DE2021279C3 - Vorrichtung zur Ultraschallprüfung der Randzonen von in Vorschubrichtung bewegten metallischen Blechen und Bändern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung zur Ultraschallprüfung der Randzonen von in Vorschubrichtung bewegten metallischen Blechen und Bändern, insbesondere von Rohrvormaterial, mit wenigstens einer mit Ultraschallprüfköpfen ausgerüsteten und im Bereich jeder zu prüfenden Rerofowe angeordneten Prüfanordnung, die wahrend des Prufbetriebs unter einem Winkel gegen die Vorschubncbtung oszillierend über den zu prüfenden Bereich be-

s wegtwird.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art deutsche Auslegeschrift 1060 626) und bei ähnlichen Vorrichtungen besteht ein besonderes Problem dann, daß zwar die Prüfanordnungen selbst gegen den

ίο Prüfling bewegbar sind, ihre jeweilige Halterung jedoch ortsfest in jeweils geeigneter Weise neben Hem Prüfling angeschlossen ist, so daß die gesamte Vorrichtung und insbesondere die Prüfanordnung den Unregelmäßigkeiten des Prüflings und insbesondere

den Unregelmäßigkeiten der Blech- oder Bandkante nicht folgen kann. Dadurch wird entweder das Prufergebnis nachteilig beeinflußt, oder es kommt zu starken mechanischen Beanspruchungen der Vorrichtung Besonders zu berücksichtigen ist, daß die

eingangs angegebene Vorrichtung zur Ultraschallprüfung der Randzonen von metallischen Blechen und Bändern dient und eine derartige Prüfung während der Fortbewegung der Bleche und Bänder geschieht, wobei ferner der außerordentlich robuste Betrieb

während der Prüfung im Hinblick auf das geschilderte Problem bedeutsam ist. Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs angegebenen Art (deutsche Auslegeschrift 1 060 626Λ werden die Blechprüflinge hochkant gefördert, und es besteht für die eigentliche

Prüfanordnung keinerlei Anlage etwa ar. der Kante des Blechprüffings, so daß bei dieser Vorrichtung die vorerwähnten Nachteile vollständig auftreten. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (USA.-Patentschrift 3 323 354) handelt es sich lediglich um eine

Schweißnahtprüfung, bei der die Oszillierbewegung nur zum Erreichen "der Nahttiefe vorgenommen wird. Das Werkstück selbst liegt fest, und es wird das Werkstück vollständig abgetastet in Gestalt einer Einzelstückprüfung, aslo nicht in Form einer Prüfung

im Produktionsfluß, wie es bei der eingangs angegebenen Vorrichtung der Fall ist. Daher liegt auch keinerlei Kantenführung im Sinn des geschilderten Problems vor. Es wird vielmehr die im übrigen fest angeordnete Prüfanordnung auf einer besonderen star-

ren Führung quer und in einem entsprechend starr geführten Schlitten längs dem Prüfling verfahren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Gestaltung der eingangs angegebenen Vorrichtung eine weitcstgchcnde Anpassungsfähigst) keit dieser Vorrichtung und insbesondere der Prüfanordnung an die geschilderten Unregelmäßigkeiten im Kantcnbcrcich zu erreichen, so daß sich die Vorrichtung und insbesondere die Prüfanordnung Unregelmäßigkeiten in der Blcchbreite und in der Planhcit

der Bleche anpassen und ferner diese Unregelmäßigkeiten ausgleichen kann. Im Hinblick auf den möglichst schnellen und robusten Betrieb bei der Prüfung solcher Bleche und Bänder soll also für eine möglichst genaue Prüfung der Randzonen gesorgt wer-

den, für die die vorerwähnte Anpassungsfähigkeit und der geschilderte Ausgleich von besonderer Bedeutung sind.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die oszillierende Bewegung der Prüfanordnung durch ein die Prüfanordnung tragendes, oszillierend angetriebenes Gestänge erreicht wird, das von einer mit Hilfe von an der Blech- oder Bandkante und an der Ober- und Unterseite des Bleches oder Bandes

^stützten FUhrungsmitteln an der Blech- oder ο nrtkantc selbstgeführlen Halterung getragen wird, !re an einem gemeinsamen, ortsfesten Traggestell so- ■ u\ «pnkrecht zur Prüflingsoberfliiche schwenkbar TI,iS parallel zur Prüflingsoberfliiche verschiebu Sert ist. Durch diese Gestallung der die Priif-

irdnung tragenden und führenden Bauteile wer- f η die Beschilderte Anpassung und der geschilderte A " leich _von Prüflingsunregelmäßigkeiten vollstün-HV erreicht Es kann sich die gesamte Halterung den ilnreeelmäßigkeiten des Prüflings anpassen, so daß • seesamt die Prüfanordnung von derartigen Unregelmäßigkeiten völlig unberührt bleibt.

Nach einer Aus^führungsform der Erfindung bestehen die Führungsmittel aus Lauf- und Führungsrol-In Dadurch wird eine besonders einfache Bauform

rzielt, die wiederum eine besonders genaue Abstützung der Halterung mit der Folge der vollständigen Anpassung mit sich bringt.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfin-. „ besteht die Halterung aus einem die Blechkanie ■mfasscnden Prüfschlitten mit auf einer Prüflingsieite angeordneter Tragplatte, die an einer senkrecht »ur Prüflingsoberfläche und Prüflingskante chwenk-Lr am ortsfesten Traggestell gelagerten Traggabel deren zur Prüflingskante gerichteten Schenkeln

und unter einer ue-Fig, I, und zwar in Züchtung auf die Prüflingskante gesehen,

Fig.3 die Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2.

Die Prüfanordnung besteht aus zwei einander senkrecht gegenüberstehenden, als Sender und Empfänger geschalteten Ultraschall-Prüfköpfen Io und Ib, die auf gegenüberliegenden Seiten der zu prüfenden Randzone des Prüflings 2 angeordnet sind, ίο Die Prüfköpfe 1 α und 1 b sind, wie sich am deutlichsten aus Fig. 3 ergibt, in einer Prüfkopfhalterung α und 3 h eingesetzt und so von jeweils einer ober- und unterhalb des Prüflings! verlaufenden, senkrecht zur Prüflingsoberfläche und -kante sr.hwenkbaren Gabel 4 α und 4 b getragen und daran nach Art eines Kreuzgelenks oder kardanisch gelagert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Prüfkopf 1 α mit Halterung 3 α durch sein Eigengewicht und der Prüfkopf Ib mit Halterung 3 ft mit ίο Hilfe von Federn 5 an einer weiteren nicht schwenkbaren Gabel 6 abgestützt und gegen die Oberflache des Prüflings 2 gedrückt.

Die die Prüfköpfe tragenden

sind über einen seitlieh und in

der Prüflinuskante verlaufenden Tragarm 7 mit einer Führunusstange 8 verbunden, die über einen Kurbeltrieb 9 von einem drehzahlveränderlichen Antrieb-

_lu„g der erforderlichen Beweglichkeit gelagert wer- _3i ^ J^;™™, „ „leuieb der Vorrichtung

^dein weiterer Ausbildung der Erfindung wird das die in der in der Zeichnung

Prüfanordnung tragende" Gestänge über einen ve,- ^^l^%^_{micn bzw}. die

Kurbeltneb von e-j—gswerse dreh- ^ ^ ,^^Us von emer Tr^abeM3

infach auf .virai-en. und zwar uegen d.e Wirkimg vo.i ledern

same

Wird eine aus zwei jeweils auf eine, Seite des Prüflings angeordneten Prüfköpfen bestehende Pru -

fache Halterung und Führung dei Prüfköpfe in weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch er/ielt, dall die Prüfköpfe von jeweils einer ober- und unterhalb des Prüflings verlaufenden, mit dem oszillierend angetriebenen Gestänge wrbundencn Gabel nach Art eines Kreuzgelenks gelagert getragen sind und wenigstens der von unten am Prüfling anliegende Prüfkopf durch Federwirkung gegen die Prüflingsoberfläche gedrückt wird. Diese Gabeln können in einfacher Weise seitlich im Abstand von der Prüflingskante gehalten und über das Gestänge angetrieben werden und führen in sicherer Weise die Os/illierbewegung für die Prüfanordnung aus.

In der Zeichnung ist ein AusführunusK^piel der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt, und zwar an Hand einer Prüfanordnung, die aus zwei jeweils auf einer Seite des Prüflings angeordneten Prüfköpfen besteht, also im Durchschallungsverfahren arbeitet. Es zeigt

Fig. 1 die Vordcansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung in Anlage an dem im Schnitt dargestellten Prüfling,

Fie.2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach

zur i-ruuingMwinn. i^.i^...^.^

13 /■>. Die Andruckwirkung für die Tragplatte kann an Stelle durch die Federn 14 auch durch Schragstelluiig der Achsen der im folgenden noch beschriebenen Lauf- und Führungsrollen der 'Trauplatte 12 erzielt werden, die infolge des Vorschubs des Prüflings 2 durch eine solche Schrägstellung eine Andruckkomponenie gegen die Blechkante erzeugen. Die 'Traggabel ',3 ist ihrerseits senkrecht zur Oberilächt: de- Prüflings 1 schwenkbar über ein Zapfendi jhgelenk 16 an einem nur schematisch dargestellten ortsfesten 'Traggestell 17 gelagert. Die gemeinsame I ragplatte 12 mit dem Antriebsmotor 10. dem Os/illiergestänge 7.8 und 9 und damit der Prüfanordnung ist daher senkrecht zur Kante sowohl parallel /ur Prülliiigsohei'"iiche als auch senkrecht ila:-'U beweglich gelagert.

Die durch die gemeinsame Tragplatte 12 gebildete Halterung für die Prüfanordnung führt sich aber auch an der Kante des Prüflings 2 seihst. Dazu wird die gemeinsame Tragplatte 12 mit HiIk von Lauf- und Fülmingsmllen 18 an der Blechkantc und mit Hilfe von sowohl ober- als auch unterhalb des Prüflings 2 anliegenden Lauf- und Führungsrollen 19 sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung am Prüfling 2 abgestützt und angedrückt. Mit Hilfe

,,J_n des
gungen des 1

in horizontaler cider vertikaler

PrüfköScn 1 β und
Prulkopcn i« me

d „Gab in 5« und S
den oaoem «4« """

iKS ^Ciic^CriJ

de "Sebsmotors 10 wird die aus den ί Püfd

motors

' bestehende Prüfanordnung Gestänge 7.8 mit derart über dem Bereich der . p_rüf|_in„_s2 in einem

?nip des P Uf Srs mit einer derartigen Frequenz osliierdaß jedfsSlc des Randzonenbereichs we- ?S einmal von einem Durchscliallungsbercich nig™ angenähert gleichmäßigem und großhSuck erfaßt wird Durch Veränderung der ahTdes An Hebsmotors 10 und durch Verändedes Kurbeltriebs 9 ist die Oszillierfrequenz eiis und die Oszillicramplitudc andererseits je rh Anwcndungsfall veränderbar. Die Laufrollen wc*Sens aber die auf einer Prüflingsseite, und der unteren Seite, anliegenden Lauf- und Füllen 19 können auch als Andrückrolle« ausrfiHrt sein die über nicht dargestellte Federn an S Prüflinß'2 gedrückt werden. Dadurch wird ein vnrlcnnten der Vorrichtung bei leichten Blcchdickcnunterschieden vermieden und die Prüfung von Prüflinsen unterschiedlicher Dicke ohne zeitaufwendige IEinarbeiten ermöglicht.

An Stelle der im Ausführungsbeispiel dargestellten

inH vorstehend beschriebenen Prüfanordnung kön-

cn auch andere geeignete Prüfanordnungen verwen-

dct werden Bei Verwendung von zwei Sendcr-Empfür gesorg, werden, daß cmc gegenseitige störende Heeinflussune vermieden wird, Ls kann aber auch die Prüfanordnung aus einem oder mehreren in Durchsehallungstechnik arbeitenden Pruikopfen bestehen, wobei be. Verwendung von einem Prufkopf. »o vorzugsweise als Sende r-Empfängcr-Prüfkopf, dieser sowohl aus einem als auch aus zwei Schwingern in Form eines Sender-L-mpfänger-Prüfkopfcs bestehen kann und vorzugswe.se ein Ruckwandecho von der gegenüberliegenden Prüf ingMeitc überwacht wird .5 Bei Verwendung von zwei ιη Durchschallungstcchnik arbeitenden Prüfköpfen schallen d.esc vorzugsweise schräg einander zu. wobei s.e entweder auf derselben oder auf der entgegengesetzten Prufl.ngsseite aufgesetzt werden und der eine air, Sender und der andere ao als Empfänger wirkt. Andererseits kann aber auch ein einziger Prufkopf schräg. z.B. in Form eines Winkelprüfkopfes. im Randzonenbereich des Bleches oder Bandes so aufgesetzt werden daß eine Reflcxion der Schallwellen an der Prüf ingskantc erzeugt wird und derselbe Prüf kopf im Reflexionsbctncb als Scn.ier und Empfänger gleichzeitig arbeitet. Die den Prüfbereich überwachende Monitorblendc ist dann zweckmäßigerweise synchron mit dem Prüfkopf zu verschieben.

3» Die geschilderte Vorrichtung kann ferner ergänz! werden durch eine Einrichtung zur ortsgetreuen Fehlermarkicrung, die vom Prüfergebnis und gcgebcncnfalls auch durch die Oszillierbewegung der Prufan-Ordnung gesteuert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   X. Vorrichtung zur Ultraschallprüfung der Randzonen von in Vorschubrichtung bewegten metallischen Biechen und Bändern, insbesondere von Rahrvonnaterial, mit wenigstens einer mit Ultraschallprüfköpfen ausgerüsteten und im Bereich jeder zu prüfenden Randzone angeordneten Prüfanordnung, die während des Prüfbetriebs unter einem Winkel gegen die Vorschubrichtung oszillierend über den zu prüfenden Bereich bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die oszillierende Bewegung der Prüfanordnung (1 a, 1 b) durch ein die Prüfanordnung tragendes, oszillierend angetriebenes Gestänge (4 a, Ab, 7,8) erreicht wird, das von einer mit Hilfe von an der Blech- oder Bandkante und an der Ober- und Unterseite des Bleches oder Bandes abgestützten Führungsmitteln (18, 19) an der Blech- oder Bandkante selbstgeführten Halterung (12, 13) getragen wird, die an einem gemeinsamen, ortsfesten Traggestell (17) sowohl senkrecht zur Prüflingsoberfläche schwenkbar als auch parallel zur Prüflingsoberfläche verschiebbar gelagert (13, 15, 16) ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel aus Laufund Führungsrollen (18,19) bestehen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung aus einem die Randzone umfassenden Prüfschlitten mit auf einer Prüflingsseite angeordneter Tragplatte (12) besteht, die an einer senkrecht zur Prüflingsoberflüche schwenkbar ai,.. ortsfesten Traggestell (17) gelagerten (16) Traggabel (13) auf deren zur Prüflingskante gerichteten Schenkeln (13 a, 13 b) parallel zur Prüflingsoberfläche und unter einer gegen die Prüflingskante gerichteten Kraftwirkung (14), z. B. Federwirkung, verschiebbar angeordnet ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Prüfanordnung (la, \b) tragende Gestänge (4a, Ab, 7,8) über einen verstellbaren Kurbeltrieb (9) von einem, vorzugsweise drehzahlveränderbaren, Motor (10) oszillierend angetrieben wird.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, mit einer aus zwei jeweils auf einer Seite des Prüflings angeordneten Prüfköpfen bestehenden Prüfanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfköpte von jeweils einer ober- und unterhalb des Prüflings verlaufenden, mit dem oszillierend angetriebenen Gestänge (7,8) verbundenen Gabel (4 a, Ab) nach Art eines Kreuzgelenks gelagert getragen sind und wenigstens der von unten am Prüfling anliegende Prüfkopf (1 />) durch Federwirkung (5 und 6) gegen die Prüflingsoberfläche gedrückt wird.