DE2506072B2

DE2506072B2 - Vorrichtung zum zerstoerungsfreien pruefen von gewalzten blechen

Info

Publication number: DE2506072B2
Application number: DE19752506072
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Oxelösund Siebert (Schweden)
Original assignee: Granges Oxelosund Jarnverk AB
Current assignee: Granges Oxelosund Jarnverk AB
Priority date: 1975-02-13
Filing date: 1975-02-13
Publication date: 1976-12-16
Also published as: FI58027B; GB1507272A; DE2506072A1; NL7601420A; FR2301008B1; JPS51108882A; DK56376A; FR2301008A1; US4043185A; FI760338A7; SE7601555L; BE838544A; FI58027C

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen von gewalzten Blechen auf Innenfehler, wie nichtmetallische Einschlüsse, Inhomogenitäten od. dgl.

Es ist eine derartige Vorrichtung bekannt (DT-AS 22 53 641) mit einem relativ zum Blech und parallel zur Blechoberfläche verfahrbaren Wagen, an dem über Zwischenglieder mindestens ein in einer Prüfkopthalte rung um zwei sich rechtwinklig zueinander und in etwa parallel zur Blechoberfläche erstreckende Kippachsen kippbar gelagerter, einen Ultraschallgeber und -empfänger aufweisender Ultraschallprüfkopf befestigt ist, wobei die Zwischenglieder eine der Anzahl der Prüfkopfhalterungen entsprechende Zahl von jeweils an einer der Prüfkopfhalterungen angreifenden Hubeinrichtungen aufweist, mittels derer die Prüfkopfhalterungen individuell senkrecht zur Blechoberfläche auf- und abbewegbar sind.

Diese bekannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß jeder Prüfkopf von den Kolbenstangen von jeweils zwei Hubeinrichtungen in Anlage an die Blechoberfläche gedruckt wird, wobei die Führungskräfte, mittels derer die Prüfköpfe in einer vorbestimmten Stellung in Anlage an der Blechoberfläche gehalten werden, über die Hubeinrichtungen und deren Kolbenstangen geleitet werden. Durch diese Führungskräfte werden die Dichtungen der Hubeinrichtungen stark belastet, so daß diese schnell Undichtigkeiten zeigen und zudem ein Verfahren der Prüfköpfe relativ zur Blechoberfläche in Anlage an derselben längs exakt vorgegebenen Bahnen nicht möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung der genannten Art. bei der die Prüfköpfe in möglichst genau vorbestimmter Lage in Anlage an der Blechoberfläche relativ zu dieser verfahrbar sind.

Diese Aufgabe wird e-findungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zwischenglieder für jede Prüfkopfhalterung jeweils neben der nur einen Hubzylinder aufweisenden

Hubeinrichtung eine gesonderte, die Zwangsführung der Prüfkopfhalterung senkrecht zu deren Auf- und AbbewegungErichtung bildende Führungseinrichtung umfassen, die als Scherenführung ausgebildet ist deren dem Wagen zugewandte Streben mit einer ein Schwenken letzterer symmetrisch zur Auf- und Abbewegungsrichtung der Prüfkopfhalterung sicherstellenden Verzahnung versehen sind und derei: der Prüfkopfhalterung zugewandte Streben ebenso wie der Hubzylinder über Drehgelenke mit der Prüfkopfhalterung verbunden sind, welche eine gemeinsame Drehachse aufweisen, die eine der beiden vorgenannten Kippachsen der Prüfkopfhalterung bildet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß die Hubzylinder von den Führungskräften völlig entlastet sind, daß zudem jeweils nur ein Hubzylinder für jede Prüfkopfhalterung erforderlich ist, und daß die Prüfköpfe mit ausreichendem Druck in Anlage an die Blechoberfläche gehalten werden können, um ein stärkeres Abfließen von Ankopplungsflüssigkeit zu verhindern, ohne daß die hierbei auftretenden vergrößerten Reibungskräfte irgendwelche Probleme bezüglich der exakten Führung der Prüfköpfe mit sich bringen.

Bei einer Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von in Vorschubrichtung bewegten metallischen Blechen, Bändern oder Rohren (DT-AS 20 21278) ist es bereits bekannt, eine Prüfanordnung, die aus zwei eine Längbspur bildenden, schräg einander zustrahlenden Ultraschallköpfen besteht, mittels einer Schere zu unterstützen. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist aber weder eine Hubeinrichtung vorgesehen, mittels derer die Prüfkopfhalterung individuell senkrecht zur BlechoberHäche auf- und abbewegbar ist, noch bewirkt die dort vorgesehene Schere eine Zwangsführung der Prüfkopfhalterung senkrecht zu deren Auf- und Abbewegung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Teil eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II der Fig. 1;

F i g. 3 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Rückansicht;

F i g. 3a die Vorrichtung nach F i g. 3 in Seitenansicht; F i g. 3b die Vorrichtung nach F i g. 3 in Draufsicht;

Fig. 4 einen Teil eines abgewandelten Ausfühaingsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt;

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der F i g. 4; F i g. 6 und 7 Beispiele für systematische Abtastung.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 bis 3b sind die mit jeweils einer Prüfsonde versehenen Prüfköpfe 1, 2, 3, 4, 5 an einer Führungseinrichtung 7 über die Hub- und Führungskräfte im wesentlichen unabhängig voneinander übertragenden Hub- und Führungsgliedern 6, 8 individuell und in einer Linie in einem vorbestimmten Abstand nebeneinander senkrecht zu einer ruhenden Blechoberfläche 12 auf- und abbewegbar und in Fahrrichtung zwangsgeführt befestigt.

Hierbei greift an jedem Prüfkopf 1, 2, 3, 4, 5 ein als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildetes Hubglied 6 mit veränderbarer Länge an, wobei es mit seinem Zylinderteil 136 an einem die Prüfköpfe gemeinsam haltenden Tragarm 70 gelagert ist und mit seinem aus dem Zylinder 136 herausragenden stangenförmigen Kolbemeil 137 mit dem Prüikopf in Verbindung steht, und welches zum Anheben eines jeden mit seinem Eigengewicht auf der zu prüfenden Blechoberfläche 12 aufliegenden Prüfkopfes dient, sobald dieser sich außerhalb des zu prüfenden Bereiches befindet. Der Zylinderteil 136 ist in einer mittels Schrauben 137 an dem Tragarm 70 befestigten Aufnahmehülse 138 gelagert. Der Kolbenteil 134 steht über ein Drehgelenk 41 mit dem Prüfkopf in Verbindung, welches an einem den Prüfkopf im unteren Bereich in einem vorbestimmten radialen Abstand umgebenden Tragring 105 befestigt ist, in dem seinerseits der Prüfkopf über Lager 43,45 drehbar gelagert ist.

Das Hubglied 6 ist vorzugsweise als einseitig beaufschlagbarer Luft- oder Hydraulikzylinder ausgebildet.

Da das Eigengewicht des Prüfkopfes 1, 2, 3, 4, 5 und der dadurch hervorgerufene Anlagedruck an die Blechoberfläche 12 bei Verwendung von giößeren Prüfsenden mitunter sehr groß sein kann, kann zur Verminderung der Gleitreibung das als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildete Druckglied 6 in Hubrichtung so beaufschlagt sein, daß ein Teil des Gewichtes des Prüfkopfes ausbalanciert ist und der Prüfkopf mit einer vorbestimmten Druckkraft in Anlage an die Blechoberfläche 12 gehalten wird, die kleiner ist als das Eigengewicht des Prüfkopfes. Zur Ausbalancierung der Prüfköpfe können auch nicht dargestellte Ausgleichsgewichte oder Ausgleichsfedern dienen.

Vorzugsweise sind die Hubglieder 6 als zweiseitig beaufschlagbare Luft- oder Hydraulikzylinder ausgebildet, um die Prüfköpfe in Anlage an die Blechoberfläche 12 zu bringen und mit einer vorbestimmten Druckkraft an die Blechoberfläche zu drücken. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn das Eigengewicht der Prüfköpfe nicht ausreicht, um sie von der Hubstellung ohne zusätzliche äußere Druckkraft in Anlage an die Blechoberfläche zu bringen und dort zu halten.

Vorzugsweise können als Hubglieder zwischen dem Tragarm 70 und den Prüfköpfen 1,2,3,4,5 angeordnete, nicht dargestellte Rückholfedern dienen, wobei die Prüfköpfe mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Druckzylinders gegen die Zugkraft dieser Federn an der Blechoberfläche 12 in Anlage gehalten werden. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, daß bei einem Ausfall des Druckmittels für den Druckzylinder die Prüfköpfe immer in die obere Stellung angehoben und so aus dem gegebenenfalls gefährdeten Bereich vor den Blechkanten beim Heranführen der Prüfköpfe an ein neu zu prüfendes Blech herausgeführt werden.

Um die im Prüfkopf angeordneten Prüforgane beim Anheben der Prüfköpfe in die oberste Hubstellung vor einem Anprall gegen den Zylinderteil 136 zu bewahren, ist über den aus dem Zylinder herausragenden stangenförmigen Kolbenteil 134 eine Dämpfungsfeder 132 geschoben.

Die von dem Tragarm 70 auf die Prüfköpfe 1,2,3,4, 5 aufzubringenden Führungskräfte werden im wesentlichen durch die Führungsglieder 8 übertragen, die mit ihrem einen Ende mit dem Tragarm 70 und mit ihrem anderen Ende mit dem Prüfkopf in Verbindung stehen. Die Führungsglieder sind zur Erhöhung der Stabilität der Bewegungsrichtung der Prüfköpfe vertikal zur Blechoberfläche als Scherenführung 8 ausgebildet, deren obere Streben 16 über Zahnräder 30, 32

miteinander in Eingriff stehen und somit eine exakte gegenläufige Auslenkung der Streben 16 bewirken.

Die oberste Hubstellung 140 der Kippachse 40 wird im wesentlichen durch die Länge der Streben 16,18 der Scherenführung sowie der freien Hubstrecke des Hubgliedes begrenzt, die vorzugsweise etwa 60 bis 100 mm beträgt.

Die Zwangsführung der Prüfköpfe 1, 2, 3, 4, 5 in der gewünschten Fahrrichtung wird dadurch erreicht, daß die gegenläufig auslenkbaren oberen Streben 16 der Führungsglieder 8 über Drehgelenke 34, 36 mit dem Tragarm 70 und die gegenläufig auslenkbaren unteren Streben 18 über ein Drehgelenk 38 mit dem Prüfkopf in Verbindung stehen, deren Drehachsen sich jeweils im wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung der Prüfköpfe und etwa parallel zur Blechoberfläche 12 erstrecken.

Die Drehgelenke 38,41 sind auf der Oberseite des den Prüfkopf im unteren Bereich in einem vorbestimmten radialen Abstand umgebenden Tragringes 105 derart angebracht, daß ihre Drehachsen zusammenfallen und somit eine sich etwa senkrecht zur Fahrrichtung und etwa parallel zur Blechoberfläche 12 erstreckende erste Kippachse 40 bilden, um die der Prüfkopf kippbar ist. Der Prüfkopf selbst steht über zwei diametral angeordnete Drehgelenke 43, 45 mit dem Tragring 105 in Verbindung, wobei die durch die Drehgelenke 43, 45 gebildete Drehachse eine sich etwa parallel zur Fahrrichtung und etwa parallel zur Blechoberfläche 12 erstreckende, etwas unterhalb der ersten Kippachse 40 angeordnete zweite Kippachse 42 bildet, um die der Prüfkopf ebenfalls kippbar ist.

Auf Grund dieser kardanischen Aufhängugng der Prüfköpfe 1, 2, 3, 4, 5 können diese im wesentlichen unabhängig von Oberflächenunebenheiten, insbesondere Oberflächenwellungen ständig in Anlage an die Blechoberfläche 12 gehalten werden.

Der radiale Abstand des Tragringes 105 von dem Prüf kopf 1, 2, 3, 4, 5 ist so gewählt, daß der Prüfkopf jede durch die Oberflächenunebenheiten des zu prüfenden Bleches verursachte Kippbewegung ausführen kann.

Die Führungseinrichtung 7 besteht aus einem längs eines die zu prüfenden Bleche 10 aufnehmenden Prüfplatzes 14 verfahrbaren fachwerkartig ausgebildeten Traggestell 80, welches einen sich senkrecht zur Verfahrrichtung über den gesamten Prüfplatz 14 erstreckenden und als Laufschiene für einen auf Rädern laufenden die Prüfköpfe 1,2,3,4,5 haltenden Wagen 60 ausgebildeten Querträger 82 aufweist und welches von drei Stützen 84,86, 88 getragen wird, an deren unteren Enden jeweils ein Laufrad 94,96,98 angeordnet ist, von denen zwei in Verfahrrichtung hintereinander angeordnete Laufräder 94,96 in einer sich längs des Prüfplatzes 14 erstreckenden Führungsschiene 92 geführt sind. Durch die Lage der Führungsschiene 92 wird die Fahrrichtung des Traggestells 80 und damit eine erste Richtung der Bewegungsbahnen der Prüfköpfe 1,2,3,4, 5 auf dem zu prüfenden Blech 10 bestimmt.

Als Antrieb des Traggestells 80 kann vorzugsweise ein mit einer mit dem Traggestell 80 fest verbundenen Endloskette 93 zusammenwirkender Elektromotor 91 dienen, der außerhalb des Traggestells stationär angeordnet ist. Es ist auch denkbar, den Elektromotor für den Antrieb des Traggestells auf diesem selbst anzuordnen und über Übertragungsglieder an mindestens einem der Laufräder 94,96,98 angreifen zu lassen. Bei kleineren Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Antrieb auch durch Anschieben des Traggestells durch das Bedienungspersonal erfolgen.

Der auf dem Querträger 82 quer zur Fahrrichtung des Traggestells 80 verfahrbare Wagen 60 steht vorzugsweise über eine an beiden Enden des Wagens an Haken 54, 56 befestigten Kette 52 mit einem Handkurbeltrieb oder vorzugsweise mit einem Elektromotor 50 in Verbindung, mittels dessen die Hin- und Herbewegung des Wagens 60 längs des Querträgers 82 erfolgt.

ίο Durch die Richtung des Querträgers 82 wird eine zweite Richtung der Bewegungsbahnen der von dem auf diesem Querträger verfahrbaren Wa.gen 60 gehaltenen Prüfköpfe 1,2,3,4,5 bestimmt.

Die Antriebe 50, 91 können auch als elektrisch angetriebene Schritt- bzw. Stellmotoren ausgebildet sein, mittels denen gleichzeitig die zurückgelegten Verfahrstrecken des Traggestell 80 entlang der Führungsschiene 92 und des Wagens 60 entlang des Querträgers 82 registrierbar sind.

Die Prüfköpfe 1,2,3,4,5 sind in dein Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3b in einer Linie nebeneinander an dem an dem Wagen 60 angebrachten, um eine sich senkrecht zur Blcchoberflächc 12 erstreckende Achse 62 verschwer kbaren. sich im wesentlichen parallel zur Blechoberlläche erstreckenden und in der Höhe zur Blechoberfliiche verstellbaren Tragarm 70 individuell so gelagert, daß der Abstand benachbarter Prüfköpfe etwa dem 8- bis 12fachen der durch die im Prüfkopf angeordneten Prüfsonden bestimmten Abtastbreite beträgt, vorzugsweise etwa 100 mm. Auf diese Weise ist ein rasches zeilenweises Abfahren des zu prüfenden Oberflächenbereiches möglich, wobei man vorzugsweise die Prüfköpfe entlang vorprogrammierter Bewegungsbahnen über die Blechoberfläche bewegt.

Vorzugsweise wird der Tragarm 70 mit den Prüfköpfen 1, 2, 3, 4, 5 nach jedem Überstreichen der Blechoberfläche um 1, 2, 3 usw. Abtaststrcifenbreitcn senkrecht zu den Streifen verschoben und die Blechoberfläche dann in der gleichen oder in der entgegengesetzten Richtung abgetastet Dieses Verfahren kann man solange fortsetzen, bis zwischen den abgetasteten Streifen keine unabgetasteten Felder mehr vorhanden sind.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, eine rasterartige Abtastung des zu prüfenden Oberflächenbereichs des Bleches 10 vorzunehmen, indem man den Tragarm 70 um einen Winkel von 90^c verschwenkt und entsprechend der oben beschriebenen Art den zu prüfenden

Oberflächenbereich in Richtung senkrecht zu den ersten Abtaststreifen abfährt.

Der Tragarm 70 ist über ein sich senkrecht zur Blechoberfläche 12 erstreckendes und in zwei Teile 68,

69 zerlegbares Tragrohr 66 mit dem Wagen 60 verbunden, wobei der obere Teil 68 des Tragrohres in

einem an der Unterseite des Wagens angeordneten Lager 64 drehbar um seine Längsachse gelagert ist, während der untere Teil 69 des Tragrohres fest mit dem Tragarm 70 verbunden ist Vorzugsweise ist am unteren Teil des Wagens eine mit dem Tragrohr 66 zusammenwirkende, nicht dargestellte Arretiereinrichtung vorhanden, die ein Verschwenken des Tragarmes 70 um einen vorbestimmten Winkel erlaubt und den Tragarm

70 bis zum Lösen der Arretierung in jeweils dem gewünschten Winkel zu der durch die Fahrrichtung des

Traggestells 80 bzw. des Wagens 60 bestimmten Bewegungsbahnen der Prüfköpfe 1, 2, 3, 4, 5 hält. Als Arretiereinrichtung dient beispielsweise ein gegen den

oberen Teil 68 des Tragrohres 66 drückbarer Bolzen, :ler mit einem einseitig bcaufschlagbarcn hydraulischen :>der pneumatischen Druckzylinder in Verbindung steht und bei Beaufschlagung dieses Zylinders gegen die Oberflache des Tragrohres gedruckt wird und somit den s Tragarm 70 in seiner um einen bestimmten Winkel verschwenkten Lage fixiert. Wird der Druckzylinder entlastet, so wird der Bolzen wieder freigegeben, und der Tragarm kann wieder um die durch das Tragrohr 66 bestimmte Drehachse 62 um einen beliebigen Winkel verschwenkt werden. Vorzugsweise wird der Tragarm 70 stets so verschwenkt, daß er sich etwa senkrecht zur Fahrrichtung des Traggestell 80 bzw. des Wagens 60. d. h. stets senkrecht zur Richtung der Bewegungsbahnen der Prüfköpfe t, 2,3,4, 5, erstreckt. Als Arretiereinrichlung kann auch ein mittels einer Druckfeder gegen die Oberfläche des oberen Teils 68 des Tragrohres 66 gedruckter Bolzen dienen, der mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Zylinders beim Verschwenken des Tragarmes 70 gegen die Federkraft angezogen wird.

Steht der Tragarm 70 nicht senkrecht zu den von den von den Prüfköpfen 1, 2, 3, 4, 5 beschriebenen Bewegungsbahnen, so ist der Abstand der von den in den Prüfköpfen 1,2, 3,4,5 angeordneten Prüfsonden 20, 22, 24, 26, 28 bestimmten Abtaststreifen und somit der von diesen Prüfsonden nicht abgetastete Bereich geringer als bei einer Stellung des Tragarmes 70 senkrecht zur Bewegungsbahn der Prüfköpfe 1,2,3,4,5.

Entsprechend der Einstellung des Winkels des Tragarmes 70 gegenüber den durch die Fahrtrichtung des Traggestells 80 und des Wagens 60 bestimmten Bewegungsbahnen der Prüfköpfe 1, 2, 3, 4, 5 ist somit eine Grob- oder Fcinprüfung erhältlich, wobei die gröbste Prüfung dann erreicht wird, wenn der Tragarm 70 in eine Lage jeweils senkrecht zur Bewegungsbahn der Prüfköpfc 1,2. 3,4,5 verschwenki wird.

Vorzugsw eise ist das Tragrohr 66 trennbar ausgebildet, so daß ein Auswechseln der durch den Tragarm 70 und der daran befestigten Prüfköpfc 1, 2, 3, 4, 5 gebildeten Prüfeinheit möglich ist. Ein Auswechseln dieser Prüfeinheit ist insbesondere dann notwendig, wenn die Blcchstärke der zu prüfenden Bleche Prüfköpfe mit Prüfsonden anderer Leistung erfordert.

Vorzugsweise ist der untere, mit dem Tragarm 70 fest verbundene Teil 69 des Tragrohres 66 von unten in den oberen, an der Unterseite des Wagens 60 drehbar gelagerten Teil 68 des Tragrohres 66 einschiebbar und mittels nicht dargestellter Spannelemente bekannter Art feststellbar. Gleichzeitig läßt sich hierbei die Höhe des Tragarmes 70 über der Blechoberfläche 12 einstellen und fixieren, sie so gewählt wird, daß die Prüfköpfe 1,2,3,4,5 sämtlichen Oberflächenunebenheiten in ständiger Anlage an die Blechoberfläche 12 folgen können.

Um die Prüfköpfe 1, 2, 3, 4, 5 in einer gewünschten Lage auf der Blechoberfläche 12 zu fixieren, beispielsweise an einer Stelle eines großen Fehlerechos, können sowohl das Traggestell 80 als auch der Wagen 60 jeweils mit nicht dargestellten Feststellbremsen ausgerüstet (*> sein.

Vorzugsweise dienen als Feststellbremsen an den Laufrädern bzw. direkt an den Laufschienen 82, 92 angreifende, durch einseitig beaufschlagbare hydraulische oder pneumatische Druckzylinder betätigbare ^h'· Backenbremsen.

Jeder Prüfkopf 1,2,3,4,5 weist im Innern Prüfsonden 20,22,24, 26, 28 auf. wobei es sich vorzugsweise jeweils um Ultraschallgeber und -empfänger aufweisende, nach dem Impuls-Laufzeitverfahren arbeitende Sonden bekannter Art handelt, die in einem Sondenhalter 100 senkrecht z.ur Blechoberfläche 12 bewegbar angeordnet sind. Die Sonden werden hierbei jeweils mittels einer sich zwischen dem oberen Rand 114 des Sondenhalters 100 und einem am oberen Ende der Sonde angeordneten ringförmigen Vorsprung 110 befindenden Feder 108 an der Innenseite einer ringförmigen Kante 112 einer auf den Sondenhalter aufgeschraubten zylinderförmigen Hülse 102 in Anlage gehalten, wobei durch Verschrauben der Hülse 102 die Sonden innerhalb des Sondenhalters 100 axial verschiebbar sind und damit der die Schallübertragung beeinflussende Spalt 119 zwischen den Schallaustrittsflächen bzw. -eintrittsflächen 121 der Sonden und der Blechoberfläche 12 einstellbar ist. Die Lage der Hülse 102 auf dem Sondenhalter 100 wird mittels eines Konterringes 116 fixiert.

Zur Zuführung eines Ankoppelungsiiiittcls in den Bereich 109 der Schallaustrittsflächc bzw-, -eintrittsflache 121 der Sonde dient eine an der Oberseile des Sondenhalters 100 in der Nahe der Sonde angeordnete Bohrung 118. in die ein nicht dargestellter Zuführungsschlauch oder -röhrchen eingesetzt werden kann. Als Ankoppelungsmittel wird vorzugsweise Wasser \erwendet.

Der Bereich 109 wird von einem an der Unterseile des Sondcnhalters 100 in einer ringförmigen Nut 107 angeordneten, vorzugsweise als O-Ring ausgebildeten und ein Abfließen des durch die Bohrung 118 zugeführten Ankoppelungsiniitcls aus dem Bereich 109 im wesentlichen verhindernden Dichtring 106 begrenzt.

Der Sondenhaltcr 100 liegt über Auflageplättehcn 104 auf der Blechoberflächc 12 auf, die vorzugsweise an der Unterseite des Sondcnhalters gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind. Statt der Auflageplätichen kann auch ein im wesentlichen geschlossener Auflagcring verwendet werden. Die Auflageplättchen bzw. der Auflagering sind aus einem hochverschlcißfestern Gleitwerkstoff hergestellt.

Die durch die in den Sonden 20, 22, 24, 26, 28 angeordneten Ultraschallgeber in Ultraschallimpulsc umgewandelten, von einer nicht dargestellten Energiequelle erzeugten, elektrischen Sendeimpulse sowie die von den in den Sonden angeordneten Ultraschallempfängern in elektrische Impulse umgewandelten, an ein nicht dargestelltes Aufzeichnungsgerät abgegebenen, von Fehlstellen bzw. der Unterseite des Bleches reflektierten Ultraschallimpulse werden mittels Koaxialkabel 120, 122, 124, 126, 128 übertragen. Das vorzugsweise einen Oszillographenschirm und/oder einen Koordinatenschreiber aufweisende Fehlstellenaufzeichnungsgerät ist vorzugsweise auf dem Traggestell 80 angeordnet, wobei es bei kleineren und vor Hand geschobenen Ausführungen der Vorrichtung vorzugsweise in dem Blickfeld des das Traggestel schiebenden Bedienungspersonals anzuordnen ist. Be größeren, durch Elektromotoren angetriebenen Vor richtungen kann es aber vorteilhaft sein, wenn da Aufzeichnungsgerät vom Traggestell 80 nicht mitge führt wird, sondern an einem festen Ort in der Nähe de die Fahrbewegung des Traggestell 80 und/oder de Wagens 60 steuernden Personals angeordnet ist.

Vorzugsweise weist jeder Prüfkopf eine vor Prüfergebnis gesteuerte Markiervorrichtung zur Siehi barmachung der durch die Senden festgestellte Fehlstellen sowie der Grenzen des zu prüfende Oberflächcnbcrciches 12 des Bleches 10 oder de

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Nullpunktes und mindestens einer Koordinatenrichtung auf, so daß die Stellen des Bleches, die geprüft wurden, und die Lage der festgestellten unzulässigen Fehlstellen für die weitere Bearbeitung des Bleches rekonstruierbar sind.

Vorzugsweise ist eine nicht dargestellte Steuereinrichtung für die Bewegung des Traggestells 80. des Wagens 60 und für das Verschwenken des Tragarmes 70 um die Achse 62 vorhanden, derart, daß die Prüfköpfe 1, 2,3,4,5 entlang vorprogrammierter, den verschiedenen Qualitätsanforderungen gerecht werdenden Bewegungsbahnen über die Blechoberflüche bewegt werden und daß die festgestellten Fehler nach ihrer Koordinatenlage und/oder ihrer räumlichen Ausdehnung und/oder ihrer Tiefenlage registriert und vorzugsweise mittels Datenträger gespeichert werden.

Bei dem in den F i g. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgem.ißen Vorrichtung sind unverändert beibehaltene Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in den F i g. I bis 3b bezeichnet. Fig. 4 und 5 zeigen ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel. bei dem es möglich ist, diejenigen Bereiche der Bleche 10. die nach dem Zuschneiden der Bleche auf das gewünschte Fertigmaß die Kanten- bzw. Randbereiche bilden, einer Feinprüfung und die innerhalb dieser Kanten- bzw. Randbereiche liegenden Blechoberflächenbereiche einer Grobführung zu unterwerfen. Diese problemspezifische Abtastung der Blechoberfläche ist deshalb so bedeutsam, da gerade Fehler in den Randbereichen in bevorzugter Weise Anlaß zu Rißbildungen geben, die insbesondere bei Schweißarbeiten in diesen Randbereichen entstehen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 und 5 ist an dem dem Kantenbereich des zu prüfenden Bleches zugewandten Ende des Tragarmes 70 ein Prüfkopf Γ angeordnet, der an die Stelle des Prüfkopfes 1 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 bis 3b tritt und der fünf versetzt zueinander angeordnete Prüfsonden 20', 21, 23, 25, 27 aufweist, derart, daß der Abstand der Prüfsonden senkrecht zur Fahrtrichtung gleich der durch die Prüfsonden bestimmten Abtastbreite ist. Auf diese Weise wird diirch die im Prüfkopf Γ angeordneten Prüfsonden 20', 21, 23, 25, 27 ein im wesentlichen lückenloser Abtaststreifen von der Sfachen Breite eines durch einzelne Prüfsonde gebildeten Abtaststreifens gebildet. Der Abstand der in den Prüfköpfen 1', 2,3,4,5 in einer Linie angeordneten Prüfsonden 20'. 22, 24, 26, ist im wesentlichen gleich und beträgt etwa das 8- bis 12fache einer durch eine Prüfsonde bestimmten Abtastbreite, vorzugsweise 100 mm. so daß unter Ausschaltung der um die Prüfsonde 20' angeordneten zusätzlichen Priifsonde 21, 23, 25, 27 eine Grobprüfung entsprechend mittels des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 bis 3b möglich ist, andererseits unter Ausschaltung der in den Prüfköpfen 2, 3, 4, 5 angeordneten Prüfsonde 22, 24, 26, 28 eine Feinprüfung mittels der in dem Prüfkopf Γ angeordneten Prüfsonden 20', 21,23,25,27 erfolgt.

Diese Umschaltung von Fein- zur Grobprüfung und umgekehrt ist insbesondere dann notwendig, wenn nur ' fünf Eingangskanäle am Aufzeichnungsgerät zur Verfügung stehen und der Normalfall eine Grobprüfung mittels einer Vorrichtung gemäß F i g. 1 bis 3b verlangt. Es kann aber sehr vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Aufzeichnungsgerät ^ί auszurüsten, das neun oder mehr Eingangskanäle aufweist, so daß eine Feinprüfung für die Randbereiche des Bleches und eine Grobprüfung für die innerhalb

dieser Randbereiche liegenden Bereiche beim Abfahre des Bleches längs der äußersten Kante gleichzeiti vorgenommen werden kann.

F ig. 6 zeigt ein Beispiel für eine systematisch· Abtastung eines eine bestimmte Länge und Breit· aulweisenden Orderbleches 10, wobei der zu prüfendi vorbestimmtc rechteckige Oberflächenbereich 212 de »leches 10 mittels der Prüfköpfe 1', 2, 3, 4, 5 zunächs entlang des einer Feinprüfung zu unterwerfender It Ϊ ^{2I4 in} Pfeilrichtung entlang de,

Abtaststrofen 220', 221, 223, 225 und 227 abgefahrer wird um dann den einer Grobpriifung zu unterwerfenden Innenbereich des Oberflächenbereiches 212 strei-

.s InH ™ ^gK^{C ng der Ab}«aststreifen 220', 222, 224, 226 Ah, ^abf^UIasIcn· wobei bei der Feinprüfung die den Abtasts.reifen 222, 224, 226 und 228 zugeordneten Sonden 22, 24, 26 und 28 der Prüfköpfe 2, 3, 4 und 5 jbgL ehalte, sind, während bei der Grobprüfung die den

.ο W Ä ^2I· ²²³· ^{225 und} 227 zugeordneten sind ' ' ^{5 Und 27 dCS Prufk}°Pfes Γ abgeschaltet

Prür^Ukfi^B„^er^gi?'ⁿ-,^de,^r>,^{Prüfung des Blcchcs 10 wcrdcn dic}

rrutkopfe 1 , 2 3,4 und 5 am oberen linken Rand des in 'S bildend Tn ^{hen BleChcS ;luf cinc den} Nullpunk. 210 ernZt ? V^MJ ^{daS Blech auf}S^eset* und zunächs, JZ_n ⁸ u^dCS ''"^ken Blechrandes entsprechend der fines Th T ^OrderlÜng^{e entla}"g ^der sich in v-Richtung nd dut^eh π'" ^v°^rbestim"^n Oberflächenbereich 212 und durch den Nullpunk. 210 gelegten rechtwinkligen

a _7?T^^al^^SyS'^{emS erstr}eckenden Abtaststreifen

dff. R- h ' f ^{Und 227 Über das Blech} g^eführt· wobei die «.-Richtung durch die Richtung der Führungsschiene

Fühnn ^V"*^{1ChtUng durch den} sich senkrecht zur « den wf £^{ne 92 erstreckend}en, als Laufschiene für £ l^g M m^US?^ebildeten ^-"träger 82 festgelegt Orderhn ^{llCh am Ende der} vorbestimmten

Sinnen? ^ ?°° ?^eschwenkt zu werden und senlTreVh, T ^ ^äußerSten Abtas.streifen 227 η " Rieh ^{ZU Abtaslslreif}en 220', 221, 223, 225, 227 und ,w, ^{g qUer Über daS Blcch 10} S^{eführl zu} werden, erreicht, "° Γκ ^{biS die} ^wünschte Orderbreite 20' 21 £ ?°^{bei bei der} Randprüfung nur die Sonden sind ^{27 des Prüf}kopfes 1' eingeschaltet

fende

Grobprufung zu unterwer-^{Bleches 10} beginnend vom Llf^]ans ^der «ich%benfalls in und 228 « f ? ™ ^Abtas^treifen 220', 222, 224, 2?_im dariS ^enfR^rm^ fahren, wobei die Sonde

während Sr P- -r^{eiSpiel nochmals über den bereits} Hnke Rand H^e'^npru[^unS abgetasteten Streifen 220' am ?^{ddeS vorbes}^mtn Oberflächenbereiches

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^V' ²' ³> ⁴· ^{5 die} "^ntere g^{e d}« Bleches 10 erreicht,

^{daS Fünffache des} Abstandes _k ^barten Abtaststreifen nach rechts ^Ve^^h°^{ben und die} Blechoberfläche dann

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ein Streifenfeld, in dem der Abstand zwischen zwei benachbarten Abtaststreifen über die gesamte Breite des zu prüfenden Oberflächenbereichs jeweils gleich groß ist, vorzugsweise das 8- bis lOfache der Abtaststreifenbreite einer Prüfsonde. Vorzugsweise werden die Prüfköpfe seitlich jeweils um eine gleiche Strecke so weit nach rechts in v-Richtung verschoben, daß der der Sonde 28 zugeordnete Abtaststreifen 228 sich mit dem bei der Feinprüfung durch die Sonde 20' des Prüfkopfes 1' erzeugten Abtaststreifen 220' am rechten Rand des vorbestimmten Oberflächenbereiches 212 überdeckt, wie in 6 dargestellt ist.

Das Abschalten der Sonden 21, 23, 25, 27 bei der Grobprüfung bzw. der Sonden 22, 24, 26, 28 bei der Feinprüfung ist immer dann notwendig, wenn ein is Fehler-Aufnahmegerät mit nur fünf Prüfeingängen vorhanden ist, wobei jedem Prüfeingang eine Sonde zugeordnet ist. Bei Verwendung eines Fehler-Aufnahmegerätes mit neun Prüfeingängen kann während der Feinprüfung im Randbereich 214 gleichzeitig eine Grobprüfung des dem Randbereich unmittelbar angrenzenden, einer Grobprüfung zu unterwerfenden Innenbereiches des Bleches 10 durchgeführt werden.

Im unteren Teil der Fig. 6 ist ein Teil des Orderbleches 10 dargestellt, dessen vorbestimmter Oberflächenbereich nach der Randprüfung einer rasterförmigen Grobprüfung unterworfen wird, wobei im Randbereich 214 des Bleches 10 die Abtaststreifen der Grobprüfung den Abtaststreifen der Randprüfung überlagert sind. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Sicherheit bezüglich der F.rfassung von Fehlstellen im gefährdeten Randbereich erreicht.

Die Messung der von den Prüfköpfen zurückgelegten Wegstrecken kann mittels einer jeweils am Traggestell 80 und Wagen 60 angeordneten, nicht dargestellten, ein Meßrad und einen dazugehörigen Impulsgeber aufweisenden Meßeinrichtung erfolgen, wobei die Meßräder vorzugsweise auf der Führungsschiene 92 und auf dem als Laufschiene ausgebildeten Querträger 82 geführt sind, der Impulsgeber 500 Impulse pro Umdrehung des Meßrades liefert und die Abrollstrecke des Meßrades 500 mm beträgt, so daß 1 Impuls einer zurückgelegten Wegstrecke von 1 mm entspricht.

Die Wegstreckenmessung und insbesondere die Festlegung der Lage der Fehlerstellen erfolgt dann über eine Zählung der Impulse, die beim Verfahren des Traggestells 80 auf der sich in y- Richtung erstreckenden Führungsschiene 92 sowie beim Verfahren des Wagens 60 auf dem sich senkrecht zur Führungsschiene 92 in x-Richtung erstreckenden Querträger 82 vom jeweili- so gen dem Traggestell bzw. Wagen zugeordneten Impulsgeber in bezug auf den Nullpunkt 210 abgegeben werden.

Der äußerste durch den Priifkopf Γ bestimmte Abtaststreifen 227 hat von der Kante des Bleches 10 jeweils einen Mindestabstand von etwa 180 bis 250 mm, um die Prüfköpfe vor Beschädigungen an der Blechkante zu bewahren.

Fig.7 zeigt ein Beispiel für eine systematische Abtastung eines Bleches 10, dessen äußere Begrenzung im wesentlichen von den Abmessungen des Bleches und nicht von einer bestimmten Ordergröße bestimmt ist. In F i g. 7 sind unverändert beibehaltene Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 6 bezeichnet. Das Blech 10 wird in ähnlicher Weise wie in F i g. 6 abgetastet, d.h. der Randbereich 314 des Bleches unterliegt im allgemeinen einer Feinprüfung, während der innerhalb des Randbereiches 314 liegende Innenbereich des Bleches einer Grobprüfung unterworfen wird. Auf Grund der oft ungleichmäßig verlaufenden Außenkante des Bleches 10 ist zur sicheren Verhinderung einer Beschädigung des der Blechkante zugewandten Prüfkopfes ein Mindestabstand dieses Prüfkopfes von der Außenkante des Bleches von etwa 180 bis 230 mm erforderlich.

Um Beschädigungen an den Prüfköpfen beim Heranfahren der Prüfköpfe an die Blechkanten zu vermeiden, ist die Prüfeinrichtung mit nicht dargestellten Fühlern ausgestattet, die ein Anheben und/oder Absenken der Prüfköpfe steuern.

Vorzugsweise sind jedem Prüfkopf mindestens zwei mechanisch auslenkbare, mit einem elektrischen Schalter verbundene Fühlstäbe zugeordnet, von denen ein erster Fühlstab in Fahrtrichtung jeweils vor den Prüfköpfen, ein zweiter Fühlstab in Fahrrichtung jeweils nach den Prüfköpfen angeordnet ist.

Beim Heranfahren der Prüfköpfe Γ, 2, 3, 4 und 5 an eine Blechkante sind vor Erreichen der Blechkante beide Fühlstäbe in ihrer unausgelenkten Ruhestellung und die Prüfköpfe in ihrer obersten Stellung, beispielsweise mittels eines in F i g. 1 dargestellten Hubzylinders 136 angehoben, wobei die Prüfköpfe mindestens so hoch über der Blechoberfläche angehoben sind, daß eine Berührung der Prüfköpfe mit der Blechkante bzw. Blechoberfläche beim Heranfahren an die Blechkante bzw. beim Überfahren des Bleches ausgeschlossen ist.

Beim Erreichen der angefahrenen Blechkante wird der erste Fühlstab durch diese Blechkante ausgelenkt, wobei die Prüfköpfe noch in ihrer angehobenen Stellung verbleiben. Erst wenn der zweite Fühlstab durch die Blechkante ausgelenkt ist, werden die Prüfköpfe auf die Blechoberfläche abgesenkt und so lange in Anlage an die Blechoberfläche gehalten, bis der erste Fühlstab nach Veranlassen der der angefahrenen Blechkante entgegengesetzten Blechkante wieder in seine Ruhestellung zurückgekehrt ist. Sobald der erste Fühlstab die Blechkante verlassen hat und in seine Ruhestellung zurückgekehrt ist, werden die Prüfköpfe wieder angehoben.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Prüfköpfe beim Verlassen des Bleches 10 nicht hinter der Blechkante herabfallen. Andererseits wird durch die Anordnung der Fühlstäbe und die durch diese Fühlstäbe bewirkte Steuerung des Anhebens und Absenkens der Prüfköpfe ein Anstoßen der Prüfköpfe an die Blechkante beim Heranfahren an das zu prüfende Blech vermieden.

Als Fühler kann auch eine mit einem Schaltstift eine; elektrischen Schalters fest verbundene Spiralfedei dienen.

Statt eines mechanisch auslenkbaren Fühlers könner als Fühler auch auf optische oder akustische Signah ansprechende Fühleinrichtungen dienen. Bei Verwen dung derartiger Fühl- und Steuereinrichtungen für da Anheben und Absenken der Prüfköpfe werden dii Bleche vorzugsweise zuerst in einer Richtung, beispiels weise y-Richtung, streifenförmig abgefahren, um dam in einer zur ersten Richtung senkrechten Richtung, als< in ^-Richtung, ebenfalls streifenförmig abgefahren zi werden, so daß ein rasterförmiges Abtastfeld entsteht

Bei Verwendung der oben beschriebenen Fühler ist e möglich, die Prüfvorrichtung als vollautomatisch arbei tende Vorrichtung zu verwenden.

Es ist mittels der Vorrichtung im wesentlichen jede andere gewünschte Abfahrsystem möglich, beispiel: weise eine zick-zack-förmige oder mäanderförmig

Abtastung der Blechoberfläche.

Zur Festlegung der Lage einer Fehlstelle können auch hier eine ein Meßrad und einen Impulsgeber aufweisende Meßeinrichtung der oben beschriebenen Art dienen, die sowohl im Traggestell 80 als auch Wagen 60 angeordnet ist und mittels der die Verfahrstrecken in bezug auf einen festzulegenden Nullpunkt 310 und eines durch diesen Nullpunkt gelegten, in der Regel rechtwinkligen *-j'-K.oordinatensystems bestimmbar sind, wobei auch hier ebenso wie in F i g. 6 die j-Richtung durch die Richtung der Führungsschiene 92,

die x-Richtung durch den sich senkrecht zur Führungsschiene 92 erstreckenden Querträger 82, auf dem der Wagen 60 verfahrbar angeordnet ist, festgelegt ist.

Werden als Antriebe des Traggestells 80 bzw. des Wagens 60 elektrisch angetriebene Schritt- bzw. Stellmotoren verwendet, so kann die Lage der Fehlstellen mittels dieser die Verfahrstrecken des Traggestells 80 bzw. Wagens 60 entlang der Führungsschiene 92 bzw. des Querträgers 82 registrierenden Antriebe bestimmt werden.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen von gewalzten Blechen auf Innenfehler, wie nichtmetalle sehe Einschlüsse, Inhomogenitäten od. dgl., mit einem relativ zum Blech und parallel zur Blechoberfläche verfahrbaren Wagen, an dem über Zwischenglieder mindestens ein in einer Prürkopfhalterung um zwei sich rechtwinklig zueinander und in etwa paraüel zur Blechoberfläche erstreckende Kippachsen kippbar gelagerter, einen Ultraschallgeber und -empfänger aufweisender Ultraschallprüfkopf befestigt ist, wobei die Zwischenglieder eine der Anzahl der Prüfkopfhalterungen entsprechende «5 Zahl von jeweils an einer der Prüfkopfhakerungen angreifenden Hubeinrichtungen aufweist, mittels derer die Prüfkopfhalterungen individuell senkrecht zur Blechoberfläche auf- und abbewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenglieder (6; 8; 62—70) für jede Prüfkopfhalterung (105) jeweils neben der nur einen Hubzylinder (6) aufweisenden Hubeinrichtung eine gesonderte, die Zwangsführung der Prüfkopfhalierung (105) senkrecht zu deren Auf- und Abbewegungsrichtung bildende Führungseinrichtung (8) umfassen, die als Scherenführung (16, 18) ausgebildet ist, deren dem Wagen (60) zugewandte Streben (16) mit einer ein Schwenken letzterer symmetrisch zur Auf- und Abbewegungsrichtung der Prüfkopfhalterung (105) sicherstellenden Verzahnung (30, 32) versehen sind und deren der Prüfkopfhalterung (105) zugewandte Streben (18) ebenso wie der Hubzylinder (6) über Drehgelenke (38, 41) mit der Prüfkopfhalterung (105) verbunden sind, welche eine gemeinsame Drehachse (40) aufweisen, die eine der beiden vorgenannten Kippachsen der Prüfkopfhalterung (105) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenglieder (6; 8; 62-70) einen am Wagen (60) angebrachten sich im wesentlichen parallel zur Blechoberfläche erstrekkenden und um eine Schwenkachse (62), die etwa senkrecht zur Blechoberfläche (12) steht, verschwenkbaren Tragarm (70) umfaßt, an dem mehrere Prüfkopfhalterungen (105) jeweils über einen Hubzylinder (6) und eine Führungseinrichtung (8) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (70) in seiner Höhe relativ zur Blechoberfläche (12) verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (70) unter verschiedenen Winkeln relativ zur Bewegungsrichtung des Wagens (60) arretierbar ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfköpfe an dem einen Ende des Tragarms (70) so angeordnet sind, daß die Abstände zwischen den abgetasteten Streifen benachbarter Prüfköpfe etwa <*> gleich der Abtaststreifenbreite einer Prüfsonde sind, während die übrigen Prüfköpfe am Tragarn (70) so angeordnet sind, daß die Abstände zwisihen den abgetasteten Streifen benachbarter Prüfköpfe ein ganzzahliges Vielfaches der Abtaststreifenbreite einer Prüfsonde betragen.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der AnsDrüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Prüfkopf (1') zwei oder mehr Prüfsonden (20', 21, 23, 25, 27) aufweist, deren Abstand etwa gleich der durch die Prüfsonden bestimmten Abtastbreite beträgt.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (70) über ein in zwei Teile trennbares, sich senkrecht zur Blechoberfläche erstreckendes Tragrohr (66) mit dem Wagen (60) verbunden ist, wobei die beiden Tragrohrteile ineinander verschiebbar und mittels Spannelemente festklemmbar sind, und daß der obere Teil (68) des Tragrohres (66) in einem an der Unterseite des Wagens (60) angeordneten Lager (64) drehbar gelagert ist und der untere Teil (69) des Tragrohres fest mit dem Tragarm (70) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfkopfhalierung (105) mittels gleichmäßig auf einem Umkreis um den Prüfkopf herum verteilter Auflageplättchen (104) und/oder über einen Aufld-Renng auf der Blechoberfläche (12) abgestützt ist. und vorzugsweise mittels eines Dichtringes (106) ringsherum abgedichtet ist.