DE202005021107U1 - Device for testing the surface of a rotational symmetrical workpiece comprises a rotating unit for rotating the workpiece about an axis of rotation and ultrasound emitting/receiving units for testing for deviations and defects - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung der Oberfläche eines rotationssymmetrischen Werkstücks.The The invention relates to a device for testing the surface of a rotationally symmetrical workpiece.
Nach dem Stand der Technik wird die Oberfläche rotationssymmetrischer Werkstücke, beispielsweise von Kolbenstangen zur Herstellung von Stoßdämpfern und dgl., auf Fehler geprüft. Nach einem ersten Verfahren erfolgt zunächst eine Wirbelstromprüfung. Damit werden oberflächliche Fehler erfasst, welche größer als 50 μm sind. Die geprüften Werkstücke werden anschließend einer Sichtprüfung unterzogen. Zur Durchführung einer zuverlässigen Sichtprüfung ist geschultes Personal erforderlich. Auch wenn die Sichtprüfung von geschultem Personal durchgeführt wird, kann ein Fehler übersehen werden.To In the prior art, the surface becomes more rotationally symmetric Workpieces, For example, of piston rods for the production of shock absorbers and Like., checked for errors. After a first method, an eddy current test is carried out first. In order to become superficial Error detected, which is greater than 50 microns are. The tested workpieces become subsequently subjected to a visual inspection. To carry out a reliable visual inspection trained staff required. Although the visual inspection of trained personnel a mistake can be overlooked.
Des Weiteren wird zur Prüfung der Oberfläche von Werkstücken ein so genanntes Magnetpulver- bzw. Fluxprüfungsverfahren durchgeführt. Dazu werden die zu prüfenden Werkstücke magnetisiert und mit einem einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Eisenpulver in Kontakt gebracht. Das Eisenpulver haftet insbesondere an von der Oberfläche ins Innere des Werkstücks sich erstreckenden Fehlern, beispielsweise Rissen, welche dann wegen des Fluoreszenzfarbstoffs bei einer Sichtprüfung erkennbar sind. Auch in diesem Fall erfordert die Sichtprüfung geschultes und erfahrenes Personal. Dennoch kann es auch dabei dazu kommen, dass ein Fehler übersehen wird.Of Further will be for examination the surface of workpieces a so-called magnetic powder or flux test method performed. To do this the ones to be tested workpieces magnetized and containing a fluorescent dye Iron powder brought into contact. The iron powder adheres in particular on from the surface inside the workpiece extending errors, such as cracks, which then because of the fluorescent dye can be seen during a visual inspection. Also in In this case, the visual inspection requires trained and experienced Staff. Nevertheless, it can also happen that misses a mistake becomes.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine Vorrichtung angegeben werden, mit der unter Verzicht auf eine Sichtprüfung sicher und zuverlässig Fehler an der Oberfläche und/oder oberflächennahe Fehler bei rotationssymmetrischen Werkstücken aufgefunden werden können.task The invention is to the disadvantages of the prior art remove. It should be specified in particular a device with the waiver of a visual inspection safe and reliable error at the surface and / or near the surface Error in rotationally symmetrical workpieces can be found.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 12.These The object is solved by the features of claim 1. Expedient refinements result arising from the features of the claims 2 to 12.
Bei
einem Verfahren zur Prüfung
der Oberfläche
eines rotationssymmetrischen Werkstücks sind folgende Schritte
vorgesehen:
Rotieren des in eine Flüssigkeit untergetauchten Werkstücks um eine
Rotationsachse,
Prüfung
auf Abweichungen von einer Geometrie der Oberfläche des Werkstücks mit
einer auf die Rotationsachse gerichteten ersten Ultraschall-Sende-/Empfangseinrichtung
und
Prüfung
auf von der Oberfläche
ins Innere des Werkstücks
sich erstreckende Fehler mit zumindest einer tangential auf die
Oberfläche
gerichteten zweiten Ultraschall-Sende-/Empfangseinrichtung.In a method for testing the surface of a rotationally symmetrical workpiece, the following steps are provided:
Rotating the liquid immersed workpiece about an axis of rotation,
Check for deviations from a geometry of the surface of the workpiece with a directed to the rotation axis first ultrasonic transmitting / receiving device and
Testing for defects extending from the surface into the interior of the workpiece with at least one second ultrasonic transmitting / receiving device directed tangentially onto the surface.
Unter dem Begriff "Abweichungen von einer Geometrie der Oberfläche" wird insbesondere eine Abweichung von einer rotationssymmetrischen Geometrie des Werkstücks verstanden. Es handelt sich dabei insbesondere um von einer kreisförmigen Geometrie abweichende Abflachungen, Dellen oder Erhebungen.Under the term "deviations of a geometry of the surface "becomes particular understood a deviation from a rotationally symmetric geometry of the workpiece. It is in particular of a circular geometry deviating flattenings, dents or elevations.
Unter dem Begriff "von der Oberfläche ins Innere des Werkstücks sich erstreckende Fehler" werden insbesondere Risse, Ausbrüche, Schlackeeinschlüsse und dgl. verstanden.Under the term "of the surface inside the workpiece extending errors " especially cracks, eruptions, slag inclusions and the like understood.
Mit der ersten Ultraschall-Sende-/Empfangseinrichtung wird Ultraschall im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse in das Werkstück eingekoppelt. Der Ultraschall durchläuft radial das Werkstück und wird an der gegenüberliegenden Seite reflektiert. Sofern das Werkstück die vorgegebene rotationssymmetrische Geometrie aufweist, wird lediglich ein Reflektionssignal mit einer geringen Intensität gemessen. Falls die rotationssymmetrische Geometrie des Werkstücks gestört ist, beispielsweise eine Abflachung aufweist, wird der von der ersten Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtung gesendete Ultraschall zu einem erheblichen Teil an der Oberfläche im Bereich des Fehlers, beispielsweise der Abflachung, reflektiert. Eine derartige Abweichung von der rotationssymmetrischen Geometrie ist als vergleichsweise intensives Reflektionssignal erfassbar.With the first ultrasonic transmitting / receiving device is ultrasound coupled substantially perpendicular to the axis of rotation in the workpiece. The ultrasound goes through radially the workpiece and will be at the opposite Page reflected. If the workpiece the predetermined rotationally symmetric Has geometry, only a reflection signal with a low intensity measured. If the rotationally symmetric geometry of the workpiece is disturbed, For example, has a flattening is that of the first Ultrasound transceiver sent ultrasound to one considerable part of the surface reflected in the area of the error, such as the flattening. Such a deviation from the rotationally symmetric geometry is detectable as a comparatively intense reflection signal.
Mit der zweiten Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtung wird eine entlang der inneren und äußeren Oberfläche des Werkstücks radial umlaufende Oberflächenwelle erzeugt. Sofern im Werkstück kein Fehler enthalten ist, läuft diese Oberflächenwelle um und verliert dabei zunehmend an Intensität. Es ist kein oder nur ein geringes Reflektionssignal beobachtbar. Sofern im Werkstück ein Fehler, beispielsweise ein Riss, enthalten ist, wird die Oberflächenwelle reflektiert und der Fehler ist als vergleichsweise intensives Reflektionssignal mit der zweiten Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtung erfassbar.With the second ultrasonic transmitting / receiving device is a along the inner and outer surface of the workpiece radially rotating surface wave generated. If in the workpiece no error is included, runs this surface wave and loses its intensity. It is not or only one low reflection signal observable. If in the workpiece an error, for example a crack is contained, the surface wave is reflected and the Error is as a comparatively intense reflection signal with the second ultrasonic transmitting / receiving device detectable.
Zur Prüfung lang gestreckter rotationssymmetrischer Werkstücke findet zweckmäßigerweise eine Relativbewegung zwischen der ersten und zweiten Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtung und dem Werkstück in einer Richtung parallel zur Rotationsachse des Werkstücks statt. Damit kann die Oberfläche des Werkstücks auf seiner gesamten Länge geprüft werden.to exam elongated rotationally symmetrical workpieces expediently finds a Relative movement between the first and second ultrasonic transmitting / receiving device and the workpiece in a direction parallel to the axis of rotation of the workpiece. This can be the surface of the workpiece on its entire length checked become.
Das vorgeschlagene Verfahren ist äußerst präzise. Es ist insbesondere dem nach dem Stand der Technik verwendeten Sichtprüfungsverfahren überlegen. Unter Verwendung des vorgeschlagenen Verfahrens kann auf Sichtprüfungsverfahren zur Erfassung oberflächlicher Fehler verzichtet werden.The proposed method is extremely precise. It is especially superior to the visual inspection method used in the prior art. Using the proposed Method can be dispensed with visual inspection method for detecting superficial errors.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zur Prüfung auf von der Oberfläche ins Innere des Werkstücks sich erstreckende Fehler eine tangential auf die Oberfläche gerichtete dritte Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtung vorgesehen. Zweckmäßigerweise senden die zweite und die dritte Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtung in paralleler Ausrichtung Ultraschall auf die Oberfläche des Werkstücks. Das ermöglicht mit hoher Zuverlässigkeit das Auffinden insbesondere von dreieckförmigen Fehlern. Derartige Fehler können lediglich beim Vorsehen der zweiten Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtung u. U. nicht erfasst werden, wenn sie sich, z. B. nach Art eines Dreiecks, in der Fortpflanzungsrichtung der Oberflächenwelle verbreitern.To an advantageous embodiment is for testing on from the surface ins Interior of the workpiece Errors extending tangentially to the surface third ultrasonic transmitting / receiving device provided. Conveniently, send the second and third ultrasonic transceivers in parallel Alignment ultrasound on the surface of the workpiece. The allows with high reliability finding especially triangular errors. Such mistakes can only in the provision of the second ultrasonic transmitting / receiving device u. U. not be detected if they are, for. B. in the manner of a Triangle, in the propagation direction of the surface wave broaden.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der mit der von der zweiten Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtung gesendete Ultraschall in Rotationsrichtung des Werkstücks eingekoppelt und der von der dritten Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtung gesendete Ultraschall entgegen der Rotationsrichtung des Werkstücks eingekoppelt wird. Das ermöglicht sicher und zuverlässig insbesondere das Auffinden dreieckförmiger Fehler.To a particularly advantageous embodiment is provided that the one sent by the second ultrasonic transmitting / receiving device Ultrasonic coupled in the direction of rotation of the workpiece and the of the third ultrasonic transmitting / receiving device sent ultrasound is coupled against the direction of rotation of the workpiece. The allows safe and reliable in particular the finding of triangular errors.
Nach einer weiteren Ausgestaltung werden die erste und zweite sowie ggf. die dritte Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtung gleichzeitig betrieben. Das ermöglicht eine besonders zeitsparende Prüfung der Werkstücke. Unter Verwendung des vorge schlagenen Verfahrens können Werkstücke mit einem hohem Durchsatz routinemäßig auf das Vorhandensein von Oberflächenfehlern geprüft werden.To In another embodiment, the first and second and optionally the third ultrasonic transmitting / receiving device operated simultaneously. This allows a particularly time-saving test the workpieces. Using the pre-proposed method workpieces with routinely on a high throughput the presence of surface defects checked become.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zur Prüfung von an der Oberfläche radial umlaufenden Fehlern eine vierte Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtung vorgesehen, welche auf die Rotationsachse gerichtet und gegenüber einer senkrecht durch die Rotationsachse verlaufenden Radialebene um einen Winkel von 10 bis 30°, vorzugsweise 15 bis 25°, verkippt ist. Damit wird eine axial zur Oberfläche verlaufende Oberflächenwelle erzeugt. Die Intensität dieser Oberflächenwelle nimmt ab, sofern kein Fehler aufgefunden wird. Im Falle des Vorliegens eines oberflächlichen Fehlers, wird diese Oberflächenwelle reflektiert und mittels der vierten Utraschall-Sende/Empfangseinrichtung als Intensitätspeak erfasst. Das Vorsehen der vierten Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtung ermöglicht ein Auffinden sämtlicher in der Praxis vorkommender Oberflächenfehler und/oder oberflächennaher Fehler bei rotationssymmetrischen Werkstücken, insbesondere bei Kolbenstangen.To a further advantageous embodiment is for testing of on the surface radially encircling faults, a fourth ultrasonic transmitting / receiving device provided, which is directed to the axis of rotation and opposite to a perpendicular to the axis of rotation extending radial plane around a Angle of 10 to 30 °, preferably 15 to 25 °, is tilted. This is an axially extending surface to the surface wave generated. The intensity this surface wave decreases, unless an error is found. In case of presence a superficial Error, this surface wave reflected and by means of the fourth ultrasound transmitting / receiving device as an intensity peak detected. The provision of the fourth ultrasonic transmitting / receiving device allows a finding of all in practice occurring surface defects and / or nearer to the surface Error with rotationally symmetrical workpieces, in particular with piston rods.
Nach einer weiteren Ausgestaltung wird das Werkstück auf zwei parallel ausgerichtete, mit einer dazwischen befindlichen Lücke angeordnete und mit einem Antrieb verbundene Walzen aufgelegt und rotiert. Die Walzen sind dabei in einem Becken aufgenommen, welches mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Öl, gefüllt ist, so dass das zu prüfende Werkstück während der Prüfung vollständig in der Flüssigkeit untergetaucht ist. Das vorgeschlagene Rotieren des zu prüfenden Werkstücks durch ein einfaches Auflegen auf zwei parallel in einem Abstand voneinander angeordneter rotierbarerer Walzen, macht das vorgeschlagene Verfahren besonders einfach. Es ist insbesondere nicht erforderlich, aufwändige Greifeinrichtungen vorzusehen, mit denen das zu prüfende Werkstück auf die Walzen aufzusetzen ist. Das zu prüfende Werkstück kann beispielsweise mittels einer Zuführrinne oder einer andersartig einfach ausgestalteten Zuführvorrichtung zugeführt werden.To In another embodiment, the workpiece is aligned in two parallel, arranged with a gap between them and with a Drive connected rollers placed and rotated. The rollers are taken up in a pool, which is filled with a liquid, for example, oil, filled so that's the one to be tested Workpiece during the exam Completely submerged in the liquid is. The proposed rotation of the workpiece to be tested by a simple laying on two parallel spaced at a distance rotatable rollers, makes the proposed method special easy. In particular, it is not necessary to use elaborate gripping devices provide, with which the workpiece to be tested on the Roll is to be set up. The workpiece to be tested can for example by means of a feed chute or a differently simple designed feeder supplied become.
Vorteilhafterweise werden die erste, zweite, ggf. dritte und ggf. vierte Utraschall-Sende/Empfangseinrichtung auf einem Schlitten parallel zur Rotationsachse entlang der Oberfläche bewegt. In diesem Fall muss das Werkstück lediglich rotiert, nicht jedoch relativ zu den Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtungen bewegt werden. Das ermöglicht eine besonders kompakte Ausgestaltung einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Prüfvorrichtung.advantageously, become the first, second, possibly third and possibly fourth ultrasound transmitting / receiving device moved on a carriage parallel to the axis of rotation along the surface. In this case, the workpiece must merely rotated, but not relative to the ultrasonic transceivers to be moved. This allows a particularly compact embodiment of a for carrying out the Method suitable test device.
Selbstverständlich ist es auch möglich, das Werkstück relativ zu feststehend angeordneten ersten, zweiten, ggf. dritten und ggf. vierten Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtungen in einer Richtung parallel zur Rotationsachse zu bewegen. Das kann beispielsweise durch eine Vorschubeinrichtung bewirkt werden, mit der die Werkstücke kontinuierlich oder auch taktweise auf den Walzen in einer Transportrichtung verschoben werden.Of course it is it also possible the workpiece relative to fixed arranged first, second, possibly third and possibly fourth ultrasonic transmitting / receiving devices in one Move direction parallel to the axis of rotation. That can for example be effected by a feed device, with which the workpieces continuously or also cyclically shifted on the rollers in a transport direction become.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die von der ersten, zweiten, ggf. dritten und ggf. vierten Ultraschall-Sende/Empfangseinrichtung gelieferten Signale mittels eines Computers ausgewertet werden. Dabei können die gelieferten Signale mit zuvor definierten Intensitätsgrenzwerten verglichen werden. Wenn die gemessenen Signale beispielsweise die gespeicherten Intensitätsgrenzwerte überschreiten, kann ein das Auffinden eines Fehlers anzeigendes Signal ausgegeben und ggf. das entsprechende Werkstück automatisch ausgesondert werden.To Another embodiment provides that the first, second, possibly third and possibly fourth ultrasonic transmitting / receiving device supplied signals are evaluated by means of a computer. It can compared the delivered signals with previously defined intensity limits become. For example, if the measured signals are stored Exceed intensity limits, may output a signal indicating the detection of an error and possibly the corresponding workpiece automatically rejected become.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die zu prüfenden Werkstücke aufeinander folgend automatisch zugeführt und abgeführt werden. Das ermöglicht die Prüfung einer Vielzahl von Werkstücken automatisiert mit einem hohen Durchsatz.To A further embodiment provides that the workpieces to be tested on each other following fed automatically and be dissipated. This allows the exam a variety of workpieces automated with a high throughput.
Nach
Maßgabe
der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Prüfung der Oberfläche eines
rotationssymmetrischen Werkstücks
vorgesehen, mit
einer Rotationseinrichtung zum Rotieren des
in eine Flüssigkeit
untergetauchten Werkstücks
um eine Rotationsachse,
einer auf die Rotationsachse gerichteten
ersten Ultraschall-Sende-/Empfangseinrichtung
zur Prüfung auf
Abweichungen von einer Geometrie der Oberfläche des Werkstücks, und
einer
tangential auf die Oberfläche
gerichteten zweiten Ultraschall-Sende-/Empfangseinrichtung zur Prüfung auf
von der Oberfläche
ins Innere des Werkstücks
sich erstreckenden Fehlern.According to the invention, a device for testing the surface of a rotationally symmetrical workpiece is provided with
a rotating device for rotating the liquid-immersed workpiece about an axis of rotation,
a directed on the rotation axis first ultrasonic transmitting / receiving device for checking for deviations from a geometry of the surface of the workpiece, and
a second ultrasonic transmitting / receiving device directed tangentially onto the surface for testing errors extending from the surface into the interior of the workpiece.
Wegen der Vorteile und der vorteilhaften Ausgestaltungen der Vorrichtung wird auf die vorangegangenen Ausführungen verwiesen. Die dort beschriebenen Merkmale sind sinngemäß auch auf die Vorrichtung anwendbar.Because of the advantages and advantageous embodiments of the device Reference is made to the preceding remarks. These described features are mutatis mutandis, on the device applicable.
Nachfolgend werden das Verfahren und die Vorrichtung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:following The method and the device will be described with reference to the drawings explained in more detail. It demonstrate:
In
Ein
erster Ultraschallprüfkopf
Ein
zweiter Ultraschallprüfkopf
Wie
aus einer Zusammensicht mit
In
Die
Ultraschallprüfköpfe
Es
hat sich als zweckmäßig erwiesen,
als ersten Ultraschallprüfkopf
Zur
Prüfung
des Werkstücks
Zum
Auffinden zweiter Fehler, d. h. von der Oberfläche
In ähnlicher
Weise werden mit dem dritten Ultraschallprüfkopf
Mit
dem vierten Prüfkopf
Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es selbstverständlich möglich, eine
automatische Vorrichtung zum Zu- und Abführen der Werkstücke
- 11
- Werkstückworkpiece
- 22
- Oberflächesurface
- 33
- erster Fehlerfirst error
- 44
- zweiter Fehlersecond error
- 55
- erster Ultraschallprüfkopffirst ultrasonic probe
- 66
- zweiter Ultraschallprüfkopfsecond ultrasonic probe
- 77
- dritter Ultraschallprüfkopfthird ultrasonic probe
- 88th
- vierter Ultraschallprüfkopffourth ultrasonic probe
- 99
- Walzeroller
- RR
- Rotationsachseaxis of rotation
- αα
- Winkelangle
- Ee
- Radialebeneradial plane
- PP
- Rotationsrichtungdirection of rotation
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202005021107U DE202005021107U1 (en) | 2005-10-18 | 2005-10-18 | Device for testing the surface of a rotational symmetrical workpiece comprises a rotating unit for rotating the workpiece about an axis of rotation and ultrasound emitting/receiving units for testing for deviations and defects |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202005021107U DE202005021107U1 (en) | 2005-10-18 | 2005-10-18 | Device for testing the surface of a rotational symmetrical workpiece comprises a rotating unit for rotating the workpiece about an axis of rotation and ultrasound emitting/receiving units for testing for deviations and defects |
DE200510050095 DE102005050095B3 (en) | 2005-10-18 | 2005-10-18 | Testing rotation symmetrical workpiece surface involves turning workpiece immersed in liquid, testing for deviations from surface geometry and for faults extending from surface to interior with first and second transmitter/receivers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202005021107U1 true DE202005021107U1 (en) | 2007-02-22 |
Family
ID=37832969
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE202005021107U Expired - Lifetime DE202005021107U1 (en) | 2005-10-18 | 2005-10-18 | Device for testing the surface of a rotational symmetrical workpiece comprises a rotating unit for rotating the workpiece about an axis of rotation and ultrasound emitting/receiving units for testing for deviations and defects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202005021107U1 (en) |
-
2005
- 2005-10-18 DE DE202005021107U patent/DE202005021107U1/en not_active Expired - Lifetime
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