WO2014090446A1 - Manipulation of large array probes arranged in pairs (pitch-catch arrangement) - Google Patents

Manipulation of large array probes arranged in pairs (pitch-catch arrangement) Download PDF

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WO2014090446A1
WO2014090446A1 PCT/EP2013/071573 EP2013071573W WO2014090446A1 WO 2014090446 A1 WO2014090446 A1 WO 2014090446A1 EP 2013071573 W EP2013071573 W EP 2013071573W WO 2014090446 A1 WO2014090446 A1 WO 2014090446A1
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workpiece
cylinder
manipulator
linear
linear probes
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PCT/EP2013/071573
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Werner Heinrich
Karsten Kolk
Hans-Peter Lohmann
Johannes Vrana
Uwe Büchner
Hubert Mooshofer
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G01N2291/2634—Surfaces cylindrical from outside

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for ultrasonic testing of a workpiece, in particular a wheel disc, which may have up to several tons of mass.
  • Corresponding array probe devices point with it
  • test heads are provided with which ultrasound can be coupled into the workpiece and detected by exiting from the workpiece ultrasound.
  • one or two test heads are placed in the region of an expected defect on the surface of the workpiece and brought into position with respect to each other and relative to the workpiece so that ultrasound emitted by the one test head is reflected at the defect and the reflected ultrasound strikes the other test head and thus detected.
  • the resulting positions of the probes, together with the detected ultrasonic signal allow conclusions to be drawn about the position, orientation and size of the defect in the interior of the workpiece.
  • Defects with a direction perpendicular to the surface of the workpiece orientation are preferably detectable by tandem technology.
  • the two probes on a Vorsatzkeil are emitted with the transverse waves under certain EinschallwinkeIn into the workpiece.
  • 45 ° is selected as the insonification angle, but techniques are known in which other insonification angles are selected.
  • the test head is conventionally designed as a single oscillator, wherein the probes are manually moved during ultrasonic testing along a surface of the workpiece until a defect is detected.
  • the probes are arranged, for example, on a first surface of the workpiece and are positioned so that the ultrasonic beam emitted by the one probe is reflected at a defect in the workpiece.
  • the reflected ultrasound beam then impinges on a second workpiece surface opposite the first surface with the probes, and is also reflected there. If the two surfaces are arranged parallel to one another and the extent of the defect is substantially perpendicular to the surfaces, then the ultrasound bundle is deflected by approximately 180 ° and strikes the second test head when it is in the corresponding position on the one surface , This procedure is known as tandem technique.
  • the second test head can be arranged on the second workpiece surface. This halves the second test head
  • the object of the invention is to provide a device for ultrasonic testing of a workpiece as well as a method for improved ultrasonic testing of the workpiece, wherein the ultrasonic testing systematically, robust and mechanized siert is feasible.
  • probes should be clearly positioned relative to each other.
  • a robust pitch-catching test in particular on disks, for example wheel disks of different sizes in terms of diameter and axial extension, be executable, such wheel disks may have up to several tons of mass. Examples are rotor wheel disks for gas and steam turbines.
  • the object is achieved by a device according to the main claim and a method according to the independent claim.
  • a device for ultrasonic testing of a workpiece comprising two elongate linear probes in a pair arrangement and a control device for driving the two linear probes having a plurality of oscillating elements arranged in series along the longitudinal direction of the respective linear test head are arranged individually and / or in groups by the control unit to one for emission and the other for the detection of ultrasound can be activated and thereby each form an active zone of the respective Linearprüfköpfs, wherein by means of the control of the individual oscillator elements by the control unit, the two active zones along the A manipulator Positionie the two linear probes relative to each other, each with a set pressure on two mutually opposite surfaces of the workpiece adjustable and synchronously movable wegie rt.
  • a method for ultrasonic testing a workpiece with the following steps is proposed.
  • Provision of two linear test heads according to the invention with a respective pressure, adjustable and synchronously movable application of the two linear probes to mutually opposite surfaces of the workpiece, the two linear probes having substantially identical xy coordinates or yz coordinates in an x, y, z-coordinate system, driving the first Linearprüf- head with the control device for forming the active zone for ultrasonic emission into the workpiece, driving the second Linearprüfköpfs with the control unit for forming the active zone for the detection of ultrasound, which was emitted from the active zone of the first Linearprüfköpfs and emerges from the workpiece, displacing the active zones of the two linear probes in such a way until ultrasound is detected by the second linear test head, determining the position of a defect in the workpiece. in dependence of the distance of the active zone from each other in the detection and the position of the active zones relative to
  • manipulators which can position the two required linear probes relative to each other and move synchronously. It is particularly advantageous that each Linearprüfköpf can be finely adjusted individually and is applied with a defined pressure on the surface of the workpiece.
  • the workpiece may be a cylinder rotationally symmetrical about a rotation axis.
  • the cylinder can be a hollow cylinder having a recess, in particular a wheel disc.
  • the present invention is suitable for testing Rotorradusionn of gas and steam turbines.
  • the base surfaces of the cylinder or of the hollow cylinder can extend horizontally, wherein the cylinder or hollow cylinder can be mounted by means of the lower base surface on roller blocks rotatable about the axis of rotation. In this way, only the workpiece is to be rotated for a test, with a manipulator can remain static.
  • the manipulator can extend along the axis of rotation in the case of a hollow cylinder through the recess and position starting from the axis of rotation, the two linear probes horizontally extending horizontally on the two base surfaces of the hollow cylinder, wherein the two base surfaces which are two opposing surfaces of the workpiece.
  • the manipulator can extend outside the cylinder or hollow cylinder and position the two linear test heads extending horizontally on the two base surfaces of the cylinder or hollow cylinder from outside the cylinder or hollow cylinder, wherein the two base surfaces are the two opposing ones Surfaces of the workpiece are.
  • the manipulator can position the two linear probes relative to each other such that they have the same x-y coordinates in an x, y, z coordinate system.
  • the x and y coordinates are in a horizontal plane.
  • the base surfaces of the cylinder or hollow cylinder may extend vertically, wherein the cylinder or hollow cylinder by means of its cylindrical surface or hollow cylindrical surface on a roller block can be rotatably mounted about the rotation axis.
  • a section of the cylinder or hollow cylinder to be tested can be submerged in a liquid within a dip tank.
  • the manipulator may extend outside the cylinder or hollow cylinder and from outside the cylinder or hollow cylinder, the two linear probes position themselves vertically extending on the two base surfaces of the cylinder or hollow cylinder, the two Base surfaces are the two opposite surfaces of the workpiece.
  • the manipulator may position the two linear probes relative to each other such that they have the same y-z coordinates in an x, y, z coordinate system.
  • a y-z plane is a vertical plane.
  • Figure 1 is a schematic cross-sectional view of a
  • Figure 2 is a longitudinal section through a Linearprüfköpf
  • FIG. 3 to 6 four embodiments of a device according to the invention.
  • the leading sawtooth profile 23 is formed by a plurality of adjacent sawteeth 24, which are each associated with a vibrator element 25, so that for each of the oscillator elements 25 of the saw teeth 24 forms a feed wedge.
  • the linear probes 1, 2 are designed such that in the workpiece 19 ultrasonic longitudinal waves and / or ultrasonic transverse waves can be sounded.
  • the proportion of the ultrasonic longitudinal waves and / or the ultrasound transversal waves is determined by the angle of the advance wedges.
  • the device for ultrasonic testing comprises the first linear test head 1, the second linear test head 2 and a control unit 9.
  • the control device 9 is coupled via a control line 10 both to the first linear test head 1 and to the second linear test head 2, as a result of which the individual transducer elements 25 of the linear test heads 1, 2 can be individually controlled.
  • the control unit 9 is set up to control the oscillator elements 25 such that in the first linear test head 1 a radiator group 3, 5, 7 and in the second linear test head 2 a sensor group 4, 6, 8 can each be formed as active zones.
  • Control unit 9 the linear probes 1, 2 are controlled so that both the radiator group 3 in the positions of the radiator groups 5 and 7 and the sensor group 4 in the positions of the sensor groups 6 and 9 along the longitudinal direction 11 are displaced.
  • Fig. 1 the workpiece is tested with the Linearprüfköpfen 1, 2 in the pitch-catch technique.
  • the second linear test head 2 is not arranged on the first workpiece surface 20, but on the second workpiece surface 21 opposite the first linear test head 1.
  • the reflection of the ultrasound beam 12 at the surface reflection point 17 is not important, so that the relevant sound path of the ultrasound beam 12 in the workpiece 19 is substantially halved.
  • the first emitter group 3 and the first sensor group 4 as well as the second emitter group 5 and the second sensor group 6 can each be activated with the control device 9 in order to find the fault location 15 accordingly. If, for example, the fault location is close to the second workpiece surface 21, then the third radiator group 7 is to be activated together with the third sensor group 8. According to FIG. 1, the defect locations 15 are distributed in the defect expectation area 14 over different defect depths 16. In order to sense the error expectation range 14, the individual oscillator elements 25 of the linear probes 1 and 2 are to be controlled by the control unit 9 such that the first radiator group 3 is active together with the first sensor group 4, whereby the fault location 15 is close to the first one Workpiece surface 20 is detected.
  • the radiator group and the sensor group is then displaced to the position of the second radiator group 4 and the second sensor group 6, whereby the flaw 15 is detected in the central region of the workpiece 19 within the defect expectation area 14. Thereafter, the activity of the radiator group is moved to the position of the third radiator group 7 and the activity of the sensor group in the position of the third sensor group 8, whereby the fault location 15 is detected in the vicinity of the second workpiece surface 21 in the defect expectation area 14.
  • FIG. 3 shows a first exemplary embodiment of a device according to the invention.
  • a workpiece 19 is designed here in the form of a hollow cylinder 28. This is placed on roller blocks 29.
  • a manipulator 26 is designed to be centric or eccentric relative to the hollow cylinder 28.
  • the hollow cylinder 28 may be, for example, a wheel disc or a rotor wheel of a gas and steam turbine. In this case, the wheel disc has a central bore.
  • a manipulator 26 is designed such that it runs along a rotation axis 27 of the hollow cylinder 28 and exits from both sides of the recess.
  • the manipulator 26 has, in particular, horizontal mechanical elements with which the manipulator 26 positions the two linear probes 1 and 2 extending horizontally on the two hollow cylinder base surfaces.
  • the two base surfaces of the hollow cylinder 28 are two opposing surfaces 20 and 21 of the workpiece 19, which is a hollow cylinder 28 here.
  • Figure 4 shows a second embodiment of an inventive device.
  • Figure 2 shows an eccentric arrangement, which can be designed very flexible and in which a wheel disc can be oriented horizontally or horizontally.
  • the manipulator 26 is provided outside the hollow cylinder 28.
  • the manipulator 26 positions the two linear heads 1 and 2 extending horizontally on the two base surfaces of the cylinder or hollow cylinder 28 from outside the cylinder or the hollow cylinder 28.
  • the two base surfaces of the hollow cylinder 28 form the two opposing surfaces 20 and 21 out .
  • the hollow cylinder 28 according to Figures 3 and 4 is located on roller blocks 29, so that the wheel disc can be easily rotated.
  • the wheel disc can be easily rotated.
  • Manipulator 26 is provided according to Figure 3 and Figure 4 such that it can position the two linear heads 1 and 2 relative to each other so that they have the same x-y coordinates in an x, y, z coordinate system.
  • an x, y plane lies in the horizontal plane, with a z-axis extending vertically perpendicular to this plane.
  • FIG. 5 shows a third embodiment of an inventive device.
  • the hollow cylinder 28 may in turn be a wheel disc, which now however has a horizontal axis of rotation 27. Accordingly, the hollow cylinder 28 extends vertically.
  • the arrangement of a manipulator 26 is eccentric, that is, the manipulator 26 is formed outside the hollow cylinder 28 and leads from outside the hollow cylinder 28, the two linear heads 1 and 2, which now vertically extending and with this orientation on the position both bases of the hollow cylinder 28.
  • the two base surfaces of the hollow cylinder 28 form the two opposing surfaces 20 and 21.
  • FIG. 6 shows a fourth exemplary embodiment of a device according to the invention.
  • a portion of the hollow cylinder 28 to be tested is submerged in a liquid 30 within a dip tank 31.
  • the hollow cylinder 28 rests on a roller block 29, which is also positioned within the dip tank 31 in the liquid 30.
  • a manipulator 26 according to the invention in conjunction with FIGS. 5 and 6, can position the two linear heads relative to one another in such a way that they have the same yz coordinates in an x, y, z coordinate system. Where a yz plane is a vertical plane.
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a method according to the invention.
  • a pair of linear probes corresponding to a pitch-catch arrangement is provided for ultrasonic testing of a workpiece.
  • an adjustment of the two linear probes which is adjustable and synchronously movable with a respective pressure, takes place on two opposite surfaces of the workpiece, wherein the two linear probes have substantially identical x-y coordinates or y-z coordinates.
  • the first linear test head is activated by the control device for forming the active zone for ultrasound emission into the workpiece.
  • the second linear test head is activated by the control unit for forming the active zone for detecting ultrasound, which was emitted by the active zone of the first linear test head and exits from the workpiece.
  • the active zones of the two linear test heads are displaced until ultrasound is detected by the second linear test head.
  • the position of a fault location in the workpiece is determined as a function of the distance of the active zones from one another during the detection and the position of the active zones relative to the workpiece.

Abstract

The invention relates to the ultrasonic inspection of workpieces using two elongated linear probes (1, 2) in a pitch-catch arrangement, comprising a manipulator (26) which positions the two linear probes (1, 2) in relation to each other at a set pressure such that they can be adjusted on two opposite surfaces (20, 21) of the workpiece (19) and moved synchronously. In this way, the inspection can be carried out in a systematically robust and mechanized manner. The invention is particularly suitable for the inspection of rotor disks of gas and steam turbines.

Description

Beschreibung description
Manipulation von Array-Prüfköpfen in Pitch-Catch-Anordnung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ultraschallprüfung eines Werkstücks, insbesondere einer Radscheibe, die bis zu mehreren Tonnen Masse aufweisen kann . Entsprechende Array-Prüfköpf-Vorrichtungen weisen damit The invention relates to a device and a method for ultrasonic testing of a workpiece, in particular a wheel disc, which may have up to several tons of mass. Corresponding array probe devices point with it
Erstreckungen insbesondere im cm- bis m-Bereich auf . Extensions especially in the cm to m range.
Im Rahmen zahlreicher technischer Anwendungen werden Werkstücke einer Ultraschallprüfung unterzogen, um die Qualität der Werkstücke oder deren Verschleiß oder deren betrieblichen Beanspruchungen zu beurteilen . Zur Ultraschallprüfung werden Prüfköpfe vorgesehen, mit denen Ultraschall in das Werkstück einkoppelbar und von aus dem Werkstück austretender Ultraschall detektierbar ist . Hierbei werden ein oder zwei Prüf- köpfe im Bereich einer erwarteten Fehlstelle an der Oberfläche des Werkstücks angelegt sowie zueinander und relativ zum Werkstück in Position gebracht , dass von dem einen Prüfköpf emittierter Ultraschall an der Fehlstelle reflektiert wird und der reflektierte Ultraschall auf den anderen Prüfköpf trifft und somit detektiert wird . Die sich dabei ergebenden Positionen der Prüfköpfe lassen zusammen mit dem detektierten Ultraschallsignal Rückschlüsse auf die Lage, die Orientierung und die Größe der Fehlstelle im Inneren des Werkstücks zu . In many technical applications, workpieces are subjected to an ultrasonic test to assess the quality of the workpieces or their wear or their operational stresses. For ultrasonic testing probes are provided with which ultrasound can be coupled into the workpiece and detected by exiting from the workpiece ultrasound. In this case, one or two test heads are placed in the region of an expected defect on the surface of the workpiece and brought into position with respect to each other and relative to the workpiece so that ultrasound emitted by the one test head is reflected at the defect and the reflected ultrasound strikes the other test head and thus detected. The resulting positions of the probes, together with the detected ultrasonic signal, allow conclusions to be drawn about the position, orientation and size of the defect in the interior of the workpiece.
Fehlstellen mit einer senkrecht zur Oberfläche des Werkstücks verlaufenden Orientierung sind vorzugsweise mit der Tandem- technik detektierbar . Dabei weisen die beiden Prüfköpfe einen Vorsatzkeil auf, mit dem Transversalwellen unter bestimmten EinschallwinkeIn in das Werkstück emittiert werden . In der Regel wird als der Einschallwinkel 45° gewählt , es sind jedoch Techniken bekannt , bei denen andere Einschallwinkel ge- wählt werden . Der Prüfköpf ist herkömmlich als ein Einzelschwinger ausgebildet, wobei die Prüfköpfe bei der Ultraschallprüfung manuell entlang einer Oberfläche des Werkstücks verschoben werden, bis eine Fehlstelle detektiert ist . Die Prüfköpfe sind beispielsweise an einer ersten Oberfläche des Werkstücks angeordnet und werden so in Position gebracht, dass das von dem einen Prüfkopf emittierte Ultraschallbündel an einer Fehlstelle im Werkstück reflektiert wird. Das reflektierte Ultraschallbündel trifft sodann auf eine zweite Werkstückoberfläche, die der ersten Oberfläche mit den Prüfköpfen gegenüberliegend angeordnet ist, und wird dort ebenfalls reflektiert. Sind die beiden Oberflächen parallel zu- einander angeordnet und ist die Erstreckung der Fehlstelle im Wesentlichen senkrecht zu den Oberflächen, so wird das Ultraschallbündel etwa um 180° umgelenkt und trifft auf den zweiten Prüfkopf, wenn dieser sich in der entsprechenden Position auf der einen Oberfläche befindet. Dieses Vorgehen ist als Tandemtechnik bekannt. Defects with a direction perpendicular to the surface of the workpiece orientation are preferably detectable by tandem technology. In this case, the two probes on a Vorsatzkeil, are emitted with the transverse waves under certain EinschallwinkeIn into the workpiece. As a rule, 45 ° is selected as the insonification angle, but techniques are known in which other insonification angles are selected. The test head is conventionally designed as a single oscillator, wherein the probes are manually moved during ultrasonic testing along a surface of the workpiece until a defect is detected. The probes are arranged, for example, on a first surface of the workpiece and are positioned so that the ultrasonic beam emitted by the one probe is reflected at a defect in the workpiece. The reflected ultrasound beam then impinges on a second workpiece surface opposite the first surface with the probes, and is also reflected there. If the two surfaces are arranged parallel to one another and the extent of the defect is substantially perpendicular to the surfaces, then the ultrasound bundle is deflected by approximately 180 ° and strikes the second test head when it is in the corresponding position on the one surface , This procedure is known as tandem technique.
Alternativ kann der zweite Prüfkopf an der zweiten Werkstückoberfläche angeordnet werden. Dadurch halbiert sich der Alternatively, the second test head can be arranged on the second workpiece surface. This halves the
Schallweg des Ultraschallbündels durch das Werkstück, da das Ultraschallbündel nur einmal an der Fehlstelle reflektiert wird. Dieses Vorgehen ist als Pitch-Catch-Technik bekannt . Sowohl bei der Tandemtechnik als auch bei der Pitch-Catch- Technik ergibt sich die Prüfzone in dem Werkstück durch den Abstand der beiden Prüfköpfe zueinander . Sound path of the ultrasonic beam through the workpiece, since the ultrasonic beam is reflected only once at the defect. This procedure is known as the pitch-catch technique. Both in the tandem technique and in the pitch-catching technique, the test zone in the workpiece results from the distance between the two test heads.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung zur Ultraschallprüfung eines Werkstücks sowie ein Verfahren zur verbesserten Ultraschallprüfung des Werkstücks zu schaffen, wobei die Ultraschallprüfung systematisch, robust und mechani- siert durchführbar ist . Insbesondere sollen Prüfköpfe eindeutig relativ zueinander positionierbar sein . Des Weiteren soll eine robuste Pitch-Catch Prüfung insbesondere an Scheiben, beispielsweise Radscheiben unterschiedlicher Größe hinsichtlich Durchmesser und axialer Erstreckung, ausführbar sein, wobei derartige Radscheiben bis zu mehreren Tonnen Masse aufweisen können . Beispiele sind Rotorradscheiben für Gas- und Dampfturbinen . Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch und ein Verfahren gemäß dem Nebenanspruch gelöst . The object of the invention is to provide a device for ultrasonic testing of a workpiece as well as a method for improved ultrasonic testing of the workpiece, wherein the ultrasonic testing systematically, robust and mechanized siert is feasible. In particular, probes should be clearly positioned relative to each other. Furthermore, a robust pitch-catching test, in particular on disks, for example wheel disks of different sizes in terms of diameter and axial extension, be executable, such wheel disks may have up to several tons of mass. Examples are rotor wheel disks for gas and steam turbines. The object is achieved by a device according to the main claim and a method according to the independent claim.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zur Ultra- schallprüfung eines Werkstücks vorgeschlagen, mit zwei langgestreckten Linearprüfköpfen in einer Paar-Anordnung und einem Steuergerät zum Ansteuern der zwei Linearprüfköpfe, die eine Mehrzahl an Schwingerelementen aufweisen, die in Reihe entlang der Längsrichtung des jeweiligen Linearprüfköpfs an- geordnet sind und einzeln und/oder gruppenweise von dem Steuergerät zu einen zur Emission und zum anderen zur Detektion von Ultraschall aktivierbar sind und dadurch jeweils eine Aktivzone des jeweiligen Linearprüfköpfs bilden, wobei mittels der Ansteuerung der einzelnen Schwingerelemente durch das Steuergerät die zwei Aktivzonen entlang der Längsrichtung des jeweiligen Linearprüfköpfs bewegbar sind, wobei ein Manipulator die zwei Linearprüfköpfe relativ zueinander mit jeweils einem eingestellten Druck auf zwei aneinander gegenüberliegenden Oberflächen des Werkstücks justierbar und synchron be- wegbar positioniert . According to a first aspect, a device for ultrasonic testing of a workpiece is proposed, comprising two elongate linear probes in a pair arrangement and a control device for driving the two linear probes having a plurality of oscillating elements arranged in series along the longitudinal direction of the respective linear test head are arranged individually and / or in groups by the control unit to one for emission and the other for the detection of ultrasound can be activated and thereby each form an active zone of the respective Linearprüfköpfs, wherein by means of the control of the individual oscillator elements by the control unit, the two active zones along the A manipulator Positionie the two linear probes relative to each other, each with a set pressure on two mutually opposite surfaces of the workpiece adjustable and synchronously movable wegie rt.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zur Ultraschallprüfung eines Werkstücks mit den folgenden Schritten vorgeschlagen . Bereitstellen von zwei erfindungsgemäßen Line- arprüfköpfen, mit einem jeweiligen Druck, justierbar und synchron bewegbar ausgeführtes Anlegen der zwei Linearprüfköpfe aneinander gegenüberliegenden Oberflächen des Werkstücks, wobei die zwei Linearprüfköpfe im Wesentlichen gleiche x-y- Koordinaten oder y-z-Koordinaten in einem x-, y-, z- Koordinatensystem aufweisen, Ansteuern des ersten Linearprüf- köpfs mit dem Steuergerät zum Ausbilden der Aktivzone zur Ultraschallemission in das Werkstück, Ansteuern des zweiten Linearprüfköpfs mit dem Steuergerät zum Ausbilden der Aktivzone zur Detektion von Ultraschall , der von der Aktivzone des ersten Linearprüfköpfs emittiert wurde und aus dem Werkstück austritt, Verlagern der Aktivzonen der beiden Linearprüfköpfe derart, bis von dem zweiten Linearprüfköpf ultraschalldetek- tiert wird, Ermitteln der Lage einer Fehlstelle in dem Werk- stück in Abhängigkeit des Abstands der Aktivzone voneinander bei der Detektion un der Lage der Aktivzonen relativ zumAccording to a second aspect, a method for ultrasonic testing a workpiece with the following steps is proposed. Provision of two linear test heads according to the invention, with a respective pressure, adjustable and synchronously movable application of the two linear probes to mutually opposite surfaces of the workpiece, the two linear probes having substantially identical xy coordinates or yz coordinates in an x, y, z-coordinate system, driving the first Linearprüf- head with the control device for forming the active zone for ultrasonic emission into the workpiece, driving the second Linearprüfköpfs with the control unit for forming the active zone for the detection of ultrasound, which was emitted from the active zone of the first Linearprüfköpfs and emerges from the workpiece, displacing the active zones of the two linear probes in such a way until ultrasound is detected by the second linear test head, determining the position of a defect in the workpiece. in dependence of the distance of the active zone from each other in the detection and the position of the active zones relative to
Werkstück. Erfindungsgemäß werden Manipulatoren vorgeschlagen, die die zwei erforderlichen Linearprüfköpfe relativ zueinander positionieren und synchron bewegen können . Hierbei ist es besonders vorteilhaft , dass jeder Linearprüfköpf einzeln fein justiert werden kann und mit einem definierten Druck auf die Oberfläche des Werkstücks appliziert wird . Workpiece. According to the invention manipulators are proposed, which can position the two required linear probes relative to each other and move synchronously. It is particularly advantageous that each Linearprüfköpf can be finely adjusted individually and is applied with a defined pressure on the surface of the workpiece.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Verbindung mit den Unteransprüchen beansprucht . Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Werkstück ein um eine Rotationsachse rotationssymmetrischer Zylinder sein . Further advantageous embodiments are claimed in conjunction with the subclaims. According to an advantageous embodiment, the workpiece may be a cylinder rotationally symmetrical about a rotation axis.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Zy- linder ein eine Aussparung aufweisender Hohlzylinder, insbesondere eine Radscheibe, sein . Besonders vorteilhaft eignet sich die vorliegende Erfindung für eine Prüfung von Rotorradscheiben von Gas- und Dampfturbinen . Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können sich die Grundflächen des Zylinders beziehungsweise des Hohlzylinders horizontal erstrecken, wobei der Zylinder oder Hohlzylinder mittels dessen unterer Grundfläche auf Rollenböcken drehbar um die Rotationsachse gelagert sein kann . Auf diese Weise ist für eine Prüfung lediglich das Werkstück zu drehen, wobei ein Manipulator statisch verbleiben kann . According to a further advantageous embodiment, the cylinder can be a hollow cylinder having a recess, in particular a wheel disc. Particularly advantageously, the present invention is suitable for testing Rotorradscheiben of gas and steam turbines. According to a further advantageous embodiment, the base surfaces of the cylinder or of the hollow cylinder can extend horizontally, wherein the cylinder or hollow cylinder can be mounted by means of the lower base surface on roller blocks rotatable about the axis of rotation. In this way, only the workpiece is to be rotated for a test, with a manipulator can remain static.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Manipulator sich entlang der Rotationsachse im Falle eines Hohlzylinders durch dessen Aussparung hindurch erstrecken und ausgehend von der Rotationsachse die zwei Linearprüfköpfe sich horizontal erstreckend auf den beiden Grundflächen des Hohlzylinders positionieren, wobei die beiden Grundflächen die zwei aneinander gegenüberliegenden Oberflächen des Werkstücks sind. According to a further advantageous embodiment, the manipulator can extend along the axis of rotation in the case of a hollow cylinder through the recess and position starting from the axis of rotation, the two linear probes horizontally extending horizontally on the two base surfaces of the hollow cylinder, wherein the two base surfaces which are two opposing surfaces of the workpiece.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Ma- nipulator sich außerhalb des Zylinders beziehungsweise Hohl- zylinders erstrecken und von Außerhalb des Zylinders beziehungsweise Hohlzylinders die zwei Linearprüfköpfe sich horizontal erstreckend auf den beiden Grundflächen des Zylinders beziehungsweise Hohlzylinders positionieren, wobei die beiden Grundflächen die zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen des Werkstücks sind. According to a further advantageous embodiment, the manipulator can extend outside the cylinder or hollow cylinder and position the two linear test heads extending horizontally on the two base surfaces of the cylinder or hollow cylinder from outside the cylinder or hollow cylinder, wherein the two base surfaces are the two opposing ones Surfaces of the workpiece are.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Manipulator die zwei Linearprüfköpfe derart relativ zueinander positionieren, dass diese die gleichen x-y-Koordinaten in einem x-, y-, z-Koordinatensystem aufweisen . In einem derartigen Koordinatensystem liegen die x- und y-Koordinaten in einer horizontalen Ebene . Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können sich die Grundflächen des Zylinders beziehungsweise Hohlzylinders vertikal erstrecken, wobei der Zylinder beziehungsweise Hohl- zylinder mittels dessen Zylinderfläche beziehungsweise Hohlzylinderfläche auf einem Rollenbock drehbar um die Rotations- achse gelagert sein kann . According to a further advantageous embodiment, the manipulator can position the two linear probes relative to each other such that they have the same x-y coordinates in an x, y, z coordinate system. In such a coordinate system, the x and y coordinates are in a horizontal plane. According to a further advantageous embodiment, the base surfaces of the cylinder or hollow cylinder may extend vertically, wherein the cylinder or hollow cylinder by means of its cylindrical surface or hollow cylindrical surface on a roller block can be rotatably mounted about the rotation axis.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein zu prüfender Abschnitt des Zylinders beziehungsweise Hohlzylinders in einer Flüssigkeit innerhalb eines Tauchbeckens einge- taucht sein . According to a further advantageous embodiment, a section of the cylinder or hollow cylinder to be tested can be submerged in a liquid within a dip tank.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Manipulator sich außerhalb des Zylinders beziehungsweise Hohl- zylinders erstrecken und von Außerhalb des Zylinders bezie- hungsweise Hohlzylinders die zwei Linearprüfköpfe sich vertikal erstreckend auf den beiden Grundflächen des Zylinders beziehungsweise Hohlzylinders positionieren, wobei die beiden Grundflächen die zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen des Werkstücks sind. According to a further advantageous embodiment, the manipulator may extend outside the cylinder or hollow cylinder and from outside the cylinder or hollow cylinder, the two linear probes position themselves vertically extending on the two base surfaces of the cylinder or hollow cylinder, the two Base surfaces are the two opposite surfaces of the workpiece.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Ma- nipulator die zwei Linearprüfköpfe derart relativ zueinander positionieren, dass diese die gleichen y-z-Koordinaten in einem x-, y-, z-Koordinatensystem aufweisen . Eine y-z-Ebene ist dabei eine vertikale Ebene . Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben . Es zeigen : According to a further advantageous embodiment, the manipulator may position the two linear probes relative to each other such that they have the same y-z coordinates in an x, y, z coordinate system. A y-z plane is a vertical plane. The invention will be described in more detail by means of exemplary embodiments in conjunction with the figures. Show it :
Figur 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Figure 1 is a schematic cross-sectional view of a
Werkstücks, das in Pitch-Catch-Technik geprüft wird;  Workpiece tested in pitch-catch technique;
Figur 2 einen Längsschnitt durch einen Linearprüfköpf ; Figure 2 is a longitudinal section through a Linearprüfköpf;
Figuren 3 bis 6 vier Ausführungsbeispiele einer erfindungsge- mäßen Vorrichtung . Figures 3 to 6 four embodiments of a device according to the invention.
Wie es aus Fig . 1 und 2 ersichtlich ist , weisen jeweils Linearprüfköpfe 1 , 2 an ihrer Unterseite eine Anlagefläche 22 auf, an der ein Vorlaufsägezahnprofil 23 angeordnet ist . Das Vorlaufsägezahnprofil 23 ist von einer Mehrzahl an nebeneinanderliegenden Sägezähnen 24 gebildet , die jeweils einem Schwingerelement 25 zugeordnet sind, so dass für jedes der Schwingerelemente 25 einer der Sägezähne 24 einen Vorlaufkeil bildet . As can be seen from FIG. 1 and 2 can be seen, each have Linearprüfköpfe 1, 2 on its underside a contact surface 22 on which a leading saw tooth profile 23 is arranged. The leading sawtooth profile 23 is formed by a plurality of adjacent sawteeth 24, which are each associated with a vibrator element 25, so that for each of the oscillator elements 25 of the saw teeth 24 forms a feed wedge.
Die Linearprüfköpfe 1 , 2 sind derart ausgebildet, dass in das Werkstück 19 Ultraschall-Longitudinalwellen und/oder Ultraschall -Transversalwellen eingeschallt werden können . Der Anteil der Ultraschall-Longitudinalwellen und/oder der Ultra- schall -Transversalwellen ist bestimmt von dem Winkel der Vorlaufkeile . Die Vorrichtung zur Ultraschallprüfung weist den ersten Linearprüfkopf 1, den zweiten Linearprüfköpf 2 und ein Steuergerät 9 auf. Das Steuergerät 9 ist via eine Steuerleitung 10 sowohl mit dem ersten Linearprüfköpf 1 als auch mit dem zwei- ten Linearprüfköpf 2 gekoppelt , wodurch die einzelnen Schwingerelemente 25 der Linearprüfköpfe 1 , 2 individuell ansteuerbar sind . Das Steuergerät 9 ist eingerichtet die Schwingerelemente 25 derart anzusteuern, dass im ersten Linearprüfköpf 1 eine Strahlergruppe 3, 5, 7 und im zweiten Linearprüfköpf 2 eine Sensorgruppe 4 , 6, 8 jeweils als Aktivzonen gebildet werden können . The linear probes 1, 2 are designed such that in the workpiece 19 ultrasonic longitudinal waves and / or ultrasonic transverse waves can be sounded. The proportion of the ultrasonic longitudinal waves and / or the ultrasound transversal waves is determined by the angle of the advance wedges. The device for ultrasonic testing comprises the first linear test head 1, the second linear test head 2 and a control unit 9. The control device 9 is coupled via a control line 10 both to the first linear test head 1 and to the second linear test head 2, as a result of which the individual transducer elements 25 of the linear test heads 1, 2 can be individually controlled. The control unit 9 is set up to control the oscillator elements 25 such that in the first linear test head 1 a radiator group 3, 5, 7 and in the second linear test head 2 a sensor group 4, 6, 8 can each be formed as active zones.
Die Linearprüfköpfe 1 , 2 sind langgestreckt ausgebildet , wobei ihre Längsrichtung in Fig. 1 mit einem Pfeil dargestellt ist, der mit dem Bezugs zeichen 11 bezeichnet ist . Von demThe Linearprüfköpfe 1, 2 are elongated, with their longitudinal direction in Fig. 1 is shown with an arrow, which is designated by the reference sign 11. Of the
Steuergerät 9 sind die Linearprüfköpfe 1 , 2 so ansteuerbar, dass sowohl die Strahlergruppe 3 in die Positionen der Strahlergruppen 5 und 7 als auch die Sensorgruppe 4 in die Positionen der Sensorgruppen 6 und 9 entlang der Längsrichtung 11 verlagerbar sind . Control unit 9, the linear probes 1, 2 are controlled so that both the radiator group 3 in the positions of the radiator groups 5 and 7 and the sensor group 4 in the positions of the sensor groups 6 and 9 along the longitudinal direction 11 are displaced.
In Fig. 1 wird das Werkstück mit den Linearprüfköpfen 1 , 2 in Pitch-Catch-Technik geprüft . Der zweite Linearprüfköpf 2 ist nicht auf der ersten Werkstückoberfläche 20, sondern auf der zweiten Werkstückoberfläche 21 dem ersten Linearprüfköpf 1 gegenüberliegend angeordnet . Dadurch ist die Reflexion des Ultraschallbündels 12 an der Oberflächenreflexionsstelle 17 nicht von Bedeutung, so dass der relevante Schallweg des Ultraschallbündels 12 in dem Werkstück 19 im Wesentlichen sich halbiert . In Fig. 1, the workpiece is tested with the Linearprüfköpfen 1, 2 in the pitch-catch technique. The second linear test head 2 is not arranged on the first workpiece surface 20, but on the second workpiece surface 21 opposite the first linear test head 1. As a result, the reflection of the ultrasound beam 12 at the surface reflection point 17 is not important, so that the relevant sound path of the ultrasound beam 12 in the workpiece 19 is substantially halved.
Mit dem Steuergerät 9 sind die erste Strahlergruppe 3 und die erste Sensorgruppe 4 sowie die zweite Strahlergruppe 5 und die zweite Sensorgruppe 6 jeweils aktivierbar, um entspre- chend die Fehlerstelle 15 aufzufinden. Befindet sich beispielsweise die Fehlerstelle in der Nähe der zweiten Werkstückoberfläche 21 , so ist die dritte Strahlergruppe 7 zusammen mit der dritten Sensorgruppe 8 zu aktivieren . Gemäß Fig. 1 sind die Fehlerstellen 15 in dem Fehlererwartungsbereich 14 über verschiedene Fehlerstellentiefen 16 verteilt angeordnet . Um den Fehlererwartungsbereich 14 abzusu- chen, sind von dem Steuergerät 9 die einzelnen Schwingerele- mente 25 der Linearprüfköpfe 1 und 2 so anzusteuern, dass die erste Strahlergruppe 3 zusammen mit der ersten Sensorgruppe 4 aktiv ist, wodurch die Fehlerstelle 15 in der Nähe der ersten Werkstückoberfläche 20 detektiert wird . Die Strahlergruppe und die Sensorgruppe wird sodann zur Position der zweiten Strahlergruppe 4 und der zweiten Sensorgruppe 6 verlagert , wodurch die Fehlerstelle 15 im Mittelbereich des Werkstücks 19 innerhalb des Fehlererwartungsbereichs 14 detektiert wird . Danach wird die Aktivität der Strahlergruppe in die Position der dritten Strahlergruppe 7 und die Aktivität der Sensorgruppe in die Position der dritten Sensorgruppe 8 verlegt , wodurch die Fehlerstelle 15 in der Nähe der zweiten Werkstückoberfläche 21 im Fehlererwartungsbereich 14 detektiert wird . The first emitter group 3 and the first sensor group 4 as well as the second emitter group 5 and the second sensor group 6 can each be activated with the control device 9 in order to find the fault location 15 accordingly. If, for example, the fault location is close to the second workpiece surface 21, then the third radiator group 7 is to be activated together with the third sensor group 8. According to FIG. 1, the defect locations 15 are distributed in the defect expectation area 14 over different defect depths 16. In order to sense the error expectation range 14, the individual oscillator elements 25 of the linear probes 1 and 2 are to be controlled by the control unit 9 such that the first radiator group 3 is active together with the first sensor group 4, whereby the fault location 15 is close to the first one Workpiece surface 20 is detected. The radiator group and the sensor group is then displaced to the position of the second radiator group 4 and the second sensor group 6, whereby the flaw 15 is detected in the central region of the workpiece 19 within the defect expectation area 14. Thereafter, the activity of the radiator group is moved to the position of the third radiator group 7 and the activity of the sensor group in the position of the third sensor group 8, whereby the fault location 15 is detected in the vicinity of the second workpiece surface 21 in the defect expectation area 14.
Figur 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung . Ein Werkstück 19 ist hier in Form eines Hohl Zylinders 28 ausgeführt . Dieser ist auf Rollenböcke 29 aufgelegt . Ein Manipulator 26 ist relativ zum Hohlzylinder 28 zentrisch oder kozentrisch ausgeführt . Der Hohl zylinder 28 kann beispielsweise eine Radscheibe beziehungsweise eine Rotorradscheibe einer Gas- und Dampfturbine sein . Dabei weist die Radscheibe eine Zentralbohrung auf . Ein Manipulator 26 ist derart ausgebildet , dass er entlang einer Rotationsachse 27 des Hohl Zylinders 28 ver1äuft und aus beiden Seiten der Aussparung hinaustritt . Ausgehend von der Rotationsachse 27 weist der Manipulator 26 insbesondere horizontal verlaufende mechanische Elemente auf, mit denen der Manipulator 26 die zwei Linearprüfköpfe 1 und 2 sich horizontal erstreckend auf den beiden Hohlzylinder-Grundflächen positioniert . Die beiden Grundflächen des Hohl Zylinders 28 sind zwei einander gegenüberliegende Oberflächen 20 und 21 des Werkstücks 19, das hier ein Hohlzylinder 28 ist . Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Vorrichtung . Figur 2 zeigt eine exzentrische Anordnung, die sehr flexibel ausgestaltet werden kann und bei der eine Radscheibe waagerecht oder horizontal orientiert sein kann. Im Unterschied zu Figur 3 ist der Manipulator 26 außerhalb des Hohlzylinders 28 bereitgestellt. Der Manipulator 26 positioniert von Außerhalb des Zylinders beziehungsweise des Hohlzylinders 28 die zwei Linearköpfe 1 und 2 sich horizontal erstreckend auf den beiden Grundflächen des Zylinders beziehungsweise Hohlzylinders 28. Analog zu Figur 3 bilden die beiden Grundflächen des Hohlzylinders 28 die zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen 20 und 21 aus . Der Hohlzylinder 28 gemäß Figuren 3 und 4 liegt auf Rollenböcken 29, sodass die Radscheibe einfach rotiert werden kann . DerFIG. 3 shows a first exemplary embodiment of a device according to the invention. A workpiece 19 is designed here in the form of a hollow cylinder 28. This is placed on roller blocks 29. A manipulator 26 is designed to be centric or eccentric relative to the hollow cylinder 28. The hollow cylinder 28 may be, for example, a wheel disc or a rotor wheel of a gas and steam turbine. In this case, the wheel disc has a central bore. A manipulator 26 is designed such that it runs along a rotation axis 27 of the hollow cylinder 28 and exits from both sides of the recess. Starting from the axis of rotation 27, the manipulator 26 has, in particular, horizontal mechanical elements with which the manipulator 26 positions the two linear probes 1 and 2 extending horizontally on the two hollow cylinder base surfaces. The two base surfaces of the hollow cylinder 28 are two opposing surfaces 20 and 21 of the workpiece 19, which is a hollow cylinder 28 here. Figure 4 shows a second embodiment of an inventive device. Figure 2 shows an eccentric arrangement, which can be designed very flexible and in which a wheel disc can be oriented horizontally or horizontally. In contrast to FIG. 3, the manipulator 26 is provided outside the hollow cylinder 28. The manipulator 26 positions the two linear heads 1 and 2 extending horizontally on the two base surfaces of the cylinder or hollow cylinder 28 from outside the cylinder or the hollow cylinder 28. Analogously to FIG. 3, the two base surfaces of the hollow cylinder 28 form the two opposing surfaces 20 and 21 out . The hollow cylinder 28 according to Figures 3 and 4 is located on roller blocks 29, so that the wheel disc can be easily rotated. Of the
Manipulator 26 ist gemäß Figur 3 und Figur 4 derart bereitgestellt, dass er die zwei Linearköpfe 1 und 2 derart relativ zueinander positionieren kann, dass diese die gleichen x-y- Koordinaten in einem x-, y-, z-Koordinatensystem aufweisen . In einem derartigen Koordinatensystem liegt eine x- , y-Ebene in der horizontalen Ebene, wobei sich eine z-Achse lotrecht zu dieser Ebene vertikal erstreckt . Manipulator 26 is provided according to Figure 3 and Figure 4 such that it can position the two linear heads 1 and 2 relative to each other so that they have the same x-y coordinates in an x, y, z coordinate system. In such a coordinate system, an x, y plane lies in the horizontal plane, with a z-axis extending vertically perpendicular to this plane.
Figur 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Vorrichtung . Der Hohlzylinder 28 kann wiederum eine Radscheibe sein, die nun allerdings eine horizontale Rotationsachse 27 aufweist . Entsprechend erstreckt sich der Hohlzylinder 28 vertikal . Entsprechend Figur 4 ist die Anordnung eines Manipulators 26 exzentrisch, das heißt der Manipu- lator 26 ist außerhalb des Hohlzylinders 28 ausgebildet und führt von Außerhalb des Hohlzylinders 28 die zwei Linearköpfe 1 und 2 zu, wobei diese nun vertikal erstreckend und mit dieser Ausrichtung auf den beiden Grundflächen des Hohlzylinders 28 positionieren . Auch hier bilden die beiden Grundflächen des Hohlzylinders 28 die zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen 20 und 21 aus . Figur 6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Vorrichtung . Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein zu prüfender Abschnitt des Hohlzylinders 28 in einer Flüssigkeit 30 innerhalb eines Tauchbeckens 31 eingetaucht . Der Hohlzylinder 28 liegt auf einem Rollenbock 29 auf, der ebenso innerhalb des Tauchbeckens 31 in der Flüssigkeit 30 positioniert ist . Besonders vorteilhaft kann ein erfindungsgemäßer Manipulator 26 in Verbindung mit den Figuren 5 und 6 die zwei Linearköpfe derart relativ zueinander positionieren, dass diese die gleichen y-z-Koordinaten in einem x- , y- , z- Koordinatensystem aufweisen . Dabei ist eine y-z-Ebene eine vertikale Ebene . Figure 5 shows a third embodiment of an inventive device. The hollow cylinder 28 may in turn be a wheel disc, which now however has a horizontal axis of rotation 27. Accordingly, the hollow cylinder 28 extends vertically. According to Figure 4, the arrangement of a manipulator 26 is eccentric, that is, the manipulator 26 is formed outside the hollow cylinder 28 and leads from outside the hollow cylinder 28, the two linear heads 1 and 2, which now vertically extending and with this orientation on the position both bases of the hollow cylinder 28. Again, the two base surfaces of the hollow cylinder 28 form the two opposing surfaces 20 and 21. FIG. 6 shows a fourth exemplary embodiment of a device according to the invention. According to this embodiment, a portion of the hollow cylinder 28 to be tested is submerged in a liquid 30 within a dip tank 31. The hollow cylinder 28 rests on a roller block 29, which is also positioned within the dip tank 31 in the liquid 30. Particularly advantageously, a manipulator 26 according to the invention, in conjunction with FIGS. 5 and 6, can position the two linear heads relative to one another in such a way that they have the same yz coordinates in an x, y, z coordinate system. Where a yz plane is a vertical plane.
Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens . Mit einem ersten Schritt S1 wird zur Ultraschallprüfung eines Werkstücks ein Paar von Linearprüfköpfen bereitgestellt , die einer Pitch-Catch-Anordnung entsprechen . Mit einem zweiten Schritt S2 erfolgt ein mit einem jeweiligen Druck justierbar und synchron bewegbar ausgeführtes Anlegen der zwei Linearprüfköpfe an zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen des Werkstücks, wobei die zwei Linearprüfköpfe im Wesentlichen gleiche x-y-Koordinaten oder y-z-Koordinaten aufweisen . Mit einem dritten Schritt S3 erfolgt ein Ansteuern des ersten Linearprüfköpfes mit dem Steuergerät zum Ausbilden der Aktivzone zur Ultraschallemission in das Werkstück . Mit einem vierten Schritt S4 erfolgt ein Ansteuern des zweiten Linearprüfköpfs mit dem Steuergerät zum Ausbilden der Aktivzone zur Detektion von Ultraschall , der von der Aktivzone des ersten Linearprüfköpfs emittiert wurde und aus dem Werkstück austritt . Mit einem fünften Schritt S5 erfolgt ein Verlagern der Aktivzonen der beiden Linearprüfköpfe derart , bis von dem zweiten Linearprüfköpf Ultraschall detektiert wird . Mit einem sechsten Schritt S6 erfolgt ein ermitteln der Lage einer Fehlerstelle in dem Werkstück in Abhängigkeit des Abstands der Aktivzonen voneinander bei der Detektion und der Lage der Aktivzonen relativ zum Werkstück . FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a method according to the invention. In a first step S1, a pair of linear probes corresponding to a pitch-catch arrangement is provided for ultrasonic testing of a workpiece. With a second step S2, an adjustment of the two linear probes, which is adjustable and synchronously movable with a respective pressure, takes place on two opposite surfaces of the workpiece, wherein the two linear probes have substantially identical x-y coordinates or y-z coordinates. With a third step S3, the first linear test head is activated by the control device for forming the active zone for ultrasound emission into the workpiece. With a fourth step S4, the second linear test head is activated by the control unit for forming the active zone for detecting ultrasound, which was emitted by the active zone of the first linear test head and exits from the workpiece. With a fifth step S5, the active zones of the two linear test heads are displaced until ultrasound is detected by the second linear test head. In a sixth step S6, the position of a fault location in the workpiece is determined as a function of the distance of the active zones from one another during the detection and the position of the active zones relative to the workpiece.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Ultraschallprüfung eines Werkstücks (19), mit zwei langgestreckten Linearprüfköpfen (1, 2) in einer Pitch-Catch-Anordnung und einem Steuergerät (9) zum Ansteuern der zwei Linearprüfköpfe ( 1 , 2 ) , die eine Mehrzahl an Schwingerelementen (25) aufweisen, die in Reihe entlang der Längsrichtung (11) des jeweiligen Linearprüfköpfs (1, 2) angeordnet sind und einzeln und/oder gruppenweise von dem Steuerge- rät (9) zum einen zur Emission und zum anderen zur Detektion von Ultraschall aktivierbar sind und dadurch jeweils eine Aktivzone (38) des jeweiligen Linearprüfköpfs (1, 2 ) bilden, wobei mittels der Ansteuerung der einzelnen Schwingerelemente (25) durch das Steuergerät (9) die zwei Aktivzonen (38) ent- lang der Längsrichtung (11) des jeweiligen Linearprüfköpfs1. A device for ultrasonic testing of a workpiece (19), comprising two elongate linear probes (1, 2) in a pitch-catch arrangement and a control unit (9) for driving the two linear probes (1, 2) comprising a plurality of oscillator elements (1). 25) which are arranged in series along the longitudinal direction (11) of the respective linear test head (1, 2) and can be individually and / or group activated by the control unit (9) on the one hand for emission and on the other hand for the detection of ultrasound and thereby each form an active zone (38) of the respective linear test head (1, 2), wherein the two active zones (38) along the longitudinal direction (11) of the respective one by means of the control of the individual oscillator elements (25) by the control unit (9) Linearprüfköpfs
(1, 2) bewegbar sind, wobei ein Manipulator (26) die zwei Linearprüfköpfe (1, 2 ) relativ zueinander mit jeweils einem eingestellten Druck auf zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen (20, 21 ) des Werkstücks (19) j ustierbar und syn- chron bewegbar positioniert . (1, 2) are movable, wherein a manipulator (26) the two linear probes (1, 2) relative to each other with a set pressure on two opposing surfaces (20, 21) of the workpiece (19) j ustierbar and synchronous movably positioned.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2. Apparatus according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet , dass characterized in that
das Werkstück (19) ein um eine Rotationsachse (27) rotations- symmetrischer Zylinder ist . the workpiece (19) is a cylinder which is rotationally symmetrical about an axis of rotation (27).
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 , 3. Apparatus according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet , dass characterized in that
der Zylinder ein eine Aussparung aufweisender Hohlzylinder (28) , insbesondere eine Radscheibe, ist . the cylinder is a recess having a hollow cylinder (28), in particular a wheel disc is.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, 4. Apparatus according to claim 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet , dass characterized in that
die Grundflächen des Zylinders sich horizontal erstrecken und der Zylinder mittels dessen unterer Grundfläche auf Rollenböcken (29) drehbar um die Rotationsachse (27) gelagert ist . the base surfaces of the cylinder extend horizontally and the cylinder by means of the lower base surface on roller blocks (29) is rotatably mounted about the rotation axis (27).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5. Apparatus according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Manipulator (26) sich entlang der Rotationsachse (27) durch die Aussparung hindurch erstreckt und ausgehend von der Rotationsachse (27) die zwei Linearprüfköpfe (1, 2) sich horizontal erstreckend auf den beiden Hohl zylinder-Grundflachen positioniert, wobei die beiden Grundflächen die zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen (20, 21) des Werkstücks (19) sind . the manipulator (26) extends through the recess along the axis of rotation (27) and, starting from the axis of rotation (27), the two linear probes (1, 2) are positioned horizontally on the two hollow cylinder bases, the two bases defining the two opposite surfaces (20, 21) of the workpiece (19).
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, 6. Apparatus according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Manipulator (26) sich außerhalb des Zylinders erstreckt und von außerhalb des Zylinders die zwei Linearprüfköpfe (1, 2) sich horizontal erstreckend auf den beiden Grundflächen des Zylinders positioniert, wobei die beiden Grundflächen die zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen (20, 21) des Werkstücks (19) sind. the manipulator (26) extends outside the cylinder and from outside the cylinder the two linear probes (1, 2) are positioned horizontally on the two bases of the cylinder, the two bases forming the two opposed surfaces (20, 21) of the workpiece (19) are.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, 7. Apparatus according to claim 5 or 6,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Manipulator (26) die zwei Linearprüfköpfe (1, 2) derart relativ zueinander positioniert, dass diese die gleichen x-y- Koordinaten in einem x-, y-, z- Koordinatensystem aufweisen. the manipulator (26) positions the two linear probes (1, 2) relative to each other such that they have the same x-y coordinates in an x, y, z coordinate system.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, 8. Apparatus according to claim 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Grundflächen des Zylinders sich vertikal erstrecken und der Zylinder mittels dessen Zylinderfläche auf einem Rollen- bock (29) drehbar um die Rotationsachse gelagert ist. the base surfaces of the cylinder extend vertically and the cylinder is mounted by means of its cylindrical surface on a roller block (29) rotatable about the axis of rotation.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9. Apparatus according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
ein zu prüfender Abschnitt des Zylinders in einer Flüssigkeit (30) innerhalb eines Tauchbeckens (31) zusammen mit dem Rollenbock (29) eingetaucht ist. a portion of the cylinder to be tested is submerged in a liquid (30) within a dip tank (31) together with the roller block (29).
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, 10. Apparatus according to claim 8 or 9,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Manipulator (26) sich außerhalb des Zylinders erstreckt und von außerhalb des Zylinders die zwei Linearprüfköpfe (1, 2) sich vertikal erstreckend auf den beiden Grundflächen des Zylinders positioniert, wobei die beiden Grundflächen die zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen (20, 21) des Werkstücks (19) sind. the manipulator (26) extends outside the cylinder and from outside the cylinder the two linear probes (1, 2) are positioned vertically on the two bases of the cylinder, the two bases forming the two opposed surfaces (20, 21) of the workpiece (19) are.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11. The device according to claim 10,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Manipulator (26) die zwei Linearprüfköpfe (1, 2) derart relativ zueinander positioniert, dass diese die gleichen y- Koordinaten in einem x-, y-, z- Koordinatensystem aufweisen the manipulator (26) positions the two linear probes (1, 2) relative to each other so that they have the same y-coordinates in an x, y, z coordinate system
12. Verfahren zur Ultraschallprüfung eines Werkstücks (19), mit den Schritten: 12. A method for ultrasonic testing a workpiece (19), comprising the steps of:
- Bereitstellen von zwei Linearprüfköpfen (1, 2 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ; - Providing two Linearprüfköpfen (1, 2) according to one of claims 1 to 11;
- mit einem jeweiligen Druck, justierbar und synchron bewegbar ausgeführtes Anlegen der zwei Linearprüfköpfe (1, 2) an zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen (20, 21 ) des Werkstücks (19) , wobei die zwei Linearprüfköpfe (1, 2) im Wesentlichen gleiche x-y-Koordinaten oder y-z-Koordinaten in einem x- , y-, z- Koordinatensystem aufweisen;  - With a respective pressure, adjustable and synchronously movable executed applying the two Linearprüfköpfe (1, 2) on two opposite surfaces (20, 21) of the workpiece (19), wherein the two Linearprüfköpfe (1, 2) substantially the same xy- Having coordinates or yz coordinates in an x, y, z coordinate system;
- Ansteuern des ersten Linearprüfköpfs (1) mit dem Steuergerät (9) zum Ausbilden der Aktivzone (3, 5, 7) zur Ultra- schallemission in das Werkstück (9) ;  - Driving the first Linearprüfköpfs (1) with the control unit (9) for forming the active zone (3, 5, 7) for ultrasonic emission into the workpiece (9);
- Ansteuern des zweiten Linearprüfköpfs (2) mit dem Steuergerät (9) zum Ausbilden der Aktivzone (4, 6, 8) zur Detek- tion von Ultraschall, der von der Aktivzone (3, 5, 7) des ersten Linearprüfköpfs (1) emittiert wurde und aus dem Werkstück (19) austritt;  - Driving the second Linearprüfköpfs (2) with the control unit (9) for forming the active zone (4, 6, 8) for the detection of ultrasound emitted from the active zone (3, 5, 7) of the first Linearprüfköpfs (1) was and emerges from the workpiece (19);
- Verlagern der Aktivzonen (38) der beiden Linearprüfköpfe (1, 2) derart, bis von dem zweiten Linearprüfköpf (2) Ultraschall detektiert wird; - Ermitteln der Lage (16) einer Fehlstelle (15) in dem Werkstück (19) in Abhängigkeit des Abstands der Aktivzonen (38) voneinander bei der Detektion und der Lage der Aktivzonen ( 38 ) relativ zum Werkstück (19) . - Relocating the active zones (38) of the two linear probes (1, 2) such until ultrasound is detected by the second Linearprüfköpf (2); - Determining the position (16) of a defect (15) in the workpiece (19) in dependence of the distance of the active zones (38) from each other in the detection and the position of the active zones (38) relative to the workpiece (19).
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