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Mit Ultraschall arbeitende Prüfanlage für flachliegend auf
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einem Rollgang geförderte Bleche unterschiedlicher Breite Die Erfindung
bezieht sich auf eine mit Ultraschall arbeitende Prüfanlage für flachliegend auf
einem Rollgang geförderte Bleche unterschiedlicher Breite, mit an das Blech anstellbaren
Prüfköpfen, die quer zur Förderrichtung reihenweise und in Förderrichtung in mehreren
Reihen hintereinander mit Uberlappung vorgesehen aind und jeweils einen Sender sowie
einen Empfänger aufweisen, und mit einer Einrichtung zum Aufbringen eines Wasserfilms
zwischen jedem Prüfkopf und dem Blech.
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Bei der Herstellung von Blechen, die beispielsweise 6 bis 60 mm dick
sein und beispielsweise eine Breite von 4 m aufweisen können, wird eine Prüfanlage
eingesetzt, die flächig arbeitet, um Dopplungen und andere Fehlstellen festzustellen,
die mittels Ultraschall erfaßbar sind. Während der Prüfung wird das Blech durch
die Prüfanlage geführt, d. h. die Prüfanlage ist in den Rollgang der Walzstraße
eingebaut. Auf diese Art und Weise entsteht ein geprüftes Endprodukt, also ein hochwertiges
Erzeugnis. Die bekannte Prüfanlage ist so aufgebaut, daß Prüfköpfe in einer Reihe
quer zur Förderrichtung mit konstantem Abstand von Prüfkopf zu Prüfkopf ortsfest
vorgesehen sind. Die Prüfköpfe sind dabei auf geringstmöglichem Abstand angeordnet.
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Dieser Minimalabstand der Prüfköpfe in einer Reihe ist im wesentlichen
durch die Lagerung der Prüfköpfe festgelegt bzw. bestimmt. Um beim Durchlauf des
Bleches im wesentlichen die ganze Fläche zu erfassen, sind drei Reihen von Prüfköpfen
in Förderrichtung so versetzt angeordnet, daß sich die Prüfspuren sämtlicher Prüfköpfe
überlappen, um auf diese Art und Weise das Blech ganzflächig zu erfassen. Die Anzahl
der dabei zum Einsatz gelangenden Prüfköpfe in einer Reihe kann z. B. in der Größenordnung
von 30 Prüfköpfen liegen. Die Anordnung von drei Reihen ist erforderlich, weil sich
mit zwei Reihen eine Überlappung nicht
erzielen läßt, weil der Minimalabstand
von zwei Prüfköpfen in einer Reihe größer ist als die Prüfspur eines Prüfkopfes.
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Sämtliche Prüfköpfe in den einzelnen Reihen sind ortsfest angeordnet
und nur in der Höhe verstellbar, beispielsweise mit Hilfe einer Pneumatik-Einrichtung,
um die Prüfköpfe an die Oberfläche des zu prüfenden Bleches anzustellen. Zur Übertragung
des Ultraschalls ist dann noch ein Wasserfilm zwischen Prüfkopf und Blech erforderlich.
Da die Bleche in unterschiedlicher Breite und auch entsprechend der Herstellungstoleranz
in der Breite variierend anfallen, ist entlang der einen Längskante des Bleches
eine Bezugskante gebildet, in deren Bereich die Prüfköpfe eine gewisse Relativanordnung
zu der Bezugskante und damit zu der einen Längskante des Bleches aufweisen. Im Bereich
dieser Längskante und/oder auch auf der anderen Seite, also im Bereich der anderen
Längskante des Bleches werden Prüfköpfe nur mit einem Teil in den Umriß des Bleches
gelangen. Der Aufbau eines Wasserfilms, wie er für die Übertragung der Ultraschallimpulse
erforderlich ist, setzt jedoch voraus, daß der jeweilige gesamte Prüfkopf in den
Umriß des Bleches gelangt. Solche Prüfköpfe, die sich nur teilweise mit dem Blech
überdecken, können nicht prüfen, d. h. da sich der Wasserfilm nicht ordnungsgemäß
aufbauen läßt, erhält man auch kein verwertbares Prüfsignal. Auf diese Art und Weise
entsteht eine ungeprüfte Randzone, die im ungünstigsten Fall etwa einer Prüfkopfbreite
entspricht und damit bis etwa 50 mm auf jeder Seite betragen kann. Um das Blech
als geprüftes Erzeugnis verkaufen zu können, ist es entweder erforderlich, die Randzonen
abzuschneiden und als Abfall zu verwerten. Eine andere Möglichkeit besteht darin,
zusätzlich zu dieser flächig arbeitenden Prüf anlage eine Randzonenprüfanlage zu
installieren. Dies ist entsprechend aufwendig, erfordert die Führung und Einstellung
der Prüfköpfe und trägt im übrigen dazu bei, daß sie die Prüfzeiten verlängern.
Die Randzonenprüfanlagen müssen dabei so ausgebildet und eingesetzt werden, daß
das Blech auch im Bereich der Randzone möglichst ganzflächig geprüft wird. Durch
den für die Ultraschallmessung erforderlichen Wa film zwischen Prüfkopf und Blechoberfläche
bedingt ist eine schmale ungeprüfte Randzone wegen der seitlichen Abdichtung nicht
zu vermeiden; sie hat eine Breite von ca. 10 bis 15 mm.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfanlage der eingangs
beschriebenen Art derart weiterzubilden, so daß mit ihr Bleche auch variabler Breite
ganz flächig ohne Entstehen unzulässig großer Randzonen geprüft werden können, so
daß eine gesonderte Randzonenprüfanlage in Fortfall kommt.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Prüfköpfe innerhalb
jeder Reihe quer zur Förderrichtung unter Einstellung eines jeweiligen, von Prüfkopf
zu Prüfkopf gleichen Abstandes verfahrbar bzw. verstellbar angeordnet sind, daß
eine Einrichtung zum Messen der Blechbreite vorgesehen ist, und daß eine ganze Anzahl
von Prüfköpfen einer Reihe entsprechend der gemessenen Blechbreite zwischen den
Längskanten des Bleches so eingestellt wird, daß zwei Prüfköpfe dieser Reihe kantenangrenzend
auf dem Blech zur Anstellung kommen. Die Prüfköpfe sind damit nicht mehr ortsfest
angeordnet, sondern querbeweglich, also quer zur Förderrichtung des Bleches. Dabei
sind sie untereinander so geführt bzw. gesteuert, daß jeder Prüfkopf von seinem
Nachbarprüfkopf - je nach der jeweiligen Einstellung - zwar einen unterschiedlichen,
aber immer untereinander gleichen Abstand aufweist. Dabei darf der Maximalabstand
zwischen zwei benachbarten Prüfköpfen nicht größer sein als die Prüfspur. Dies bringt
den entscheidenden Vorteil, daß nur noch zwei Reihen von Prüfköpfen in Förderrichtung
hintereinander angeordnet sein müssen, so daß bereits damit in allen Einstellungen
Überlappung erzielt wird. Die Prüfköpfe einer dieser beiden Reihen werden dabei
so zusammen- bzw. auseinandergefahren, daß die beiden äußeren Prüfköpfe in Bezug
auf das Blech vom Blech noch voll abgedeckt werden, sich jedoch angrenzend an einer
Längskante befinden. Diese beiden Prüfköpfe sind also entsprechend der Blechbreite
eingestellt. An ihnen läßt sich der Wasserfilm noch ordnungsgemäß aufbauen, so daß
ihr Prüfsignal verwertbar ist. Diese ganzzahlige Aufteilung der Prüfköpfe in einer
Reihe kann innerhalb der ersten oder auch innerhalb der zweiten Reihe verwirklicht
werden. Sind dagegen mehr als zwei Reihen Prüfköpfe vorgesehen, ist die entsprechende
Anordnung auch in der dritten Reihe möglich. Die anderen Reihen von Prüfköpfen sind
dann
zwangsläufig so angeordnet, daß im Bereich der Längskanten
Prüfköpfe vorgesehen sind, die nur teilweise sich mit dem Blech decken und die somit
nicht prüfen können. Dies ist aber auch nicht erforderlich, weil in der zuerst genannten
Reihe die beiden äußeren Prüfköpfe immer so angeordnet sein können, daß die entstehende
Randzone jedenfalls kleiner als 15 mm auf jeder Längsseite ist. Damit wird eine
Randzonenprüfanlage für die Längsseiten entbehrlich. Durch die Prüfung bis in den
Randbereich hinein verlängert sich die Prüfzeit des Bleches nicht.
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Der erste Prüfkopf einer ersten Reihe kann ortsfest auf einem Träger
und relativ zu einer eine Bezugskante bildende Rolle angeordnet sein; dabei sind
die übrigen Prüfköpfe dieser ersten Reihe gegenüber dem ortsfesten Prüfkopf entsprechend
ihrem jeweiligen Abstand von dem ortsfesten Prüfkopf verfahrbar. Die Rolle bildet
eine Bezugskante. Sie ist nur auf einer Seite angeordnet. Sämtliche Bleche, gleich
welcher Breite, werden so durch die Prüf anlage geschoben, daß sie mit einer ihrer
beiden Längskanten an der Rolle anliegen. Damit ist es nur noch erforderlich, daß
die Prüfköpfe relativ zu dieser Bezugskante verfahrbar sind. Es ist auch möglich,
daß der gesamte Träger entsprechend der Lage des Bleches auf dem Rollgang querverfahrbar
angeordnet ist und alle Reihen von Prüfköpfen trägt. Damit ist es dann möglich,
durch Verfahren des Trägers mit den Prüfköpfen die Prüfköpfe der einen Reihe so
einzustellen, daß sich die Außenkanten beider die Längskanten erfassenden Prüfköpfe
mit den Längskanten der Bleche decken.
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Es ist aber auch möglich, daß ein sämtliche Reihen von Prüfköpfen
aufnehmender Träger ortsfest angeordnet ist. Dieser ortsfeste Träger erfordert es,
daß die Bleche auf dem Rollgang ausgerichtet geführt werden oder vor dem Einlauf
in die Prüfanlage ausgerichtet werden. Auch der ortsfeste Träger kann
eine
eine Bezugskante bildende Rolle aufweisen. Es ist aber auch möglich, die Bleche
auf dem Rollgang so zu führen, daß sie unter einer Vertikalmittelebene zur Förderrichtung
ausgerichtet werden, wobei dann gleichsam in spiegelbildlicher Anordnung die Prüfköpfe
nach beiden Seiten, also nach rechts und links verfahrbar angeordnet sein können.
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Der Träger für jede Reihe von Prüfköpfen kann eine Schere aufweisen,
mit deren Gelenkpunkten je ein Prüfkopf verbunden ist. Eine solche Scherenkonstruktion,
bei der jeweils Hebelpaare aneinander angelenkt sind, ist ein geeignetes Mittel,
um den Abstand von Prüfkopf zu Prüfkopf variieren zu können, wobei jeweils untereinander
dann gleiche Abstände von Prüfkopf zu Prüfkopf entstehen.
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Es ist auch möglich, daß der Träger für jede Reihe von Prüfköpfen
eine Spindel mit Gewindeabschnitten unterschiedlicher Steigung aufweist, so daß
auf diese Art und Weise die Prüfköpfe entsprechend äquidistant verfahrbar bzw. verstellbar
angeordnet sind.
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Die Erfindung läßt sich unter Verwendung der bisher bekannten Prüfköpfe
verwirklichen, bei denen die Baubreite größer als das Doppelte ihrer Spurbreite
ist. Dabei müssen also mindestens drei Reihen von Prüfköpfen hintereinander vorgesehen
sein, um die notwendige Überlappung zu erzielen. Bei Verwendung schmal bauenden
Prüfköpfen, bei denen die Baubreite kleiner ist als das Doppelte der Sprubreite,
können vorteilhaft nur zwei Reiehn von Prüfköpfen vorgesehen sein.
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Auch dabei wird natürlich die erforderliche Uberlappung erzielt.
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Um Unparallelitäten innerhalb jedes einzelnen Bleches zu erfassen,
kann eine Tastrolle zum Erfassen des Verlaufs der Längskante vorgesehen sein; die
Prüfköpfe jeder Reihe sind während der Prüfung eines Bleches quer zur Förderrichtung
verfahrbar bzw. verstellbar, so daß auch dabei - abgesehen von den zulässigen ungeprüften
Randzonen -das gesamte Blech erfaßt wird.
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Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel weiter verdeutlicht.
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Es zeigt: Fig. 1 eine schematisierte Draufsicht auf die wesentlichen
Teile der Prüfanlage in einer ersten Einstellung,
Fig. 2 eine schematisierte
Draufsicht auf die wesentlichen Teile der Prüfanlage in einer zweiten Einstellung
und Fig. 3 einen Vertikalschnitt im Bereich der Prüfanlage durch eine Reihe von
Prüfköpfen.
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Die Prüfanlage ist auf einem Träger 1, der unterhalb der Blechförderebene
in einem Rollgang eingebaut ist, angeordnet.
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An dem Träger 1 ist ortsfest mit einer vertikalen Achse eine Rolle
2 gelagert, die sich in Höhe der Förderebene der Bleche im Rollgang befindet oder
in diese Lage gebracht werden kann.
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Die Rolle 2 bildet eine Bezugskante für die eine Längskante der Bleche.
Ein Blech 3 ist in Fig. 1 dargestellt. Es wird auf dem Rollgang gemäß der Förderrichtung
4 auf dem Rollgang bewegt bzw. durch die Prüf anlage geschickt.
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Auf dem Träger 1 ist eine erste Reihe 5 und eine zweite Reihe 6 von
Prüfköpfen 7 angeordnet. Sämtliche Prüfköpfe 7 einer Reihe weisen von Prüfkopf zu
Prüfkopf gleichen Abstand a auf.
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Jeder Prüfkopf arbeitet in einer Prüfspur 8, die in aller Regel etwas
schmaler ist als seine Baubreite. Die Prüfköpfe 7 der zweiten Reihe 6 sind relativ
gegenüber den Prüfköpfen der ersten Reihe 5 auf Luke angeordnet - in Förderrichtung
4 gesehen, so daß sich die Prüfspuren 8 sämtlicher Prüfköpfe 7 überlappen. Die Prüfköpfe
7 sind reihenweise jeweils quer zur Förderrichtung 4, also entsprechend dem Pfeil
9 gegenüber dem Träger 1 verfahrbar bzw. verstellbar. Dabei ändert sich der Abstand
a zwischen benachbarten Prüfköpfen 7 beispielsweise zu einem Abstand b, wie er in
Fig. 2 dargestellt ist. Die Verfahrbarkeit reicht jedoch nur so weit, daß auch in
der maximal auseinandergefahrenen Stellung (Fig. 2) sich die Prüfspuren 8 sämtlicher
Prüfköpfe immer noch überlappen, also auf dem Blech
keine ungeprüften
Streifen entstehen.
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Fig. 3 läßt erkennen, daß die Prüfköpfe 7 unterhalb des Blechs 3 gelagert
sind. Selbstverständlich kann die Anlage auch so ausgebildet werden, daß die Prüfköpfe
7 von oben her auf das Blech 3 anstellbar sind. Zu Anstellzwecken ist auf dem Träger
1 ein Hubbalken 10 angeordnet und mit einer hier nicht weiter dargestellten Anstelleinrichtung,
die pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigt sein kann, entsprechend den
Pfeilen 11 heb- und senkbar. Hiervon werden Stützen 12 erfaßt, die an ihrem oberen
Ende die Prüfköpfe 7 tragen. Auf diese Art und Weise können die Prüfköpfe 7 von
unten an die Oberfläche des Bleches 3 herangeführt werden, so daß sie sich in der
Prüfposition befinden. Für die Querverfahrbarkeit der Prüfköpfe 7 zueinander gemäß
Pfeil 9 ist, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, eine Schere 13 vorgesehen,
die aus einer entsprechenden Anzahl Hebelpaaren gebildet ist. Die Schere 13 ist
im Bereich desjenigen Prüfkopfes 7', der der durch die Rolle 2 gebildeten Bezugskante
zugekehrt ist, ortsfest mit dem Träger 1 verbunden, d. h. der Prüfkopf 7' verändert
bei der Verstellung der übrigen Prüfköpfe 7 seine Lage nicht.
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Die Prüfanlage arbeitet wie folgt: Über eine hier nicht dargestellte
Meßeinrichtung wird die Breite jedes sich der Prüfanlage nähernden Fläche 3, welche
innerhalb gewisser Herstellungstoleranzen, aber auch innerhalb verschiedener hergestellter
Breiten schwanken kann, gemessen.
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Entsprechend der jeweiligen Breite werden nun die Prüfköpfe einer
Reihe 5 oder 6 - im dargestellten Beispiel die der ersten Reihe 5 - aus der jeweiligen
vorhergehenden Relativlage so auseinander- oder zusammengefahren, daß ein Prüfkopf
7'' relativ zu der anderen Längskante 14 in eine Lage kommt, daß dieser Prüfkopf
7' noch ganz von dem Blech abgedeckt wird, so daß sich der an ihm aufgebaute Wasserfilm
ordnungsgemä herstellen und aufrechterhalten lassen kann und somit das Prüfsignal
dieses Prüfkopfes 7'', der im Randbereich arbeitet, ordnungsgemäß auswerten läßt.
Gleiches gilt für den Prüfkopf 7'
bezüglich der Längskante 15,
deren Lage entsprechend der durch die Rolle 2 gebildeten Bezugskante hier festliegt.
Man erkennt durch Vergleich der Fig. 1 und 2, daß gemäß Fig. 2 bei einem vergleichsweise
breiteren Blech 3 die Prüfkößfe 7 der ersten Reihe 5 und auch der zweiten Reihe
6 entsprechend auseinandergefahren worden sind. Dabei ist es zufällig so, daß der
sechste Prüfkopf 7" auf die Längskante 14 eingestellt ist. Es könnte selbstverständlich
als Prüfkopf 7'' auch jedg andere Prüfkopf 7 dieser Reihe 5 dienen. Welcher der
Prüfköpfe 7 die Funktion des Prüfkopfes 7'' übernimmt, richtet sich nach der Breite
des Bleches 3. In allen Fällen muß die Uberlappung gesichert sein. Die Verstellung
der Prüfköpfe 7 entsprechend dem Pfeil 9 kann so gesteuert werden, daß von Blech
zu Blech jeweils der geringsmögliche Verstellweg zurückgelegt wird. Es versteht
sich, daß die Prüfköpfe 7 der zweiten Reihe 6 immer entsprechend, d. h. unter Beibehaltung
der Überlappung, eingestellt werden. Dies bedeutet, daß die Prüfköpfe 7 der zweiten
Reihe 6 entweder auf einer gleich ausgebildeten zweiten Schere 13 angeordnet sein
könnte, die genauso gesteuert wird wie die Schere der ersten Reihe 5. Es ist aber
auch möglich, nur eine einzige Schere für beide Prüfkopfreihen 5 und 6 vorzusehen.
Auch andere Mittel zur äquidistanten Verstellung der Prüfköpfe 7 untereinander sind
dem Fachmann bekannt. So ist es auch z. B.
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möglich, die Bezugskante nicht durch eine Rolle 2 herzustellen, gegen
die die Bleche 3 seitlich angeschoben werden müssen. Es ist vielmehr auch denkbar,
die Bleche 3 auf dem Rollgang mittig zu führen, also zu einer Mittelachse entsprechend
der Förderrichtung 4 jeweils auszurichten. Dann ist die Bezugskante gleichsam in
der Mitte zwischen den Längskanten 14 und 15 gebildet und es wird in diesem Bereich
der ortsfeste Prüfkopf 7' angeordnet, während die Prüfköpfe 7 rechts und links davon
dann wiederum äquidistant entsprechend dem Pfeil 9 verschiebbar sind.
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Bezugszeichenliste: 1 = Träger 2 = Rolle 3 = Blech 4 = Förderrichtung
5 = 1. Reihe 6 = 2. Reihe 7 = Prüfkopf 8 = Prüfspur 9 = Pfeil 10 = Hubbalken 11
= Pfeil 12 = Stütze 13 = Schere 14 = Längskante 15 = Längskante a = Abstand b =
Abstand