DE2021279B2 - Vorrichtung zur Ultraschallprüfung der Randzonen von in Vorschubrichtung bewegten metallischen Blechen und Bändern - Google Patents

Description

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abgestützten Führungsmitteln an der Blech- oder Fig. 1, und zwar in Richtung auf die Prüflingskante

Bandkante selbstgeführten Halterung getragen wird, gesehen,

die an einem gemeinsamen, ortsfesten Traggestell so- F i g. 3 die Draufsicht auf die Vorrichtung nach

wohl senkrecht zur Prüflingsobeiüäche schwenkbar F i g. 1 und 2.

als auch parallel zur Prüflingsoberfläche verschieb- 5 Die Prüfanordnung besteht aus zwei einander

bar gelagert ist Durch diese Gestaltung der die Prüf- senkrecht gegenüberstehenden, alt, Sender und Emp-

anordnung tragenden und führenden Bauteile wer- fänger geschalteten Ultraschall-Prüfköpfen la und

den die geschilderte Anpassung und der geschilderte 1 b, die auf gegenüberliegenden Seiten der zu prüfen-

Ausgleich von Prüflingsunregelmäßigkeiten vollstän- den Randzone des Prüflings 2 angeordnet sind.

dig erreicht Es kann sich die gesamte Halterung den io Die Prüfköpfe 1 α und 1 b sind, wie sich am deut-

Unregelmäßigkeiten des Prüflings anpassen, so daß lichsten aus F i g. 3 ergibt, in einer Prüfkopfhalterung

insgesamt die Prüfanordnung von derartigen tJnre- 3 α und 3 b eingesetzt und so von jeweils einer ober-

gelmäßigkeiten völlig unberührt bleibt. und unterhalb des Prüflings 2 verlaufenden, senk-

Nach einer Ausführungsform der Erfindung beste- recht zur Prüflingsoberfläche und -kante schwenkbaren die Führungsmittel aus Lauf- und Führungsroi- 15 ren Gabel 4 a und 4 ft getragen und daran nach Art len. Dadurch wird eine besonders ein^fache Bauform eines Kreuzgelenks oder kardanisch gelagert. Bei erzielt, die wiederum eine besonders genaue Abstüt- dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der zung der Halterung mit der Folge der vollständigen Prüfkopf 1 α mit Halterung 3 α durch sein Eigenge-Anpassung mit sich bringt. wicht und der Prüfkopf 1 b mit Halterung 3 b mit

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfin- 20 Hilfe von Federn S an einer weiteren nicht schwenk-

dung besteht die Halterung aus einem die Blechkante baren Gabel 6 abgestützt und gegen die Oberfläche

umfassenden Prüfschlitten mit auf einer Prüflings- des Prüflings 2 gedrückt.

seite angeordneter Tragplatte, die an einer senkrecht Die die Prüfköpfe tragenden Gabeln 4 α und 4 b zur Prüflingsoberfläche und Priiflingskante schwenk- sind über einen seitlich und in einem Abstand von bar am ortsfesten Traggestell gelagerten Traggabel 25 der Prüflingskante verlaufenden Tragann 7 mit einer auf deren zur Prüflingskante gerichteten Schenkeln Führungsstange 8 verbunden, die über einen Kurbelparallel zur Prüflingsoberfläche und unter einer ge- trieb 9 von einem drehzahlveränderlichen Antriebsgen die Prüflingskante gerichteten Kraftwirkung, motor 10 in Richtung ihrer Längsachse in oszilliez. B. Federwirkung, verschiebbar angeordnet ist. rende Bewegung versetzt wird. Wie F i g. 1 zeigt, ist Auch hierdurch wird die Einfachheit der Bauform 3° der Kurbeltrieb in bekannter Weise zur Veränderung und der Anpassung gefördert, da die gesamte Prüf- der Oszillierbreite oder Oszillieramplitude verstellanordnung auf einer einzigen Tragplatte angebracht bar.

werden kann und diese Tragplatte mit Hilfe eines Der Antriebsmotor 10 und die Lagerböcke 11 der

einfachen Bauelements am Traggestell unter Erzie- Führungsstange 8 des oszillierenden Gestänges sind

lung der erforderlichen Beweglichkeit gelagert wer- 35 auf einer gemeinsamen Tragplatte 12 angeordnet,

den kann. Diese Tragplatte 12 wird im Betrieb der Vorrichtung

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird das die in der in der Zeichnung dargestellten Weise über eine

Prüfanordnung tragende Gestänge über einen ver- Seite des Prüflings in dessen Randzone geschoben,

stellbaren Kurbeltrieb von einem, vorzugsweise dreh- Der gesamte Prüfschlitten bzw. die gemeinsame

zahlveränderbaren, Motor oszillierend angetrieben. 40 Tragplatte 12 wird ihrerseits von einer Traggabel 13

Dieser Antrieb ist einfach und robust und einfach auf getragen, und zwar gegen die Wirkung von Federn

der gemeinsamen Tragplatte unterzubringen. 14 längsverschiebbar in Langlöchern 15 auf deren

Wird eine aus zwei jeweils auf einer Seite des zur Prüflingskante gerichteten Schenkeln 13 a und Prüflings angeordneten Prüfköpfen bestehende Prüf- 13 b. Die Andruckwirkung für die Tragplatte kann anordnung verwendet, so wird eine besonders ein- 45 an Stelle durch die Federn 14 auch durch Schrägstelfache Halterung und Führung der Prüfköpfe in wei- lung der Achsen der im folgenden noch beschriebeterer Ausbildung der Erfindung dadurch erzielt, daß nen Lauf- und Führungsrollen der Tragplatte 12 erdie Prüfköpfe von jeweils einer ober- und unterhalb zielt werden, die infolge des Vorschubs des Prides Prüflings verlaufenden, mit dem oszillierend an- lings 2 durch eine solche Schrägstellung eine Angetriebenen Gestänge verbundenen Gabel nach Art 50 druckkomponente gegen die Blechkante erzeugen, eines Kreuzgelenks gelagert getragen sind und wenig- Die Traggabel 13 ist ihrerseits senkrecht zur Oberstem der von unten am Prüfling anliegende Prüfkopf fläche des Prüflings 2 schwenkbar über ein Zapfendurch Federwirkung gegen die Prüflingsoberfläche drehgelenk 16 an einem nur schematisch dargestellten gedrückt wird. Diese Gabeln können in einfacher ortsfesten Traggestell 17 gelagert. Die gemeinsame Weise seitlich im Abstand von der Priiflingskante ge- 55 Tragplatte 12 mit dem Antriebsmotor 10, dem Oszilhalten und über das Gestänge angetrieben werden liergestänge 7,8 und 9 und damit der Prüfanordnung und führen in sicherer Weise die Oszillierbewegung ist daher senkrecht zur Kante sowohl parallel zur für die Prüfanordnung aus. Prüflingsoberfläche als auch senkrecht dazu beweg-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der lieh gelagert.

Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt, und 60 Die durch die gemeinsame Tragplatte 12 gebildete zwar an Hand einer Prüfanordnung, die aus zwei je- Halterung für die Prüfanordnung führt sich aber weils auf einer Seite des Prüflings angeordneten auch an der Kante des Prüflings 2 selbst. Dazu wird Prüfköpfen besteht, also im Durchschallungsverfah- die gemeinsame Tragplatte 12 mit Hilfe von Laufren arbeitet. Es zeigt und Führungsrollen 18 an der Blechkante und mit

F i g. 1 die Vorderansicht einer Ausführungsform 65 Hilfe von sowohl ober- als auch unterhalb des Prüf-

der Vorrichtung nach der Erfindung in Anlage an lings 2 anliegenden Lauf- und Führungsrollen 19 so-

dem im Schnitt dargestellten Prüfling, wohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung

Fig.2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach am Prüfling2 abgestützt und angedrückt. Mit Hilfe

der geschilderten Lagerung auf der Traggabel 13 und fänger-Prüfköpfen können die beiden Köpfe entwe-

diesen Lauf- und Führungsrollen 18 und 19 werden der versetzt angeordnet werden, damit sich ihre

von der Halterung Ungleichmäßigkeiten in der Breite Schallfelder gegenseitig nicht stören, oder es kann

oder Dicke des Prüflings 2 oder auch geringe Bewe- durch elektronisches Umschalten der Prüfköpfe da-

gungen des Prüflings in horizontaler oder vertikaler 5 für gesorgt werden, daß eine gegenseitige störende

Richtung aufgefangen. Beeinflussung vermieden wird. Es kann aber auch

Mit Hilfe des Antriebsmotors 10 wird die aus den die Prüfanordnung aus einem oder mehreren in

Prüfköpfen 1 α und 1 b bestehende Prüfanordnung Durchschallungstechnik arbeitenden Prüfköpfen be-

über den Kurbeltrieb 9 und das Gestänge 7,8 mit stehen, wobei bei Verwendung von einem Prüfkopf,

den Gabeln 4 α und 4 b derart über dem Bereich der io vorzugsweise als Sender-Empfänger-Prüfkopf, dieser

zu prüfenden Randzone des Prüflings 2 in einem sowohl aus einem als auch aus zwei Schwingern in

Winkel, hier im rechten Winkel, zur Vorschubrich- Form eines Sender-Empfänger-Prüfkopfes bestehen

tung des Prüflings mit einer derartigen Frequenz os- kann und vorzugsweise ein Rückwandecho von der

zilliert, daß jede Stelle des Randzonenbereichs we- gegenüberliegenden Prüflingsseite überwacht wird,

nigstens einmal von einem Durchschallungsbereich 15 Bei Verwendung von zwei in Durchschallungstechnik

mit wenigstens angenähert gleichmäßigem und groß- arbeitenden Prüfköpfen schallen diese vorzugsweise

tem Schalldruck erfaßt wird. Durch Veränderung der schräg einander zu, wobei sie entweder auf derselben

Drehzahl des· Antriebsmotors 10 und durch Verände- oder auf der entgegengesetzten Prüflingsseite aufge-

rung des Kurbeltriebs 9 ist die Oszillierfrequenz ei- setzt werden und der eine als Sender und der andere

nerseits und die Oszillieramplitude andererseits je 20 als Empfänger wirkt. Andererseits kann aber auch

nach Anwendungsfall veränderbar. Die Laufrollen ein einziger Prüfkopl: schräg, z.B. in Form eines

19, wenigstens aber die auf einer Prüflingsseite, und Winkelprüfkopfes, im Randzonenbereich des Bleches

zwar der unteren Seite, anliegenden Lauf- und Füh- oder Bandes so aufgesetzt werden, daß eine Refle-

rungsrollen 19 können auch als Andruckrollen aus- xion der Schallwellen an der Prüflingskante erzeugt

gebildet sein, die über nicht dargestellte Federn an 25 wird und derselbe Prüfkopf im Reflexionsbetrieb als

den Prüfling 2 gedrückt werden. Dadurch wird ein Sender und Empfänger gleichzeitig arbeitet. Die den

Verkanten der Vorrichtung bei leichten Blechdicken- Prüfbereich überwachende Monitorblende ist dann

unterschieden vermieden und die Prüfung von Prüf- zweckmäßigerweise synchron mit dem Prüfkopf zu

lingen unterschiedlicher Dicke ohne zeitaufwendige verschieben.

Umstellarbeiten ermöglicht. 3° Die geschilderte Vorrichtung kann ferner ergänzt

An Stelle der im Ausführungsbeispiel dargestellten werden durch eine Einrichtung zur ortsgetreuen Feh-

und vorstehend beschriebenen Prüfanordnung kön- lermarkierung, die vom Prüfergebnis und gegebenen-

nen auch andere geeignete Prüfanordnungen verwen- falls auch durch die Oszillierbewegung der Priifan-

det werden. Bei Verwendung von zwei Sender-Emp- Ordnung gesteuert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

und im Bereich jeder zu prüfenden Randzone anPatentansprüche: geordneten Prüfanordnung, die während des Prüfbetriebs unter einem Winkel gegen die Vorschubrich-

1. Vorrichtung zur Ultraschallprüfung der tung oszillierend über den zu prüfenden Bereich be-Randzonen von in Vorschubrichtung bewegten 5 wegtwird.

metallischen Blechen und Bändern, insbesondere Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (deutvon Rohrvormaterial, mit wenigstens einer mit sehe Auslegeschrift 1060626) und bei ähnlichen Ultraschallprüfköpfen ausgerüsteten und im Be- Vorrichtungen besteht ein besonderes Problem darin, reich jeder zu prüfenden Randzone angeordneten daß zwar die Prüfanordnungen selbst gegen den Prüfanordnung, die während des Prüfbetriebs un- io Prüfling bewegbar sind, ihre jeweilige Halterung jeter einem Winkel gegen die Vorschubrichtung os- doch ortsfest in jeweils geeigneter Weise neben dem zilüerend über den zu prüfenden Bereich bewegt Prüfling angeschlossen ist, so daß die gesamte Vorwird, dadurch gekennzeichnet, daß richtung und insbesondere die Prüfanordnung den die. oszillierende Bewegung der Prüfanordnung Unregelmäßigkeiten des Prüflings und insbesondere (la, Xb) durch ein die Prüfanordnung tragendes, 15 den Unregelmäßigkeiten der Blech- oder Bandkante oszillierend angetriebenes Gestänge (4 a, 4 b, nicht folgen kann. Dadurch wird entweder das Prüf-7,8) erreicht wird, das von einer mit Hilfe von an ergebnis nachteilig beeinflußt, oder es kommt zu der Blech- oder Bandkante und an der Ober- und starken mechanischen Beanspruchungen der VorUnterseite des Bleches oder Bandes abgestützten richtung. Besonders zu berücksichtigen ist, daß die Führungsmitteln (18, 19) an der Blech- oder 20 eingangs angegebene Vorrichtung zur Ultraschallprü-Bandkante selbstgeführten Halterung (12, 13) ge- fung der Randzonen von metallischen Blechen und tragen wird, die an einem gemeinsamen, ortsfe- Bändern dient und eine derartige Prüfung während sten Traggestell (17) sowohl senkrecht zur Prüf- der Fortbewegung der Bleche und Bänder geschieht, lingsoberfläche schwenkbar als auch parallel zur wobei ierner der außerordentlich robuste Betrieb Prüflingsoberfläche verschiebbar gelagert (13,15, 25 während der Prüfung im Hinblick auf das geschil-16) ist. derte Problem bedeutsam ist. Bei einer bekannten

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Vorrichtung der eingangs angegebenen Art (deutsche kennzeichnet, daß die Führungsmittel aus Lauf- Auslegeschrift 1 060 626) werden die Blechprüflinge und Führungsrollen (18,19) bestehen. hochkant gefördert, und es besteht für die eigentliche

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- 30 Prüfanordnung keinerlei Anlage etwa an der Kante durch gekennzeichnet, daß die Halterung aus des Blechprüflings, so daß bei dieser Vorrichtung die einem die Randzone umfassenden Prüfschlitten vorerwähnten Nachteile vollständig auftreten. Bei mit auf einer Prüflingsseite angeordneter Trag- einer anderen bekannten Vorrichtung (USA.-Patentplatte (12) besteht, die an einer senkrecht zur schrift 3 323 354) handelt es sich lediglich um eine Prüflingsoberfläche schwenkbar am ortsfesten 35 Schweißnahtprüfung, bei der die Oszillierbewegung Traggestell (17) gelagerten (16) Traggabel (13) nur zum Erreichen der Nahttiefe vorgenommen wird, auf deren zur Prüflingskante gerichteten Sehen- Das Werkstück selbst liegt fest, und es wird das kern (13 a, 13 b) parallel zur Prüflingsoberfläche Werkstück vollständig abgetastet in Gestalt einer und unter einer gegen die Prüflingskante gerich- Einzelstückprüfung, aslo nicht in Form einer Prüfung teten Kraftwirkung (14), z. B. Federwirkung, ver- 40 im Produktionsfluß, wie es bei der eingangs angegeschiebbar angeordnet ist. benen Vorrichtung der Fall ist. Daher liegt auch kei-

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 nerlei Kantenführung im Sinn des geschilderten Probis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Prüf- blems vor. Es wird vielmehr die im übrigen fest ananordnung(la, Ib) tragende Gestänge (4 a, 4 b, geordnete Prüfanordnung auf einer besonderen star-7,8) über einen verstellbaren Kurbeltrieb (9) von 45 ren Führung quer und in einem entsprechend starr einem, vorzugsweise drehzahlveränderbaren, Mo- geführten Schlitten längs dem Prüfling verfahren.

tor (10) oszillierend angetrieben wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch

5. Vorrichtung nach Ansprach 4, mit einer aus eine besondere Gestaltung der eingangs angegebenen zwei jeweils auf einer Seite des Prüflings an- Vorrichtung eine weitestgehende Anpassungsfähiggeordneten Prüfköpfen bestehenden Prüfanord- 50 keit dieser Vorrichtung und insbesondere der Prüfannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfköpfe Ordnung an die geschilderten Unregelmäßigkeiten im von jeweils einer ober- und unterhalb des Prüf- Kantenbereich zu erreichen, so daß sich die Vorrichlings verlaufenden, mit dem oszillierend angetrie- tung und insbesondere die Prüfanordnung Unregelbenen Gestänge (7,8) verbundenen Gabel (4 a, mäßigkeiten in der Blechbreite und in der Planheit 4 b) nach Art eines Kreuzgelenks gelagert getra- 55 der Bleche anpassen und ferner diese Unregelmäßiggen sind und wenigstens der von unten am Prüf- keiten ausgleichen kann. Im Hinblick auf den mögling anliegende Prüfkopf (1 b) durch Federwir- liehst schnellen und robusten Betrieb bei der Prüfung kung (5 und 6) gegen die Prüflingsoberfläche ge- solcher Bleche und Bänder soll also für eine mögdrückt wird, liehst genaue Prüfung der Randzonen gesorgt wer-

60 den, für die die vorerwähnte Anpassungsfähigkeit

und der geschilderte Ausgleich von besonderer Bedeutung sind.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht,

Die Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung zur daß die oszillierende Bewegung der Prüfanordnung

Ultraschallprüfung der Randzonen von in Vorschub- 65 durch ein die Prüfanordnung tragendes, oszillierend

richtung bewegten metallischen Blechen und Bän- angetriebenes Gestänge erreicht wird, das von einer

dem, insbesondere von Rohrvonoaaterial, mit wenig- mit Hilfe von an der Blech- oder Bandkante und an

stens einer mit Ultraschallprüfköpfen ausgerüsteten der Ober- und Unterseite des Bleches oder Bandes