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Federnde kardanische Aufhängung eines Prüfkopfes
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Die Erfindung betrifft eine federnde kardanische Aufhängung wenigstens
eines Prüfkopfes, der entlang einer Werkstückoberfläche geführt ist, mit einem Rahmen,
der um eine erste Achse in einem Träger drehbar gelagert ist und in dem der Prüfkopf
um eine zweite, senkrecht zur ersten stehenden Achse drehbar angeordnet ist.
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Derartige Aufhängungen sind beispielsweise zur Aufnahme von Ultraschallprüfköpfen
im Handel erhältlich und werden insbesondere zu Uberwachungsaufgaben in der Reaktortechnik
verwendet. Die Ultraschallprtfköpfe müssen mit einer definierten Anpreßkraft an
eine zu prüfende Werkstückoberfläche gedrückt werden und sich dabei der Form der
Oberfläche anpassen. Dazu ist eine federnde kardanische Aufhängung zweckmäßig, die
einerseits den erforderlichen Anpreßdruck aufbringt und andererseits wegen der allseitigen
Schwenkbarkeit des Prüfkopfes eine gute Anlage an die Oberfläche des Werkstücks
sicherstellt.
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Die Federkraft wird bei bekannten Anordnungen dadurch aufgebracht,
daß der Träger des PrUfkopfes an einer federnden Schwinge angebracht ist. Dadurch
ergibt sich Jedoch eine verhältnismäßig aufwendige Konstruktion für die Aufhängung.
Insbesondere bei der Ultraschallprüfung müssen häufig mehrere Prüfköpfe, die z.B.
unterschiedliche Anstrahlwinkel aufweisen, gleichzeitig über die Werkstückoberfläche
geführt werden. Um dabei eine gleichmäßige Auflage an der Werkstückoberfläche sicherzustellen,
muß Jeder PrUfkopf gesondert federnd gelagert werden.
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Eine derartige Konstruktion weist einen erheblichen Platzbedarf auf
und ist in der Herstellung sowie in der Montage recht aufwendig.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine federnde kardanische Aufhängung
so auszugestalten, daß keine gesonderten Elemente zum Anpressen des Prüfkopfes an
die Werkstückoberfläche nötig sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rahmen
aus federndem Material gefertigt ist.
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Durch die federnde Ausbildung des Rahmens in der kardanischen Aufhängung
wird eine allseitig federnde Lagerung des Prüfkopfes erreicht, wobei sich zusätzliche
Bauelemente erübrigen. Eine Zusammenfassung mehrere PrUfköpfe ist durch Anordnung
in einer starren Platte möglich, wobei Jeder Prüfkopf selbständig federnd gelagert
ist.
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Der Prüfkopf kann mit zwei an gegenüberliegenden Kanten des Rahmens
angeordneten Vorsprüngen fest verbunden sein.
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Auch ohne Drehgelenk an den Aufhängepunkten des PrUfkopfes ergibt
sich durch die Federwirkung des Rahmens eine für die meisten Anwendungsfälle ausreichende
Schwenkbarkeit des Prüfkopfs um die Befestigungsachse im Rahmen.
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Der Rahmen kann auch zwei weitere, an gegenüberliegenden Kanten des
Rahmens angeordnete Vorsprünge aufweisen, die fest mit dem Träger verbunden sind.
Auch diese einfache Anordnung ermöglicht ohne Drehgelenk eine ausreichende Schwenkbarkeit
um eine zweite, senkrecht zur ersten stehende Achse.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der
Figuren 1 und 2 näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Träger 3 mit vier rüfköpfen,
von denen lediglich zwei Prüfköpfe 1 und 1 näher dargestellt sind. Die Figur 2 zeigt
dieselbe Anordnung in Vorderansicht.
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Der plattenförmige Träger 3 weist vier rechteckige Durchbrüche auf,
in denen ein Rahmen 2 bzw; 2' angeordnet ist.
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Jeder Rahmen 2 bzw. 2' weist an zwei gegenüberliegenden Kanten abgewinkelte
Vorsprünge 2c, 2d bzw. 2c', 2d' auf.
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Diese Vorsprünge können entweder, wie im linken Teil von Fig. 1 dargestellt,
drehfest mit dem Träger 3 verbunden, beispielsweise verschraubt sein, oder in diesem,
wie im rechten Teil von Fig. 1 dargestellt, mit Hilfe von Bolzen 3a', 3b drehbar
gelagert sein. Jeder Rahmen 2 bzw. 2' ist als federndes Blechteil ausgebildet, das
beispielsweise einfach gestanzt werden kann. Selbstverständlich kann der Rahmen
2 bzw. 2' auch ein federndes Kunststoffteil sein.
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In Jedem Rahmen 2 bzw. 2' ist ein Prüfkopf 1 bzw. 1', beispielsweise
ein Ultraschallprüfkopf angeordnet, Jeder Prüfkopf 1 bzw. 1' ist an zwei an gegenüberliegenden
Kanten des Rahmens 2 bzw. 2' vorgesehenen abgewinkelten Vorsprüngen 2a, 2b bzw.
2a', 2b' befestigt.
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Diese Befestigung kann entweder, wie im linken Teil von Fig. 1 dargestellt,
ebenfalls drehfest, z.B. eine Schraubverbindung sein oder als Lager mit am Prüfkopf
1' angeordneten Bolzen la' und 1b' ausgebildet sein.
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Mit dieser Anordnung ist eine kardanische, d.h. allseitig schwenkbare
Anordnung des Prüfkopfes 1 bzw. 1' gegeben.
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Bei dem im rechten Teil vom Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
ergibt sich die allseitige Schwenkbarkeit durch die beiden senkrecht aufeinander
stehenden Drehachsen des Rahmens 2', die durch die Bolzen 3a', 3b', 1a', 1b' zusammen
mit den abgewinkelten Vorsprüngen 2a' bis 2d' gebildet werden. Bei der im linken
Teil von Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Schwenkbarkeit durch die Federwirkung
des Rahmens 2 gegeben. Wenn beispielsweise der Prüfkopf 1 um die zwischen den beiden
Vorsprüngen 2c, 2d liegende Achse geschwenkt wird, so werden die zwischen den Vorsprüngen
2d und 2a, 2b sowie 2c
und 2a, 2b liegenden Rahmenteile federnd
abgebogen.Dabei ist zwar der Schwenkbereich begrenzt, Jedoch für die Anwendung bei
Prüfköpfen ausreichend.
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Bei der beschriebenen Vorrichtung wird durch den fcjrdernden Rahmen
2 nicht nur die kardanische Aufhängung des Prüfkopfes erreicht, sondern gleichzeitig
auch ein federndes Andrücken des Prüfkopfes 1 bzw. 1' in einer Richtung senkrecht
zur Oberfläche des Rahmens 3 an eine Werkstückoberfläche. Dabei wird der Rahmen
3 beispielsweise mit Hilfe von Rollen 4 über eine WerkstUckoberfläche geführt. Die
Rollen 4 sind so justiert, daß die Prüfköpfe 1, 1' unter leichter, durch die federnden
Rahmen 2, 2' gegebene Federspannung an der WerkstUckoberfläche anliegen. Zweckmäßigerweise
wird man dabei den gesamten Rahmen mit einer nicht dargestellten federnden Schwinge
entlang der Werkstückoberfläche führen; Mit der erfindungsgemäßen Aufhängung ist
es möglich, einen Prüfkopf exakt entlang einer Werkstückoberfläche mit definiertem
Anpreßdruck zu führen. Dabei wird sowohl die kardanische Aufhängung als auch das
federnde Andrücken mit einem federndem Rahmen 2 bzw. 2' erreicht, der auf einfache
Weise als billiges Stanzteil hergestellt werden kann. Wenn mehrere Prüfköpfe zu
einer Einheit zusammengefaßt werden, so können die Aufhäne5ungen in einer starren
Platte 3 untergebracht werden. Dabei ist die unabhängige federnde Anordnung jedes
einzelnen Prüfkopfes 2 bzw. 2' gesichert.
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2 Figuren 3 Patentansprüche
Zusammenfassung Federnde
kardanische Aufhängung eines Prüfkopfes Die Erfindung betrifft eine federnde kardanische
Aufhängung wenigstens eines Prüfkopfes(1), der entlang einer Werkstückoberfläche
geführt ist. Die Aufhängung weist einen Rahmen (2) auf, der aus federndem Material
gefertigt ist und der um eine erste Achse in einem Träger drehbar gelagert ist.
In diesem Rahmen (2) ist der Prüfkopf (1) um eine zweite, senkrechte zur ersten
stehenden Achse drehbar angeordnet. Mit dieser Aufhängung wird erreicht, daß der
Prüfkopf allseitig schwenkbar ist und federnd gegen die WerkstUckoberfläche gedrückt
wird. Damit ist eine gute Auflage auf der Werkstückoberfläche sichergestellt. Für
das federnde Andrücken sind keine zusätzlichen Elemente erforderlich.
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Fig. 1