DE2156125B2 - Prüfvorrichtung fur langgestreckte Werk stucke, die wahrend der gegen Drehung gesichterten Axialbewegung des Werk stucks um dessen Langsachse umlauft - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfvorrichtung für langgestreckte Werkstücke, die während de/ gegen Drehung gesicherten Axialbewegung des Werkstücks um dessen Längsachse umläuft und de- ".m Werkstück ständig anliegende, vor und hinter uem Prüfkopf angeordnete, das Werkstück zentrierende Führungsmittel zugeordnet sind. Prüfvorrichtungen dieser Art sind bekannt (britische Patentschrift 063, E.A.W. Müller: Handbuch der zerstörungsfreien Materialprüfung, R. Oldenburg-Verlag, München, Abschnitt H. 311.1, Seite 5 und 6, Neudruck VI/1968 und deutsche Patentschrift 1 773 532).

Die bekannten Prüfvorrichtungen weisen den Nachteil auf, daß die Ergebnisse der Prüfung nicht immer einwandfrei sind. Dies liegt in erster Linie daran, weil die am Werkstück ständig anliegenden Führungsmittel, die vor und hinter dem Prüfkopf angeordnet und selbstzentrierend ausgebildet sind, vom Priifkopf einen verhältnismäßig großen Abstand haben und dadurch das zu prüfende Werkstück nicht stark genug gedämpft wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Prüfvorrichtung der eingangs erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, mit der die Geradheit und exakte Führung des Werkstücks durch den Prüfkopf und eine ausreichende Dämpfung desselben sichergestellt und dadurch ständig einwandfreie Prüfergebnisse erzielbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Führungsmittel für das Werkstück aus unmittelbar vor und unmittelbar hinter dem Priifkopf angeordneten, miteinander gekoppelten, schwenkbar gelagerten, mit ihren freien Enden am Werkstück unter Druck anliegenden Hebeln bestehen zu lassen, deren Schwenkachsen parallel zur Drehachse des Prüfkopfes liegen und deren Abstand vom Prüfkopf änderbar ist.

Wesentlich ist also, daß der Abstand der Führungsmittel vom Prüfkopf so gering wie möglich ist, auch wenn, insbesondere bei abweichendem Durchmesser der zu prüfenden Werkstücke einmal ein etwas größerer, ein anderes Mal ein etwas kleinerer Abstand der Führungen vom Prüfkopf möglich ist rnd daß die Führungsmittel einen ausreichend hohen Druck gleichmäßig auf das Werkstück ausüben. Erst dadurch läßt sich die gestellte Aufgabe einwandfrei lösen. Praktisch fallen keinerlei Kosten zum Erstellen einer solchen Prüfvorrichtung an, wenn man den Prüfkopf an Stelle eines Messerkopfes einer Schälmaschine in dieser anordnet, d. h., es braucht lediglich der Messerkopf einer solchen Führungsmittel aufweisenden Schälmaschine entfernt und an seiner Stelle der Priifkopf angeordnet zu werden, wobei dann natürlich Vorrichtungen für die Informationsübertragung vom rotierenden Priifkopf auf den Maschinenständer in Form von Schleifringen und Bürsten oder Übertragern, wie Sender und Empfänger, oder eines Kontaktgebers für den Fall, daß die Prüfmessung auf dem rotierenden Kopf ausgewertet wird und nur noch eine Information auf den Maschinenständer gegeben wird, ob das Prüfgut nachwählbaren Kriterien »fehlerhaft« oder »fehlerfrei« ist, vorgesehen sein müssen. Man kann dann zunächst laufend stangenfönniges Gut, wie Rohre, Wellen od. dgl. schälen und nach Ersatz des Messerkopfes durch einen Prüfkopf die geschälten Werkstücke prüfen.

Zweckmäßig ist es, jeden dr Hebel aus einer durch Rippen versteiften Platte bestehen zu lassen, der eine Verschleißplatte oder Verschleißleisten oder Rollen zugeordnet sind, von denen wenigstens einige federbelastet sind. Eine verhältnismäßig einfache Koppelung der vorgesehenen Hebel wird erreicht, wenn jeder Hebel mit einem Zahnsegment starr verbunden ist und die Zahnsegmente aller Hebel über eine Zahnkette miteinander gekoppelt sind, wobei an einem Schwenkhebel ein Verstellhebel festgelegt ist, der über eine in einem Zylinder verschiebbare Kolbenstange verstellbar ist.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels nachstehend erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die vor und hinter einem Prüfkopf angeordneten Führungsmittel, die einem Schnitt nach der Linie I-I der F i g. 2 entsprechen.

F i g. 2 eine Axialansicht auf als Schwenkhebel ausgebildete Führungsmittel, die ständig am zu prüfenden Werkstück anliegen.

Im Falle des Ausführungsbeispiels ist angenommen, daß jeder vor bzw. hinter einem Priifkopf P angeordneten Führung vier Führungsmittel zugeordnet sind, ohne daß damit gesagt sein soll, daß nicht auch drei oder mehr als vier Führungsmittel vorgesehen sein können. Jedes dieser Führungsmittel ist als Schwenkhebel 1 ausgebildet. Der Kreis, auf dem die Lager 2 der Schwenkhebel 1 liegen, ist größer als der Kreis 3, der dem Durchmesser des größten Werkstücks entspricht, welches geprüft werden soll. Damit

liegen auch die Schwenkachsen 4 der Schwenkhebel 1 auf einem Kreis, der größer ist als der Kreis 3. Mit jedem Schwenkhebel 1 ist ein Zahnsegment S stan verbunden. Diese Zahnsegmente 5 sind über eine Zahnkette 6 miteinander gekoppelt. Selbstverständ-Hch können die Schwenkarme 1 auch durch andere Mittel miteinander gekoppelt sein. An einem der Schwenkhebel ist ein Hebel 7 festgelegt, der an einer Kolbenstange 8 eines Zylinders 9 bei 10 angelenkt ist. Der Kolben wird pneumatisch oder hydraulisch so beeinflußt, deiß sich durch Verschieben der Kolbenstange 8 alle; vorgesehenen Schwenkhebel gemeinsam verschwenken lassen. Der Zylinder 9 ist bei 11 maschinenfest gelagert. Durch entsprechende Beeinflussung des mit der Kolbenstange 8 verbundenen Kolbens lassen sich die von den Schwenkhebeln 1 auf das Werkstück 12 ausgeübten Anpreßdrücke festlegen und regeln, und zwar so, daß die Schwenkhebel, wie bei den »atmenden Führungen« an sich bekannt, auch bei Durchmesseränderungen des Werkstücks ao ständig an diesem anliegen.

Aus dem Schnitt der Fig. 1 ist ersichtlich, daß beiderseits des Prüfkopfes P je eine Führung vorgesehen ist, die je mehrere Schwenkhebel 1 aufweist. Die Schwenkhebel sind über Zapfen 14 im Gehäuse as 15 gelagert. Der Prüfkopf P ist ebenfalls, und zwar über Lager 16, im Gehäuse 15 gelagert.

Ist, wie im Falle des Ausführungsbeispiels angenommen, ein Werkstück 12 mit verhältnismäßig geringem Durchmesser geprüft worden, und seil nunmehr ein Werkstück mit größerem Durchmesser geprüft werden, dann ist es lediglich erforderlich, durch Verschwenken des Hebels 7 die vorgesehenen Schwenkhebel 1 im Sinne des Pfeiles 17 zu verschwenken und damit auf den Durchmesser des dann zu schälenden Werkstücks einzustellen, was innerhalb von Sekunden ohne Schwierigkeiten möglich ist.

Jeder Schwenkhebel kann, wie dies die Schwenkhebel 1 zeigen, aus einer durch Rippen 18 versteiften Platte bestehen, der eine Verschleißplatte 19 zügeordnet ist, deren Bereite der Breite des Schwenkhebels 1 entspricht. An Stelle der Verschleißplatte 19 kann auch nur eine Verschleißleiste 20 bzw. 21 vorgesehen sein, die unmittelbar vor bzw. unmittelbar hinter dem Prüfkopf 13 an den Schwenkhebeln angeordnet sind. Darüber hinaus können weitere Leisten 22, unter Virkung von Federn 23 stehend, angeordnet werden. An Stelle dieser nachgiebig geführten Leisten 22 können auch Rollen 24 vorgesehen sein, die ebenfalls unter Wirkung einer oder mehrerer Federn 25 stehen. Die Verschleißleiste 1" zeigt dies. Diese Ausbildung der Führungsmittel bringt, wie Fig. 1 veranschaulicht, auch den Vorteil mit sich, daß die das Werkstück in schwingungstechnischem Sinne einspannenden Führungsmittel verhältnismäßig nahe an den Pirüfkopf P herangeführt werden können, so daß die Eigenfrequenz des Werkstücks im Prüfbzw. Kontrollbereich verhältnismäßig hoch ist.

Wenn aus irgendeinem Grunde Wert darauf gelegt wird, daß die Länge der Schwenkhebel ein gewisses Maß nicht übersteigt, dann kann die Prüfvorrichtung so gestaltet werden, daß Schwenkhebel für einen DiL Amesser-Teilbereich und Schwenkhebel für einen anderen Durchmesser-Teilbereich in der Prüfvorrichtung angeordnet werden können, beispielsweise koaxial. Sollen Werkstücke mit dem größeren Durchmesser gemessen werden, dann werden die Schwenkhebel für Werkstücke mit kleinerem Durchmesser aus der Prüfvorrichtung entfernt. Auch in diesem Fall lassen sich die Führungsmittel jeder Fünrung schnell auf andere Durchmesser einstellen.

Da oft Wert darauf gelegt wird, daß der Abstand der Meßsonden des Prüfkopfes vom Prüfgut möglichst gering ist, werden diese Meßsonden im Prüfkopf P zweckmäßigerweise verstellbar angeordnet, wie dies durch die Spindeln 13 angedeutet ist.

Steht eine Schälmaschine mit umlaufendem Messerkopf zur Verfügung, dann braucht diese nur so geändert zu werden, daß an Stelle des Schälkopfes der Prüfkopf P am Flansch 26 lösbar festgelegt werücu kann, der Prüfkopf P wird dann genauso wie der Schälkopf beispielsweise mittels einer Zahnkette od. dgl. 27 in Umlauf versetzt. Es ist dann lediglich dafür zu sorgen, daß die Drehzahl des Flansches 26 der erforderlichen Drehzahl des Prüfkopfes P entspricht, svas bei Schälmaschinen keiner zusätzlichen Änderung bedarf, da bei diesen die Drehzahl in einem großen Bereich stufenlos steuerbar ist.

Selbstverständlich können auch andere bekannte Führungsmittel an Stelle der im Ausführungsbeispiel dargestellten Führungsmittel vorgesehen sein, wesentlich ist nur, daß diese Führungsmittel ständig, das Werkstück zentrierend, an diesem anliegen und Schwingungsknoten an diesen Stellen bilden.

Um zu zeigen, daß auch Werkstücke verschiedenen Durchmessers hintereinanders geprüft werden können, sind in Fig. 1 zwei Werkstücke 12 und 12' dargestellt, die kurz hintereinander geprüft werden, ohne daß es des Verstellens des Prüfkopfes bedarf. Selbstverständlich können auch Tastmittel bekannter Art vorgesehen sein, die die Meßsonden des Prüfkopfes P automatisch auf den richtigen radialen Abstand vom Werkstück einstellen. Soll z. B. ein Großrohr, dessen Querschnitt vom Kreisring abweicht, auf Materialfehler geprüft werden und kommt es, wie z. B. bei Ultraschallsonden, auf einen konstanten Abstand zwischen der Rohroberfläche und den rotierenden Meßsonden an, dann ist eine »kopierende« Verstellung der Sonden mit Hilfe der Tastmittel wesentlich.

Welcher Art die Prüfvorrichtung ist, richtet sich danach, ob lediglich die Oberflächen der Werkstücke zu untersuchen sind oder auch Tiefenmessungen durchgeführt werden sollen. Da das zu prüfende Gut im gesamten Bereich der Führungsmittel gut zentriert und nahezu schwingungsfrei gelagert ist, bietet sich auch dieser Bereich für die Materialprüfung des durchlaufenden Gutes an.

Will man z. B. sowohl auf Tiefenfehler, wie Hohlräume, als auch auf Oberflächenfehler, wie Risse, prüfen, so empfiehlt es sich, eLien rotierenden Kopf z. B. mit Wirbelstromsonden ausgerüstet mit z. B. zwei stationären Ultraschallsonden (für die Ermittlung d'.r Tiefenfehler) im Führungsmittelbereich zu kombinieren. Dazu wird an der Einlauf- oder der Auslaufseite ein gegenüber dem stangenförnügen Prüfgut abgedichteter Hohlzylinder oder eine Wanne angeordnet, in die zwei Ultraschallsonden diametral so eingebaut werden, daß deren Sendestrahlen z. B. in einem Winkel von 90° stehen. Zur Materialprüfung wird der Hohlzylinder bzw. die Wanne so mit Wasser aufgefüllt, daß die Sonden mit dem Prüfgut in einwandfreiem Schallkontakt stehen. Die Schwenkhebel werden dabei z. B. durch Aussparungen so ausgebildet, daß sie den Sendestrahlen, nicht im Wege sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Prüfvorrichtung für langgestreckte Werkstücke, die während der gegen Drehung gesicherten Axialbewegung des Werkstücks um dessen Längsachse umläuft und der am Werkstück ständig anliegende, vor und hinter dem Priifkopf angeordnete, das Werkstück zentrierende Führungsmittel zugeordnet sind, dadurch ge-io kennzeichnet, daß die Führungsmittel (1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9) für das Werkstück (12) aus unmittelbar vor und unmittelbar hinter dem Prüfkopf (P) angeordneten, miteinander gekoppelten, schwenkbar gelagerten, mit ihren freien Enden -5 am Werkstück unter Druck anliegenden Hebeln (1) bestehen, deren Schwenkachsen (4) parallel zur Drehachse des Prüfkopfes (P) liegen und deren Abstain' vom Prüfkopf änderbar ist.

2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hebel (1) aas einer durch Rippen (18) versteiften Platte besteht, der eine Verschleißplatte (19) oder Verschleißleisten (20, 21, 22) oder Rollen (24) zugeordnet sind, von denen wenigstens einige federbelastet sind.

3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hebel (1) mit einem Zahnsegment (5) starr verbunden ist und daß letzte τ über eine Zahnkette (6) miteinander gekoppelt sind und daß an einem Schwenkhebel (1) ein Verstellhebel (7; festgelegt ist, der über eine in einem Zylinder (9) verschiebbare Kolbenstange (8) verstellbar ist.