DE2537613A1 - Ultrasonic inspection head mounting for pressure vessels - has cardan joint near inspected surface and axial slide - Google Patents

Ultrasonic inspection head mounting for pressure vessels - has cardan joint near inspected surface and axial slide

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DE2537613A1 DE19752537613 DE2537613A DE2537613A1 DE 2537613 A1 DE2537613 A1 DE 2537613A1 DE 19752537613 DE19752537613 DE 19752537613 DE 2537613 A DE2537613 A DE 2537613A DE 2537613 A1 DE2537613 A1 DE 2537613A1
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Abstract

The mounting comprises a spring-loaded, axially sliding support rod having, at its free end, a cardan joint to permit universal pivoting of the test head. The actual test head together with its housing is rotatably journalled about an axis (x) in a recess of a sliding component which slides over the surface to be inspected. This sliding component is in turn rotatably mounted about an axis (y), pref. at 90 degrees to the axis (x) in the support at the end of the axially slidable rod. Pref. the axis (x) comprises two trummions, mounted in the sliding component and penetrating into bores in the test heat housing. The axes of pivoting of the cardan joint are extremely close to the inspected surface, thus preventing tilting over of the inspected head.

Description

Prüfkopfhalterung zum selbsttätigen Führen von Ultraschallprüfköpfen entlang räumlich gekrümmter Flechten, insbesondere von Reaktordruckbehältern Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfkopfhalterung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Probe holder for automatic guidance of ultrasonic probes along spatially curved braids, in particular of reactor pressure vessels The invention relates to a test head holder according to the preamble of the patent claim 1.

Für das Prüfen von flächigen Gegenständen mittels Ultraschall ist es wichtig, daß die Prüfköpfe beim Verschieben entlang der Oberfläche des Prüfkörpers ständig den gröBtmöglichen Flächenkontakt mit dieser Oberfläche beibehalten. Sofern Prüfköpfe mit verhältnismäßig kleinen Schallaustrittsflächen angewandt werden, ist die Gefahr des Verkantens der Prüfköpfe infolge der beim Parallelverschieben sich auswirkenden Reibkraft besonders groß, zumal wenn der einzelne Prüfkopf geometrischen Unregelmäßigkeiten folgen soll. Die genannten Probleme werden vervielfacht, wenn eine gewisse Anzahl von Prüfköpfen zu einer Prüfkette zusammengefaßt werden soll.For testing flat objects using ultrasound is It is important that the probes move along the surface of the specimen constantly maintain the greatest possible surface contact with this surface. Provided Probes with relatively small sound exit surfaces are used the risk of tilting the probes as a result of the parallel movement frictional force acting particularly large, especially when the individual probe is geometric Irregularities should follow. The problems mentioned are multiplied when a certain number of probes is to be combined to form a test chain.

Zur Lösung dieser Probleme sind schon verschiedene Befestgungseinrichtungen bekannt geworden, die dem bzw.Various fastening devices have been used to solve these problems became known to the

den Prüfköpfen eine gewisse kardanische Beweglichkeit ermöglichen sollen.the probes a certain gimbal mobility enable should.

Bei einer bekannten Prüfkopfhalterung, die sich an der Spitze eines unter Federdruck teleskopartig ausfahrbaren Auslegers befindet, ist zwischen dem Ausleger und einem KardanstUek ein starr mit dem Ausleger verbundener abgekröpfter und vielteiliger Tragteil vorgesehen, in dem das Kardanstdck um eine senkrecht zur Verschieberichtung des Auslegers liegende Achse begrenzt verschwenkbar gelagert ist. Hierbei ist das Kardanstück in Richtung genannter Achse so weit verlängert, daß der Mittelpunkt der Aufhängung des senkrecht zur Schwenkrichtung des Kardansttlckes schwenkbar gelagerten Prüfkopfes auf der verlängerten längsachse des Auslegers liegt. Erwünscht wäre eine Prüfkopfhalterung, die sich noch leichter in eine Prüfkopfkette einffgen läßt (DT-PS 2 153 597).In a known test head holder, which is at the top of a is under spring pressure telescopically extendable boom is between the Boom and a KardanstUek a rigidly connected to the boom cranked and multi-part support part provided in which the Kardanstdck around a perpendicular to Direction of displacement of the boom lying axis mounted to a limited extent pivotable is. Here, the cardan piece is extended in the direction of the axis mentioned so far, that the center of the suspension of the perpendicular to the pivoting direction of the Kardansttlckes pivoted test head lies on the extended longitudinal axis of the boom. What would be desirable would be a test head holder that can be easily integrated into a test head chain can be inserted (DT-PS 2 153 597).

Es ist auch bekannt, an der Spitze eines ausfahrbaren Auslegers eine Trägerplatte anzubringen, in deren Mitte ein einfaches Kardangelenk sich befindet, das wiederum eine Tr#gerplatte für den eigentlichen Prüfkopf trägt.It is also known to have one at the top of an extendable boom To attach support plate, in the middle of which there is a simple cardan joint, which in turn carries a carrier plate for the actual test head.

Bei dieser Einrichtung sind u.a. taufkugeln erforderlich, um den Prüfkopf richtig einzustellen. Abgesehen davon, daß bei stark gekrümmter Oberfläche die variable Sehnenstellung, die der Prüfkopf zwischen den Laufkugeln einnimmt, fffr den Prüfvorgang ungUnstig sich auswirkt, sind den Prüfkörper bertllirende Führungsmittel unerwünscht (DT-OS 2 053 105).With this device, baptismal balls are required around the test head set correctly. Apart from the fact that the variable Chord position that the test head assumes between the running balls for the test process has an unfavorable effect, guide means covering the test specimen are undesirable (DT-OS 2 053 105).

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, geometrische Formfehler der Prrflingsobe#fläche durch den Hub einer Führungsstange entgegen der Kraft einer Druckfeder auszugleichen. Die Führung der F(ihrungsstange wird mit großer präzision und Leichtgängigkeit mit Hilfe von Kugelumlaufbüchsen sichergestellt. Als Verdrehsicherung der Führungsstange ist eine weitere Rolle, die in einer Längsnut des Gehäuses der Prüfkopfhalterung läuft, vorgesehen.It has also been suggested that geometrical defects in the Test object surface due to the stroke of a guide rod against the force of a Compensate for compression spring. The guide rod is guided with great precision and ease of movement ensured with the help of recirculating ball bearings. As an anti-twist device the The guide rod is another role that fits in a longitudinal groove in the housing of the probe holder running, provided.

Hier setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, die bekannten Einrichtungen zur automatischen Führung von Ultraschallprüfköpfen entlang räumlich gekrümmen Prüflingsoberflächen weiterzuentwickeln, wobei u.a. die Möglichkeit, mehrere Ultraschallköpfe bei geringstem gegenseitigen Abstand zu einer Prüfkette zusammenzufassen, wesentlich ist.This is where the invention comes in, which is based on the object the known devices for the automatic guidance of ultrasonic probes further develop along spatially curved test object surfaces, including the Possibility of several ultrasound heads with the smallest mutual distance to one To summarize the test chain, is essential.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dem Patentanspruch 1 entnehmbar. Die Patentansprüche 2 bis 12 beinhalten zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.The solution to this problem can be found in claim 1. the Claims 2 to 12 contain expedient developments of the invention.

Damit eignet sich diese Prüfkopfhalterung zur automatischen Führung von Ultraschall-Prüfköpfen, insbesondere wenn diese zu einer Prüfkette zusammengefaßt sind. Die so gehaltenen Prüfköpfe behalten bei seitlichem Verschub größtmöglichen Flächenkontakt mit den zu prüfenden Oberflächen bei. Das Problem des Yerkantens von Prüfköpfe mit kleinen Schallaustrittsflächen ist durch die Erfindung einwandfrei gelöst. Außerdem sind die gefährdeten zwei kardanischen Lagerstellen der Kopf aufhängung, die eine bestimmte Mindestbaugröße erfordern, hinreichend beweglich, so daß sie evtl. auftauchenden Hindernissen ausweichen können.This test head holder is therefore suitable for automatic guidance of ultrasonic probes, especially if these are combined into a test chain are. The probes held in this way keep the largest possible when shifted to the side Surface contact with the surfaces to be tested. The problem of yerking of probes with small sound exit surfaces is flawless due to the invention solved. In addition, the endangered two cardanic bearings of the head suspension, which require a certain minimum size, sufficiently movable so that they be able to avoid any obstacles that may appear.

Die Ausbildung des Gleitstückes als Halbkreisscheibe erleichtert besonders die Bildung einer Prüfkopfkette.The design of the slider as a semicircular disk makes it particularly easier the formation of a probe chain.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind der schematischen Zeichnung entnehmbar; es zeigen: Fig. 1 eine Prüfkopfhalterung mit bogenförmig ausgebildetem Tragteil und Rollen-Führung, Fig. 2 zwei Prüfkopfhalterungen gemäß Fig. l als Bestandteil einer Prüfkopfkette, Fig. 3 eine Prüfkopfhalterung ähnlich Fig. 1, Jedoch mit Wälzkörper-Führung, Fig. 4 eine Prüfkopfhalterung mit gabelförmig ausgebildetem Tragteil und Parallelogramm-Führung, Fig. 5 einen Schnitt entsprechend V-V in Fig. 1, Fig. 6 einen Schnitt durch die Wälzkörper-Führung entsprechend VI-VI in Fig. 3 und Fig. 7 eine Alternative zur Wälzkörper-Führung entsprechend Fig. 6 Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 und 2 besteht die Prüfkopfhalterung aus einem mit einer Führungsstange 5 verbundenen Tragteil 10, das hier als bogenförmig geformtes Tragteil 17 ausgeführt ist. Ein Gleitstück 12, das hier als Halbkreisscheibe 18 ausgebildet ist und an der kreisförmigen Außenkontur mit einer kreisförmig gekrümmten T-Nut 16 versehen ist, ist über das querschnittsmäßig kleinere Tragteil 17 geschoben.Preferred embodiments of the subject invention are the schematic drawing can be seen; show it: 1 shows a test head holder with curved support part and roller guide, Fig. 2 two test head holders according to FIG. 1 as part of a test head chain, FIG. 3 shows a test head holder similar to FIG. 1, but with a rolling element guide, FIG. 4 with a test head holder fork-shaped support part and parallelogram guide, Fig. 5 is a section corresponding to V-V in Fig. 1, Fig. 6 a section through the rolling element guide accordingly VI-VI in Fig. 3 and Fig. 7 an alternative to the rolling element guide accordingly 6 According to the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, there is the test head holder from a supporting part 10 connected to a guide rod 5, which is here as arcuate shaped support part 17 is executed. A slider 12, here as a semicircular disk 18 is formed and on the circular outer contour with a circularly curved T-slot 16 is provided, is pushed over the cross-sectionally smaller support part 17.

Das Tragteil 17 ist mit einem Paar Doppelrollen 19 ausgestattet, das formschlüssig und mit geringem Spiel in der T-Nut läuft und Druckkräfte von der Prüfkopf auf lage herrUhrend und Kräfte infolge Reibung bei seitlichem Vorschub aufnehmen kann. Gleichzeitig ist eine leicht gängige Schwenkbewegung des Gleitstückes 12, 18 möglich. Zum anderen ist bei Abheben des Prüfkopfes 1 sichergestellt, daß das Gleitstück 12, 18 nicht vom Tragteil 10, 17 abfällt.The support part 17 is equipped with a pair of double rollers 19 which runs positively and with little play in the T-slot and compressive forces from the Probe in position and forces due to friction with lateral feed can accommodate. At the same time, there is a smooth swivel movement of the slider 12, 18 possible. On the other hand, it is ensured when the test head 1 is lifted that the slider 12, 18 does not fall off the support part 10, 17.

Darüber hinaus ist das Tragteil 10, 17 mit Stützrollen 20 ausgerüstet, die Querkräfte in Richtung der Halbkreisscheibenachse y infolge Reibung bei seitlichem Vorschub aufnehmen und gleichzeitig eine leicht gängige Schwenkbewegung des Gleitstückes zulassen.In addition, the support part 10, 17 is equipped with support rollers 20, the transverse forces in the direction of the semicircular disk axis y due to lateral friction Record feed and at the same time a smooth pivoting movement of the slide allow.

In Gleitflächenebene um 90° zur Schwenkachse y des Gleitstückes versetzt sind in das Gleitstück zwei Lagerzapfen 13 eingesetzt, die in Aufnahmebohrungen 14 des Gleitkörpers hineinpassen. Dadurch kann der Gleitkörper eine der Schwenkbewegung des Gleitstückes überlagerte Schwenkbewegung ausführen. Beide Schwenkbewegungen können durch Ausschlagbegrenzungen 21 (feste oder federnde Anschläge) begrenzt werden «Nach der Alternative gemäß Fig. 3 ist das halbkreisscheibenförmige Gleitstück 12, 18 an der Außenkontur mit einer kreisförmig gekrümmten Rille 23 versehen, die als Laufbahn und Führung für Wälzkörper 22 geeignet ist.In the sliding surface plane offset by 90 ° to the pivot axis y of the sliding piece two bearing pins 13 are inserted into the slider, which are in receiving bores 14 of the sliding body. This allows the sliding body to swivel execute the swivel movement superimposed on the slider. Both swivel movements can be limited by deflection limits 21 (fixed or resilient stops) «According to the alternative according to FIG. 3, the semicircular disk-shaped slider 12, 18 provided on the outer contour with a circularly curved groove 23, which as Raceway and guide for rolling elements 22 is suitable.

Die Gegenlaufbahn ist in das kreisförmig gekrümrnteTro9 teil 10, 17 eingearbeitet. Die Ausschlagbegrenzung 21 kann gegebenenfalls auch ein Herausfallen des Gleitstückes verhindern. Nach diesem Beispiel ist der Stift fest mit dem Tragteil verbunden und durch ein bogenförmig gekrümmfes Langloch des Gleitstückes geführt.The mating track is in the circularly curved Tro9 part 10, 17 incorporated. The deflection limiter 21 can optionally also fall out prevent the slider. According to this example, the pin is fixed to the support part connected and guided through an arcuate elongated hole of the slider.

Das Prüfkopf gehäuse 15 ist hier in der gleichen Art und Weise gelagert wie bei dem Beispiel gemäß Fig. 1.The probe housing 15 is mounted here in the same way as in the example according to FIG. 1.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 zeigt ein im Grundriß H-förmiges Gleitstück 12, 32. Das Gleitstück 32 seinerseits ist über Gelenkpunkte 28 bis 30 und die verlängerten Koppelglieder 25 bis 27 eines Parallelkurbelgetriebes gelenkig mit dem gabelförmigen Tragteil 31 verbunden. Hierbei sind die zwei parallelen Koppeln 25, 26, in Gelenken 28a, 28b in dem gabelförmigen Tragteil 31 gelenkig gelagert.The embodiment according to FIG. 4 shows an H-shaped in plan Slider 12, 32. The slider 32 in turn is connected via hinge points 28 to 30 and the elongated coupling links 25 to 27 of a parallel crank mechanism are articulated connected to the fork-shaped support part 31. Here are the two parallel paddocks 25, 26, mounted in joints 28a, 28b in the fork-shaped support part 31 in an articulated manner.

Die Fig. 6 und 7 zeigen in vergrößerter Darstellung zwei Varianten der Lagerung der Halbkreisscheibe 18 mittels Wälzkörpern 22 im bogenförmigen Tragteil 17.FIGS. 6 and 7 show two variants in an enlarged representation the storage of the semicircular disk 18 by means of rolling elements 22 in the arcuate support part 17th

Claims (12)

Patentansprüche Claims Priffkopfhalterung zum selbsttätigen Führen von Ultraschallprüfköpfen entlang räumlich gekrümmter Flächen, insbesondere von Reaktordruckbehältern, wobei geometrische Formfehler der Prüflingsoberfläche durch den Hub einer durch eine Federung in Richtung Prüfling gedrückten, mit einer Verdrehsicherung ausgestatteten FUhrungsstange ausgeglichen werden, wobei ferner der eigentliche Prüfkopf an einem mit der Führungsstange verbundenen Tragteil kardanisch beweglich mit in der verlängerten Längsachse der Führungsstange sowie möglichst nahe der Prüflingsoberfläche gelegenem Schnittpunkt der kardanisehen Drehachsen gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eigentliche Prüfkopf (1) samt PrUfkopfgehäuse (15) in einer Ausnehmung (11) eines Gleitstückes (12, 18, 32) um Achse (x) drehbar gelagert und daß das Gleit-Stück (12) in dem Tragteil (10, 17, 31) um Achse (y) drehbar gehalten ist.Probe head holder for automatic guidance of ultrasonic probes along spatially curved surfaces, in particular of reactor pressure vessels, wherein geometric shape errors of the test object surface due to the stroke of a suspension The guide rod is pressed towards the test object and is equipped with an anti-twist device are compensated, furthermore the actual test head on one with the guide rod connected support part movable with gimbals in the extended longitudinal axis of the Guide rod as well as the point of intersection as close as possible to the surface of the test object the cardanic axes of rotation is held, characterized in that the actual Test head (1) together with the test head housing (15) in a recess (11) of a slider (12, 18, 32) rotatably mounted about axis (x) and that the sliding piece (12) in the support part (10, 17, 31) is held rotatable about axis (y). 2. Prüfkopfhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gleitstück (12, 18, 32) um 900 zur Schwenkachse (y) des Gleitstückes versetzt zwei Lagerzapfen (13) eingesetzt sind, die mit Gleitsitz in Aufnahmebohrungen (14) im Prüfkopfgehäuse (t5) ragen. 2. Probe holder according to claim 1, characterized in that in the slider (12, 18, 32) offset by 900 to the pivot axis (y) of the slider two bearing journals (13) are inserted, which slide fit into the mounting bores (14) protrude into the probe housing (t5). 3. Prüfkopfhalterung nach# Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (10, 17) kreisbogenförmig mit in Achse (y) liegender Krümmungsmittellinie ausgebildet ist.3. Probe holder according to # Claims 1 and / or 2, characterized in that that the support part (10, 17) is in the shape of an arc of a circle with the center line of curvature lying in the axis (y) is trained. 4. Prüfkopfhalterung nach Ansprüchen 1, 2 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (12) als Halbkreisscheibe (18) mit in Achse (y) liegender KrUmmungsmittellinie ausgebildet ist.4. Probe holder according to claims 1, 2 or 3, characterized in that that the slider (12) as a semicircular disk (18) with the center line of curvature lying in the axis (y) is trained. 5. PrUfkopfhalterpng nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (12, 18) an seiner halbkreisförmigen Außenkontur mit einer halbkreisförmig gekrümmten T-Nut (16) versehen und diese über das Tragteil (10, 17) geschoben ist, daß das Tragteil (10, 17) mit mindestens einem Paar Doppelrollen (19), ferner mit mindestens zwei Stützrollen (20) ausgestattet ist, deren Wirkrichtung senkrecht zur Wirkrichtung der Doppelrollen (19) liegt, und daß Doppelrollen (19) und Stützrollen (20) formschlüssig, Jedoch mit geringem Spiel, in der T-Nut (16) geführt sind.5. PrUfkopfhalterpng according to claim 4, characterized in that the slider (12, 18) on its semicircular outer contour with a semicircular curved T-slot (16) and this is pushed over the support part (10, 17), that the support part (10, 17) with at least one pair of double rollers (19), further with at least two support rollers (20) are equipped, the direction of action of which is perpendicular to the direction of action of the double rollers (19) lies, and that double rollers (19) and support rollers (20) form-fitting, but with little play, in the T-slot (16). 6. Prüfkopfhalterung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die maximalen Schwenkbewegungen des Gleitstückes (12, 18, 32) durch eine Ausschlagbegrenzung (21) begrenzbar sind.6. probe holder according to claim 5, characterized in that the maximum pivoting movements of the slider (12, 18, 32) by means of a deflection limiter (21) can be limited. 7. Prüfkopfhalterung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Außenkontur des Gleitstückes (12, 18) durch Wßlzkörper (22) an dem Tragteil (10, 17) gehalten ist (Fig. 6, 7).7. Probe holder according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the circular outer contour of the slider (12, 18) is held on the support part (10, 17) by rolling bodies (22) (FIGS. 6, 7). 8. Prüfkopfhalterung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (12, 18) an seiner Außenkontur mit einer kreisförmig gekrümmten, Wälzkörper (22) aufnehmden Rille (23) versehen, und daß die Gegenlau£-bahn (24) in das kreisförmig gekrümmte Tragteil (17) eingearbeitet ist (Fig. 6, 7).8. test head holder according to claim 7, characterized in that the slider (12, 18) on its outer contour with a circularly curved, Pick up rolling elements (22) Groove (23) provided, and that the Gegenlau £ -bahn (24) is incorporated into the circularly curved support part (17) (Fig. 6, 7). 9. Prüfkopfhalterung nach Ansprüchen 7 bzw. 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Tragteil (10, 31) und Gleitstück (12, 18, 32) eine Ausschlagbegrenzung (21) vorgesehen ist (Fig. 3). 9. test head holder according to claims 7 or 8, characterized in that that between the support part (10, 31) and the slider (12, 18, 32) there is a limit deflection (21) is provided (Fig. 3). 10. Prüfkopfhalterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (12, 32) durch eine Parallelogrammführung (25 bis 30) gegenüber dem Tragteil (10, 31) verschwenkbar gehalten ist (Fig. 4).10. test head holder according to claim 1 or 2, characterized in that that the slider (12, 32) through a parallelogram guide (25 to 30) opposite the support part (10, 31) is held pivotably (Fig. 4). 11. Prüfkopfhalterung nach Ansprüchen 1, 2 und/oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (10) als Gabel (31) ausgebildet ist (Fig. 4).11. Probe holder according to claims 1, 2 and / or 10, characterized in that that the support part (10) is designed as a fork (31) (Fig. 4). 12. Prüfkopfhalterung nach Ansprüchen 1, 2 10 und/oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (12, 32) im Grundriß H-förmig ausgebildet ist (Fig. 4).12. Probe holder according to claims 1, 2 10 and / or 11, characterized characterized in that the slider (12, 32) is H-shaped in plan (Fig. 4).
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