mannigfache Art abzuändern,
so daß sie in horizontaler oder vertikaler oder sogar geneigter Anordnung arbeiten
kann.
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Schutzansprüche :