-
Beschreibung zu der Patentanmeldung
-
betreffend Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit
und zum Einstellen und Eichen einer Prüfvorrichtung æum zerstörungsfreien elektrischen
oder magnetischen Prüfen von metallenen Rohlingen.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Uberprüfen
der Funktionsfähigkeit und zum Einstellen und Eichen einer Prüfvorrichtung zum zerstörungsfreien
elektrischen, magnetischen und/oder magnetinduktiven Prüfen von metallenen Rohlingen,
insbesondere Stahlbrammen oder Grobblechen, auf Fehlerstellen, wie an oder nahe
unter der Oberfläche befindliche Risse, Uberwalzungen, Lunker, Blasen od. dgl.,
mit mindestens einem relativ zur Oberfläche des zu prüfenden Rohlings fahrbaren,
derartige Fehlerstellen feststellenden elektrischen Prüforgan, wobei die unterschiedliche
elektrische oder magnetische Parameter aufweisenden metallenen Rohlinge der Prüfvorrichtung
auf Transportvorrichtungen, wie im Abstand voneinander angeordnete Transportrollen,
zugeführt werden. Bei der
Verwendung der vorgenannten Prüfvorrichtungen
für metallene Rohlinge hat sich immer wieder gezeigt, daß der Wechsel einer Charge
Rohlinge mit einer ganz bestimmten Material zusammensetzung, einer bestimmten Dicke
und ganz bestimmten Art elektrischer bzw. magnetischer Parameter auf eine Charge
Rohlinge mit anderer Zusammensetzung, anderer Dicke und anderen elektrischen bzw.
magnetischen Parametern immer ein langwieriges und umständliches Einstellen bwz.
Eichen der Prüfvorrichtungen unter Zuhilfenahme des ersten Rohlings jeder Charge
erforderlich machte. Außerdem kann die Elektronik der Alterung od. dgl. Veränderungen
unterworfen sein. Weiterhin können Fehlerstellen an den Prüforganen aufgetreten
sein, und die beweglichen Konstruktionselemente der Prüfvorrichtung können sich
durch den natürlichen Verschleiß verändert haben. Dies alles verlangt eine von Zeit
zu Zeit durchzuführende Kontrolle der Prüfvorrichtung.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, dieses zeitraubende
Einstellen der Prüfvorrichtung erheblich abzukürzen und Maßnahmen vorzuschlagen,
die ein Einstellen bzw. Eichen am Rohling selbst ausschließt, mit denen also schon
der erste Rohling bereits einer auf seine Materialzusammensetzung, auf seine Dicke
und seine elektrischen bzw. magnetischen Parameter ausgerichteten Prüfvorrichtung
zugeführt wird.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine oder mehrere
den metallenen, mit Fehlerstellen behafteten Rohling simulierende und dessen elektrische
und/oder magnetische
Parameter aufweisende Testplatten in einer
etwa mit -der zu prüfenden Oberfläche des Rohlings fluchtenden Lage angeordnet werden
und das Prüforgan oder mindestens ein Teil der Prüforgane der Prüfvorrichtung auf
die Oberfläche der Testplatte bzw. Testplatten undXoder der mit der Testplattenoberfläche
fluchtenden Oberfläche einer Testplattenhalterung in Kontakt gebracht und beim Verfahren
der Testplatte bzw. Testplatten auf Funktionsfähigkeit überprüft und geeicht werden
Vorzugsweise werden die Testplatten seitlich neben der Bewegungsbahn, längs der
sich die Rohlinge auf der Transportvorrichtung bewegen, so angeordnet, daß die Prüforgane
der Prüfvorrichtung vorzugsweise unmittelbar vor und/oder unmittelbar nach ihrer
zur Fehlerstellensuche dienenden Bewegung längs der zu prüfenden Oberfläche des
Rohlings sich über die Testplatten bewegen.
-
Alternativ können die Testplatte bzw. -platten in die Bewegungsbahn
der Rohlinge in der Transportvorrichtung, vorzugsweise zwischen zwei Transportwalzen,
in etwa mit der zu prüfenden Oberfläche des Rohlings fluchtend eingeführt und nach
dem Überfahren der Testplatten mittels der Prüforgane der Prüfvorrichtung wieder
aus der Bewegungsbahn der Rohlinge, vorzugsweise nach unten und/oder zur Seite,
wegbewegt werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß 1. jedes einzelne
Prüforgan schnell und ohne Verzögerung im Materialfluß und bei jeder beliebigen
Materialzusammensetzung eingestellt werden kann, wobei die Prüforgane vorzugsweise
gleichzeitig auf das jeweilige Oberflächenniveau des Rohlings eingestellt werden;
2. jedes einzelne Prüforgan in Abstimmung auf jeden Rohling automatisch kontrolliert
wird, und zwar in Richtung auf Verschleiß oder andere Störungen, die die Signalhöhe
in der Tiefenhestimmung verändern können; 3. eine Garantie dahingehend gegeben ist,
daß bei der Fehlersuche die Tiefenbestimmung von Material zu Material und von Prüforgan
zu Prüforgan immer gleich bleibt für die sich an die Fehlerfeststellung anschließende
Klassifizierung der Fehler, manuelle oder automatische Entfernung von Fehlerstellen
an den Rohlingen bzw.
-
Aussortierung der Rohlinge als fehlerfrei oder als Schrott.
-
Um das vorgenannte Verfahren mit Erfolg durchführen zu können, kann
bei einer Rohling-Prüfvorrichtung mit einer mit Transportrollen versehenen Transportvorrichtung
für die Rohlinge gemäß der Erfindung so vorgegangen werden, daß im Bereich der Rohling-Prüfvorrichtung
seitlich neben der Transportvorrichtung für die Rohlinge ein mehrere Testplatten
enthaltendes Magazin
auf das Niveau des Rohlings anhebbar und absenkbar
gelagert ist. Dabei können die Testplatten im Magazin auf einem Kettenförderer in
dessen Bewegungsrichtung nebeneinander angeordnet sein, mit dem die jeweilige auf
die Parameter des zu prüfenden Rohlings abgestimmte Testplatte in eine obere Teststellung
bringbar ist (vgl. Fig. 1 und 2).
-
In einer erfindungsgemäßen Abwandlung der vorgenannten Vorrichtung
kann im Bereich der Rohling-Prüfvorrichtung seitlich neben der Tr-ansportvorrichtung
für die Rohlinge ein mehrere Testplatten enthaltendes Magazin ortsfest gelagert
sein; wobei nur die jeweilige auf die Materialparameter des zu prüfenden Rohlings
abgestimmte Testplatte auf das Niveau des Rohlings anhebbar und absenkbar ist. Zweckmäßigerweise
sind hierzu die Testplatten im Magazin auf einem Kettenförderer in dessen Bewegungsrichtung
hintereinander angeordnet, wobei nur die auf den zu prüfenden Rohling abgestimmte
Testplatte mittels einer gesonderten Testplattenhalterung für sich allein durch
Hydraulikzylinder-Einheiten anhebbar und absenkbar ist (vgl. Fig. 3 und 4).
-
Bei einer weiteren Ausführungsform einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens geeigneten Testplattenhalterung und -Führungsvorrichtung sind Testplattenhalterung
und Magazin voneinander getrennt angeordnet. Gemäß der Erfindung ist dabei im Bereich
der Rohling-Prüfvorrichtung zwischen zwei benachbarten Transportrollen eine die
jeweils auf die Parameter des zu prüfenden Rohlings abgestimmte Testplatte
aufnehmende
Halterung anhebbar und absenkbar, der die Testplatte von einem seitlich angeordneten
Testplatten-Magazin zuführbar ist (vgl. Fig. 5 bis 8). Die Testplattenhalterung
besteht dabei aus einem senkrecht oder etwa senkrecht angeordneten Rahmen, in dessen
oberer Stirnseite die Testplatte einlegbar ist> der an seinen seitlichen RahmenteiIen
in oder etwa in der Mitte jeweils von dem einen Ende eines Winkelhebels gelenkig
gehalten ist. Dieser Winkelhebel ist seinerseits in der Mitte drehbar gelagert und
steht an seinem anderen Ende mit einer Hydraulikzylinder-Einheit in Verbindung,
mit deren Hilfe der Rahmen anhebbar und absenkbar ist. Um die als Anschlag für die
zu prüfenden Rohlinge dienende obere Kante des Rahmens federnd auszubilden, ist
an der Unterseite der seitlichen Rahmenteile je eine Zugstange schwenkbar gelagert,
die gegen die Kraft einer Feder verschiebbar in einem schwenkbaren Lager axial geführt
ist.
-
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das die Zugstange axial
führende Lager um zwei einander gegenüberliegende und rechtwinklig zur Zugstangenachse
angeordnete und in einem Bock gelagerte Zapfen schwenkbar, wobei zwischen dem Zugstangenlager
und einer auf das freie Ende der Zugstange aufgeschraubten Einstellmutter eine auf
Druck belastbare Feder geschaltet ist. Diese Feder kann dabei eine sich teleskopartig
ineinanderschiebbare Springfeder sein.
-
Die zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Testplatte ist gemäß
der Erfindung als rechteckige Leiste ausgebildet und weist auf ihrer Länge, die
der Länge oder Breite der zu prüfenden Rohlinge entspricht, mehrere mit dem gleichen
Abstand wie die Prüfköpfe voneinander und in Bewegungsrichtung derselben angeordnete
Reihen von schmalen Einkerbungen oder Schlitzen auf, die spitzwinklig, rechtwinklig
und parallel zur Bewegungsrichtung der Oberflächen-Prüfvorrichtung verlaufen und
verschiedene Tiefen besitzen (Fig. 9 und 10). Dabei befinden sich zweckmäßigerwei-se
in jeder Reihe vier Gruppen von Einkerbungen unterschiedlicher Ausrichtung, und
die in jeder Gruppe mit gleicher Ausrichtung angeordneten Einkerbungen weisen unterschiedliche
Tiefen auf, die bei allen Gruppen gleichartig angeordet s-ind.
-
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer schematischen Darstellung
von drei Ausführungsbeispielen näher erläutert: Es zeigt:.
-
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Testmagazinanordnung;
-Fig. 2 :lie Anordnung gemäß Fig. 1 in Draufsicht; Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise
im Schnitt, einer abgewandelten Ausführungsform der Testmagazinanordnung;
Fig.
4 die Testmagazinanordnung gemäß Fig. 3 in Draufsicht; Fig. 5 eine Seitenansicht,
teilweise im Schnitt, einer dritten Ausführungsform einer Testplattenhalterung,
wobei die Testplatten einzeln in eine zwischen zwei Transportrollen heb- und senkbar
angeordnete Halterung einführbar sind; Fig. 6 einen Teilschnitt längs der Linie
a - a der Fig. 5; Fig. 7 die Testplattenhalterung nach Fig 5 in Draufsicht; Fig.
8 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, des Rahmens der Testplattenhalterung nach
Fig. 5 etwa von der Linie b-b aus gesehen, wobei die Transportrollen und der Bewegungsmechanismus
für den Rahmen weggelassen wurden; Fig. 9 eine Draufsicht auf einen Teil der Testplatte;
und Fig. 10 einen Schnitt durch die Testplatte nach Fig. 9 längs der Linie c-c.
-
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Anordnung
eines eine Vielzahl von dem jeweils zu prüfenden Rohling f angepaßten Testplatten
T enthaltenden Magazins M weist einen Kettenförderer 2 mit mindestens zwei aus einzelnen
GIiedern 3 zusammengesetiten Kettenförderbändern 2f auf, die je durch ein von einem
Getriebemotor 5 angetriebenes und auf einer Welle 6 gelagertes Antriebrad 7 taktweise
bewegbar sind. Auf den Vorsprüngen 4 der Kettenglieder 3 dieser Förderbänder Z'
sind die Testplatten T befestigt. Das Testplattenmagazin M besitzt in seinem Oberteil
einen rechten und einen linken Auflagesockel 8 und 9 für den bzw. die Prüforgane
enthaltenden Prüfköpfe 10 der Rohling-Prüfvorrichtung. Diese Auflagesockel sind
derart angeordnet, daß sie zwischen sich einen Spalt 11 freilassen, in den fluchtend
mit der Oberfläche 12 der Auflagesockel 8 und 9 die jeweils gewünschte Testplatte
T einführbar ist.
-
Um die Oberfläche 12 der Auflagesockel 8 und 9 und der Testplatte
T genau der Dicke des jeweils zu prüfenden metallenen Rohlings 1 anpassen zu können,
ist das gesamte Testplattenmagazin M durch nicht dargestellte Mittel anhebbar und
absenkbar, wie in gestrichelten Linien in Fig. 1 dargestellt.
-
Der linke Auflagesockel 9 bildet dabei an seiner linken Außenseite
13 einen seitlichen Anschlag für den nach dem überprüfen und Eichen der Prüfvorrichtung
10 durch eiterbewegen derselben nach links zu prüfenden metallenen
Rohling
1, der mittels einer Rollen aufweisenden Transporteinrichtung in Richtung senkrecht
zur Zeichenebene und mittels nicht dargestellter, an der dem Anschlag 13 abgewandten
Seitenfläche des Rohlings 1 angreifenden Hubzylinder in Anlage an den Anschlag 13
bringbar ist, wie durch einen Pfeil angedeutet ist. Der Rohling 1 wird mittels der
Prüfköpfe 10 quer zur Förderrichtung der Transporteinrichtung abgefahren und geprüft.
-
Das Testplattenmagazin des in den Fig. 3 und 4 dargestellten zweiten
Ausführungsbeispiels ist in seinem Grundaufbau im wesentlichen gleich dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 und 2, jedoch ist hier das Testplattenmagazin M' nicht in seiner Gesamtheit
anhebbar und absenkbar, sondern nur die jeweils auf die Rohlinghöhe anzuhebende
Testplatte T und ihre Halterung. Zu diesem Zweck sind der rechte und der linke Auflagesockel
8 und 9 für den bzw. die Prüfköpfe 10 zugleich Halterung für die Testplatte T. Dabei
sind nur die Auflagesockel 14 und mit ihnen die Testplatte T mittels mehrerer Hydraulikzylinder-Einheiten
15 auf das gewünschte Niveau anhebbar und absenkbar.
-
Bei der in den Fig. 5 bis 8 dargestellten dritten Ausführungsform
einer Testplatten-Heb- und Absenkvorrichtung sind die Testplattenhalterung 20 und
das eigentliche Testplattenmagazin M' voneinander getrennt nebeneinander angeordnet.
Wie insbesondere die Fig. 5 und 8 zeigen, ist nur die Testplatten-Halterung 20 zwischen
den Transportrollen 21 für die zu prüfenden
Rohlinge 1 anhebbar
und absenkbar. Die Testplatten-Halterung 20 besteht dabei aus einem senkrecht oder
etwa senkrecht angeordneten Rahmen 22, in dessen oberer Stirnseite 24 die jeweils
für eine bestimmte Rohlingsart erforderliche Testplatte T einlegbar ist. Um nun
diesen Rahmen 22 anhebbar und absenkbar zu führen, ist an seinen seitlichen Rahmenteilen
25 in der Mitte oder etwa in der Mitte jeweils das eine Ende 27 von zwei Winkelhebeln
26 gelenkig angebracht, die in der Mitte ortsfest drehbar gelagert sind.
-
An das andere Ende 28 der Winkelhebel 26 greift je eine Hydraulikzylinder-Einheit
29 an, mit deren Hilfe das Anheben und Absenken des Testplattenrahmens 22 bewirkt
wird.
-
Da auch hier die seitliche Oberkante 23 des Testplattenrahmens 22
den Anschlag für den zugeführten Rohling bildet, ist dieser Rahmen in Bewegungsrichtung
der Rohlinge 1 federnd gelagert. Um diese Federung sicherzustellen, ist an der Unterseite
30 der seitlichen Rahmenteile 25 je eine Zugstange 31 schwenkbar, die etwa in der
Mitte axial verschiebbar in einem Lager 32 geführt ist. Dieses Lager 32 ist seinerseits
mittels zweier rechtwinklig zur Zugstangenachse angeordneter Zapfen 33 in einem
Lagerbock 34 schwenkbar (vgl. Fig. 6). Zwischen einer auf das freie-Ende 35 der
Zugstange 31 aufgeschraubten Einstellmatter 36 und dem Zugstangenlager 32 ist eine
sich teleskopartig ineinanderschiebende Spiralblattfeder 37 geschaltet, die zusammen-mit
der am anderen unteren Rahmenseitenteil
30' angeordneten gleichen
Spiralblattfeder den Stoß des auf die seitliche Rahmen-Oberkante 23 auffahrenden
Rohlings 1 auffängt.
-
Um die Testplatte T von dem neben der Testplatten-Heb- und Senkvorrichtung
20 angeordneten Testplattenmagazin " in das eigentiche Testplattenhalterungsteil
in der oberen Stirnseite 24 des Rahmenoberteils einführen und festhalten zu können,
ist an einer der schmalen Stirnseiten des Rahmenoberteils ein absenkbarer und nach
Einschieben der Testplatte T wieder anhebbarer Anschlag 38 vorgesehen.
-
Wie insbesondere aus den Fig. 9 und 10 erkennbar, ist die Testplatte
T rechteckig als eine in ihrer Länge etwa der Breite bzw. Länge der zu prüfenden
Rohlinge entsprechende Leiste ausgebildet. In der Oberfläche der Testplatte T sind
etwa in dem gleichen Abstand, in dem die Prüfköpfe 10 voneinander angeordnet sind,
rechtwinklig zur Längsrichtung der Testplatte mehrere Reihen 40 von schmalen Einkerbungen
oder Schlitzen 41a bis 41d vorgesehen, die spitzwinklig, rechtwinklig zur und in
Reihenrichtung verlaufen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind in jeder
Reihe 40 vier Gruppen 42 a bis 42 d von je drei Schlitzen 41a bis 41d unterschiedlicher,
aber in jeder Gruppe 40 gleicher Ausrichtung in die Testplatte T derart eingearbeitet,
daß die drei Schlitze 41a bis 41d jeder Gruppe verschiedene Tiefen aufweisen, die
bei allen vier Gruppen 42a bis 42d gleichartig angeordnet sind.
-
Vorzugsweise ist die Prüfeinrichtung entsprechend der GB-PS 1 517
775 ausgebildet und die ermittelten Fehler werden in mehrere Tiefenklassen eingeteilt.
In diesem Fall ist es zweckmäßig, jeder Grenze zwischen zwei Tiefenklassen zwei
Schlitze zuzuordnen, von denen der eine Schlitz eine Tiefe aufweist, die um einen
bestimmten Prozentsatz unter dieser Grenze liegt und die Tiefe des anderen Schlitzes
um etwa den gleichen Prozentsatz über dieser Grenze liegt, wobei der Prozentsatz
etwa gleich der Meßgenauigkeit der Prüfeinrichtung, vorzugsweise jedoch geringfügig
größer als diese Meßgenauigkeit gewählt wird.
-
Die richtige Einordnung der durch derartige Schlitze simulierten Fehler
in die Tiefenklassen der Prüfeinrichtung kann automatisch überprüft werden, indem
die Reihenfolge der beim Überfahren der Testplatte angezeigten Tiefenklassen in
einem Computer programmiert wird und Abweichungen von dieser Reihenfolge mittels
dieses Computers angezeigt werden.
-
Vorzugsweise werden die Schlitze entlang den Reihen 40 der Testplatte
in Abständen angeordnet, die so bemessen sind, daß die Schlitze sich in Richtung
der Reihen 40 nicht überlappen. Die Länge der einzelnen Schlitze wird vorzugsweise
mindestens gleich dem Durchmesser der in der Prüfeinrichtung bzw. in den Prüfköpfen
10 vorhandenen Testspulen gewählt, z.B. 40 oder 60 mm.
-
Ganz allgemein gesehen, kann natürlich eine passende Bramme oder dgl.,
die mit allen Fehlertypen versehen ist, als Testplatte verwendet werden.
-
Die genaue Höheneinstellung der Testplatten auf das Niveau der zu
prüfenden Oberfläche der jeweiligen Bramme 1 wird vorzugsweise mittels Photozellen
vorgenommen, die ein automatisches Arbeiten ermöglichen und z.B. bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 1 im Bereich der Anschlagfläche 13 des Auflagesockels 9 kurz unterhalb
der Oberfläche 12 eingebaut sein können, wobei mittels einer auf der dem Anschlag
13 abgewandten Seite der Bramme 1 in der gleichen Höhe wie die Photozelle mit der
Halterung 9 auf- und abbewegbar angeordneten Lichtquelle ein Lichtstrahl auf die
Photozelle gerichtet wird. Anstelle der Photozellen können auch Taster verwendet
werden.
-
Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben- und Merkmale, insbesondere
die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden als erfindungswesentlich beansprucht,
soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.