DE2852459A1

DE2852459A1 - Non-destructive roller bearing inner ring tightness testing - by evaluating pulsed ultrasonic reflection from interface between bearing and shaft

Info

Publication number: DE2852459A1
Application number: DE19782852459
Authority: DE
Inventors: Klaus Egelkraut; Harry Fieron; Josef Heep; Gerhard Koecher; Wilhelm Kuhlmann
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1978-12-04
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1980-06-19

Abstract

A non-destructive method of testing roller bearing inner rings seated on shaft shanks for insufficient tightness of fit involves ultrasonic impulse echo techniques. It enables prompt identification of loose inner rings during periodic maintenance such that the bearing system will not fail with loose inner rings before the next examination. An ultrasonic transducer coupled to the inner ring surface (2) enables the ring seating to be evaluated from the acoustic pressure of the ultrasonic wave either passing through or reflected from the boundary (7) between the inner ring and shank. The ultrasonic wave (4) is incident on the boundary surface (1) either normally or at an angle. Either the echo from the boundary or the nth repetition of the cho is evaluated following one or more boundary reflections.

Description

Verfahren zu-r zerstörungsfreien Prüfung von aufProcedure for -r non-destructive testing of on

Wellenschenkeln sitzenden Wälzlager-Innenringen und Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von auf Wellenschenkeln sitzenden Wälzlager--lnnenringen auf unzureichenden Haftsitz nach dem Ultraschall-Impuls-Echo-Verfahren.Shaft thighs seated roller bearing inner rings and device for implementation this method The invention relates to a method for non-destructive Inspection of roller bearings seated on shaft journals for inadequate inner rings Adhesive fit using the ultrasonic pulse echo method.

Das Wälzlager ist ein vielseitig verwendetes Konstruktionselement. Eine wichtige Anwendung mit hohen Ansprüchen an die Belastbarkeit ist bei der Deutschen Bundesbahn die Lagerung von Radsätzen, wobei z. Z. vorzugsweise Zylinderrollenlager in einer zweiteiligen Bauart eingesetzt sind. Bei diesen Lagerbauarten ist der Außenring mit dem eingebauten Wälzsystem abnehmbar, während der Innenring auf die Achse oder Welle aufgeschrumpft oder aufgepreßt ist. Sich lösende Innenringe können zum Versagen des Lagers mit evtl. erheblichen Folgeschäden führen.The roller bearing is a versatile construction element. An important application with high demands on the resilience is with the Germans Bundesbahn the storage of wheelsets, with z. Z. preferably cylindrical roller bearings are used in a two-part design. In these types of bearings, the outer ring is removable with the built-in rolling system, while the inner ring is on the axis or Shaft is shrunk on or pressed on. Loosening inner rings can cause failure of the bearing with possibly considerable consequential damage.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren, sich lösende Innenringe von Wälzlagern während wiederkehrender Unterhaltungsarbeiten so rechtzeitig festzustellen, daß das Lagersystem bis zur nächsten Untersuchung aus diesem Grunde nicht versagt. Um dieses zu erreichen, müssen die Ringe bereits ausgeschieden werden, wenn sie noch nicht vollständig lose sind, der Traganteil aber schon sehr gering ist. Das derzeitig verbreitete subjektive-Verfahren einer Klangprobe durch Beklopfen mit einem Hammer erfüllt diese Anforderung in keiner Weise. Selbst nachweislich lose Ringe werden unter Umständen nicht erkannt. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Prüfverfahren benutzt zur Beurteilung der Sitzgüte das Reflexionsverhalten von Schallwellen an Grenzflächen.The object of the present invention is based on the above mentioned process, detaching inner rings of rolling bearings during recurring Maintenance work to be determined in good time so that the storage system is up to For this reason, the next investigation did not fail. To achieve this you have to the rings are already excreted if they are not completely loose, the contact percentage is very low. The currently widespread subjective method a sound test by tapping with a hammer does not meet this requirement in any way Way. Even rings that are proven to be loose may not be recognized. That Test methods proposed according to the invention are used to assess the seating quality the reflection behavior of sound waves at interfaces.

Die Güte eines Schrumpfsitzes oder Preßsitzes ist abhängig vom Traganteil der Berührungsflächen. Nur dort, wo sich z. B. der Innenring eines Radsatzrollenlagers und der Lagersitz des Wellenschenkels unmittelbar berühren, können Kräfte übertragen werden.The quality of a shrink fit or a press fit depends on the contact ratio of the contact surfaces. Only where z. B. the inner ring of a wheelset roller bearing and the bearing seat of the shaft journal directly touch, can transmit forces will.

Der Traganteil der Sitzflächen wird u. a. beeinflußt von: a) der Oberflächenrauhigkeit, der Kreishaltigkeit und der Zylinderhaltigkeit des Lagersitzes und des Innenringes; b) dem Anpreßdruck, verursacht durch das Übermaß des Lagersitzes gegenüber dem Ring; 0) Verunreinigungen der Sitzflächen z. B. durch Schmutz oder Passungsrost.The bearing portion of the seat surfaces is, among other things. influenced by: a) the surface roughness, the circularity and the cylindrical accuracy of the bearing seat and the inner ring; b) the contact pressure caused by the oversize of the bearing seat against the ring; 0) Soiling of the seat surfaces e.g. B. by dirt or fretting corrosion.

Akustisch gesehen entspricht die Sitzfläche Innenring zum Lagersitz einer halbdurchlässigen Grenzfläche. Dort, wo sich Ring und Lagersitz unmittelbar berühren, tritt der Schall fast ungehindert durch. Wo der Innenring nicht satt anliegt, wird der Schall in Abhängigkeit von der Spaltweite und dem den Spalt ausfüllenden Medium mehr oder weniger stark reflektiert. Das Verhältnis des an der Sitzfläche reflektierten Schalles zum durchtretenden Schall ist damit abhängig vom unmittelbaren Traganteil der Berührungsflächen und von der Spaltweite. Durch Schalldruckmessungen kann auf die Güte des Schrumpf- oder Preßsitzes geschlossen werden.Acoustically, the seating area corresponds to the inner ring of the bearing seat a semi-permeable interface. Where the ring and bearing seat are directly touch, the sound passes through almost unhindered. Where the inner ring does not fit snugly, the sound is dependent on the gap width and the one filling the gap Medium reflected more or less strongly. The ratio of the seat The reflected sound to the sound passing through is therefore dependent on the immediate The contact area and the gap width. Through sound pressure measurements can be used to determine the quality of the shrink fit or press fit.

Nach Krautkrämer "Werkstoffprüfung mit Ultraschall", dritte Auflage, Abschnitt 2.2 (S. 22 ff), ist die Reflexion an einem Spalt abhängig von der Spaltweite und der Wellenlänge der U1-traschallwelle. Ein luftgefüllter Spalt von 10 8 mm ergibt bei einer Frequenz von 1 MHz bereits eine Reflexion von 1 %. Eine Flüssigkeit im Spalt bewirkt eine scheinbare Verkleinerung der Spaltweite um 4 Größenordnungen. Der interessierende Bereich ausreichender Reflexionen liegt beim flüssigkeitsgefüllten Spalt zwischen 10 4 und 10'1 mm # MHZ (Spaltweite x Prüffrequenz).According to Krautkrämer "Material testing with ultrasound", third edition, Section 2.2 (p. 22 ff), the reflection at a slit depends on the slit width and the wavelength of the U1 ultrasonic wave. An air-filled gap of 10 8 mm results a reflection of 1% at a frequency of 1 MHz. A liquid in the Gap apparently reduces the gap width by 4 orders of magnitude. The area of interest of sufficient reflections is the liquid-filled one gap between 10 4 and 10'1 mm # MHZ (gap width x test frequency).

Die weitestgehende Nutzung dieses Bereiches erfordert für eine maximale Reflexion einen Wert nahe 10-1 mm # MHz. Die zulässige Oberflächenrauhigkeit beträgt z. B. für den Wellenschenkel eines Eisenbahnradsatzes 6,0 . 10-3 mm. Die Rauhigkeit der Sitzflächen des Ringes kann sich addieren oder subtrahieren. Es können bei Ringen mit unzureichendem, jedoch noch nicht losem Sitz Spaltweiten dieser Größenordnung erwartet werden.The widest possible use of this area requires for a maximum Reflect a value close to 10-1 mm # MHz. The permissible surface roughness is z. B. for the shaft thigh of a railway wheel set 6.0. 10-3 mm. The roughness the seat areas of the ring can add or subtract. It can with rings with insufficient, but not yet loose fit, gap widths of this order of magnitude to be expected.

Bei einer Spaltweite von 6-,0 10-3 mm ergeben sich für das Produkt Spaltweite x Prüffrequenz folgende Werte: bei 2 -MHz: 1,20 # 10-2 mm ' MHz bei 4 MHz: 2,40 102 mm MHz bei 6 MHz: 3,60 10 2 mm ' MHz bei 8 MHz: 4,80 ; 10 2 mm ' MHz bei 10 MHz-: 6,00 # 10-2 mm ' MHz bei 12 MHz: 7,20 # 10-2 mm # MHz Nach Krautkrämer "Werkstoffprüfung mit Ultraschall" Abb. 2,4 beträgt die Reflexion bei einem flüssigkeitsgefüllten Spalt dieser Größenordnung bei einer Prüffrequenz von 2 MHz ~ 60 %, bei 12 MHz fast 100 %.With a gap width of 6, 0 10-3 mm result for the product Gap width x test frequency the following values: at 2 MHz: 1.20 # 10-2 mm 'MHz at 4 MHz: 2.40 102 mm MHz at 6 MHz: 3.60 10 2 mm 'MHz at 8 MHz: 4.80; 10 2 mm 'MHz at 10 MHz-: 6.00 # 10-2 mm 'MHz at 12 MHz: 7.20 # 10-2 mm # MHz According to Krautkrämer "Material testing with ultrasound" Fig. 2.4 is the reflection for a liquid-filled Gap of this order of magnitude at a test frequency of 2 MHz ~ 60%, at 12 MHz almost 100%.

Die geringen Ö1- und Fettreste, die selbst nach sorgfältigem Abwischen der Sitzflächen zurückbleiben, reichen im allgemeinen aus, die Prüfbedingungen des mit Flüssigkeit gefüllten Spaltes hinreichend zu erfüllen.The small amount of oil and grease, even after careful wiping of the seat surfaces are generally sufficient, the test conditions of the to be sufficiently filled with liquid-filled gap.

Die für Radsatzrollenlager der Eisenbahn üblichen Arbeitsverfahren stellen dies sicher.The usual working procedures for wheelset roller bearings in railways make sure of this.

Nur durch sorgfältiges Entfetten der Sitzflächen mit chemischen Mitteln kann gewollt ein völlig trockener Sitz erreicht werden. Ein völlig trockener Sitz wird ebenso wie ein stark verschmutzter Sitz bei der vorgesehenen Prüfung fälschlicherweise als unzureichend bewertet.Only by carefully degreasing the seat surface with chemical agents a completely dry fit can be achieved on purpose. A completely dry seat as is a heavily soiled seat, it is incorrectly identified during the intended test rated as insufficient.

Mit einer Geräteeinstellung können Sitze mit absolut trockenem Spalt und flüssigkeitsbenetzte Sitze nicht ohne weiteres gleichzeitig bewertet werden.With a device setting, seats with an absolutely dry gap and liquid-wetted seats are not readily assessed at the same time.

Für die eingangs gestellte Aufgabe werden erfindungsgemäß drei Lösungen aufgezeigt, die in den Patentansprüchen 1, 2 und 11 aufgeführt sind.According to the invention, there are three solutions for the problem posed at the beginning shown, which are listed in claims 1, 2 and 11.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es. zeigen: Fig. 1 ein Verfahren bei Einschallung von den Mantelflächen der Lager-Innenringe aus; Fig. 2 ein Verfahren bei Einschallung von einer Körnerbohrung an der Stirnfläche des Welienschenkels aus; Fig. 3 ein Verfahren unter Verwendung von zwei Winkelprüfköpfen; Fig. 4 ein Verfahren bei radialer Einschallung; Fig. 5 eine Prüfkopf-Halterung zur Aufnahme von mehreren Normalprüfköpfen; Fig. 6 ein Prinzip-Schaltbild für eine Prüfanordnung zur Durchführung der Verfahren gemäß der Erfindung und Fa. 7 eine Vorrichtung zum Antrieb zu prüfender Lager-In-Innenringe.The invention is explained in more detail below in connection with the drawing explained. It. show: FIG. 1 a method with sound from the lateral surfaces the bearing inner rings from; 2 shows a method when sounding in from a center hole on the end face of the limb from; 3 shows a method using of two angle probes; 4 shows a method in the case of radial irradiation; Fig. 5 a test head holder for holding several standard test heads; Fig. 6 a Principle circuit diagram for a test arrangement for carrying out the method according to Invention and company 7 a device for driving bearing-in-inner rings to be tested.

Folgende Prüfmethoden sind anwendbar: a) (Fig. 1): Bei Einschallung von den Mantelflächen 1 der Lager-Innenringe 2 aus mit einem Winkelprüfkopf 3 derart, daß die Schallwelle 4 auf einen Querschnittsübergang 5 des Wellenschenkels 6 oder nach- Reflexion an der Grenzfläche 7 Ring/Wellenschenkel in die Kante 8 des Ringes trifft, erhält man infolge Reflexion an Winkelspiegeln bewertbare Echos. Durch Vergleich der Amplituden dieser Echos mit denen der entpsrechenden Echos aus einem festen Ring (Traganteil 100 %) bzw. einem losen' Ring (Traganteil 0 %), erhält man quantitative Meßwerte für die Güte des Sitzes.The following test methods can be used: a) (Fig. 1): With sound from the outer surfaces 1 of the bearing inner rings 2 with an angle probe 3 in such a way, that the sound wave 4 to a cross-sectional transition 5 of the shaft leg 6 or after reflection at the interface 7 ring / shaft leg in the edge 8 of the Ring, one receives evaluable echoes as a result of reflection on corner mirrors. By comparing the amplitudes of these echoes with those of the corresponding echoes a solid ring (contact area 100%) or a loose ring (contact area 0%) one has quantitative measurements of the quality of the fit.

b) (Fig. 2): Bei Einschallung von einer Körnerbohrung 9 an der Stirnfläche 10 des Wellenschenkels 6 aus mit einem Körnerprüfkopf 11, wie er für die Prüfung der Wellenschenkel auf Querrisse benutzt wird (DBGM 1 972 292), tritt die Schallwelle aus dem Wellenschenkel 6 in die Lager-Innenringe 2 ein. Aus den Kanten 12 dieser Lager-Innenringe erhält man bewertbare Echos. Durch-Vergleich der Amplituden dieser Echos mit denen der entsprechenden Echos aus festen Innenringen (Traganteil 100 %) erhält man quantitative Meßwerte für die Güte der Sitze.b) (Fig. 2): With sound from a center hole 9 on the end face 10 of the shaft leg 6 from with a grain probe 11, as it is for the test If the shaft leg is used on transverse cracks (DBGM 1 972 292), the sound wave occurs from the shaft thigh 6 into the bearing inner rings 2. From the edges 12 of this Inner bearing rings give evaluable echoes. By comparing the amplitudes of these Echoes with those of the corresponding echoes from solid inner rings (contact percentage 100 %) one receives quantitative measured values for the quality of the seats.

c) (Fig. 3): Bei Verwendung von zwei Winkelprüfköpfen 3 und Einschallung unter einem geeigneten Winkel von der Mantelfläche 1 des Lager-Innenringes 2 erhält man nach mehrfacher Reflexion der Schallwelle 4 an der Grenzfläche 7 Innenring/Wellenschenkel bei geeigneter Positionierung der Winkelprüfköpfe 3 ein bewertbares Echo. Durch Vergleich der Amplitude dieses Echos mit dem entsprechenden Echo aus dem losen, nicht aufgezogenen Ring (Traganteil 0 %) erhält man einen quantitativen Meßwert für die Güte des Sitzes.c) (Fig. 3): When using two angle probes 3 and insonification received at a suitable angle from the lateral surface 1 of the bearing inner ring 2 after multiple reflection of the sound wave 4 at the interface 7 inner ring / shaft leg with suitable positioning of the angle probes 3 an evaluable echo. By Comparison of the amplitude of this echo with the corresponding echo from the loose, If the ring is not opened (contact percentage 0%), a quantitative measured value is obtained for the goodness of the fit.

d) (Fig. 4): Bei radialer Einschallung über einen Prüfkopf 13 von den Mantelflächen 1 der Lager-Innenringe 2 aus kann man durch Vergleich der Amplitude des Rückwandechos aus der Grenzfläche 7 Innenring/Wellenschenkel mit der Amplitude eines n-ten Wiederholungsechos einen quantitativen Meßwert für die Größe des reflektierten Schalldruckes in dB erhalten. Der Vergleich dieses Amplitudenverhältnisses mit dem der gleichen Echos am losen nicht aufgezogenen Ring (Traganteil 0 %) ergibt ein Maß für die Güte des Sitzes an der Meßstelle.d) (Fig. 4): In the case of radial irradiation via a test head 13 from the outer surfaces 1 of the bearing inner rings 2 can be seen by comparing the amplitude of the back wall echo from the interface 7 inner ring / shaft thigh with the amplitude of an nth repetitive echo provides a quantitative measurement of the size of the reflected one Sound pressure received in dB. Comparing this amplitude ratio with that of the same Echoes on the loose, non-drawn ring (contact percentage 0%) gives a measure of the quality of the seat at the measuring point.

e) Bei Einschallung nach d) wird der in den Wellenschenkel 6 eintretende Schall an der Grenzfläche 14 Wellenschenkel/innenring, die der Einschallstelle gegenüberliegt, oder an der dahinterliegenden Mantelfläche 15 des Innenringes reflektiert, so daß Echos von diesen Grenzflächen auftreten können. Durch Vergleich der Amplituden dieser Echos mit denen der entsprechenden Echos aus einem festen Innenring (Traganteil 100 %) erhält man ebenfalls quantitative Meßwerte.e) When sounding according to d), the one entering the shaft leg 6 is Sound at the interface 14 of the shaft leg / inner ring, which is opposite the sound point, or reflected on the jacket surface 15 of the inner ring located behind it, so that Echoes from these interfaces can occur. By comparing the amplitudes of these Echoes with those of the corresponding echoes from a solid inner ring (contact part 100%) one also obtains quantitative measured values.

f) Bei Einschallung nach d) erhält man ebenfalls quantitative Meßwerte in dB, wenn man die Amplitude des Rückwandechos oder eines n-ten Wlederholungsechos aus der Grenzfläche 7 Innenring/ Wellenschenkel mit der Amplitude des gleichen Echos aus dem losen Ring (Traganteil 0 %) unmittelbar vergleicht.f) When sounding according to d), quantitative measured values are also obtained in dB, if one considers the amplitude of the back wall echo or an nth recuperation echo from the interface 7 inner ring / shaft thigh with the amplitude of the same echo from the loose ring (contact percentage 0%) compares directly.

Unter Berücksichtigung der Forderungen, daß 1) die erzielbaren Meßwerte den Grenzbereich lose - fest überdecken und in diesem Bereich bei guter Reproduzierbarkeit ausreichend differieren müssen, 3) die Prüfeinrichtung möglichst einfach einzustellen und zu bedienen sowie das Meßergebnis leicht abzulesen, zu registrieren und auszuwerten sein soll, erscheint das Verfahren nach f) als am besten geeignet und ist verwirklicht worden.Taking into account the requirements that 1) the achievable measured values cover the border area loosely - firmly and in this area with good reproducibility must differ sufficiently, 3) set the test equipment as simply as possible and to operate as well as easy to read, register and evaluate the measurement result should be, the method according to f) appears to be the most suitable and has been implemented been.

Da Schalldruckmessungen durchzuführen sind, kommt die Ankopplung eines handelsüblichen Prüfkopfes von Hand wegen- der dabei unvermeidlichen Ankopplungsschwankungen nicht in Betracht. Der Prüfkopf muß in einer Vorrichtung geführt werden, die eine möglichst gleichmäßige Ankopplung bei exakt radialer Prüfkopfstellung gewährleistet.Since sound pressure measurements have to be carried out, the coupling of a commercially available test head by hand because of the unavoidable coupling fluctuations out of consideration. The test head must be performed in a device that one As uniform as possible coupling with exactly radial test head position guaranteed.

Die Ermittlung des Traganteiles durch eine geringe Anzahl von Einzelmessungen bringt keine reproduzierbaren Ergebnisse, da die Meßwerte bei Verwendung eines Normalprüfkopfes zwischen verschiedenen Meßpunkten stark differieren können. Der gleiche Ring kann sowohl Stellen mit gutem als auch Stellen mit losem bzw. fast losem Sitz aufweisen.The determination of the contact area through a small number of individual measurements does not produce reproducible results because the measured values are obtained when using a standard probe can differ greatly between different measuring points. The same ring can have both places with a good fit and places with a loose or almost loose fit.

Dabei genügt oft die Verschiebungdes Prüfkopfes um wenige Millimeter, um ein anderes Meßergebnis zu erreichen.Shifting the test head by a few millimeters is often sufficient to achieve a different measurement result.

Ein geeignetes Prüfverfahren muß daher eine Vielzahl von Messungen auf-dem Umfang, besser noch eine lückenlose Prüfung in mehreren Querschnittsebenen mit Mittelwertbildung ermöglichen.A suitable test method must therefore involve a large number of measurements on the scope, better still a complete examination in several cross-sectional levels enable with averaging.

Dabei kann sich der Wellenschenkel Unter dem Prüfkopf oder der Prüfkopf um den Wellenschenkel gleichförmig drehen.The shaft leg can be located under the test head or the test head rotate uniformly around the shaft journal.

Für die Untersuchung wurde eine Prüfkopf-Halterung 16 (Fig. 5) zur Aufnahme von mehreren Normalprüfköpfen 17 entwickelt, mit der die beiden Lager-Innenringe 2 eines sich drehenden Wellenschenkels 6 ohne Umsetzen der Vorrichtung auf dem ganzen Umfang auch in mehreren Querschnittsebenen geprüft werden können. Die Prüfköpfe haben an die Rundung der Innenringe angepaßte Vorsatzstücke 18. An der Prüfkopf-Halterung 16 ist ein Stützrad 19 angeordnet, welches in der Vertiefung zwischen vorderem und hinterem Lager-Innenring läuft. Das Stützrad treibt einen elektrooptischen Impulsgeber 20 an, dessen Ausgangsim pulse die Impulsfolgefrequenz des angeschlossenen Ultraschallgerätes bestimmt. Hieraus ergibt sich eine von der Umfangsgeschwindigkeit des Lager-Innenringes unabhängige Anzahl von Prüftakten und dadurch auch Schallimpulsen pro Umdrehung, die durch gleiche, genügend kleine Abstände auf dem Umfang des Lager-Innenringes eine kontinuierliche Prüfung gewährleisten.A test head holder 16 (FIG. 5) was used for the investigation Adoption of several normal probes 17 developed with which the two bearing inner rings 2 of a rotating shaft leg 6 without relocating the device on the whole Scope can also be checked in several cross-sectional levels. The probes have attachments 18 adapted to the rounding of the inner rings. On the test head holder 16 is a support wheel 19 is arranged, which in the recess between the front and rear bearing inner ring is running. The support wheel drives an electro-optical pulse generator 20, the output pulse of which is the pulse repetition frequency of the connected ultrasonic device certainly. This results in one of the peripheral speed of Bearing inner ring independent number of test cycles and therefore also sound pulses per revolution, due to the same, sufficiently small distances on the circumference of the bearing inner ring ensure continuous testing.

Gleichzeitig ermöglicht die Erzeugung von derartigen drehwinkelabhängigen Impulsen die Begrenzung der Prüfung auf genau eine oder genau mehrere ganze Umdrehungen des Wellenschenkels.At the same time enables the generation of such a rotation angle-dependent Pulses limit the test to exactly one or exactly several complete revolutions of the shaft leg.

Die für die Steuerung des Prüfablaufes notwendigen Schaltelemente 21 sind ebenfalls an der Prüfkopf-Halterung 16 angeordnet.The switching elements necessary for controlling the test sequence 21 are also arranged on the test head holder 16.

Das Ultraschallgerät 22 (Fig. 6) sowie die nachfolgenden Blenden- und Torstufen 23 sind handelsüblich, wogegen die für den Prüfablauf und die Ausgabe der Prüfergebnisse erforderlichen Zusatzeinrichtungen Sonderentwicklungen darstellen.The ultrasound device 22 (Fig. 6) and the subsequent diaphragm and gate steps 23 are commercially available, whereas those for the test sequence and the output the test results required additional equipment represent special developments.

In den Prüfpausen wird das Ultraschallgerät 22 von einem zweiten Taktgeber 24 angesteuert; so kann man die Einstellungen und Justierungen ständig kontrollieren. Beim Start einer Prüfung wird umgeschaltet auf den Impulsgeber 20 an der Prüfkopf-Halterung 16. Diese Impulse werden außerdem einem Vorwahlzähler 25 zugeführt, der nach einer Impulszahl, die einer oder mehreren ganzen Umdrehungen des Wellenschenkels 6 entspricht, den Prüfvorgang beendet.In the test breaks, the ultrasound device 22 is activated by a second clock generator 24 activated; so you can constantly check the settings and adjustments. When a test is started, a switch is made to the pulse generator 20 on the test head holder 16. These pulses are also supplied to a preset counter 25, which after a Pulse number that corresponds to one or more complete revolutions of the shaft journal 6, the test process is ended.

Da die Ultraschall-Impulse an der Grenzfläche 7 Ring/Wellenschenkel je nach Traganteil mehr oder weniger stark reflektiert werden und sich eine Mehrfachechofolge ausbildet, kann man ein n-tes (z. B. das sechste) Echo dieser Folge ausblenden und seine Höhe bewerten. Uberschreitet die Amplitude dieses Echos einen voreingestellten Wert (Schwelle), so wird dieser Prüftakt in einem summierenden Zähler 26 festgehalten. Wird der voreingestellte Wert nicht erreicht, erfolgt keine Zählung. Die Anzahl der eingezählten Impulse ist unmittelbar ein Maß für die Sitzgüte des Ringes. Dabei entsprechen null Impulse einem völlig festen Sitz; die volle Impulszahl entspricht einem völlig losen Sitz.Because the ultrasonic impulses at the interface 7 ring / shaft thigh be reflected more or less strongly depending on the contact area and result in a multiple echo sequence forms, one can hide an nth (e.g. the sixth) echo of this sequence and evaluate its height. If the amplitude of this echo exceeds a preset one Value (threshold), this test cycle is recorded in a totalizing counter 26. If the preset value is not reached, no counting takes place. The number of the counted pulses is a direct measure of the seating quality of Ring. Zero impulses correspond to a completely tight fit; the full number of pulses corresponds to a completely loose fit.

Zur leichteren Auswertung der Prüfergebnisse können die Werte des Zählers 26 auf eine Basis von 100 Impulsen pro Umdrehung der Welle umgerechnet bzw. zusammengefaßt werden. So erhält man die Meßwerte unmittelbar in Prozenten. Die gut/schlecht-Grenze läßt sich auf dieser Prozentskala den Erfordernissen gemäß beliebig wählen. Bei dieser Verfahrensweise können die Ringe bereits dann ausgeschieden werden, wenn der Traganteil zwar gering, der Ring aber noch nicht lose ist.For easier evaluation of the test results, the values of the Counter 26 based on 100 pulses per revolution of the shaft. be summarized. In this way, the measured values are obtained directly as a percentage. the The good / bad limit can be set as required on this percentage scale Select. With this procedure, the rings can already be eliminated if the contact percentage is low, but the ring is not yet loose.

Zur Vermeidung von Fehlmessungen muß die Güte der Ankopplung des Prüfkopfes an das Prüfobjekt überwacht werden. Dieses erfolgt durch Bewertung der Amplitude des ersten, durch den Sendeimpuls nicht mehr beeinflußten Echos aus der Sitzfläche 7 Ring/Wellenschenkel oder eines Wiederholungsechos. Da bei sehr festem Sitz dieses Echo nicht auftreten und somit einen Ankopplungsfehler vortäuschen kann, wird zusätzlich das dann auftretende-Echo aus der Grenzfläche 14 Wellenschenkel/Ring oder der Mantelfläche 15 des Lager-Innenringes bewertet. Aus diesen beiden Impulshöhenbewertungen läßt sich analog zur Auswertung der Prüfergebnisse eine Zähleranzeige gewinnen, die die-Ankopplungsgüte beinhaltet. Bei guter Ankopplung wird die volle Impulszahl erreicht.To avoid incorrect measurements, the quality of the coupling of the test head must be to be monitored on the test object. This is done by evaluating the amplitude of the first echo from the seat, which is no longer influenced by the transmission pulse 7 ring / shaft leg or a repetitive echo. Since with a very tight fit this Echo does not occur and can therefore simulate a coupling error the then occurring echo from the interface 14 shaft leg / ring or the lateral surface 15 of the bearing inner ring rated. From these two pulse height evaluations Analogously to the evaluation of the test results, a counter display can be obtained that shows the coupling quality contains. If the coupling is good, the full number of pulses is achieved.

Die Ergebnisse der Zähler sowie sonstige wichtige Prüfdaten können mit einem Drucker 27 dokumentiert werden.The results of the counters as well as other important test data can can be documented with a printer 27.

Claims

Claims 1. A method for the non-destructive testing of Rolling bearing inner rings that are not seated are checked for insufficient adhesive fit the ultrasonic pulse Ech6 method, characterized in that a sound transducer is coupled to the outer surface of the inner ring and that from the sound pressure a sound wave passing through the inner ring / shaft journal interface Seat quality of the inner ring is determined.

2. Method for the non-destructive testing of shaft thighs seated roller bearing inner rings for insufficient tight fit according to the ultrasonic pulse echo method, characterized in that a sound transducer is attached to the outer surface of the inner ring is coupled and that from the sound pressure one at the interface inner ring / shaft thigh reflected sound wave the seating quality of the inner ring is determined.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the sound wave hits the inner ring / shaft journal interface perpendicularly.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the sound wave hits the inner ring / shaft journal interface at an angle hits.

5. The method according to claim 3, characterized in that an echo from the inner ring / shaft journal interface or the nth repetition of this echo is evaluated.

6. The method according to claim 3, characterized in that an on the outer surface opposite the point of incidence of the inner ring occurring echo is evaluated.

7. The method according to claim 4, characterized in that an echo from a cross-sectional transition (angle mirror) of the inner ring after one or more times Evaluation of the sound wave reflection at the inner ring / shaft journal interface will.

8. The method according to claim 4, characterized in that an echo from a cross-sectional transition (corner mirror) of the shaft leg after passage the sound wave is evaluated through the inner ring / shaft journal interface.

9. The method according to claim 4, characterized in that two angle probes are used and that a sound wave emitted from the one angle probe after multiple reflections at the inner ring / shaft journal interface from the other Angle probe is received.

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that in the case of hollow shaft legs, the transducer takes place on the wall of the bore is coupled to the outer surface of the inner ring.

11. Method for the non-destructive testing of shafts seated roller bearing inner rings for insufficient tight fit according to the ultrasonic pulse echo method, characterized in that a sound transducer is attached to the face of the knee z. B. is coupled to the centering hole and that from an echo from one Cross-sectional transition (corner mirror) of the inner ring after passage of the sound wave The seating quality of the inner ring is determined through the shaft journal / inner ring interface will.

12. The method according to any one of claims 2 to 11, characterized in that that the amplitude of the echo to be evaluated with the amplitude of a similar echoes from a loose echo or with the amplitude of another echo is compared to the bearing seat to be tested.

13. Device for performing the test according to one of the preceding Claims, characterized by a test unit which a) the required sound transducers for checking the fit of the inner rings of a bearing, b) one of the rotating test object driven pulse generator to limit the test to one or more full Revolutions as well as to determine the pulse repetition frequency of a connected ultrasonic device, c) switching elements necessary for controlling the test sequence and d) one for a proper coupling of the transducers required coupling agent supply contains.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the Frequency of the transducer or transducers is chosen so that the interested Gap widths and the various media filling the gap, the product of the gap width and frequency is so great that one can safely assess the fit of the ring there is sufficient reflection of the sound waves.

15. The device according to claim 14, characterized by an additional device to obtain measured values that indicate the medium filling the gap.

16. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 13, characterized by an ultrasound device (22) as well as Subsequent aperture and gate steps (23) and additional devices for the test sequence and the output of the test results in such a way that the amplitude of the selected echo and when a selectable limit value is exceeded is counted into an adding counter, with the number of counted pulses represents a measure of the fit of the inner ring.

17. Apparatus according to claim 16, characterized in that the amplitude one or more selected echoes to control the coupling particularly rated and the result is recorded in an adding counter.

18. Apparatus according to claim 16, characterized in that the test results documented with additional identification of the measuring point, e.g. B. be printed out.