DE2024615A1 - Ultraschallprüfgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Ultraschallprüfgeräte und insbesondere Prüfgeräte der im US-Patent Nr. 3 413 843 dargestellten Art, bei welchen eine Kardanhalterung beim Prüfen von Bohren verwendet wird. Bei Geräten dieser Bauart ist lediglich ein Kristall in jedem Kardan- bzw. Tragbügel angeordnet, wobei mehrere dieser Bügel verwendet werden. Obwohl Geräte der genannten Konstruktion zum Prüfen von Rohren verwendbar sind, ist die erreichbare Geschwindigkeit nicht ausreichend. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Kristalle des Gerätes in Wasser eingetaucht sind und bei Gebrauch zerstört werden.

Demgegenüber soll mit der vorliegenden Erfindung ein Ultraschallprüfgerät zum Prüfen von Werkstücken geschaffen

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Patentanwälte Dipl.-!ng. Martin Licht, Dipl.-Wirtscb.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon: 281202 · Telegramm-Adresse: Lipatli/Menchen Bayer. Vereinsbank München, Zweigst. Oikar-von-Millec-Ring, Kio.-Nr. 882495 · Postscheck-Konto: München Nr. 1633 97

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Oppenauer Böroi PATENTANWALT DR. RElNHOLD SCHMIDT _BAD ORIGINAL

werden, bei welchem Ultraschallwellen von einem Kristall nach oben durch eine Flüssigkeit zum Werkstück geleitet werden.

Das erfindungsgemässe Gerät ist gekennzeichnet durch einen sich zwischen Kristall und Werkstück erstreckenden hohlen, gegenüber Flüssigkeit dichten Blasenkopf, welcher an seiner Oberseite mit einem Auslass ausgestattet ist, eine Vorrichtung zur Befestigung des Kristalls an der Unterseite des Blasenkopfes, und eine Vorrichtung zum Zuführen von Flüssigkeit in das Innere des Blasenkopfes.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert,

Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Draufsicht des erfindungsgemässen Gerätes;

Fig. 2 ist eine vertikal® Setadttaasiclit des in Fig. 1 dargestellten Gerätes;

Fig. 3 ist eine Ansicht von Linie III—III in Fig. 1; Fig. 4 ist eine Ansicht von Linie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht eines Blasenfeopfes und eines daran befestigten Kristalls;

Fig„ 6 ist eine Schnittansiclit des in Fig. 5 dargestellten Blasenkopfes; und

Fig. 7 ist eine Draufsicht das im Fig_o "5 dargestellten Blasenkopfes.

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In Fig. 1 der Zeichnuniren sind rait Bezugsnummern 2 und 4 Paare von Förderrollen dargestellt. Diese dienen zur Förderung des zu untersuchenden ltohres T. Die Förderrollen 2 und ^i entsprechen vorzugsweise den im obengenannten US-Patent dargestellten Hollen. Sie werden durch ilotore ti angetrieben, welche auf Drehplatten 10 befestigt sind, um die FÖrderroilen 2 und k unter einem spitzen Winkel zur Achse des ilohres T einstellen zu können. Aul diese Weise wird das llohr T um seine Achse gedreht, während es gleichzeitig axial gefördert wird. Die Basis bzw. Drehplatte 10 ist auf einem festen Rahmen 12 angebracht. Ein Paar Arme Ib sind mit Hilfe eines. Drehzapfens Ik auch am Rahmen 12 angeordnet. Ein mit Hilfe eines Kirmes 20 mit den Armen Ib verbundener Drucklviftzylinder 18 dämpft die nach oben und nach unten geführte Bewegung der Arme 16. Ein äusserer Körper 22 eines Bügels 2k ist mit Hilfe von Zapfen 26 an den Armen 16 angebracht. Der Bügel 2k ist in seiner nach unten geführten Bewegung durch Drehbolzen oder Schrauben 28 begrenzt, welche durch (iewindebohrungen des Rahmens 12 sich erstrecken. Die Oberseite einer der Schrauben 28 liegt an einem Querkörper 29 zwischen den Armen 16 an, während die Oberseite der anderen Schraube 28 an dem äusseren Körper 22 des Bügels anliegt. Die insoweit beschriebenen Teile entsprechen im wesentlichen denen des obengenannten US-Patentes.

Wie sich aus Fig. 2 der Zeichnungen ergibt, ist der äussere Körper 22 des. Bügels U-förmig ausgestaltet und weist zwei im Abstand zueinander senkrecht sich erstreckende Seitenteile auf. Axial fluchtende Zapfen 30 sind an der Oberseite der Seitenteile des äusseren Körpers 22 befestigt und tragen einen Inneren Bügelkörper bzw. ein Laufwerk 32 mit einer horizontal sich erstreckenden Platte

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34, in welcher eine vertikal sich erstreckende Öffnung 36 angeordnet ist. Ein Paar im Abstand zueinander angeordnete, senkrecht ausgerichtete Platten 38 erstrecken sich von der Platte 34 nach unten und sind an dieser angebracht. Jede Platte 38 ist an ihrem unteren Ende mit vier Bohrungen versehen, welche, mit den entsprechenden Bohrungen der anderen Platte fluchten. Eine Welle 40 erstreckt sich jeweils durch jedes Paar fluchtender Bohrungen und ist mit einem Verstellhandgriff 42 an einem Ende, und zwar an der Aussenseite der Platte 38 ausgestattet. Das andere Ende jeder Welle 40 ist mit einen Gewinde versehen und nimmt Kiemmuttern 44 auf, welche die Welle in ihrer Position festklemmen. Ein einen Teil des Handgriffes bildender Finger 42F erstreckt ■ich nach oben, so dass seine Spitze an einer Skala 42S an der Platte 38 zu liegen kommt. Ein Gleitblock 46 ist ■it Hilfe eines Keils 48 alt der Welle 40 verkeilt und i«t entlang dieser, bewegbar. Die Unterseite des Gleitblockes 46 ist alt einem mit Innengewinde ausgestatteten Teil 50 versehen; in diesem Teil ist eine Verstellschraube 52 eingeschraubt, welche in einem Bund 54 geführt ist. Der Bund 54 wiederum ist mit der Welle 40 verbolzt. Die Welle 40 und die Versteilschraube 52 sind parallel zueinander. Die Oberseite des Gleitblockes 46 ist an jeder Seite einer vertikalen Bohrung 56 geteilt; in der Bohrung 56 ist der Zapfen 58 einer Blasenkopfstrebe 60 angebracht. Die Blasenkopfstrebe 60 wird mit Hilfe von Bolzen 62, die in Bohrungen 64 des Gleitblockes 46 eingeschraubt sind, in seiner Lage fixiert» Jede Bohrung 64 an einer Seite des Spaltes im Block ist zu diesem Zweck mit einem Gewinde ausgestattet. Die Blasenkopfstrebe 60 wird durch einen hohlen tiahmen 66 gebildet, an dessen Unterseite der Bolzen 58 angebracht ist, während von der Oberseite des Rahmens sich ein Paar von Winkel- '

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stücken 68 erstrecken. Eine Mutter 70 ist an den senkrechten Seitenteil eines der Winkelstücke 68 aufgeschweisst, wobei die Gewindeöffnung in axialer Pluchtung mit einer Gewindebohrung im Winkelstück liegt. Ein radial sich erstreckende Handgriff 72 ist an der Unterseite des Rahmens 66 angebracht.

Ein Branson-Kristall 74 mit einem Anschluss 76 an seinem unteren Ende ist innerhalb des hohlen Rahmens 66 ausgerichtet. Eine Leitung 77 ist an den Anschluss 76 ange schlossen und enthält Drähte, welche den Kristall mit einer Stromquelle und mit einem (nicht dargestellten) Oszilloskop verbinden. Der Kristall 74 ist an der Unterseite einer Platte 78 von 6,3 mm angebracht. Die Platte 78 ihrerseits ist an einem aus Aluminium bestehenden Hohlkörper bzw. an einem Rohr 80 angeklebt. An ihrer Oberseite ist die Platte 78 mit einer länglichen, konkav geformten Ausnehmung 82 versehen. Dadurch werden die Ultraschallstrahlen gebündelt bzw. fokussiert, so dass sie ungehindert in das Rohr T gelangen. Die Platte 78 besteht aus einem Material, welches Schallwellen leicht hindurchlässt, beispielsweise aus Akrylharzen. Ein derartiges Material ist unter der Bezeichnung LUCITE bekannt. Ein aus Gummi bestehender Nippel bzw. Ansatz 84 ist über dem aus Aluminium bestehenden Hohlkörper 80 angeordnet und weist eine eingeschnürte, längliche Öffnung 86 an der Oberseite auf. Eine Wasserzuführungsleitung ist mit dem Hohlkörper 80 verbunden. Die Teile 78, 80 und 84 bilden «inen Blasenkopf 88, welcher Mit Hilfe einer Schraube 90 an der Strebe 60 angebracht ist. Die Schraube 90 ist durch die Mutter 72 und durch die fluchtende Gewindebohrung geschraubt.

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Vier Streben 92 erstrecken sich van der Platte J>k jeweils an jeder Ecke der Platte nach oben, wobei ah der Oberseite eine horizontale Bohrung 94 vorgesehen 1st. Die Streben 92 sind paarweise angeordnet, und zwar so, dass sich die Bohrungen jeden Strebenpaares in Fluchtung befinden. Eine Auflagerwelle 96 ist durch jedes Paar fluchtender Bohrungen 94 geführt und wir mit Hilfe eines Zapfens 98 gegenüber Drehbewegung abgesichert. An jeder

fe Auflagerwelle 96 ist ein Rollenarm 100 angebracht. Jeder Rollenarm 100 weist eine Hülse 102 auf, welche drehbar auf der Welle 96 gehalten ist. Ein Paar im Abstand zueinander angeordneter, kurzer Arme 104 erstreckt sich von der Hülse 102 nach aussen und nach unten gerichtet,, während sich ein Paar längerer Arme 106 von der Hülse 102 in Richtung des Blasenkopfes erstreckt. Die Enden der Arme 106 sind mit fluchtenden Bohrungen versehen, in welchen eine eine drehbare Rolle 110 tragende Welle 108 angeordnet ist. Sine Verstellsmtter 112 ist in Öffnungen der Arne 104 gehalten. Auf der Platte 34 ist ein zweigeteilter Halteblock 114 angebracht. Eine Versteil»chraube 116 ist durch die Verstellnuttern 112 geschraubt. Eine der Ver-

P stellmuttern ist mit eines Linksgewinde ausgestattet,

während die andere der Verstellmuttern ein Rechtsgewinde aufweist, welche an entsprechenden Gewindegängen der Verstellmutter Il6 anliegen. Eine Scheibe 118 1st an der Verstellmutter 116 angebracht und ist zwischen den Armen des Halteblockes 114 aufgenommen. Eine Pührungsstrebe welche an der Oberseite der Platte 34 angebracht ist, ist in Linie mit den Blasenköpfen 88 ausgerichtet und verhindert, dass das zu untersuchende Rohr T die Blasenköpfe zerstört. Die in diesem Absatz Insoweit beschriebenen Teil« entsprechen den ie obengenannten US-Patent enthaltenen Bauteilen.

Bei Inbetriebnahme werden die Kristalle und die Blasenköpfe 88 einzeln eingestellt, so dass sie genau bezüglich des zu untersuchenden Rohres T ausgerichtet sind. Die erwünschte Verstellung geschieht durch ein Verdrehen jeder Welle 40 mit Hilfe des Handgriffes 42 und durch Verriegeln in gewünschter Position. Der Gleitblock 46 kann entlang der Welle 40 bewegt werden, wenn die Verstellschraube gedreht wird. Der Blasenkopf 88 kann seine Achse durch Verdrehung des Handgriffes 72 gedreht werden. Die Bollen ilO werden durch eine Verdrehung der Verstellschraube 116 "

dem Durchmesser des zu untersuchenden Rohres angepasst. Normalerweise ist die Position so besessen, dass die Oberseite des Blasenkopfes 88 etwa 6,3 «■ unterhalb der Unterseite des Rohres zu liegen kommt. Die Förderrollen 2 und 4 werden so eingestellt, dass sie das Rohr Über 36O⁰ drehen, wenn es die Strecke zwischen dem ersten und dem letzten Blasenkopf passiert. Wenn das Wasser durch die Leitungen 87 in die BlasenkOpfe flieset und aus den öffnungen 86 blasenförmig austritt und wenn die Kristalle an die Stromquelle und an die Kathodenstrahlröhre bzw. an den Oszilloskop angeschlossen sind, ist das Untersuchungsgerät betriebsbereit. Das Rohr T wird daraufhin mit Hilfe μ

der Förderrollen 2 über die Führungen 120 und unten den Rollen 110 eingeführt, so dass das Rohr T das Laufwerk 32 stützt. Wenn das Rohr T über jeden Blasenkopf 88 geführt wird, werden Reflektionen von Fehlstellen des Rohres auf dem Oszilloskopen in üblicher Weise abgelesen. Da das Rohr in Drehbewegung ist, werden die Ablesungen für den gesamten Umfang des Rohres erhalten.

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Claims (7)

1. PATENTANSPKÜCHE:

   Ultraschallprüfgerät zum Prüfen von Werkstücken mit Ultraschallwellen, welche von einem Kristall nach oben durch eine Flüssigkeit zum Werkstück geleitet werden, gekennzeichnet durch einen sich zwischen Kristall (74) und Werkstück (T) erstreckenden, hohlen, gegenüber Flüssigkeit dichten Blasenkopf (80), welcher an seiner Oberseite mit einem Auslass (86) ausgestattet ist, eine Vorrichtung (78) zur Befestigung des Kristalls an der Unterseite des Blasenkopfes, und eine Vorrichtung (87) zum Zuführen von Flüssigkeit in das Innere des Blasenkopfes.
2. 2. Ultraschallprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Blasenkopf aus einem aus Aluminium gefertigten Hohlkörper (80) besteht, dass eine gegenüber Schallwellen durchlässig® Platte (87) an der Unterseite des Hohlkörpers angebracht ist, und dass an der Oberseite des Hohlkörpers ein Gummikörper (84) befestigt ist, der sich nach oben und nach innen zum Auslass (86) erstreckt.
3. 3. Ultraschallprüfgerät nach Anspruch 2_S dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (80) und der an der Oberseite befindliche Auslass (86) jeweils in Horizontalrichtung längliche Gestaltung besitzen, und dass die gegenüber Schallwellen durchlässige Platte eiae längliche, konkav geformte Ausnehmung (82) an der Oberseite aufweist«
4. 4. Ultraschallprüfgerät-nach einem äer vorangehendem Ansprüche, gekennzeieinet ömreh eine Vorrichtuag (2_S gf 4,4), um das Werts tuck (T) ims seisae Aciase zu _üreh®m'nmu um

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   es axial zuzuführen, ein unterhalb der Bahn des Werkstückes angeordnetes Laufwerk (32), eine Anzahl von Blasenköpfen, welche Seite an Seite senkrecht so ausgerichtet sind, dass ihre vertikalen Achsen in der Bewegungsebene des Werkstückes liegen, und eine Vorrichtung (40, 42) zur verstellbaren Halterung der Blasenköpfe am Laufwerk.
5. 5. Ultraschallprüfgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur verstellbaren ä Halterung der Blasenköpfe ein Paar im Abstand zueinander angeordnete, senkrecht sich erstreckende Platten (38) aufweist, die unterhalb der Blasenköpfe am Laufwerk angebracht sind, dass sich Wellen (40) zwischen den Platten erstrecken und im Drehsinn verstellbar sind, dass die Wellen (40) in ihrer eingestellten Position mittels einer Vorrichtung (42, 44) fixierbar sind, dass ein Block (40) drehsicher auf jeweils jeder Welle und entlang dieser bewegbar angeordnet ist, dass der Block mittels einer Vorrichtung (48, 50, 52) in einer eingestellten Position haltbar ist, dass jeder der Blasenköpfe mit jeweils einer Strebe (66) gehaltert ist, und dass jede Strebe (66) um ihre vertikale Achse verstellbar mittels einer Vorrichtung I (58, 62) an jeweils einem der Blöcke (46) gelagert ist.
6. 6. Ultraschallprüfgerät nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch ein Paar von Walzen (llO), welche an der Oberseite eines zu prüfenden Werkstückes aufliegen, und eine Vorrichtung (lOO, 106) zur Halterung des Walzenpaares am Laufwerk in zentrierter Position.
7. 7. Ultraschallprüfgerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Kardankörper (24) mit zwei im Abstand zueinander angeordneten, senkrechten Armen (22), eine Vor-

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   richtung zur drehbaren Halterung des Laufwerkes an der Oberseite der vertikalen Arme in freier Bewegung um eine horizontale Achse, und eine Vorrichtung (18, 28) zur Halterung des Kardankö'rpers in begrenzter senkrechter Bewegung.

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