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Verfahren und Vorrichtung zum zerstörungs freien Prüfen der Schweißstellen
an Bewehrungsmatten Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
zerstörungs£reien Prüfen der Schweißstellen an Bewehrungsmatten.
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Zweck der Erfindung ist es, fehlerhafte Schweißstellen an Bewehrungsmatten
zu ermitteln.
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Technische Prüfgeräte, um Materialprüfungen, Dickenmessungen usv.
durchzuführen, sind an sich bekannt.
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Seit langem setzt man hierEUr die Röntgenprüfung ein, Zinn Messen
der Grobstruktur bzw, Feinstruktur. Die Rd nt genstrahlen durchdringen den zu prUfenden
körper geradlinig und je nach dem Grad der Absorbtion kann man feststellen,
ob
in einem Werkstück Materialfehler sind bzw. kann man auf diese Weise die Materialstärke
ermitteln.
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Im allgemeinen reichen zum Prüfen von Schweißstellen harte Röntgenstrahlen
aus. Vielfältig verwendet man auch Gammastrahlen. Als Strahl er (neben Röntgenstrahlen
usw.) verwendet man radioaktive Isotope, und zwar möglichst langlebige Isotope mit
einer möglichst konstanzten Strahlungsintensität. Dabei soll die Halbwertzeit jeweils
günstig gewählt werden.
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zur Auswertung der Strahlen benutzt man Filme, Leucht-Schirme (Sichtschirme)
oder die Strahlungsmeßtechnik ; als Strahlungsempfänger dient beispielsweiße ein
Geigerzähler.
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Letzterer gibt nur integrierte Werte an. Um eine Detailauflösung zu
haben, sollte man einen möglichst schmalen Strahl verwenden, den man durch einen
Schlitz dem Meßgegenstand zuführt.
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Als Strahlungsquelle verwendet man sogenannte Strahlerkapsein mit
beispielsweise einem Nrh-Präparat; dieses Präparat bringtman in einer kleinen Messing-
oder Silberhülse unter, Im allgemeinen sollte man die gewählte DurchstrahlungsEl§-che
nicht zu groß wählen, damit die Fehler nicht untergehen.
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Bewehrungsmatten sind mit einem Risiko behaftet, weil sie unkontrolliert
verlegt werden. Beispielsweise hat man keinen Richtwert für die Scherfestigkeit.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, Schweißstellen an Bewehrungsmatten
auf ihre einwandfreie Beschaffenheit gleich während bzw. nach der Fertigung oder
auch erst an der Baustelle zu überprüfen.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Bewehrungsmatte
kontinuierlich oder absatzweise durch ein (an einem) Prüfgerät geführt wird (vorbeigefUhrt
werden), das auf der Basis von Gammastrahlen oder dgl. arbeitet, wobei vorzugsweise
jedem (aber auch nur bestimmten) z.B in einer Reihe liegenden Knotenpunkt der Bewehrungsmatte
eine; Strahlungsquelle (Strahlerkapsel 5 radioaktives Präparat) mit Strahlungsempfänger
(wie Zähler (Geiger-), Film, Leuchtschirm usw.) zugeordnet ist.
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Trotz des Bekanntseins von störungsfreien Meßmöglichkeiten kam in
den sechs Jahrzehnten, da es Bewehrungsmatten gibt, kein Fachmann auf den Gedanken,
die Nuklearmeßmethode einzusetzen.
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Man kann erfindungsgemäß auch mindestens zwei Bewehrungsmatten - mit
ihren Knotenpunkten übereinanderliegend -durch das Prüfgerät führen.
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Zur Erfindung gehört es auch, daß von dem Prüfgerät hin-und hergehende,
kreisförmige oder sonstige Bewegungen ausgeführt werden. Diesqdehalb, um die Relativgeschwindigkeit
des Prüfgerät zur Bewehrungsmatte zu verändern, um gegebenenfalls integrierte Werte
in Detailwerte aufzulösen.
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Die erfindungsgemäße Prüfung kann unmittelbar nach dem Schweißen mittels
der beschriebenen nuklearen Meßtechnik vorgenommen werden, beispielsweise direkt
an der Schweißmaschine oder im Abstand hierzu; vorzugsweise in Förderrichtung der
Bewehrungsmatte sollte das Prüfgerät angeordnet werden.
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Zur Durchführung des Verfahrens können die nachfolgenden Vorrichtungen
Verwendung finden.
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Eine Vorrichtung ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, daß in
einem vorzugsweise einteiligen Schutzkörper aus stark strahlenabsorbierendem Werkstoff
eine Strahlerkapsel vorzugsweise mindestens in einer Richtung ein-und verstellbar
angeordnet ist, und daß in dem Schutzkörper in einer Richtung mindestens eine verschließbare
und in der Größe sowie Art einstellbare Strahlenaustrittsöffnung angeordnet ist;
diese Strahlenaustrittsöffnung kann punktförmig, mehrfachpunktförmig (z.B. in Linie
oder
Kreisbogen angeordnet), spaltförmig, kegelförmig (Kegelgröße
einstellbar) vorgesehen sein; man kann auch z.B.
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zwei sich kreuzende Schlitze anordnen usw.
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Bei einer bevorzugten Aus führungs form sind in eine relativ große
Strahlenaustrittsöffnung Schutzkörper einfUg- und arretierbar vorgesehen; dabei
sind in diesen Schutzkdrpern beispielsweise Strahlungsspalte, gekreuzte Schlitze,
/der Strahlungskegel usw, eingearbeitet oder/Schutzkörper weist keine Strahlenaustrittsöffnung
auf und dient lediglich dem Verschluß.
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Um die Strahlerkapsel einstellen zu können bzw. um deren Wirkung
abzuschwächen bzw. schädliche Strahlungen während der Ruhepause auszuklammern, ist
die Strahlerkapsel an einem verschiebbaren Stativ (Stab) angeordnet, das beispielsweise
mittels Handgriff von außen bedienbar ist.
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Man kann aber auch mechanische und/oder hydraulische Antriebsmittel
für die Strahlerkapsel vorsehen, Hierzu ver-1wendet man an sich bekannte Aggregate,
die man beispielsweise mit dem Stativ, einem Hebel, einem Bolzen oder dgl.
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koppelt. Auf diese Weise kann man von einer Entfernung aus durch
Tastaturdruck oder dgl, die Strahlerkapsel in die gerUnichte Stellung verbringen.
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Der Schutzkörper ist von einer Außenhülle umgeben (könnte
z.B.
Kunststoff sein), die mit mindestens einem Traggriff versehen ist; man kann die
Außenhülle aber auch auf einem Gestell anbringen, das zweckmäßig mit Rollen versehen
ist.
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Auf diese Weise kann man das Prüfgerät an der Baustelle einsetzen
und ein oder zwei Personen können es bedienen.
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Jede Strahlenaustrittsöffnung, beispielsweise auch die konische, kann
verschließbar vorgesehen sein; im letzteren Falle wendet man beispielsweise einen
an dem Gerät klapp-oder kippbar angeordneten, sinngemäß geformten Verschluß an.
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Ausgewertet werden die Reststrahlen. Dies sind die beim Durchgang
durch die Schweißstelle der Bewehrungsmatte nicht absorbierten Strahlen; sie liefern
zweckmäßig ein strahlenoptisches Bild an s.B. eine an sich bekannte elektronische
Verwertungsanlage, so daß die Werte gleich abgelesen werden können. Eine fehlerhafte
Schweißstelle bewirkt eine Änderung der Absorbtion und damit des strahlenoptischen
Bildes und somit unmittelbar ablesbar den richtigen oder Fehlwert.
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Als sonstige Strahlungsempfänger können bekannte Einrichtungen
verwendet
werden, beispielsweise eine Aufnahmekamera (gegebenenfalls mit zweifacher FSmeinlage
zur besseren Kontrastdarstellung) und/oder eine Fernseheinrichtung, um die Ergebnisse
in einer Entfernung prüfen zu können bzw. ein Leuchtschirm, der hirter einer Schutzwand
zweckmäßig anzuordnen ist.
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Durch entsprechende Mittel, beispielsweise teleskopähnliche Führungen
oder KompurverschlKsse usw", kann man die Strahlungskegel und/oder die Strahlungsschlitze
in ihrer Größenordnung einstellbar gestalten.
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Der Leuchtschirm ist zweckmäßig verstellbar an der strahlensicheren
Wand angeordnet.
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Ein wesentlicher Erfindungsgedanke ist darin zu sehen, daß das Prüfgerät
unmittelbar an der Schweißmaschine befestigt ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung
und Beschreibung, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Prinzipsskizze (im Schnitt) eines
tragbaren Prürgerätes, Fig. 2 bis 5 (im Schnitt bzw. Ansicht) verschiedene SchutzkörperverschlUsse,
Fig.
6 ein Prüfgerät im wesentlichen in Teilansicht (Prinzipsskizze) mit einer Öffnung
für einen Strahlungskegel, Fig. 7 schematisch (in Ansicht) die Anordnung eines Prüfgeräts
verstellbar (auch in der Höhe) angeordnet auf einem GEstell und Fig. 8 eine stationäre
Anordnung eines Prüfgeräts.
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Das tragbare Prüfgerät 24 gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus
einem Schutzkörper 3. In dem Schutzkörper 3 ist eine Bohrung vorgesehen; in dieser
Bohrung ist ein Stativ 2 (Stab) verschiebbar angeordnet. An dem einen Ende des Stativs
2, das nach außen ragt, kann ein Handgriff 23 oder dgl. vorgesehen werden.
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Am anderen Ende des Stativs 2 ist die Strahlerkapsel 1 (mit Mesothoriumpräparat,
Americium 241 oder dgl.) befestigt. Durch Verschieben kann man die Strahlerkapsel
1 in die Bohrung einfahren, so daß dadurch bereits ein erheblicher Strahlungsschutz
erreicht wird. Das Stativ kann man mit Arretierungen (nicht dargestellt) versehen,
um es in einer bestimmten Stellung festzuhalten.
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Es ist nicht zwingend, daß das Stativ 2 waagerecht angeordnet
ist.
Jede Winkellage ist denkbar. Beispielsweise könnte das Stativ 2 auch oben im Bereich
des Handgriffes 6 in Richtung zur Strahlenaustrittsöffnung 22 weisen.
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Das Prüfgerät 24 ist mit einer Außenhülle 4 versehen. Diese Außenhülle
kann mehrteilig sein und ist zweckmäßig mit mindestens einem Traggriff 6 ausgerüstet0
In die Strahlenaustrittsöffnung 22 kann man wahlweise (je nach Bedarf) die Schutzkörperverschlüsse
27, 27a, 27b und 27c einführen.
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Will man einen völligen Abschluß erreichen, dann wählt man den Schutzkörperverschluß
27. Er wird in die Strahlenaustrittsöffnung 22 eingeführt und durch an sich bekannte
Verriegelungsbolzen, Laschen 5 usw. in der gewünschten Stellung gehalten.
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Einen Strahlungsspalt 8 weist der Schutzkörperverschluß 27a auf. Der
Schlitz 8 könnte zusätzlich (nicht dargestellt) mit einem an sich bekannten Kompurverschluß
versehen sein; dieser Kompurverschluß muß aus strahlenabsorbierendem Material gefertigt
sein.
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Die Schlitzgröße ist jeweils zu wählen.
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Fig. 4 zeigt (im Schnitt) im Prinzip einen Schutzkörperverschluß 27b
mit einem Strahlungskegel 10. Man könnte durch paßgerechtes Einsetzen weiterer Strahlungskegel
(nicht dargestellt) mit anderem Qffnungswinkel andere Strahlungsweiten erreichen.
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In Ansicht von unten zeigt Fig. 5 einen Schutzkörperverschluß 27c,
bei dem sich kreuzende Schlitze 12 vorgesehen sind. Dabei können z.B. im Kreuzungsbereich
weitere Ausnehmungen (Bohrungen usw.) vorgesehen sein, um einen größeren Strahlungsbereich
zu erhalten.
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Die Darstellungen gemäß Fig. 3 bis 5 zeigen nur mögliche Ausführungsformen.
Selbstverständlich sind andere Varianten denkbar.
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In Fig. 6 ist gezeigt, wie der Strahlerkörper 1 verschiebbar in dem
Prüfgerät 24a angeordnet sein kann. Durch Hinausschieben des Strahlerkörpers 1 kann
man die Größe des Strahlungskegels 21 variieren. Verschlossen wird die Strahlenaustrittsöffnung
21 durch einen z.B. schwenkbaren Verschluß 13,aus strahlenabsorbierendem Material
erstellt.
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In den Kegel kann man aber auch eine verstellbare Blende aus strahlenabsorbierendem
Material einsetzen, um den Winkel zu verändern. Selbstverständlich kann man auch
nur
eine Bohrung vorsehen, um einen Punkt zwecks Messung anzuweilen.
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Wie man im Prinzip ein Prüfgerät 24 verwenden kann -falls man es nicht
tagen will -, zeigt Fig. 7 in Ansicht; das Gerät ist beispielsweise an einer Baustelle
einsetzbar.
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Dem Prüfgerät 24 können Rollen 26 mit zweckmäßig bekannten Arretierungsmitteln
zugeordnet sein. So kann man das Prüfgerät 24 über den Schweißstellen an der Baustelle
gegebenenfalls auch längere Zeit halten. Man kann das Gerät aber auch bei fertigen
Bauten sinngemäß einsetzens Ein Strahlungsempfänger (nicht dargestellt) wird dem
System sinngemäß zugeorndet. Man kann ihn beispielsweise durch leicht entfernbare
Halterungen am fahrbaren Gestell 25 befestigen oder aber zweckmäßig direkt am Prüfgerät
24.
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Die Rollen 28 sind dem Zweck entsprechend ausgebildet.
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Man kann die Nuklearmeßtechnik auch stationär verwenden und beispielsweise
einer Schweißmaschine zuordnen oder das Prüfgerät direkt an der Schweißmaschine
befestigen.
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Eine solche Anordnung ist beispielsweise in Fig. 8 in Ansicht gezeigt.
Zweckmäßig verwendet man hier Prüfgeräte schmalerer Bauart, die im Prinzip so arbeiten
können (aber
nicht zwingend) wie das Gerät, das in Fig. 6 beschrieben
ist0 Man kann die Prüfgeräte 14 in einer Reihe oder diagonal oder in Mattendurchlaufrichtung
anordnen und den jeweiligen Knotenpunkten der Bewehrungsmatte 16 zuordnen. Jede
Art der Anordnung des Prüfgeräts 14 ist denkbar. Beispielsweise kann man die Prüfgeräte
14 auch versetzt anordnen, /an d.h. z.Be/jedem zweiten Knotenpunkt in einer Reihe
usw.
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Das Messen erfolgt dadurch, daß die Bewehrungsmatte 16 einzeln (auch
übereinanderliegend usw.) über Rollen 20 (auch Rollenketten, Bänder oder dgl.),
dem jeweiligen Meßgerät 14 zugeführt wird. Das ganze System ist zweckmäßig in einem
Strahlenschutzraum untergebracht; zumindest müssen Strahlenschutzwände 15 vorgesehen
sein.
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Die Reststrahlen können auch über eine Fernseheinrichtung einem außenliegenden
Bildschrim zugeleitet werden. Die Ubertragung erfolgt wie an sich bekannt.
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Man kann aber auch - dies wird man besonders da anwenden, wo ein
Strahlendurchgang nicht möglich ist - die Reflektions-Meßmehtode anwenden.
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Meist wird man jedoch die von dem erfindungsgemäßen Prtifgerät ausgesandten
Strahlen vorzugsweise auf die kontiiiuierlich
oder absatzweise
durchlaufende Matte senkrecht auftreffen lassen. Die nicht absorbierten Strahlen
= Reststrahlen liefern ein strahlenoptisches Bild z.B. auf einen Detektor0 Ist eine
Fehlerstelle in der Schweißnaht, dann ändert sich die Absorbtion und damit auch
das strahlenoptische Bild.
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Die auf den Detektor auftreffenden Strahlen werden einem Fotoelektronenvervielfacher
zugeleitet und hier in meßbare, elektrische Impulse umgewandelt. Diese Impulse sind
der ankommenden Gamma-Strahlenmenge proportional. Die Auswertung der Impulse erfolgt
dann in an sich bekannter Weise in einer angeschlossenen Elektronik0 In dieser Elektronik
ist ein bekanntes Zählrohr angeordnet; mittels Verstärker erfolgt die Umsetzung
in elektrische Impulse. ber weitere bekannte Elemente, wie Verstärker usw. werden
die Eingangsimpulse dem Zähler zugeführt und die Nutzimpulse für eine bestimmte,
festzulegende Zeiteinheit erkennbar gemacht.
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Alle diese Einrichtungen können im Prüfgerät untergebracht sein, so
daß die prüfende Person sofort die Ergebnisse ablesenkann.
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Je des Prüfgerät ist zweckmäßig auf einen bestimmten Durchmesserwert
eingestellt bzw. einstellbar. So kann man z.B.
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mit einem Prüfgerät im Bereich der Mattendrahtstärke zwischen 4 bis
b mm messen usw. Jede Variante ist hier naturlich möglich.
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Auf diese Weise können alle Mängel der Schweißstelle ermittelt werden;
beispielsweise ist so sofort erkennbar, wenn die Scherfestigkeit nicht ausreicht.