DE2153397C3 - Halterung fur Ultraschall Prüf köpfe zum Prüfen von unregelmäßig ge formten Werkstucksteilen - Google Patents

Description

lung — bekannt, bei der die Prüfköpfe kardanisch aufgehängt sind. Die Einrichtung ist jedoch zur Prüfung von Achswellen von Schienenfahraeugradsfttzen vorgesehen und ortsfest aufgebaut. Die Radsätze werden in die Prüfvorrichtung eingerollt und angehoben, bis sie gegen die jeweils vorher eingestellten Prüfköpfe drücken. Nur die äußeren Prüfköpfe sind durch hydraulische oder pneumatische Vorrichtungen von den Achsen abhebbar. Ein Prüfen von beliebigen Stellen — beispielsweise eines Behälters — an verschiedenen Orten ist nicht möglich.

Auch die durch das deutsche Gebrauchsmuster 1 728 624 bekanntgewordene Ultraschall-Prüfeinrichtung ist ortsfest angebracht und dient zum Prüfen von Achsen und Wellen, welche jeweils in die Einrichtung eingelegt werden. Die Prüfköpfe sind ebenfalls kardanisch aufgehängt, und ihre Halterung besteht im wesentlichen aus Federmitteln, durch die sie von den Achsen weggehalten werden. Das Heranführen der Prüfköpfe an die zu prüfenden Achsen erfolgt entgegen der Kraft der Federn durch eine Nokkensteuerung. Abgesehen von der Gebundenheit der Einrichtung an einen Ort ist die Ausladung der Halterung nur ganz gering und wäre für die Prüfung von Behältern absolut ungeeignet.

Eine kardanartige Aufhängung eines Prüfkopfes ist weiter noch durch das deutsche Gebrauchsmuster 6 936 300 bekanntgeworden. Sie hat jedoch den Nachteil, daß die zur Halterung gehörende, zum Andrücken des Prüfkopfes an das zu prüfende Teil dienende Druckfeder direkt auf den Prüfkopf einwirkt, wodurch dieser in seiner Bewegungsfreiheit gehemmt wird. Eine teleskopartig ausfahrbare Halterung wird nicht gezeigt.

Schließlich ist aus »Materials Evaluation«, Mai 1968 noch eine Prüfkopfaufhängung bekannt, bei der der Prüfkopf um zwei senkrecht zueinander verlaufende Achsen unterschiedlich weit ausschwenkbar ist. Dies hat den Nachteil, daß sich der Prüfkopf nicht in allen Fällen an den Prüfling anpassen kann, es sei denn, daß die gesamte Halterung, die allerdings nicht dargestellt ist, mit verdreht wird.

All diese bekannten Prüfkopfhalterungen und -aufhängungen haben den Nachteil, daß sie entweder ortsfest mon'icrt sind und das zu prüfende Werkstück jeweils herangebracht werden muß, daß lic ferner bereits bei relativ geringen Höhenunterschieden der Prüfflächen neu eingestellt werden müssen und daß, zumindest zum Teil, die Bewegungsfreiheit des Prüfkopfes in irgendeiner Weise gehemmt ist. Sie iind jeweils für die Prüfung bestimmter Teile vorgesehen und durchaus nicht vielseitig verwendbar.

Gerade die vielseitige Verwendungsmöglichkeit, die selbständige und sichere Anstellung des Prüfkopfes und die Beweglichkeit der gesamten Halterung ist jedoch für den hier hauptsächlich vorgesehenen Verwendungszweck unumgänglich, denn Reaktorbeliäl- ler sind ortsfest angebracht und müssen auf Grund der Sicherheitsvorschriften in bestimmten Abständen immer wieder überprüft werden, und zwar nicht nur die Schweißnähte, sondern auch die gesamten Wandungen. Dazu muß berücksichtigt werden, daß die Behälter während der Prüfung mit Wasser gefüllt bleiben, so daß die Prüfeinrichtung nicht dauernd neu eingestellt "verden kann, wenn ein anderes Wandteil geprüft v.erden soll. Man bedient sich hierbei sogenannter Manipulatoren, die in den Behälter eingesetzt und an die die Halterungen für die Prüfköpfe angebracht werden, die sich auf möglichst große Teile der Wände selbsttätig einstellen sollen, da nur eine Fernbedienung möglich ist. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Halte-

rung für Ultraschall-Prüfköpfe der eingangs beschriebenen Art dahingehend auszubilden, daß mit ihr nach Befestigung am Manipulator in beliebiger Lage möglichst alle in einer Ebene liegenden Prüfflächen selbsttätig erreichbar sind und daß mit eipfa-

chen Mitteln gleichzeitig immer ein sicheres Anstellen und gleichmäßiges Andrücken des Prüfkopfes an die zu prüfenden Wandflächen gewährleistet wird, auch wenn der Manipulator in unterschiedlicher Entfernung von diesen in einer festen Lage verbleibt

xö Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der teleskopartige Ausleger, wie an sich bekannt, durch eine Druckfeder selbsttätig in die jeweilige Prüfstellung ausfahrbar ist, daß diese Druckfeder über ihren gesamten Hub eine möglichst flache

Kennlinie zum immer gleichmäßigen Andrücken des Prüfkopfes an die Wandfläche in jeder Stellung des Auslegers aufweist, daß z>·. sehen dem Ausleger und dem Kardanstück ein starr mit dem Ausleger verbundener, abgekröpfter und einteiliger Bügel vorgesehen

as ist, in dem das Kardanstück um eine senkrecht zur Verschieberichtung des Auslegers liegende Achse begrenzt verschwenbar gelagert ist und daß das Kardanstück in Richtung dieser Achse so weit verlängert ist, daß der Mittelpunkt der Aufhängung des senk-

recht zur Schwenkrichlunij des Kardanstückes schwenkbar gelagerten Prüfkopfes auf der verlängerten Längsachse des Auslegers liegt.

Durch eine derartige Ausbildung der Halterung wird die gestellte Aufgabe voll gelöst. Die vorhan-

dene Druckfeder fährt den Ausleger selbsttätig bis zur Anlage des Prüfkopfes an die Wandfläche aus. Die flache Kennlinie der Druckfeder bewirkt, daß der Prüfkopf nahezu immer, e.gcl wie weit der Ausleger ausgefahren ist, mit dem gleicl.on Druck am

Wandteil anliegt. Durch den einteiligen Bügel und das seitlich an diesem angelenkte Kardanstück wird nicht nur eine sehr einfache Prüfkopfaufhängung geschaffen, sondern auch die Kippmöglichkeit des Prüfkopfes beim Entlanggleiten an den Wandflächen

wesentlich verringert, weil der Prüfkopf in gewisser Hinsicht gezogen oder geschoben wird. Außerdem kann dadurch, daß das Kardangelenk nicht über dem Prüfkopf liegt, der Ausleger langer ausgeführt werden, so daß mit ihm größere Abstände zwischen Manipulator und Wand überwindbar sind. Die Anordnung des Prüfkopfes direkt unterhalb des Auslegers bringt schließlich einen gleichmäßigen Anpreßdruck des Prüfkopfes ohne zusätzliche Anpreßmittel. Das Entfallen zusätzlicher, direkt am Prüfkopf angreifender AnpreGmittel, wie beispielsweise Federn od. ä., schafft volle Bewegungsfreiheit für den Prüfkopf, so daß sich dieser ohne Überwindung von Widerständen leicht in uen für ihn vorgeschriebenen Grenzen bewegen und damit jeder unebenen Wand anpassen kann,

Im einzelnen besteht der teleskopartige Ausleger erfindungsgemäß aus einem mit einem Befestigungsflansch für den Manipulator starr verbundenen Aufnahmerohr und einem im Aufnahmerohr verschiebbar, jedoch nicht "erdrehbar gelagerten, den eintciligen Bügel tragenden Auslegcrrohr. Die im Inneren der Halterung vorgesehene Druckfeder wird zum Teil durch die Innenwand des Auslegerrohres, zum anderen Teil durch einen im Aufnahmerohr angeord-

neten Führungsbolzen in radialer Richtung geführt, so daß ein Verklemmen derselben ausgeschaltet wird.

Um auch bei Unterwasserbetrieb eine dauerhaft leichte Verschiebbarkeit des Auslcgerrohrcs zu erreichen, wird als Weiterbildung der F.rfindung vorgeschlagen, das Auslegerrohr in einer oder mehreren, fest im Aufnahmerohr angeordneten Kugelbüchsen oder in sternförmig im Aufnahmerohr angeordneten Kugellagern in axialer Richtung zu führen. Um ein Verdrehen des Auslegerrohres gegenüber dem Aufnahmerohr zu verhindern wird vorgeschlagen, am Auslegerrohr eine wenigstens die Länge seines maximalen Hubes aufweisende Paßfeder zu befestigen, an deren Seitenflächen je ein im Aufnahmerohr oder im Befestigungsflansch angebrachtes Kugel- oder Rollenlager anliegt, damit auch hier die leichte Verschiebbarkeit gegeben ist.

Ferner wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, am unteren Ende des Auslegerrohres der Befestigungsstelle des einteiligen Bügels diametral gegenüberliegend einen Kabelhalter vorzusehen, durch den das Mitspielen des Kabels für den Prüfkopf beim Verschwenken desselben wesentlich erleichtert wird.

Schließlich wird als Weiterbildung der Erfindung noch vorgeschlagen, den Schwenkweg des Kardanstückes in einfacher Weise dadurch zu begrenzen, daß an ihm zwei, den Bügel von beiden Seiten umgreifende Anschläge vorgesehen sind, die mit dem Bügel zusammenarbeiten.

Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführunpbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des teleskopartigen Auslegers nach der Erfindung,

F i g. 2 den unteren Teil des Auslegers nach F i g. 1 mit der kanonischen Aufhängung des Prüfkopfes.

In Fig. 1 ist ein Befestigungsflansch 1. der zum Anbringen der gesamten Halterung an den nicht dargestellten Manipulator dient, fest mit einem Aufnahmerohr 2 verbunden und durch Sicherungsschrauben 3 in axialer Richtung und gegen Verdrehen gesichert. Im unteren Teil des Aufnahmerohres 2 sind zwei Kugelbüchsen 4 und ein zwischen diesen liegender AbstandringS eingeschoben und durch eine Sicherungsschraufc* 6 gegen Verdrehen gesichert. Die Sicheningsschraube 6 liegt zum Teil in einer Nut 7 des Befestigungsflansches 1 und verhindert somit zusätzlich ein Verdrehen des Aufnahmcrohrcs 2. In den Kugelbüchsen 4 ist ein nur zum Teil dargestelltes Auslegerrohr8 längsverschiebbar gelagert. Im AuslegcrrohrS selbst ist eine lange Druckfeder 9 untcrgebracht und zum Teil gegen radiales Ausweichen geführt, welche sich mit einem Ende am oberen Boden 10 des Aufnahmerohrcs 2 und mit dem anderen Ende unten im Auslegerrohr8 (Fig.?) abstützt. Die Druckfeder 9 hält das Auslcgcrrohr8 in der gezcigten ausgefahrenen Stellung, in der es mit einem Flansch 11 an einem im Aufnahmerohr 2 vorgesehenen Anschlag 12 anliegt. Um den oberen Teil der Druckfeder 9 auch bei ausgefahrenem Ausleperrohr8 am radialen Ausbiegen zu hindern, ist schließlich im oberen Boden 10 noch ein in der Druckfeder 9 liegender Führungsbolzen 13 befestigt. Damit sich das Auslegerrohr 8 gegenüber dem Aufnahmerohr 2 nicht verdrehen kann, ist ersteres mit einer wenigstens die Länge seines Hubes aufweisenden (Fig. 2)

ao Paßfeder 14 ausgerüstet, welche in eine entsprechende Führung 15 des Bcfestigungsflanschcs 1 greift. An den Seitenflächen der Paßfeder 114 rollen bei Verschiebung ebenfalls je ein Kugel- oder Rollenlager 16 ab, welche im Befestigungsflansch 1 ge-

*5 halten Mnd und von denen in Fi g. 1 nur eines strichliert angedeutet ist. Rein konstruktionsbedingt sind die Kugelbüchsen 4 und der Abstandring 5 im Verschiebeweg der Paßfeder 14 ausgespart, sie stellen also keine geschlossenen Ringe dar. Schließlich sind im oberen Teil des Aufnahmerohres 2 eine Anzahl von öffnungen 17 zum Luft- oder Wasserein- und -austritt vorhanden, um eine Drucksteigerung oder eine Sogwirkung im Inneren zu verhindern.

Nach F i g. 2 ist am unteren Ende des Auslegerrohres8 ein um 90ⁿ abgebogener, am freien Ende mit einem waagrechten Lager 18 versehener, einteiliger Bügel 19 befestigt. Im Lager 18 ist ein Kardanstück 20 in Richtung des Pfeiles 21 schwenkbar angeordnet. Die Begrenzung des Schwenkweges erfolgt durch zwei Anschläge 22, welche am Bügel 19 zum Anliegen kommen. Das Kardanstück 20 weist zwei Arme 23 auf, an deren Enden in Lagern 24 der Prüfkopf 25 in Richtung des Pfeiles 26 schwenkbar gehalten ist. Durch eine Schraube 27 ist wenigstens einer der Arme 23 abnehmbar und der Prüfkopf 25 damit austauschbar. Am unteren Ende des Auslegerrohres 8 ist ferner noch ein Kabelhalter 28 befestigt an dem mittels einer Schelle 29 das Kabel 30 de? Prüfkopfes 25 gehalten ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

ι * durch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Patentansprüche: Auslegerrohres (8) der Befestigungsstelle des ein- teiligen Bügels (19) diametral gegenüberliegend

1. Halterung für Ultrasehall-Prüfköpfe zum ein Kabelhalter (28) angeordnet ist.

Prüfen von unregelmäßig geformten Werkstücks- 5 8. Halterung nach den Ansprüchen 1 bis 7, da-

teilen, insbesondere von Kugel- und Sattelflächen durch gekennzeichnet, daß der Schwenkweg des

an Rohrstutzen von Druckwasser- und Siedewas- Kardanstückes (20) durch an ihm angebrachte,

ser-Reaktorbebältera, welche an einem Manipu- mit dem Bügel (19) zusammenarbeitende An-

iator befestigbar ist und aus einem in Richtung schlägst (22) begrenzt ist.
an die jeweils zu prüfende Wandfläche teleskop- io
artig ausfahrbaren Ausleger und einem am freien

Ende dieses Auslegers angeordneten Kardanstück ■

besteht, an dem der Ultraschall-Priifkopf angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der teleskopartige Ausleger (2, 8), wie an sich be- »5

kannt, durch eine Druckfeder (9) selbsttätig in Die Erfindung betrifft eine Halterung für Ultradie jeweilige Prüfstellung ausfahrbar ist, daß schall-Prüfköpfe zum Prüfen von unregelmäßig gediese Druckfeder (9) über ihren gesamten Hub formten Werkstückstellen, insbesondere von Kugeleine möglichst flache Kennlinie zum immer und Sattelflächen an Rohrstutzen von Druckwassergleichmäßige:, Andrücken des Prüfkopfes (25) an ao und Siedewasser-Reaktorbehältern, welche an einem «ie Wandfläche in jeder Stellung des Auslegers Manipulator befestigbar ist und aus einem in Rich-(2, 8) aufweist, daß zwischen dem Ausleger (2, 8) tung an die jeweils zu prüfende Wandfläche teleskop- und dem Kardanstück (20) ein starr mit dem artig ausfahrbaren Ausleger und einem am freien Ausleger (8) verbundener, abgekröpfter und ein- Ende dieses Auslegers angeordneten Kardanstück !eiliger Bügel (19) vorgesehen ist, in dem das as besteht, an dem der Ultraschall-Priifkopf angelenkt Kardanstück (20) um eine senkrecht zur Ver- ist.

Schieberichtung des Auslegers (8) liegende Achse Eine derartige Halterung ist an sich durch die begrenzt verschwenkbar gelagert ist, und daß das französische Patentschrift 1 471 333 bereits bekannt. Kardanstück (20) in Richtung dieser Achse so Diese ist allerdings speziell zum Prüfen von Längsweit verlängert ist, daß der Mittelpunkt der Auf- 30 schweißnähten be· Stahlrohren ausgebildet. Unregelhängung (24) des senkrecht zur Schwenkrichtung mäßig geformte Werkstücksteile, insbesondere Kudes Kardanstückes (2JfS) schwenkbar gelagerten gel- und Sattelflächen an Rohrstutzen, können mit Prüfkopfes (25) auf der verlängerten Längsachse ihr nicht oder zumindest nur teilweise geprüft werdes Auslegers (2, 8) liegt. den. Die gesamte Einrichtung weist vier Sonden auf,

2. Halterung nach dem Anspruch 1, dadurch 35 die symmetrisch zur jeweils zu prüfenden Schweißgekennzeichnet, daß der teleskopartige Ausleger naht in Form eines Quadrats angeordnet rind. Je-(2, 8) aus einem mit einem Befestigungsflansch weils zwei der Sonden arbeiten als Sender bzw. als (1) für den Manipulator starr verbundenen Auf- Empfänger. Die Diagonalliiiien zwischen den vier nahmerohr (2) und einem im Aufnahmerohr (2) Sonden müssen sich immer am der zu prüfenden verschiebbar, jedoch nicht verdrehbar gelagerten, 40 Schweißnaht treffen, deshalb ist zwischen den Sonden einteiligen Bügel (19) tragenden Ausleger- den ein mit Rollen versehener, drehbarer Führungsrohr (8) besteht. wagen vorgesehen, der durch eine Führungsschiene

3. Halterung nach den Ansprüchen 1 und 2, auf der Schweißnaht entlanggleitet. Durch die teledadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (9) skopartige Halterung werden die Höhenunterschiede zum Teil durch die Innenwand des Auslegerroh- 45 der Schweißnaht ausgeglichen. Jede der vier Sonden res (8), zum anderen Teil durch einen im Auf- ist kardanisch mit einer an der Halterung angelenknahmerohr (2) angeordneten Führungsbolzen ten Konsole verbunden und kann so in vertikaler

(13) in radialer Richtung geführt wird. Ebene frei schwingen. Die Sonden liegen durch ihr

4. Halterung nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- Eigengewicht auf dem zu prüfenden Rohr auf und durch gekennzeichnet, daß das Auslegerrohr (8) 50 können durch hydraulische oder pneumatische Anin einer oder mehreren fest im Aufnahmerohr an- triebe angehoben werden. Sobald sich der Durchmesgeordneten Kugelbüchsen (4) axial verschiebbar ser des zu prüfenden Rohres ändert, müssen die gelagert ist. Konsolen neu eingestellt werden.

5. Halterung nach den Ansprüchen 1 bis 4, da- Eine derartige Halterung zusammen mit der Prüfdurch gekennzeichnet, daß das Auslegerrohr (8) 55 einrichtung ist nicht nur sehr kompliziert und daher in einem oder mehreren, sternförmig im Aufnah- auch teuer, sie ist zudem nur zum Prüfen von waagmerohr (2) angeordneten Kugellagern axial ver- recht verlaufenden Schweißnähten geeignet und muß schiebbar gelagert ist. bei jeder Änderung des Prüflings neu eingestellt wer-

6. Halterung nach den Ansprüchen 1 bis 5, da- den. Außerdem ist die Ausladung der Halterung nur durch gekennzeichnet, daß am Auslegerrohr (8) 6° minimal, da der Prüfling zur Prüfeinrichtung geeine wenigstens die Länge seines maximalen Hu- bracht wird. Schließlich wäre die Einrichtung für den bes aufweisende Paßfeder (14) befestigt ist und hier vorgesehenen Verwendungszweck allein schon daß an den beiden Seitenflächen der Paßfeder deshalb unbrauchbar, weil sie einfach zu groß baut

(14) je ein im Aufnahmerohr (2) oder im Befesti- und in Behältern und Rohrstutzen nicht untergegungsflansch (1) angebrachtes Kugel- oder RoI- 63 bracht werden könnte.

lenlagcr (16) anliegt und bei Verschieben des Durch das deutsche Gebrauchsmuster 1 795 450

Auslegerrohres (8) an diesen abrollt. ist ebenfalls eine Halterung für Ultraschall-Prüfköpfe

7. Halterung nach den Ansprüchen 1 bis 6, da- — oder besser gesagt eine Ultraschall-Prüfeinrich-