DE2641702C2 - Vorrichtung zur Oberflächenkontrolle von zylindrischen Werkstücken - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kontrollieren der Oberfläche eines in einer Werkstückhalterung drehbar gehalterten, zylindrischen Werkstückes, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Eine derartiiTe Vorrichtung ist bereits aus der GB-PS 10 99 692 bekannt Mit Hilfe dieser bekannten Kontrollvorrichtung kann bei de/ OberfUchenbearbeitung von zylindrischen Werkstück«, festgestellt werden, zu welchem Zeitpunkt der angestrebte V. erkstück-Durchmesser erreicht ist. Das zylindrische Werkstück wird bei dieser bekannten Vorrichtung drehbar in einer Werkstückhalterung angeordnet und mit einem Luftstrom beaufschlagt Solange das Werkstück Übermaß aufweist, also noch nicht den angestrebten Durchmesser aufweist, strömt der Luftstrom im wesentlichen unbehindert aus einer Austrittsdüse aus, wohingegen das Werkstück diese Austrittsdüse im wesentlichen zusetzr, wenn es die angestrebte Durchmesserabmessung erreicht hat

Die bekannte Kontrollvorrichtung ist insofern nachteilig, als ihre Ansprechgenauigkeit auf Oberflächenfehler nur gering ist. Insbesondere läßt sich mit Hilfe der bekannten Kontrollvorrichtung nicht ermitteln, ob in Teilbereichen der zylindrischen Werkstück-Manteloberfläche Fehler, d. h. Abweichungen von einem nahezu idealen Kreisquerschnitt, vorhanden sind. Ihrer Konstruktion nach stellt die bekannte Kontrollvorrichtung darauf ab, daß das Werkstück über seinen ganzen Umfang stets eine kreisförmige Querschnittsgestalt aufweist, wobei Abweichungen von einer derartigen idealen Querschnittsgestalt vernachlässigt werden.

Brennelemente für Kernkraftwerke bestehen üblicherweise aus zylindrischen Sinterkörpern mit ebenen Stirnflächen. An derartige Brennelemente für Kernkraftwerke werden sehr hohe Ansprüche gestellt und insbesondere müssen Brennelemente zunächst erkannt und sodann ausgesondert werden, welche in Hinsicht auf ihre geometrischen Abmessungen, insbesondere im Hinblick auf ihre kreisförmige Querschnittsgestalt, Fehler aufweisen.

Da die Brennelemente radioaktiv sind, ist eine hochgradige Mechanisierung des Kontrollvorgangs aus Sicherheitsgründen anzustreben, insbesondere wenn eine Strahlungskontrolle bei der Herstellung von Mischoxidbrennstoffen vorgenommen wird. Brennstoffstäbe, die durch Obereinanderstapeln von mehreren Brennelementen in einer rohrförmigen Hülle hergestellt werden, können bei den hohen Betriebstemperaturen eines Kernreaktors nicht störungsfrei arbeiten, wenn die einzelnen Brennelemente Fehler aufweisen. Schadhafte Brennelemente üben einen schädlichen Einfluß auf ihre äußere Hülle aus, was zu Störungen des Reaktorbetriebes führen kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kontrollvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung so zu verbessern, daß eine zuverlässige Überprüfung der gesamten Mantelfläche der Werkstücke ermöglicht ist

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Fortschritt ergibt sich in erster Linie daraus, daß die Oberfiächenkonfiguraiion, d. h. die Gleichmäßigkeit des Querschnittes über die gesamte Werkstücklänge ermittelt werden kann, da die drei axparallelen Rollen der Werkstückhaltung in linearberührung mit der Oberfläche des zu überprüfenden Werkstückes stehen. Weist das zu überprüfende zylindrische Werkstück einen Oberflächenfehler auf, so strömt der Luftstrom im Bereich der Fehlerstelle bevorzugt ab, was sich mit Hilfe eines Meßgeräts sehr einfach und genau erkennen läßt Demgegenüber kommt es bei fehlerfreien Werkstückoberflächen zu keiner Vorzugsabströmung des Luftstroms an irgendeinem Oberflächenbereich des Werkstückes.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß die Rollenkonstruktion das Kontrollieren von zylindrischen Werkstücken mit unterschiedlichen Durchmessern ermöglicht ohne daß bauliche Veränderungen getroffen werden müssen.

Nach einer bevorzugten Ausführu:\j?sform ist vorgesehen, daß die Luft-Austrittsdüse zwischen den beiden angetriebenen Rollen angeordnet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt

F i g. 1 eine Teilansicht einer Oberflächenkontrolleinrichtung und

Fig.2, 3 und 4 Teilansichten bevorzugter Ausführungsformen der in F i g. 1 dargestellten Luft-Austrittsdüse.

Die Oberflächenkontrollvorrichtung ist in der F i g. 1 gezeigt In dieser Figur ist mit dem Bezugszeichen 62 ein Lagerbock bezeichnet, in welchem auf parallelen Wellen 68 und 70 zwei Rollen 64 und 66 axial gelagert sind. Andererseits ist auf einer Welle 74, die in einem Hubarm 76 gelagert ist, eine Rolle 72 drehbar gelagert Ein Abschnitt der Mantelfläche der Rolle 72 befindet sich im unteren Bereich einer V-förmigen Aussparung 76a, die am Ende des Hubarmes 76 ausgebildet ist und in welcher das zu prüfende Werkstück, beispielsweise ein Brennelement, drehbar gelagert ist. Die zu kontrollierende Mantelfläche des Brennelementes ist derart gelagert, daß sie die Mantelfläche der Rolle 72 berührt. Wenn der Hubarm 76 maximal angehoben wird, dann kommt die zylindrische Außenfläche des Brennelementes jeweils gegen die Rollen 64, 66 und 72 zur Anlage, und das Brennelement wird dann in einer vorbestimmten Position gehalten. Während die Rolle 72 frei drehbar

ist, werden die Rollen 64 und 66in einer vorbestimmten Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit mittels eines nicht dargestellten Antriebes angetrieben. Infolgedessen dreht sich das Brennelement mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit Luft wird unter Druck mit Hilfe einer Austrittsdüse 78, die zwischen den Rollen 64 und 66 angeordnet ist, auf die Oberfläche des Brennelementes geblasen. Wenn die Mantelfläche des Brennelementes unbeschädigt ist, dann ist die Luftmenge, die aus dem oben beschriebenen im Bereich der Düse 78 gelegenen Raum austritt, minimal klein. Die austretende Luftmenge nimmt jedoch in den Fällen zu, in welchen das Brennelement beschädigt ist Wenn infolgedessen die Zunahme der austretenden Luftmenge (die durch einen Staudruckverlust der Düse festgestellt werden kann) während einer Umdrehung des Brennelementes ermittelt wird, dann wird ein Signal erzielt, welches die gesamte Größe der Fehlerstelle wiedergibt Wenn dieser Wert einen vorbestimmten Wert übersteigen sollte, dann erhält ein Speicherkreis (nicht dargestellt) ein Signal, das auf die Unbrauchbarkeit des Brennelementes hinweist

Die F i g. 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Austrittsdüse 78, welche in der F i g. 1 gezeigt ist Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Düse 78 mehrere dünne Rohre 78a auf, die parallel zueinander unmittelbar nebeneinander angeordnei sind. Die dünnen Rohre 78a stehen mit einer Luftkammer 82a eines Gehäuses 82 in Verbindung, in welches ein Lufteinlaß 84 und ein Luftauslaß 86 einmünden. Der Luftein- laß 84 ist mit einer Luftfördereinrichtung verbunden, so daß Druckluft in die Luftkammer 82a eingeleite 1 wird.

Der in der Luftkammer 82a herrschende Luftdruck wird über den Luftauslaß 86 abgegriffen, so daß er von einem Sensor 80 (Fi g. 1) gemessen werden kann, weleher den gemessenen Druck in eine elektrische Information umwandelt Wie dies am besten aus der F i g. 2(a) zu entnehmen ist, besitzt jedes Rohr 78a im Querschnitt eine Zylinderform. Außerdem besitzt der Außenumfang der Düse 78 eine größere Länge als bisher bekannte Düsen mit einem rechteckigen Querschnitt so daß eine größere Meßempfindlichkeit erzielt wird. Da die Wandung jedes Rohres 78a ferner dünn ist ist es möglich, schmale Fehlstellen im Brennelement mit hoher Genauigkeit festzustellen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Düse 78 einen größeren Strömungswiderstand aufweist da sie durch mehrere längliche Rohre 78a gebildet ist so daß der Luftverbrauch auf einen minimalen Wert reduziert wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die so Austrittsdüse ist in der F i g. 3 dargestellt wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in der F i g. 2 bezeichnet sind. Das in der F i g. 3 gezeigte Ausführungsbeispie! unterscheidet sich von dem in der F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, daß je- des Rohr 78a eine rechteckige Querschnittsform besitzt, wie dies am besten aus der F i g. 3(a) zu entnehmen ist. Durch diese Ausgestaltung wird der gleiche Effekt wie bei der Düse 78 gemäß F i g. 2 erzielt

Die Fig.4 zeigt ein weiteres modifiziertes Beispiel für die in der F i g. 3 gezeigten Düse. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt die Düse 78 ansteile mehrerer Rohre 78a einen länglichen Schlitz.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Kontrollieren der Oberfläche eines in einer Werkstückhalterung drehbar gehalterten, zylindrischen Werkstückes, mit einer Fehlerbereiche in der Außenfläche des Werkstückes vermittels Druckunterschieden in einem den Fehlerbereich berührenden Luftstrom ermittelnden Einrichtung, weiche eine gegen die Werkstückoberfläche gerichtete Luft-Austrittsdüse aufweist dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhalterung drei achsenparallel zu dem Werkstück angeordnete, drehbar gelagerte Rollen (64, 66, 72) aufweist, daß zwei der Rollen antreibbar sind und daß die dritte Rolle (72) in einem Hubarm (76) derart angeordnet ist, daß ihre Oberfläche das Werkstück mit Hilfe des Hubarms in Anlage an die Oberfläche der beiden angetriebenen Rollen bringt

Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft-Austrittsdüse (78) zwischen den beiden angetriebenen RoiSen (64, 66) angeordnet ist.