DE2535019C3 - Ultraschallpriifverfahren zum Erkennen von Material- und Bearbeitungsfehlern in Rotationskörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein IJItraschallprüfverfahren zum Erkennen von Material- und Bearbeitungsfeldern, wie z. B. Kernluker, Schlackeneinschlüsse, Überlappungen usw. in Rotationskörpern, vorzugsweise Wälzkörpern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I. Derartige Verfahren sind im Prinzip bekannt (s. Luger »Lexikon der Technik« Band 3, S. 720, erschienen 1%1, Deutsche Verlagsanstalt GmbH, Stuttgart).

In der Zeitschrift »Materialprüfung« 17 (1975) Nr. 6 Seite 171. wird ein Ultraschall-Kugelprüfautomat gezeigt, bei dem der Schall durch eine Vorsatzlinse fokussiert und über eine WasservorlauLstrecke in die ruhende Kugel eingeleitet wird, wo er sich infolge ^s unterschiedlicher Brechungs- und Reflexionswinkel im ganzen Volumen ausbreitet. Dabei wird die reflektierte Schallenergie gemessen und deren zeitliches Abklingen in Amplitudenrichtung elektronisch ausgewertet. Über eine nachgeschaltete .Sortierelektronik werden die (>< > Kugeln nach »gut« oder »schlecht« sortiert. Nachteilig an einem derartigen Kugelprüfautomalen ist, daß Fehler, deren größte Ausdehnung sich zufällig in Schalleinstrahlrichtung erstreckt, nicht ausreichend erfaßt werden. ·>·,

Um sicherzustellen, daß auch kleine Fehler erfaßt Werden, deren größte Ausdehnung sich zufällig in Einstrahlrichlung erstreckt, ist es also nötig, chin Prüfling während der Prüfdauer um mindestens eine Achse zu drehen; bei Kugeln sind mehrere Rotationsbewegungen um verschieden liegende Achsen angebracht. Es sind verschiedene Drehvorrichtungen für Prüfsysteme bekannt geworden (s. DE-OS 21 06 891, DE-GM 66 07 456, DE-AS 20 04 240).

Nachteilig dabei ist jedoch, daß beim Drehen des Prüflings wegen des für die Ultraschall-Prüfung erforderlidien Flüssigkeitskontaktes am Prüfling Tropfen der Koppelflüssigkeit hängen bleiben, die zu Störungen der Schallreflexion führen, so daß entweder Materialfehler in der Ultraschallanzeige vorgetäuscht werden oder — bei herabgesetzter Empfindlichkeit der Meßgeräte — kleine Fehler im Prüfling unentdeckt bleiben.

Man hat versucht, (siehe »Ultrasonics«, Nov. 73, Seite 247 und 249), diesen Mangel dadurch zu beheben, daß die ganze Vorrichtung während der Prüfung in ein Flüssigkeitsbad getaucht wird (Tauchtechnik). Nachteilig dabei ist aber, daß damit auch die den Prüfling drehenden Antriebselemente in akustischen Kontakt gebracht werden und in der Ultraschaüanzcigc durch störende Echos zu fehlerhaften Prüfergebnissen führen. Außerdem müssen auch die Antriebselemente ganz oder teilweise eingetaucht werden, was zusätzliche Schwierigkeiten mit sich bringt.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von Rotationskörpern aufzuzeigen, das die vorgenannten Nachteile nicht aufweist, also insbesondere den störenden Einfluß von Aniriebselementen oder Koppelflüssigkeitsrückständen ausschaltet, eine vollkommene Durchschallung des gesamten Prüflings eiTnöglicht und eine sichere, zuverlässige und schnelle Prüfung gewährleistet sowie einfach im Aufbau und in der Herstellung ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I enthalten. Anspruch 2 beinhaltet eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, während Anspruch 3 einv spezielle, bei der Kugelprüfung verwendete Ausgestaltung aufzeigt. Der Anspruch 4 betrifft eine vorteilhafte Sortiereinrichtung.

Durch die erfindungsgemäße Lösung kann nun eine fehlerfreie Prüfung erfolgen, denn dadurch, daß der Prüfling ganz in die Koppelflüssigkeit eingetaucht ist. wird einerseits vermieden, daß am Prüfling anhaftende Koppelflüssigkeitsreste zu störenden Schallrefiexionen führen und andererseits läßt sich der Prüfling in Drehung versetzen, ohne daß dazu aufwendige Antriebselemente benötigt werden, die die Ultraschallanzeigesiören.

Die Erfindung soll anhand der Figur erläutert werden.

Hie gesamte Prüfvorrichtung ist in einen mn Koppelflüssigkeit Γ gefüllten Behälter 1 eingetaucht Dadurch ist der Prüfling allseitig von Koppelflüssigkeit umgeben und es können keine von Flüssigkeitsrückständen hervorgerufene störende Schallrefiexionen auftreten. Über dem ebenfalls im Flüssigkeitsbad eingetauchten Schallkopf — bestehend aus Ultraschallschwinger 2 und Dämpfungskörper 3 — liegt der Koppelkörper 4 mit der Ultraschall-Linsenfläche 5. die den Schallsirahl im Prüfling 6 fokussiert. Der Koppelkörper 4 hat hier die Form eines Kegelstumpfes, in dessen, im Durchmes^ scr kleinere Stirnseite eine den Prüfling 6 aufnehmende Lagerschale 8 eingearbeitet ist. Über die Düse 7, die tangential zur Lngcrschalenoberfläche verläuft, wird Koppelflüssigkeil, die zur Herstellung des akustischen Kontakts erforderlich ist, unter Druck eingepreßt und

baut so ein eine hydrostatische/hydrodynamische Gleitschicht 8' zwischen Koppelkörper 4 und Prüfling 6 auf, durch die gleichzeitig der Prüfling 6 in Drehung versetzt wird. Die im Prüfkörper reflektierte Ultraschallenergie wird an einem Oszillographen angezeigt und elektronisch ausgewertet. Abhängig vom Auswertungsergebnis wird der Prüfling mittels eines Druckimpulses aus der Düse 9 ausgeworfen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ultraschallprüfverfahren zum Erkennen von Material- und Bearbeitungsfehlern in Rotationskör- ^ pern, vorzugsweise Wälzkörpem, bei dem der Prüfling von einer Ultraschall-Prüfeinrichtung unter Verwendung einer zur Herstellung des akustischen Kontakts erforderlichen Koppelflüssigkeit in Tiiuchtechnik durchschallt und zur sicheren und vollständigen Prüfung gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelflüssigkeit gleichmütig zur Bildung einer hydrostatischen/hydrodynaimischen Gleitschicht zwischen dem Prüfling und einem den Ultraschall übertragenden festen Koppelkörper und zum Rotationsantrieb des Prüflings verwendet wird.

2. Ultraschallprüfvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I mit einer Koppelflüssigkeit, in die der Prüfling zur Ankopplung des . )n einem Schallkopf ausgehenden UUraschaü eingetaucht ist, und mit einer Drehvorrichtung für den Prüfling, dadurch gekennzeichnet, daß in einen an den Schallkopf (2, 3) angrenzenden, den Ultraschall übertragenden und fokussieremden festen Koppelkörper (4) eine Lagerschale (8) für den Prüfling (6) eingearbeitet ist, in die durch eine oder mehrere etwa tangential gerichtete Düsen (7) die Koppelflüssigkeit (V) unter Druck einströmt.

3. Ultraschallprüfvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Prüfung einer Kugel zwei D¹"sen (7) im Winkel zueinander versetzt angeordnet sind.

4. Ultraschallprüfvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auswerfen des Prüflings (6) eine oder mehrere Düsen (9) auf den Prüfling (6) gerichtet sind, die abhängig vom elektronisch ausgewerteten Prüfergebnis, mil Druck beaufschlagt werden.

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